A energia do futuro, hoje: como painéis solares e heliostats trabalhar?

Recursos Renováveis. É um problema que enfrentamos todos os dias quer percebamos ou não. Com cada bomba de uma alça de gás, com cada pressionar de acelerador de um carro, com cada plugue de nossos carregadores de smartphones, estamos consumindo combustível. E um dia, que o combustível vai acabar. Então, por que não usar a fonte de uma energia que não vai ficar sem - o sol?

O sol é uma entidade magnífico. Ele fornece o mundo com energia suficiente para abastecer toda a civilização. O único problema é como é que vamos capturar e aproveitar essa energia? Que bom é um monte de energia livre, se não podemos convertê-lo em um meio útil? É aí que reside o problema, e é muito mais difícil de resolver do que você possa imaginar.

“Espere um minuto" você diz, "nós tivemos eletricidade solar comercial desde a década de 1980!”E você estaria certo em dizer isso. No entanto, o problema não está na como para converter a energia do sol em eletricidade. Nós já sabemos como fazer isso - não apenas em um nível que pode ser consumida em massa. Para entender os limites da energia solar, precisamos saber como funcionam os painéis solares.

Então junte-se-me como eu cavar o funcionamento interno de energia solar. Vamos dar uma olhada no processo envolvido na transformação de luz solar em uma fonte de combustível viável.

A energia solar começa, como seria de esperar, com o sol. Essa gigantesca bola de fogo que pendura no céu é a fonte perfeita de energia. Ao contrário de carvão, o sol não entupir a atmosfera com dióxido de carbono. É facilmente acessível por isso não tem que ir a perfuração em todo o mundo. Trabalhando com energia solar apresenta nenhuma ameaça para os seres humanos (exceto talvez para a queimaduras solares ocasional).

Video: Curso de Energia Foto voltaica em painéis Solares

E acima de tudo, a energia solar é gratuita. Além de construir os receptores reais e manutenção do equipamento, a energia solar não tem qualquer custo associado a ele.

Então, como é que tudo funciona?

Video: Futuro: Eletricidade doméstica virá de baterias e da luz solar

Energia está ao nosso redor em diferentes formas. A luz é energia. O calor é energia. O movimento é energia. A calma é (potencial) de energia. O sol emite uma enorme quantidade de luz e nosso objetivo é converter a energia da luz em algo que podemos usar, nomeadamente a energia elétrica.

Na maioria dos casos, quando a luz atinge um objeto, ele é convertido em energia térmica. Pense na sua última praia visita. Como você ficou de fora no sol, sua pele ficou quente. É um simples fato da vida que nós todos experimentamos. Mas existem certos materiais que convertem a luz em diferentes calor energias. O silício é um desses materiais.

Quando a luz atinge o silício, que não se dissipa em forma de calor. Em vez disso, os electrões na molécula de silício pular movimento, produzindo uma corrente eléctrica. A fim de utilizar o silício, desta forma, no entanto, você precisa de grandes cristais de silício que são grandes o suficiente para produzir quantidades significativas de eletricidade.

As versões mais antigas de cristais de silício tecnologia utilizada solares. Como se viu, o método de conversão de luz solar não era muito viável porque grandes cristais de silício são difíceis de cultivar. Quando algo é difícil, o preço dele permanece elevado. Se o preço permanece elevado, o uso disseminado torna-se improvável.

Hoje em dia, a tecnologia solar usa um material diferente. Este novo material é composto de cobre, índio, gálio e selênio e é apropriadamente chamado de cobre-índio-gálio-seleneto, ou CIGS. Ao contrário de silício, os cristais feitos a partir de CIGS são menores e mais barato, mas são muito mais ineficientes do que o silício na conversão de luz solar.

E isso é onde estamos hoje. eletricidade solar é responsável por muito pouco da produção de energia do mundo, e ele vai ficar assim até que os cientistas quer encontrar um novo material que funciona tão bem como o silício ou descobrir um método de produção barata cristais de silício de grande porte.

Como ineficientes como painéis solares são agora, há alguns métodos que são utilizados para melhorar a captação e armazenamento de energia solar. Uma maneira é usar uma bateria que armazena a energia, permitindo o consumo quando não há sol, à noite e durante dias nublados. Outra maneira é usar um heliostat.

O que é um heliostat? Você pode pensar nisso como um grande espelho (ou muitos espelhos) ligado a um pólo de rotação ou plataforma (ou muitos pólos e plataformas). Ao contrário dos painéis solares, heliostatos não absorvem directamente o sol- em vez disso, usar espelhos para redireccionar a luz do sol e o apontar para painéis solares fixos para absorção.

Heliostats são maioritariamente controlado por computadores. Esses computadores são alimentados com certas partes de dados (a localização do heliostat, a localização do painel solar, a data e hora) e os dados são triturou até que o computador pode calcular a posição do sol no céu. Uma vez feito isso, o computador ajusta o ângulo do espelho para que a luz do sol vai saltar fora dele e bateu painel solar o alvo.

O maior benefício do heliostat é que um grande número deles pode ser arranjado para ser destinado a um único receptor solar. Considerando que normalmente um painel solar pode apenas receber alguma cobertura de luz solar, uma disposio de heliostatos drasticamente pode amplificar a quantidade de luz a ser convertido.

Video: Energia Solar Fotovoltaica - Economia de Energia Elétrica com Painel Solar

Mas mesmo com heliostats, a energia solar ainda tem um longo caminho a percorrer antes que possa ser usado em uma escala generalizada. Se não fosse para o problema da conversão a luz do sol real, a energia solar seria o combustível mais renovável, mais acessível e mais saudável-for-the-ambiente para a nossa civilização. Isto é, até explode sol.