Pandan sivilizasyon an ap grandi, enèji ki nesesè pou sipòte fason lavi nou an ap ogmante chak jou, sa mande pou nou jwenn nouvo fason inovatè pou pwofite resous renouvlab nou yo, tankou limyè solèy la, pou kreye plis enèji pou sosyete nou an kontinye Pwogrè.
Limyè solèy la te bay ak pèmèt lavi sou planèt nou an pandan plizyè syèk.Keswa dirèkteman oswa endirèkteman, solèy la pèmèt jenerasyon prèske tout sous enèji li te ye tankou konbistib fosil, idwo, van, byomass, elatriye. Kòm sivilizasyon ap grandi, enèji ki nesesè pou sipòte. fason lavi nou ogmante chak jou, sa mande pou nou jwenn nouvo fason inovatè pou pwofite resous renouvlab nou yo, tankou limyè solèy la, pou kreye plis enèji pou sosyete nou an kontinye Pwogrè.
Depi ansyen monn nan nou te kapab siviv sou enèji solè, lè nou sèvi ak limyè solèy la kòm yon sous enèji ki soti nan bilding ki te bati plis pase 6,000 ane de sa, nan oryante kay la pou limyè solèy la pase nan ouvèti ki aji kòm yon fòm chofaj. .Pèz milye ane apre, moun peyi Lejip ak moun Lagrès yo te itilize menm teknik la pou kenbe kay yo fre pandan ete lè yo pwoteje yo kont solèy la [1].Gwo yon sèl fenèt yo itilize kòm fenèt tèmik solè, ki pèmèt chalè solèy la antre men pyèj. chalè anndan an.Limyè solèy la pa sèlman esansyèl pou chalè li te pwodwi nan ansyen mond lan, men li te itilize tou pou konsève ak prezève manje atravè sèl.Nan salinizasyon, solèy la itilize pou evapore dlo lanmè toksik epi jwenn sèl, ki kolekte. nan pisin solè [1].Nan fen Renesans la, Leonardo da Vinci te pwopoze premye aplikasyon endistriyèl konkav miwa konsantratè solè kòm aparèy chofaj dlo, epi pita Leonardo te pwopoze tou teknoloji soude copp.er itilize radyasyon solè ak pèmèt solisyon teknik yo kouri machin twal [1]. Byento pandan Revolisyon Endistriyèl la, W. Adams te kreye sa yo rele kounye a yon fou solè. Fou sa a gen uit miwa an ajan simetrik ki fòme yon reflektè oktogonal. konsantre pa miwa nan yon bwat an bwa ki kouvri an vè kote yo pral mete chodyè a epi kite l bouyi[1].Avan vit kèk santèn ane epi yo te bati motè a vapè solè alantou 1882 [1].Abel Pifre te itilize yon glas konkav 3.5. m an dyamèt ak konsantre li sou yon chodyè vapè silendrik ki pwodui ase pouvwa pou kondwi laprès enprime a.
An 2004, premye plant enèji solè konsantre komèsyal nan mond lan ki rele Planta Solar 10 te etabli nan Seville, Espay. Limyè solèy la reflete sou yon gwo kay won apeprè 624 mèt, kote reseptè solè yo enstale ak turbin vapè ak dèlko. Sa a se kapab jenere enèji. pou plis pase 5,500 kay.Prèske yon dekad apre, an 2014, pi gwo plant solè nan mond lan te louvri nan Kalifòni, USA.Izin lan te itilize plis pase 300,000 miwa kontwole epi li te pèmèt pwodiksyon 377 megawatt elektrisite pou pouvwa apeprè 140,000 kay [ 1].
