Ответ

Обратите внимание: данное сообщение не будет отображаться, пока модератор не одобрит его.
Ограничения: максимум вложений в сообщении — 3 (3 осталось), максимальный размер всех файлов — 300 КБ, максимальный размер одного файла — 100 КБ
Снимите пометку с вложений, которые необходимо удалить
Перетащите файлы сюда или используйте кнопку для добавления файлов
(Удалить вложения)
Вложения и другие параметры
Проверка:
Оставьте это поле пустым:
Наберите символы, которые изображены на картинке
Прослушать / Запросить другое изображение

Наберите символы, которые изображены на картинке:

√36:
ALT+S — отправить
ALT+P — предварительный просмотр

Сообщения в этой теме

Автор Zak Nightingale
 - марта 6, 2017, 01:35
Podrobnoe i prostoe opisanie raboty solnečnyh panelej i prognozy na buduŝee
Možet vozniknutè vpečatlenie, čto sbor solnečnoj ênergii – delo novoe, odnako lüdi êkspluatiruût eë uže tysäči let. S eë pomoŝèû oni obogrevaût doma, gotovät i greût vodu. Nekotorye iz samyh rannih dokumentov, opisyvaûŝih sbor solnečnoj ênergii, voshodät k drevnej Grecii. Sam Sokrat govoril, «v domah, smoträŝih na ûg, zimnee solnce pronikaet čerez galereû, a letom putè solnca prohodit nad našej golovoû i prämo nad kryšej, iz-za čego obrazuetsä tenè». On opisyvaet to, kak grečeskaâ arhitektura ispolèzovala zavisimostè solnečnyh putej ot vremën goda.
V V stoletii do n.ê. greki stolknulisè s ênergetičeskim krizisom. Preobladavšee toplivo, drevesnyj ugolè, zakančivalosè, poskolèku oni vyrubili vse lesa dlä gotovki i obogreva žiliŝ. Byli vvedeny kvoty na les i ugolè, a olivkovye roŝi prihodilosè zaŝiŝatè ot graždan. Greki podošli k probleme krizisa, tŝatelèno planiruâ gorodskuû zastrojku, čtoby udostoveritèsä v tom, čto každyj dom možet vospolèzovatèsä preimuŝestvami solnečnogo sveta, opisannymi Sokratom. Kombinaciâ tehnologij i prosveŝënnyh regulätorov srabotala, i krizisa udalosè izbežatè.
So vremenem tehnologii sbora teplovoj ênergii solnca tolèko rosli. Kolonisty Novoj Anglii pozaimstvovali tehnologii stroitelèstva domov u drevnih grekov, čtoby sogrevatèsä v holodnye zimy. Prostye passivnye solnečnye vodonagrevateli, ne složnee pokrašennoj v čërnyj cvet bočki, prodavalisè v SŠA v konce XIX veka. S teh por byli razrabotany bolee složnye solnečnye kollektory, prokačivaûŝie vodu čerez pogloŝaûŝie ili fokusiruûŝie svet paneli. Goräčaâ voda hranitsä v izolirovannom bake. V zamerzaûŝih klimatah ispolèzuetsä dvuhžidkostnaâ sistema, v kotoroj solnce greet smesè vody s antifrizom, prohodäŝuû čerez spiralè v bake dlä hraneniâ vody, vypolnäûŝego eŝë odnu rolè, rolè teploobmennika.
Segodnä dostupno množestvo složnyh kommerčeskih sistem dlä nagreva vody i vozduha v dome. Solnečnye kollektory ustanavlivaûtsä po vsemu miru, i bolèše vsego ih v peresčëte na dušu naseleniâ stoit v Avstrii, na Kipre i v Izraile.
Sovremennaâ istoriâ solnečnyh panelej načinaetsä s 1954 goda, s otkrytiâ praktičeskogo sposoba dobyči êlektričestva iz sveta: laboratorii Bella otkryli, čto iz kremniâ možno delatè fotovolètaičeskij material. Êto otkrytie stalo osnovoj segodnäšnih solnečnyh panelej (ustrojstv, prevraŝaûŝih svet v êlektričestvo) i zapustilo novuû êru solnečnoj ênergii. S pomoŝèû intensivnyh issledovanij segodnäšnäâ êra solnečnoj ênergii prodolžaetsä, i solnce namerevaetsä statè glavnym istočnikom ênergii v buduŝem.

