1

Дождь даст дополнительную энергию солнечным батареям

Дождь даст дополнительную энергию солнечным батареямИспользование солнечной энергии для обеспечения потребностей человечества в электроэнергии является одним из актуальных направлений в развитии мировой энергетики.

Используемые сейчас для генерации электричества солнечные батареи имеют несколько существенных недостатков:

  • относительно невысокий КПД;
  • практическая невозможность использовать батареи в погодных условиях, отличных от идеальных (осадки, облачность).

Проведенные исследования, направленные на повышение эффективности солнечных генераторов, призваны были решить проблему малой выработки станциями энергии в условиях облачной или дождливой погоды. За последние несколько лет инженеры и материаловеды достигли существенных успехов в повышении эффективности станций. Но до последнего времени никогда повышение эффективности не связывали с поиском новых источников для выработки электроэнергии. Тем более что эффективное резервное электроснабжение домов и зданий так важно при реализации концепции «умного дома».

Новое решение для солнечных батарей

Китайские инженеры предложили использовать дополнительный источник энергии, используя для этого капли дождя. Новая технология предполагает разделение солей натрия и калия, содержащихся в дождевой воде на отдельные ионы. Для разделения солей на отдельные ионы, ученые предлагают использовать в конструкции солнечных батарей передовой материал – графен.

Графен – единственный на данный момент двумерный кристалл, это значит, что даже очень малый его слой в несколько атомов стабилен и позволяет использовать все его физические свойства. Графен впервые лабораторно получен в 2004 году, а активное изучение физических свойств этого двумерного кристалла началось уже в этом десятилетии.

Именно графен ученые предлагают использовать в качестве электрода, покрыв тонким слоем графена поверхность батареи. После разделения зарядов на границе электрода и электролита происходит взаимодействие между электронами с приповерхностного слоя проводника и положительными ионами воды. Появляется двойной электрический слой из электронов и анионов, образуется ионистор (конденсатор с двойной обкладкой). Возникает разность напряжений, появляется возможность генерировать электрический ток.

Графен очень хорошо проводит электрический ток, несмотря на очень малую толщину покрытия. Из-за того, что слой графена очень мал, он не будет создавать препятствий для работы основного полупроводникового фотоэлемента, преобразователя солнечной энергии в электрическую (ячейки Гретцеля).

Батареи будут вырабатывать энергию и на солнце, и во время дождя. Заявленный максимальный коэффициент полезного действия генератора – 6,52 процента. Несмотря на высокую эффективность, промышленное использование технологии представляется пока что невозможным, потому что ученым не удается запустить массовое производство графена (прежде всего кристаллов больших размеров) для нужд промышленности.



Наши тел.: +7 (812) 642-05-98 или +7 (812) 982-45-73