Non sèlman faktori yo te bati ak itilize, men konsomatè nan magazen an detay yo tou ap kreye nouvo teknoloji. Panno solè te fè premye yo, e menm machin solè ki mache ak pisans te antre nan jwèt, men youn nan dènye devlopman yo poko anonse se nouvo solè-. Powered wearable technology.Pa entegre yon koneksyon USB oswa lòt aparèy, li pèmèt koneksyon soti nan rad ak aparèy tankou sous, telefòn ak ekoutè, ki ka chaje sou ale la. Jis kèk ane de sa, yon ekip chèchè Japonè nan Riken la. Institute and Torah Industries te dekri devlopman yon mens selil solè òganik ki ta ka chofe rad sou rad, sa ki pèmèt selil la absòbe enèji solè epi sèvi ak li kòm yon sous pouvwa [2] ].Mikwo selil solè yo se selil fotovoltaik òganik ak tèmik. estabilite ak fleksibilite jiska 120 °C [2].Manm nan gwoup rechèch la ki baze selil fotovoltaik òganik sou yon materyèl ki rele PNTz4T [3].PNTz4T se yon polymère semiconducting deja devlope pa Riken pou ekselan enestabilite anviwònman an ak efikasite konvèsyon pouvwa segondè, Lè sa a, tou de bò selil la yo kouvri ak elastomèr, yon materyèl kawotchou ki tankou [3].Nan pwosesis la, yo te itilize de pre-detire 500-mikwon-epè elastomè Acrylic ki pèmèt limyè antre. selil la men anpeche dlo ak lè antre nan selil la.Itilizasyon elastomè sa a ede diminye degradasyon batri a li menm ak pwolonje lavi li [3].
Youn nan dezavantaj ki pi remakab nan endistri a se dlo.Dejenerasyon selil sa yo ka koze pa yon varyete de faktè, men pi gwo a se dlo, lènmi an komen nan nenpòt teknoloji.Nenpòt imidite depase ak ekspoze pwolonje nan lè ka afekte efikasite nan nan selil fotovoltaik òganik [4].Pandan ke ou ka evite jwenn dlo sou òdinatè w oswa telefòn nan pifò ka yo, ou pa ka evite li ak rad ou.Kit se lapli oswa yon machin lave, dlo se inevitab.Apre divès tès sou la. selil fotovoltaik òganik endepandan ak selil fotovoltaik òganik kouvwi doub-side a, tou de selil fotovoltaik òganik yo te benyen nan dlo pou 120 minit, li te konkli ke pouvwa a nan selil fotovoltaik òganik endepandan te Efikasite konvèsyon an se sèlman redwi pa 5.4%.Selil diminye pa 20.8% [5].
Figi 1. Nòmalize efikasite konvèsyon pouvwa kòm yon fonksyon tan imèsyon. Ba erè sou graf la reprezante devyasyon estanda nòmalize pa mwayen efikasite konvèsyon pouvwa inisyal nan chak estrikti [5].
Figi 2 dekri yon lòt devlopman nan Nottingham Trent University, yon selil solè tipòtrè ki ka entegre nan yon fil, ki se Lè sa a, trikote nan yon twal [2].Chak batri ki enkli nan pwodwi a satisfè sèten kritè pou itilize, tankou kondisyon ki nan 3mm longè ak 1.5mm lajè[2].Chak inite laminated ak yon résine ki enpèmeyab pou pèmèt lesiv yo dwe lave nan sal lesiv la oswa akòz move tan [2].Pil yo tou pwepare pou konfò, epi yo chak monte nan yon. fason ki pa pouse oswa irite po moun ki pote a.Nan plis rechèch li te jwenn ke nan yon ti moso nan rad ki sanble ak yon seksyon 5cm ^ 2 nan twal ka genyen jis plis pase 200 selil, depreferans pwodwi 2.5 - 10 vòlt nan enèji, ak konkli ke gen sèlman 2000 selil Selil bezwen pou kapab chaje smartphones [2].
Figi 2. Mikwo selil solè yo 3 mm nan longè ak 1.5 mm nan lajè (foto koutwazi Nottingham Trent University) [2].
Tisu fotovoltaik fusion de polymère ki lejè ak pri ki ba pou kreye tekstil ki jenere enèji. Premye a nan de eleman yo se yon selil mikwo solè, ki rekòlte enèji nan limyè solèy la, ak dezyèm lan konsiste de yon nanogenerator, ki konvèti enèji mekanik nan elektrisite. 6]. Pati fotovoltaik nan twal la konsiste de fib polymère, ki Lè sa a, kouvwi ak kouch Manganèz, oksid zenk (yon materyèl fotovoltaik), ak yòd kòb kwiv mete (pou koleksyon chaj) [6].Selil yo Lè sa a, trikote ansanm ak yon ti fil kwiv ak entegre nan rad la.
