Her ku şaristanî mezin dibe, enerjiya ku ji bo piştgirîkirina awayê jiyana me hewce dike her roj zêde dibe, ji me re hewce dike ku em rêyên nû û nûjen bibînin da ku çavkaniyên xwe yên nûjenkirî, mîna tîrêja rojê, bikar bînin, da ku bêtir enerjiyê ji civaka me re biafirînin da ku Pêşveçûnê bidomîne.
Ronahiya rojê bi sedsalan li gerstêrka me jiyanê peyda kiriye û kiriye. Çi rasterast çi nerasterast, roj destûrê dide hilberîna hema hema hemî çavkaniyên enerjiyê yên naskirî yên wekî sotemeniyên fosîl, hîdro, ba, biomass, hwd. Her ku şaristanî mezin dibe, enerjiya ku ji bo piştgiriyê hewce dike. awayê jiyana me her roj zêde dibe, ji me re hewce dike ku em rêyên nû û nûjen bibînin da ku çavkaniyên xwe yên nûjenkirî, mîna tîrêja rojê, bikar bînin, da ku bêtir enerjiyê ji civaka me re biafirînin da ku Pêşveçûnê bidomîne.
Heya di cîhana kevnar de me karîbû bi enerjiya rojê bijîn, ronahiya rojê wekî çavkaniyek enerjiyê bikar tînin ku di avahiyên ku zêdetirî 6,000 sal berê hatine çêkirin de, bi arastekirina xanî da ku ronahiya rojê di vebûnên ku wekî celebek germkirinê de tevdigerin derbas bibe. .Bi hezaran sal şûnda, Misrî û Yewnanan heman teknîk bikar anîn da ku di havînê de xaniyên xwe sar bihêlin û wan ji tavê diparêzin [1]. Pencereyên yek camê yên mezin wekî pencereyên termal ên rojê têne bikar anîn, ku dihêle germa rojê bikeve hundurê lê digire. Germaya hundir. Ronahiya rojê ne tenê ji bo germahiya ku di cîhana kevnar de hildiberand, girîng bû, lê ew di heman demê de ji bo parastin û parastina xwarinê bi xwê jî dihat bikar anîn. di hewzên rojê de [1]. Di dawiya Ronesansê de, Leonardo da Vinci yekem sepana pîşesazî ya koncentratorên tavê yên neynikê yên binavkirî wekî germkerên avê pêşniyar kir, û paşê Leonardo jî teknolojiya welding copp pêşkêş kir.er bi kar tîrêjên rojê û rê dide çareseriyên teknîkî ku makîneyên tekstîlê bixebitînin [1]. Di demeke nêzîk de di dema Şoreşa Pîşesazî de, W. Adams tiştê ku niha jê re sobeya rojê tê gotin afirand. Vê firnê heşt neynikên cam zîv ên sîmetrîk hene ku reflekseke heştgoşe pêk tînin. Ronahiya rojê ye ji hêla neynikê ve di nav qutiyek darîn a bi camê de tê kom kirin ku tê de pot wê were danîn û bihêlin ku were kelandin[1]. Çend sed sal pêş de çûn û motora hilma rojê li dora sala 1882-an hate çêkirin [1]. Abel Pifre neynikek binavkirî bikar anî 3.5 m bi pîvaz û bal kişand ser boylerek hilmê ya silindirîkî ya ku têra wê hêzê hildiberîne ku makîneya çapkirinê bimeşîne.
Di sala 2004-an de, yekem santrala enerjiya rojê ya konsantrekirî ya bazirganî ya cîhanê bi navê Planta Solar 10 li Seville, Spanyayê hate damezrandin. Ronahiya rojê li ser bircek bi qasî 624 metreyî tê xuyang kirin, ku tê de wergirên rojê bi turbinên hilmê û jeneratoran têne saz kirin. Ev dikare enerjiyê çêbike. ji bo zêdetirî 5,500 xaniyan elektrîkê bike. Hema bêje piştî deh salan, di sala 2014an de, mezintirîn santrala enerjiya rojê ya cîhanê li California, DY vebû. Santralê zêdetirî 300,000 neynikên kontrolkirî bikar anîn û destûr da ku hilberîna 377 megawatt elektrîkê bi qasî 140,000 malan [ 1].
