Производство электричества – новые технологии

Любая система электричества в своей основе имеет источник, то есть некое устройство, преобразующее энергию других видов в электрическую. Их принято классифицировать по виду преобразуемой энергии:

  • Механические (динамо-машины, генераторы).
  • Тепловые (ТЭС).
  • Световые (солнечные электростанции).
  • Химические (гальванические элементы) и т. д.

Система электричестваВсеобщая электрификация когда-то дала настоящий толчок развитию индустрии, но в результате человек оказался в углеводородном плену. В еще не таком далеком прошлом эта проблема не казалась серьезной, но теперь вопрос о необходимости перехода на иные источники встал очень остро.

Результатом стали разработки по использованию других видов энергии для производства электричества. Итог таких разработок – появление новых типов электростанций. В качестве только одного такого примера можно привести осмотическую станцию, заработавшую в Норвегии в 2009 году. В основе ее работы лежит разность в солености между  морской и пресной водой.

Новые технологии в производстве электроэнергии – энергия солнца

Возможность использовать альтернативные источники электричества изучается уже давно. В этом вопросе удалось добиться немалых результатов. Возможность преобразования солнечной энергии в электрическую в промышленных масштабах позволила бы решить проблему энергопроизводства.

Производство электричества с использованием солнечной энергии возможно двумя способами – непосредственным преобразованием и преобразованием с помощью теплоносителя. В последнее время активно стали вестись разработки вариантов космических электростанций. Рассмотрим технологии, развитие которых можно считать весьма успешными – солнечные батареи и солнечные концентраторы.

Источники электричестваВ основе работы солнечных батарей является хорошо известный еще со школьной скамьи p-n переход. Батарея изготавливается из кремния. КПД солнечной батареи зависит от материала его изготовления. Для монокристаллического кремния он составляет 17%, поликристаллического – 15%, аморфного – 12%.

Как правило, чистый кремний применяется редко, так как это сильно удорожает производство батарей. Кроме того, примеси бора, мышьяка, селена, кадмия, меди и других веществ позволяют увеличить устойчивость конструкции к воздействию внешней среды. Эффективность использования такой батареи напрямую зависит от уровня освещенности.

Решение проблемы низкой эффективности солнечных батарей привело к появлению концентраторов энергии. Самый  простой пример концентраторов – система зеркал. Они собирают и направляют солнечный свет на батарею.

Производства электричества, солнечные электростанцииВроде бы все логично, эффективность должна повыситься, но вместе с повышением КПД появилась новая проблема – перегрев батарей. Решение этой проблемы предложили ученые из разных стран, но пожалуй, один из самых перспективных – голографический способ, разработанный американской компанией Prism Solar Technologies.

Голографические пленки позволили решить проблему концентрации солнечной энергии и использовать его без риска перегрева батареи, а значит, без необходимости ее постоянного принудительного охлаждения в ходе работы. Применение голографических пленок имеет еще один неожиданный «плюс» – позволяет снизить количество батарей.

Разработок в области преобразования солнечной энергии множество. Они находятся на разных стадиях, имеют свои плюсы и минусы. Тем не менее, уже сейчас можно сказать, что возможность применения альтернативных источников  энергии существует. Эти источники можно активно использовать, отказавшись от применения углеводородов или, как минимум, существенно снизив их значение в энергетике.

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *