Kategoriju arhīvs: Default

Saules bateriju vēsture: kā tehnoloģija ir attīstījusies

Lai gan saules enerģija, kā zināms, nav vecāka par 60 gadiem, atklājumi, kas noveda pie saules baterijas, sākās gandrīz pirms 200 gadiem. Šie atklājumi par gaismas un vadītspējas īpašībām ir padarījuši saules enerģiju par to, kas tas ir šodien.

Lai palīdzētu jums labāk saprast, kā kļuva saules baterijas, mēs esam nodrošinājuši to atklājumu un izgudrojumu grafiku, kas noveda pie to radīšanas.

1839. gadā atklāts fotoelementu efekts
Franču zinātnieks Edmonds Becquerels pirmo reizi atklāja fotoelementu iedarbību 1839. gadā. Šis process notiek, kad materiāls absorbē gaismu un rada elektrisko spriegumu. Lai sasniegtu šo efektu, lielākā daļa mūsdienu saules bateriju izmanto silīcija kristālus.

1873–1876. Tiek atklāts selēna fotovadītspēja
Angļu inženieris Willoughby Smith atklāja selēna fotokonduktivitāti, kas nozīmē, ka tas kļūst elektriski vadošs, kad tas absorbē gaismu. Pēc trim gadiem William Grylls Adams un Richard Evans Day uzzināja, ka selēns var ražot elektroenerģiju no gaismas bez siltuma vai kustīgām daļām, kas varētu viegli nojaukt. Šis atklājums pierādīja, ka saules enerģiju bija viegli novākt un uzturēt, pieprasot mazāk detaļu nekā citi enerģijas avoti, piemēram, ogļu spēkstacijas.

1883: tiek izveidota pirmā saules baterija
Ņujorkas izgudrotājs Charles Fritts izveidoja pirmo saules bateriju, pārklājot selēnu ar plānu zelta slāni. Šī šūna sasniedza enerģijas konversijas likmi 1–2%. Lielākā daļa mūsdienu saules bateriju darbojas ar efektivitāti 15–20%.

1887: tiek novērots fotoelektriskais efekts
Vācu fiziķis Heinrihs Herts pirmo reizi novēroja fotoelektrisko efektu, kur gaisma tiek izmantota, lai atbrīvotu elektronus no cietas virsmas (parasti metāla), lai radītu jaudu. Pretēji gaidītajiem rezultātiem Hertz konstatēja, ka šis process radīja lielāku jaudu, ja tas ir pakļauts ultravioletajai gaismai, nevis intensīvākai redzamai gaismai. Albert Einstein vēlāk saņēma Nobela prēmiju par turpmāko paskaidrojumu. Mūsdienu saules baterijas paļaujas uz fotoelektrisko efektu, lai saules gaismu pārveidotu par enerģiju.

1953–1956: Silīcija saules baterijas tiek ražotas komerciāli
Bell Laboratories fiziķi atklāja, ka silīcijs ir efektīvāks par selēnu, radot pirmo praktisko saules bateriju – tagad 6% efektivitāti. Šis atklājums noveda pie saules baterijām, kas spēj darbināt elektroiekārtas. 1956. gadā Western Electric sāka pārdot komerciālās licences silīcija PV tehnoloģijām, bet silīcija saules bateriju pārmērīgās izmaksas tos pasargā no plaša tirgus piesātinājuma.

1958. gads: kosmosā tiek izmantota saules enerģija
Pēc vairāku gadu eksperimentiem, lai uzlabotu saules enerģijas efektivitāti un komercializāciju, saules enerģija ieguva atbalstu, kad valdība to izmantoja kosmosa izpētes iekārtu darbināšanai. Pirmais saules enerģiju vadošais satelīts, Vanguard 1, ir apceļojis vairāk nekā 197 000 apgriezienus ap Zemi 50 gadu laikā, kad tas ir bijis orbītā. Šis pieteikums pavēra ceļu vairāk pētījumu, lai samazinātu izmaksas un palielinātu ražošanu.

1970. gadi
Tā kā 1970. gados naftas cenas pieauga, pieauga pieprasījums pēc saules enerģijas. Exxon Corporation finansēja pētījumus, lai izveidotu saules baterijas, kas izgatavotas no zemākas kvalitātes silīcija un lētākiem materiāliem. Federālā valdība arī pieņēma vairākus saules patēriņa rēķinus un iniciatīvas un 1977. gadā izveidoja Nacionālo atjaunojamo energoresursu laboratoriju (NREL).

1982. gads: pirmie saules parki tiek radīti
Arco Solar uzcēla pirmo saules parku – būtībā saules enerģijas spēkstaciju – Hesperijā, Kalifornijā, 1982. gadā. Šis parks radīja 1 megavatu jeb 1000 kilovatus stundā, darbojoties ar pilnu jaudu. Tas varētu darbināt 100 kilovatu spuldzi 10 stundas. 1983. gadā Arco Solar uzcēla otru saules parks Carrizo Plains, Kalifornijā. Tajā laikā tā bija pasaulē lielākā saules bloku kolekcija, kurā bija 100 000 PV masīvu, kas saražoja 5,2 megavatus ar pilnu jaudu. Lai gan šie augi nokrita ar naftas atgriešanos pie popularitātes, viņi demonstrēja potenciālu saules enerģijas ražošanai.

1995: Izgriežami RV saules paneļi
Saules pētījumi turpināja paplašināties citās komerciālajās nozarēs: Thomas Faludy 1995. gadā iesniedza patentu par ievelkamu tentu ar integrētām saules baterijām. Tas bija viens no pirmajiem gadījumiem, kad saules baterijas tika izmantotas atpūtas transportlīdzekļos. Šodien šī funkcija ir populārs veids, kā darbināt RVS.

1994. – 1999. Gads: fotoelementu konversija sasniedz jaunus līmeņus
1994. gadā Nacionālā atjaunojamās enerģijas laboratorija izstrādāja jaunu saules bateriju no gallija indija fosfīda un gallija arsenīda, kas pārsniedza 30% konversijas efektivitāti. Līdz gadsimta beigām laboratorija izveidoja plānas plēves saules baterijas, kas pārveidoja 32% saules gaismas, kas savākta izmantojamā enerģijā.

2005: DIY Saules paneļi kļūst populāri
Tā kā saules bateriju tehnoloģija un efektivitāte ir palielinājusies, dzīvojamo saules enerģija ir kļuvusi populāra. DIY saules bateriju paneļi sāka pievērsties tirgum 2005. gadā un kļuvuši izplatītāki ar katru jauno gadu. Šodien ir daudzi veidi, kā padarīt savu