Ne tenê kargeh têne çêkirin û bikar anîn, lê xerîdar li firotgehên firotanê jî teknolojiyên nû diafirînin. Panelên tavê debuya xwe pêk anîn, û tewra otomobîlên bi enerjiya rojê jî ketin lîstikê, lê yek ji pêşkeftinên herî dawî ku hîna nehatiye ragihandin, tava rojê ya nû ye- Teknolojiya pêlavê ya hêzdar.Bi yekkirina girêdanek USB an jî amûrên din, ew rê dide girêdana ji cil û bergên wekî çavkanî, têlefon û guhên guh, ku dikarin di rê de werin barkirin. Beriya çend salan, tîmek lêkolînerên Japonî li Riken Enstîtu û Pîşesaziya Torah pêşkeftina şaneyek rojê ya organîk a tenik diyar kirin ku dê cil û bergên germ li ser cil û bergên çap bike, bihêle ku şaneyê enerjiya rojê bigire û wê wekî çavkaniyek hêzê bikar bîne [2] îstîqrar û nermbûn heya 120 °C [2]. Endamên koma lêkolînê hucreyên fotovoltaîk ên organîk li ser materyalek bi navê PNTz4T [3] ava dikin.îstîqrara jîngehê û karîgeriya veguhertina hêza bilind, dûv re her du aliyên şaneyê bi elastomere, materyalek mîna gomîkê [3] têne pêçandin. Di vê pêvajoyê de, wan du elastomerên acrylic ên 500 mîkron-stûr ên pêş-dirêjkirî bikar anîn ku destûrê dide ronahiyê bikeve hundur. şaneyê lê nahêle av û hewa bikeve hundirê xaneyê.Bikaranîna vê elastomerê dibe alîkar ku xerabûna pîlê bixwe kêm bike û temenê wê dirêj bike [3].
Yek ji kêmasiyên herî berbiçav ên pîşesaziyê av e. Dejenerasyona van şaneyan dikare ji ber gelek faktoran çêbibe, lê ya herî mezin av e, dijminê hevpar ê her teknolojiyê ye. Her şilbûna zêde û dirêjkirina hewayê dikare bandorek neyînî li kargêriyê bike. ji şaneyên fotovoltaîk ên organîk [4]. Dema ku hûn di pir rewşan de dikarin xwe ji avdana kompîturê an jî têlefonê xwe dûr bixin, hûn nikarin bi kincên xwe jê birevin. Çi baran be, çi makîneya şuştinê be, av neçar e. Piştî ceribandinên cûrbecûr li ser şaneya fotovoltaîk a organîk a serbixwe û şaneya fotovoltaîk a organîk a dualî ya pêçandî, her du şaneyên fotovoltaîk ên organîk 120 hûrdem di nav avê de hatin avêtin, hate encamdan ku hêza şaneya fotovoltaîk a organîk a serbixwe bû. 5,4%.Hane %20,8 kêm bûne [5].
Xiflteya 1. Kêşeya veguhertina hêzê ya normalkirî wekî fonksiyona dema avjeniyê. Barên xeletiyê yên li ser grafikê veguheztina standard nîşan dide ku bi navgîniya karîgeriyên veguherîna hêza destpêkê di her avahîsaziyê de tê normalîzekirin [5].
