يركز التطوير الذي تم إجراؤه في مختبرات أبحاث IBM على العمليات والمواد والمعدات التي تم تكييفها لإنتاج الخلايا الشمسية من نوع CIGS - الاختصارات الإنجليزية للمواد النحاس والإنديوم وسيلينيد الغاليوم
تتعاون شركة IBM وشركة Ohka Kogyo (Tok) Mipan في طوكيو في تطوير طرق جديدة ورخيصة لإنتاج الطاقة الشمسية في عمليات أكثر كفاءة وملاءمة للاستخدام والتشغيل مقارنة بالتقنيات المعروفة اليوم.
يركز التطوير الذي تم إجراؤه في مختبرات أبحاث IBM على العمليات والمواد والمعدات التي تم تكييفها لإنتاج الخلايا الشمسية من نوع CIGS - وهي الاختصارات الإنجليزية للمواد النحاس والإنديوم وسيلينيد الغاليوم.
إن ارتفاع تكاليف الخلايا الشمسية التي تحول ضوء الشمس مباشرة إلى كهرباء، مقارنة بتوليد الكهرباء بوسائل أخرى، يحول حاليا دون التوسع في استخدام الطاقة الشمسية.
يُنظر إلى تكنولوجيا الأغشية الرقيقة المتقدمة، مثل CIGS، على أنها الوعد الكبير في مجال الطاقة الشمسية، ولها إمكانات عالية لتقليل تكاليف الخلية الشمسية والكهرباء المنتجة فيها.
يعمل باحثو شركة IBM على تطوير عملية إنتاج مبتكرة، دون الحاجة إلى استخدام الفراغ، تعتمد على استخدام حلول خاصة لبناء الخلايا الشمسية من نوع CIGS - وهي عملية تشبه في بعض مبادئها عملية إنتاج رقائق الكمبيوتر.
كفاءة التوليد الحالي في الخلايا الجديدة عالية للغاية، وتبلغ 15% أو أكثر: 15% من طاقة ضوء الشمس يتم تحويلها في النهاية إلى كهرباء. ومن أجل المقارنة تجدر الإشارة إلى أن متوسط كفاءة الخلايا الشمسية في التقنيات الحالية يبلغ حوالي 6-12% على الأكثر.
يتم دمج تقنية IBM مع تقنيات الطلاء المتقدمة للشركة اليابانية، والتي تنتج منذ سنوات عديدة المواد الخام لعمليات تصنيع أشباه الموصلات وشاشات LCD.
تسمح الخلايا الشمسية في تكنولوجيا الطبقات الرقيقة والأغشية الرقيقة في بيئة CIGS ببناء ألواح شمسية أرق مائة مرة مقارنة بالخلايا المعتمدة على رقائق السيليكون، ودمجها مع الزجاج الرخيص - كل ذلك من أجل ضمان تكاليف أقل من أي وقت مضى الخلايا الضوئية.
ميزة أخرى للتكنولوجيا الجديدة هي إمكانية دمج الخلايا الشمسية المبنية عليها أيضًا على بنية تحتية خلفية مرنة، تتكيف مع الأسطح مثل المباني والنوافذ القابلة للإمالة والأسطح الأخرى. تسمح عملية بناء الخلايا القائمة على استخدام أحد الحلول "بطباعة" مصفوفة امتصاص الطاقة الشمسية على وحدات مرنة يمكن لفها حول نفسها، أو مباشرة على الأسطح الزجاجية، مع التخلص من الحاجة إلى عمليات كثيفة الاستخدام للوقت والطاقة. عمليات الإنتاج التي تتطلبها طرق الإنتاج التقليدية.
تعمل مختبرات البحث والتطوير التابعة لشركة IBM في أربعة مجالات رئيسية في عالم الخلايا الكهروضوئية: يقوم الباحثون بدراسة التقنيات الحالية في طريق تطوير خلايا شمسية أرخص وأكثر كفاءة تعتمد على Siliron، وتطوير حلول إنتاج جديدة تعتمد على استخدام الحلول، ودراسة الخلايا التي تقوم بعملية تركيز ضوء الشمس من أجل زيادة إنتاج الطاقة من كل وحدة مساحة معينة، واستكشاف المناطق الرمادية التي تنفتح بفضل توفر تقنيات التصنيع الجديدة المعتمدة على تقنية النانو، مثل طباعة النقاط باستخدام تقنية النانو. الدقة الكمومية في أشباه الموصلات، والأسلاك النانوية لخطوط نقل التيار المجهرية، على مستوى الرقاقة.
تعليقات 7
قرأت في مجلة "بلو" (عن اليخوت والبحارة) عن محاولات منذ سنوات قليلة لصنع خلايا شمسية مرنة، من أجل ربطها بأشرعة، تتراوح مساحتها من 60 مترا مربعا إلى حوالي 130 مترا مربعا متر، وهي الطاقة الشمسية، يحتاج المنزل المتوسط إلى مساحة تصل إلى 25 مترًا مربعًا، وبهذه الطريقة يمكنك حقًا توفير الطاقة المعتمدة على النفط والمطلوبة بكميات هائلة في اليخوت، ومن ناحية أخرى يمكنك تركيب " "محرك كهربائي حقيقي سيحرك اليخت أيضًا بسرعة معقولة أكثر بكثير من 6 عقدة. ناهيك عن العديد من الاحتياطيات لتشغيل العديد من المستهلكين الإضافيين. فقط للتوضيح، يخرج أخي أحيانًا إلى البحر على متن يخت صغير جدًا ( 8 م) تبلغ تكلفة هذه النزهة حوالي 800 شيكل.
يتم قياس الإشعاع الشمسي المباشر - Eep (الشعاع المباشر أو الإشعاع العادي)، على مستوى متعامد مع الأشعة، أو على مستوى أفقي - Eeph.
s Eep.cos = s Eeph = Eep.sin
s – زاوية الشمس بالنسبة للأفق
s – زاوية الشمس بالنسبة إلى السمت (متعامدة مع الأفق)
مجموع الإشعاع الواصل إلى مستوى أفقي على سطح الأرض يعرف بالإشعاع العالمي – إيغ وهو مجموع الإشعاع المباشر – إيف، والإشعاعات المنتشرة من كامل قبة السماء – إيده، عندما يكون كلاهما تقاس على مستوى أفقي. لذلك - يتم إعطاء Eeg في المنارة:
W/m2))= Eep.sins + Eedh Eegh = Eeph + Eedh = Eep.coss + Eedh
في يوم صافٍ ومشرق، عندما يكون الجو نظيفاً، تصل نسبة الإشعاع المباشر إلى الجلد إلى 90-93% من مجمل الإشعاع الذي يصل إلى سطح الأرض، أما الباقي، كما ذكرنا، فيأتي على شكل إشعاعات متفرقة من الأرض. سماء. ومع زيادة سماكة الغلاف الجوي، تنخفض شدة الإشعاع العالمي بسبب انخفاض شدة الإشعاع الشمسي المباشر، ولكن الحصة النسبية للإشعاع المنتشر تزداد. وفي مرحلة معينة من الغيوم أو الضباب الكثيف أو التعكر في ظروف حامسين، ينخفض الإشعاع الشمسي المباشر، ومعه بالطبع ضوء الشمس المباشر، إلى قيمة لا تذكر. وفي مثل هذه الحالة يتبدد كل الإشعاع ولا يصل إلى الأرض إلا من السماء. وسنرى لاحقاً أن توزيع الإشعاع الشمسي الإجمالي في الغلاف الجوي ليس هو نفسه توزيعه في المدى المرئي.
بحسب الوثيقة الموجودة على الموقع
http://www.energy.gov.il/NR/rdonlyres/76D73BD0-B4D5-4B0F-840D-85D5E15F400C/0/03ch36p.doc
أنا سعيد حقًا بمعرفة أنه في الآونة الأخيرة زادت كفاءة مجمعات الطاقة الشمسية أكثر فأكثر.
أبي
شكرًا لك على الإضافات التي تتيح إرسال الأخبار وطباعتها
الموسم أيضا
مكتوب في ويكيبيديا أن "الثابت الشمسي" هو متوسط قوة إشعاع الشمس عندما تكون الأرض على متوسط بعدها عن الشمس. تم تعريف هذا الثابت على أنه 1.3 كيلووات لكل متر مربع.
فإذا كانت الكفاءة 15% تخرج إلى 195 وات في المتر، فهل يمكن إضاءة مصباح بقدرة 200 وات بها؟ وعندما أقوم بتشغيل غلاية 2000 وات هل أحتاج إلى 10 أمتار مربعة أخرى أو نحو ذلك، لا أعرف إذا كان من الصحيح أن أقوم بالحساب بهذه الطريقة، فليصحح لي أحد إذا كنت مخطئا لأنني لا أفهم هو - هي.
باختصار، كم واط لكل متر مربع خلال ساعات ذروة الإضاءة؟