Sekrè dèyè inovasyon sa yo se nan elektwòd transparan aparèy fotovoltaik fleksib. Elektwòd kondiktif transparan yo se youn nan eleman ki sou selil fotovoltaik ki pèmèt limyè antre nan selil la, ogmante pousantaj koleksyon limyè a. Yo itilize oksid fèblan Endyòm-dope (ITO). fabrike elektwòd transparan sa yo, ki itilize pou transparans ideyal li yo (> 80%) ak bon rezistans fèy ak ekselan estabilite anviwònman an [7]. epesè konbine avèk transparans ak rezistans maksimize rezilta yo nan elektwòd yo [7].Nenpòt fluctuations nan rapò a pral negatif afekte elektwòd yo e konsa pèfòmans nan.Pou egzanp, ogmante epesè nan elektwòd la diminye transparans ak rezistans, ki mennen nan degradasyon pèfòmans. Sepandan, ITO se yon resous fini ki byen vit konsome.Rechèch te kontinyèl pou jwenn yon altènatif ki pa sèlman reyalize.ITO, men li espere depase pèfòmans ITO [7].
Materyèl tankou substrats polymère ki te modifye ak transparan oksid konduktif yo te grandi nan popilarite byen lwen tèlman.Malerezman, substrats sa yo te montre yo dwe frajil, rèd ak lou, ki redwi anpil fleksibilite ak pèfòmans [7].Chèchè yo ofri yon solisyon pou lè l sèvi avèk selil solè fleksib ki sanble ak fib kòm ranplasman elektwòd.Yon batri fib konsiste de yon elektwòd ak de fil metal diferan ki trese epi konbine avèk yon materyèl aktif pou ranplase elektwòd la [7].Selil solè yo te pwomèt akòz pwa limyè yo. , men pwoblèm nan se mank de zòn kontak ant fil metal yo, ki diminye zòn nan kontak e konsa rezilta nan pèfòmans fotovoltaik degrade [7].
Faktè anviwònman yo tou se yon gwo motivasyon pou rechèch kontinye. Kounye a, mond lan depann anpil sou sous enèji ki pa renouvlab tankou konbistib fosil, chabon ak lwil oliv. se yon envestisman nesesè pou lavni.Chak jou dè milyon de moun chaje telefòn yo, òdinatè yo, laptops yo, smartwatch yo ak tout aparèy elektwonik, epi sèvi ak twal nou yo pou chaje aparèy sa yo jis nan mache ka diminye itilizasyon konbistib fosil nou yo. trivial sou yon ti echèl 1 oswa menm 500 moun, lè yo ogmante jiska dè dizèn de milyon li ta ka siyifikativman redwi itilizasyon konbistib fosil nou yo.