Xiflteya 2 pêşkeftineke din li Zanîngeha Nottingham Trent nîşan dide, şaneya rojê ya mînyatur a ku dikare di rîsekê de were bicîkirin, ku dûv re di nav tekstîlekê de tê pêçan [2]. Her bataryayek ku di nav hilberê de cih digire hin pîvanên bikar anînê pêk tîne, wek hewcedariyên 3mm dirêj û 1,5mm fireh[2].Her yekîneyek bi rezînek bêavî tê pêçandin da ku şuştina cilşûştinê li odeya cilşûştinê an jî ji ber hewayê [2] were şuştin. Pîl jî ji bo rehetiyê hatine çêkirin, û her yek di şûşeyek bi awayê ku çermê kesê ku li xwe dike dernekeve û aciz neke. Di lêkolînên din de hat dîtin ku di perçeyek kincek piçûk de ku dişibihe perçeyek 5 cm^2 ji qumaşê dikare zêdetirî 200 şaneyan hebe, bi îdeal 2,5-10 volt enerjiyê hildiberîne, û Encam hat ku tenê 2000 hucre hene ku pêdivî ye ku hucreyan bikarin smartfonan şarj bikin [2].
Wêne 2. Hucreyên rojê yên mîkro 3 mm dirêj û 1,5 mm fireh (wêne ji Zanîngeha Nottingham Trent hatî wergirtin) [2].
Fabrîkên fotovoltaîk du polîmerên sivik û erzan tevdigerin da ku tekstîlên ku enerjiyê çêdikin biafirînin. Ya yekem ji her du pêkhateyan şaneya tavê ya mîkro ye, ku enerjiyê ji tîrêja rojê distîne, û ya duyemîn jî ji nanojeneratorek pêk tê, ku enerjiya mekanîkî vediguherîne elektrîkê. 6].Beşê fotovoltaîk ê qumaşê ji fîberên polîmer pêk tê, ku dûv re bi qatên manganez, oksîdê zinc (materyaleke fotovoltaîk) û îyoda sifir (ji bo berhevkirina bargiraniyê) tê pêçan [6]. Piştre şaneyên bi hev re bi têleke sifir a piçûk û di nav cilê de tê entegre kirin.
Sira li pişt van nûbûnan di elektrodên zelal ên cîhazên fotovoltaîk ên nerm de ye. Elektrodên şefaf ên şefaf yek ji hêmanên hucreyên fotovoltaîk in ku dihêle ronahiyê bikeve hundurê şaneyê, rêjeya berhevkirina ronahiyê zêde dike. Oksîdê tin-dopekirî (ITO) tê bikar anîn. ji bo çêkirina van elektrodên şefaf, ku ji bo zelalbûna wê ya îdeal (> 80%) û berxwedana pelê baş û hem jî îstîqrara hawîrdorê ya hêja [7] tê bikaranîn. ITO pir girîng e ji ber ku hemî pêkhateyên wê di rêjeyên nêzîkê bêkêmasî de ne. Rêjeya stûrbûna bi şefafî û berxwedanê re encamên elektrodê zêde dike [7].Her guheztinên rêjeyê dê bandorek neyînî li elektrodê bike û bi vî rengî performansê bike. Mînakî, zêdekirina stûrahiya elektrodê şefafî û berxwedanê kêm dike, û dibe sedema têkçûna performansê. Lêbelê, ITO çavkaniyek bêdawî ye ku zû tê xerc kirin. Lêkolîn berdewam e da ku alternatîfek ku ne tenê bi dest dixe.ITO, lê tê pêşbînîkirin ku ji performansa ITO [7] derbas bibe.
Materyalên wekî substratên polîmer ên ku bi oksîdên şefaf ên şefaf hatine guheztin heta niha populerbûna xwe zêde kirine. Mixabin, ev substrat wekî şirîn, hişk û giran hatine xuyang kirin, ku pir nermbûn û performansê kêm dike [7]. Lêkolîner çareseriyek pêşkêş dikin bikaranîna hucreyên rojê yên mîna fîberê yên nerm wekî guheztina elektrodê. Bataryayek fibrous ji elektrodek û du têlên metal ên cihê pêk tê ku bi maddeyek çalak ve têne guheztin da ku elektrodê biguhezînin [7]. Hucreyên rojê ji ber giraniya xwe ya sivik soz dane , lê pirsgirêk nebûna qada têkiliyê ya di navbera têlên metal de ye, ku qada têkiliyê kêm dike û bi vî rengî performansa fotovoltaîk xirab dike [7].
Faktorên jîngehê jî ji bo lêkolînên domdar motîvasyonek mezin in.Niha, cîhan bi giranî xwe dispêre çavkaniyên enerjiyê yên ku nayên nûkirin wek sotemeniyên fosîl, komir û neftê. Veguhastina balê ji çavkaniyên enerjiyê yên ku nayên nûkirin berbi çavkaniyên enerjiya vejenbar, di nav de enerjiya rojê. ji bo paşerojê veberhênanek pêwîst e. Her roj bi mîlyonan mirov têlefonên xwe, komputer, laptop, saetên zîrek û hemî amûrên elektronîkî bar dikin, û karanîna qumaşên me ji bo barkirina van amûran tenê bi rêveçûnê dikare karanîna me ya sotemeniyên fosîl kêm bike. Her çend ev xuya bibe li ser pîvanek piçûk a 1 an jî 500 kesan, dema ku bi deh mîlyonan were pîvandin dikare karanîna me ya sotemeniyên fosîl bi girîngî kêm bike.
Tê zanîn ku panelên rojê yên di santralên rojê de, yên ku li serê xaniyan hatine bicihkirin jî, dibin alîkar ku enerjiya dikare bê nûkirin bikar bînin û bikaranîna sotemeniyên fosîl ên ku hîn jî bi giranî têne bikar anîn kêm bikin.Amerîka.Yek ji pirsgirêkên mezin ên pîşesaziyê peydakirina erd e. van cotkaran ava bikin. Malbatek navîn tenê dikare piştgirî bide hejmarek panelên rojê, û hejmara zeviyên rojê sînordar e. Li deverên ku cîhê wan têr heye, pir kes her gav dudil in ku santralek nû ya enerjiya rojê ava bikin ji ber ku ew bi domdarî îmkanan digire. û potansiyela derfetên din ên li ser erdê, wek karsaziyên nû. Hejmarek mezin sazgehên panelên fotovoltaîk ên herikîn hene ku dikarin di van demên dawî de mîqdarên mezin elektrîkê hilberînin, û feydeya sereke ya zeviyên tavê yên herikîn kêmkirina lêçûnê ye [8]. erd nayê bikaranîn, ne hewce ye ku meriv li ser lêçûnên sazkirinê li ser xanî û avahiyan bixebite. Hemî zeviyên rojê yên herikîn ên ku niha têne zanîn li ser avên sûnî ne, û di pêşerojê de ew imimkun e ku van zeviyan li ser avên xwezayî bicîh bikin.Gelek avantajên embarên sûnî hene ku di okyanûsê de ne hevpar in [9]. Avhewayên ku mirov çêkirî bi hêsanî têne rêvebirin, û bi binesaziya berê û rêyên berê, cotkar bi hêsanî dikarin werin saz kirin. Her weha çandiniyên tavê yên herikîn jî wekî hilberînertir ji çandiniyên rojê yên li ser erdê ji ber guherînên germahiyê yên di navbera av û erdê de [9]. Ji ber germahiya taybetî ya zêde ya avê, germahiya rûyê erdê bi gelemperî ji ya laşên avê bilindtir e, û germahiya bilind bandorek neyînî li ser performansa rêjeyên veguherîna panela rojê. Dema ku germahî kontrol nake ka panelek çiqas tîrêja rojê distîne, ew bandorê li enerjiya ku hûn ji tîrêja rojê distînin. Di enerjiyên kêm de (ango germahiya sartir), elektronên di hundurê panela rojê de dê di hundurê de bin. rewşek bêhnvedanê, û paşê dema ku tîrêja rojê lê dikeve, ew ê bigihîjin rewşek heyecanê [10]. Cûdahiya di navbera rewşa bêhnvedanê û rewşa heyecanê de ew e ku çiqas enerjî di voltaja de çêdibe. Ne tenê roj dikareht van elektronan heyecan dike, lê dikare germ jî bike. Ger germa li dora panela rojê enerjiyê bide elektronan û wan bixe rewşek heyecanek kêm, dema ku tîrêja rojê li panelê bikeve voltaja wê ne ewqas mezin be. Germahiya ji avê hêsantir e, elektronên di panela rojê ya li bejahiyê de dibe ku di rewşek heyecanek bilind de bin, û dûv re panela rojê li ser an li nêzikî ava ku sartir e bi cîh dibe. Lêkolînên din îspat kirin ku bandora sarbûnê ya ava li dora panelên herikîn arîkariya hilberîna 12,5% bêtir enerjiyê li gorî erdê dike [9].
Heya nuha, panelên rojê tenê %1ê hewcedariya enerjiyê ya Amerîkayê peyda dikin, lê heke van zeviyên tavê li çaryeka rezervên avê yên ku ji hêla mirovî ve hatine çêkirin werin çandin, panelên rojê dê nêzîkê% 10 ji hewcedariya enerjiyê ya Amerîkî bicîh bînin. di zûtirîn dem de panel hatin danîn, li Koloradoyê du rezervên avê yên mezin ji ber hilmikînê gelek av winda kirin, lê bi danîna van panelên herikîn rê li ber zuhabûna rezervan hat girtin û elektrîk çêbû [11]. Ji sedî yek jî mirov -Bergûzên çêkirî yên ku bi zeviyên tavê hatine çêkirin dê têra hilberîna herî kêm 400 gigawatt elektrîkê bikin, ku têra 44 mîlyar ampûlên LED ji bo salekê ye.
Xiflteya 4a zêdebûna hêzê ya ku ji hêla şaneya rojê ya herikîn ve tê peyda kirin li gorî jimar 4b nîşan dide. Her çend di deh salên borî de hindik zeviyên tavê yên herikîn hebûn, ew hîn jî di hilberîna enerjiyê de cûdahiyek wusa mezin dikin. Di pêşerojê de, dema ku zeviyên tavê yên herikîn tê gotin ku enerjiya giştî ya ku tê hilberandin ji 0.5TW di sala 2018-an de sê caran dibe 1.1TW heya dawiya 2022-an.[12].
Ji hêla jîngehê ve, ev zeviyên rojê yên herikîn di gelek waran de pir bikêr in. Ji bilî kêmkirina pêbaweriya bi sotemeniyên fosîl, zeviyên tavê di heman demê de mîqdara hewa û tîrêja rojê ya ku digihîje rûyê avê jî kêm dike, ku dibe alîkar berovajîkirina guherîna avhewa [9]. çandiniya ku leza bayê û tîrêja tavê ya rasterast ya ku bi kêmî ve %10 li ser rûyê avê dixe kêm dike, dikare tam deh salên germbûna gerdûnî ji holê rake. çalakiya li ser rûyê avê, bi vî awayî erozyona li qiraxa çem kêm dike, nebatan diparêze û teşwîq dike.[13]. Li ser bandorkirina jiyana behrê an na, encamên teqez tune ne, lê tedbîrên wekî biyo-holika tije şêlê ku ji hêla Ecocean ve hatî çêkirin hene. di bin panelên fotovoltaîk de hatine bin av kirin da ku bi potansiyel piştgirî bidin jiyana behrê.Panelên fotovoltaîk ên li ser ava vekirî ne li şûna rezervên ku mirov çêkiriye. Ji ber ku tîrêja rojê kêmtir dikeve nav avê, dibe sedema kêmbûna rêjeya fotosentezê û di encamê de fîtoplankton û makrofîtên mezin winda dibin. di zincîra xwarinê de kêmtir dibe, û hwd., dibe sedema subvansiyonên ji bo zîndewerên avî [14]. Her çendî hîn çênebûbe jî, ev yek dikare pêşî li zirarên potansiyel ên din li ekosîstema bigire, kêmasiyek mezin a çandiniyên rojê yên herikîn e.
Ji ber ku roj çavkaniya me ya herî mezin a enerjiyê ye, zehmet e ku em rêyên ku vê enerjiyê bi kar bînin û di civakên xwe de bikar bînin bibînin. Teknolojiyên nû û nûbûnên ku her roj berdest in, vê yekê mumkin dike. Her çend cil û bergên ku bi enerjiya rojê li xwe dikin tune ne. ji bo kirîna zeviyên rojê an herikîn ji bo serdana niha, ev rastiya ku teknolojî ne xwediyê potansiyelek mezin an pêşerojek geş nîne. panelên tavê yên li ser serê xaniyan. Ji şaneyên rojê yên cil û bergan re rêyek dirêj heye ku ew bibin wek cil û bergên ku em her roj li xwe dikin. Di pêşerojê de, tê çaverê kirin ku şaneyên rojê bêyî ku di navbera me de werin veşartin, di jiyana rojane de werin bikar anîn. cilan.Her ku teknolojî di dehsalên pêş de pêşve diçe, potansiyela pîşesaziya rojê bêdawî ye.
Derbarê Raj Shah de Dr. Fîzîk, Enstîtuya Lêkolînên Enerjiyê û Civaka Qraliyetê ya Kîmyayê. ASTM Eagle Xelata wergirê Dr. Shah herî dawî bi hev re "Pirtûka Mazot û Lubrîkantan" ya herî firotan, hûrguliyên di Destana ASTM's Long Waited Fuels and Lubricants de, 2nd Edition - 15 Tîrmeh de peyda kir. 2020 - David Phillips - Gotara Nûçeyên Pîşesaziya Petrolê - Petro Online (petro-online.com)
Dr. Shah xwediyê doktoraya Endezyariya Kîmyewî ji Zanîngeha Penn State û Hevkarê Dibistana Rêvebiriyê ya Chartered, London, ye.Ew her weha Zanyarê Desthilatdar ê Encumena Zanistî, Endezyarê Neftê yê Destûrdar yê Enstîtuya Enerjiyê û Encumena Endezyariya Brîtanyayê ye.Dr.Şah di van demên dawî de ji hêla Tau beta Pi, mezintirîn civata endezyariyê li Dewletên Yekbûyî ve, wekî Endezyarek Berbiçav hate xelat kirin. Ew di panelên şêwirmendiyê yên Zanîngeha Farmingdale (Teknolojiya Mekanîkî), Zanîngeha Auburn (Tribolojî), û Zanîngeha Stony Brook (Endezyariya Kîmyewî/). Zanist û Endezyariya Materyalê).
Raj di Beşa Zanistiya Materyal û Endezyariya Kîmyewî ya SUNY Stony Brook de profesorek alîkar e, zêdetirî 475 gotar weşandine û zêdetirî 3 sal in di warê enerjiyê de çalak e. Zêdetir agahdarî li ser Raj dikare li Gerînendeyê Pargîdaniya Koehler Instrumentê were dîtin. li Enstîtuya Navneteweyî ya Fîzîkê Petro Online (petro-online.com) wekî Endamê hate hilbijartin
Xanim Mariz Baslious û birêz Blerim Gashi xwendekarên endezyariya kîmyewî ne li SUNY, û Dr. Raj Shah serokatiya desteya şêwirmendiya derve ya zanîngehê dike. xwendekaran teşwîq dike ku li ser cîhana teknolojiyên enerjiya alternatîf bêtir fêr bibin.
Dema şandinê: Feb-12-2022