Panno solè nan plant enèji solè, ki gen ladan sa ki monte sou tèt kay yo, yo konnen yo ede itilize enèji renouvlab epi redwi itilizasyon konbistib fosil, ki toujou itilize anpil. Amerik. Youn nan pi gwo pwoblèm pou endistri a se jwenn tè pou bati fèm sa yo.Yon kay mwayèn ka sèlman sipòte yon sèten kantite panno solè, ak kantite fèm solè limite.Nan zòn ki gen ase espas, pifò moun yo toujou ezite bati yon nouvo plant solè paske li pèmanan fèmen posibilite a. ak potansyèl lòt opòtinite sou tè a, tankou nouvo biznis.Genyen yon gwo kantite enstalasyon panèl fotovoltaik k ap flote ki ka jenere gwo kantite elektrisite dènyèman, ak benefis prensipal la nan fèm solè k ap flote se rediksyon pri [8]. tè pa itilize, pa gen okenn bezwen enkyete sou depans enstalasyon anlè kay ak bilding yo.s posib pou mete fèm sa yo sou dlo natirèl.Réservoirs atifisyèl yo gen anpil avantaj ki pa komen nan oseyan an [9]. Réservoirs ki fè moun yo fasil pou jere, epi avèk enfrastrikti ak wout anvan yo, fèm yo kapab tou senpleman enstale.Fomaj solè k ap flote yo te montre yo pi pwodiktif pase. fèm solè ki baze sou tè akòz varyasyon tanperati ant dlo ak tè [9].Akòz gwo chalè espesifik dlo a, tanperati sifas tè a jeneralman pi wo pase sa yo ki nan kò dlo, ak tanperati ki wo yo te montre yo afekte negatif la. pèfòmans nan to konvèsyon panèl solè. Pandan ke tanperati a pa kontwole konbyen limyè solèy la yon panèl resevwa, li afekte kantite enèji ou resevwa nan limyè solèy la. yon eta repoze, ak Lè sa a, lè limyè solèy la frape, yo pral rive nan yon eta eksite [10]. Diferans ki genyen ant eta a repoze ak eta a eksite se konbyen enèji ki pwodui nan vòltaj la. Non sèlman ka sunlig.ht eksite elektwon sa yo, men tou ka chofe.Si chalè ki alantou panèl solè a enèji elektwon yo epi mete yo nan yon eta ki ba eksite, vòltaj la pa pral menm gwo lè limyè solèy la frape panèl la [10].Depi tè a absòbe ak emèt. chalè pi fasil pase dlo, elektwon yo nan yon panèl solè sou tè gen anpil chans yo dwe nan yon eta ki pi wo eksite, ak Lè sa a, panèl solè a sitiye sou oswa tou pre yon kò dlo ki pi fre. dlo ki alantou panno k ap flote yo ede jenere 12.5% plis enèji pase sou tè a [9].
Jiskaprezan, panno solè satisfè sèlman 1% nan bezwen enèji Amerik la, men si fèm solè sa yo te plante sou jiska yon ka nan rezèvwa dlo ki fè moun, panno solè ta satisfè prèske 10% nan bezwen enèji Amerik la. Nan Colorado, kote k ap flote. panno yo te prezante pi vit ke posib, de gwo rezèvwa dlo nan Kolorado te pèdi yon anpil nan dlo akòz evaporasyon, men lè yo enstale panno k ap flote sa yo, rezèvwa yo te anpeche seche deyò epi yo te pwodwi elektrisite [11].Menm yon pousan nan moun. -fè rezèvwa ekipe ak fèm solè ta ase pou jenere omwen 400 gigawatt elektrisite, ase pou pouvwa 44 milya anpoul ki ap dirije pou plis pase yon ane.
Figi 4a montre ogmantasyon pouvwa a bay selil solè k ap flote an relasyon ak Figi 4b. Pandan ke te gen kèk fèm solè k ap flote nan deseni ki sot pase a, yo toujou fè yon gwo diferans nan jenerasyon pouvwa. Nan tan kap vini an, lè fèm solè k ap flote. vin pi abondan, yo di enèji total pwodwi a triple soti nan 0.5TW nan 2018 a 1.1TW nan fen 2022.[12].
Anviwònman pale, fèm solè k ap flote sa yo trè benefik nan plizyè fason.Anplis de redui depandans sou konbistib fosil, fèm solè diminye kantite lè ak limyè solèy la ki rive nan sifas dlo a, sa ki ka ede ranvèse chanjman nan klima [9].Yon k ap flote. fèm ki diminye vitès van an ak limyè solèy la dirèk frape sifas dlo a pa omwen 10% ta ka konpanse yon dekad konplè nan rechofman atmosfè [9].An tèm de divèsite biyolojik ak ekoloji, pa parèt pa gen gwo enpak negatif. Panno yo anpeche gwo van. aktivite sou sifas dlo a, kidonk diminye ewozyon sou bank larivyè Lefrat la, pwoteje ak ankouraje vejetasyon.[13].Pa gen okenn rezilta definitif sou si wi ou non lavi maren afekte, men mezi tankou biyo-kapa ki te ranpli pa Ecocean te kreye. te submerged anba panno fotovoltaik yo potansyèlman sipòte lavi maren.[13]. Youn nan enkyetid prensipal yo nan rechèch kontinyèl se enpak potansyèl sou chèn alimantè a akòz enstalasyon an nan enfrastrikti tankoupanno fotovoltaik sou dlo louvri olye ke rezèvwa moun fè. Kòm mwens limyè solèy la antre nan dlo yo, li lakòz yon rediksyon nan to fotosentèz la, sa ki lakòz yon pèt masiv nan fitoplankton ak makrofit. Avèk rediksyon nan plant sa yo, enpak la sou bèt pi ba nan chèn alimantè a, elatriye, mennen nan sibvansyon pou òganis akwatik [14].Malgre li poko rive, sa ka anpeche plis domaj potansyèl nan ekosistèm nan, yon gwo dezavantaj nan fèm solè k ap flote.
Piske solèy la se pi gwo sous enèji nou an, li ka difisil pou jwenn fason pou itilize enèji sa a epi sèvi ak li nan kominote nou yo. Nouvo teknoloji ak inovasyon ki disponib chak jou fè sa posib. Alòske pa gen anpil rad ki kapab mete ak solè. achte oswa k ap flote fèm solè vizite kounye a, ki pa chanje lefèt ke teknoloji a pa gen gwo potansyèl oswa yon avni briyan. Selil solè k ap flote gen yon fason lontan yo ale nan yon sans bèt sovaj yo dwe komen kòm panno solè anlè kay yo.Selil solè ki kapab mete yo gen anpil wout pou yo ale anvan yo vin komen tankou rad nou mete chak jou.Nan tan kap vini, selil solè yo espere yo dwe itilize nan lavi chak jou san yo pa oblije kache ant nou yo. rad. Kòm teknoloji avanse nan deseni kap vini yo, potansyèl endistri solè a se kontinuèl.
Konsènan Raj Shah Doktè Raj Shah se yon direktè Koehler Instrument Company nan New York, kote li te travay pou 27 ane.Li se yon parèy eli pa kòlèg li yo nan IChemE, CMI, STLE, AIC, NLGI, INSMTC, Physics, Institute of Energy Research and the Royal Society of Chemistry. Benefisyè ASTM Eagle Award Dr. Shah dènyèman te ko-edite "Fuels and Lubricants Handbook", detay ki disponib nan ASTM a Long Waited Fuels and Lubricants Handbook, 2yèm edisyon - 15 jiyè, 2020 – David Phillips – Atik nouvèl endistri Petro – Petro sou entènèt (petro-online.com)
Dr Shah gen yon PhD nan Jeni Chimik nan Penn State University ak yon Kamarad nan Chartered School of Management, Lond.Li se tou yon Chartered Syantis nan Konsèy syantifik la, yon Chartered Petroleum Engineer nan Enstiti enèji a ak yon Konsèy Jeni UK.Dr.Shah te dènyèman onore kòm yon Enjenyè Distenge pa Tau beta Pi, pi gwo sosyete jeni nan Etazini yo. Syans Materyèl ak Jeni).
Raj se yon pwofesè adjwen nan Depatman Syans Materyèl ak Jeni Chimik nan SUNY Stony Brook, li te pibliye plis pase 475 atik e li te aktif nan domèn enèji pou plis pase 3 ane. Ou ka jwenn plis enfòmasyon sou Raj nan Koehler Instrument Company's Director. eli kòm yon Kamarad nan Enstiti Entènasyonal Fizik Petro Online (petro-online.com)
Madam Mariz Baslious ak Mesye Blerim Gashi se etidyan jeni chimik nan SUNY, epi Doktè Raj Shah ap dirije konsèy konsiltatif ekstèn inivèsite a. Mariz ak Blerim fè pati yon pwogram estaj k ap grandi nan Koehler Instrument, Inc. nan Holtzville, NY, ki ankouraje elèv yo aprann plis sou mond teknoloji enèji altènatif yo.
Tan poste: Feb-12-2022