Čto takoe solnečnyj êlement?
Samyj rasprostranënnyj tip solnečnogo êlementa – poluprovodnikovoe ustrojstvo iz kremniâ – dalènego rodstvennika tverdotelènogo dioda. Solnečnye paneli delaûtsä iz nabora solnečnyh êlementov, podklüčennyh drug k drugu i sozdaûŝih na vyhode tok s nužnym napräženiem i siloj. Êlementy okružaûtsä zaŝitnym kožuhom i nakryvaûtsä okonnym steklom.
Solnečnye êlementy generiruût êlektričestvo blagodarä fotovolètaičeskomu êffektu, otkrytomu sovsem ne v laboratoriâh Bella. Vpervye ego v 1839 godu obnaružil francuzskij fizik Aleksandr Êdmon Bekkerelè, syn fizika Antuana Sezara Bekkerelä i otec fizika Antuana Anri Bekkerelä, polučivšego nobelevskuû premiû i otkryvšego radioaktivnostè. Čutè bolèše čem čerez sto let v laboratorii Bella byl dostignut proryv v izgotovlenii solnečnyh êlementov, čto i stalo osnovoj dlä sozdaniâ samogo rasprostranënnogo tipa solnečnyh batarej.
Na âzyke fiziki tvërdogo tela, solnečnyj êlement sozdaëtsä na baze p-n-perehoda v kristalle kremniâ. Perehod sozdaëtsä čerez dobavlenie v raznye oblasti kristalla nebolèših količestv raznyh defektov; interfejs meždu êtimi oblastämi i budet perehodom. Na storone n tok perenosät êlektrony, a na storone p – dyrkami, gde êlektrony otsutstvuût. V regionah, primykaûŝih k interfejsu, diffuziâ zarädov sozdaët vnutrennij potencial. Kogda v kristall popadaet foton, obladaûŝij dostatočnoj ênergiej, on možet vybitè êlektron iz atoma, i sozdatè novuû paru êlektron-dyrka.
Tolèko čto osvoboždënnyj êlektron pritägivaetsä k dyrkam s drugoj storony perehoda, no iz-za vnutrennego potenciala on ne možet perejti ego. No esli êlektronam predostavitè putè čerez vnešnij kontur, oni pojdut po nemu i osvetät po puti naši doma. Dojdä do drugoj storony, oni rekombiniruûtsä s dyrkami. Êtot process prodolžaetsä, poka svetit Solnce.
Trebuemaâ dlä osvoboždeniâ sväzannogo êlektrona ênergiâ nazyvaetsä širinoj zapreŝënnoj zony. Êto klüč k ponimaniû togo, počemu u fotovolètaičeskih êlementov estè prisuŝee im ograničenie po êffektivnosti. Širina zapreŝënnoj zony – postoânnoe svojstvo kristalla i ego primesej. Primesi reguliruûtsä takim obrazom, čto u solnečnogo êlementa širina zapreŝënnoj zony okazyvaetsä blizkoj k ênergii fotona iz vidimogo diapazona spektra. Takoj vybor diktuetsä praktičeskimi soobraženiâmi, poskolèku vidimyj svet ne pogloŝaetsä atmosferoj (inače govorä, lüdi v rezulètate êvolücii priobreli sposobnostè videtè svet s samymi rasprostranënnymi dlinami voln).
Ênergiâ fotonov kvantuetsä. Foton s ênergiej menèšej, čem širina zapreŝënnoj zony (naprimer, iz infrakrasnoj časti spektra), ne smožet sozdatè perenosčik zaräda. On prosto nagreet panelè. Dva infrakrasnyh fotona tože ne srabotaût, daže esli ih obŝej ênergii budet dostatočno. Foton izlišne bolèšoj ênergii (dopustim, iz ulètrafioletovogo diapazona) vybèet êlektron, no lišnäâ ênergiâ budet potračena zrä.
Poskolèku êffektivnostè opredeläetsä kak količestvo ênergii sveta, padaûŝego na panelè, delënnoe na količestvo polučennoj êlektroênergii – i poskolèku značitelènaâ častè êtoj ênergii budet poterännoj – êffektivnostè ne možet dostičè 100%.
Širina zapreŝënnoj zony u kremnievogo solnečnogo êlementa ravna 1,1 êV. Kak vidno iz diagrammy êlektromagnitnogo spektra, vidimyj spektr nahoditsä v oblasti čutè povyše, poêtomu lüboj vidimyj svet dast nam êlektroênergiû. No takže êto značit, čto častè ênergii každogo pogloŝënnogo fotona teräetsä i prevraŝaetsä v teplo.
V rezulètate polučaetsä, čto daže u idealènoj solnečnoj paneli, proizvedënnoj v bezuprečnyh usloviâh, teoretičeskij maksimum êffektivnosti sostavit porädka 33%. U kommerčeski dostupnyh panelej êffektivnostè sostavläet obyčno 20%.

Perovskity
Bolèšaâ častè kommerčeski ustanavlivaemyh solnečnyh panelej delaetsä iz opisannyh vyše kremnievyh âčeek. No v laboratoriâh vsego mira vedutsä issledovaniâ drugih materialov i tehnologij.
Odna iz samyh mnogoobeŝaûŝih oblastej poslednego vremeni – izučenie materialov pod nazvaniem perovskity. Mineral perovskit, CaTiO3, byl nazvan v 1839 godu v čestè russkogo gosudarstvennogo deâtelä grafa L. A. Perovskogo (1792-1856), kotoryj byl kollekcionerom mineralov. Mineral možno najti na lübom iz kontinentov Zemli i v oblakah, po menèšej mere, odnoj êkzoplanety. Perovskitami takže nazyvaût sintetičeskie materialy, imeûŝie tu že rombičeskuû strukturu kristalla, čto i estestvennyj perovskit, i obladaûŝie shožej po strukture himičeskoj formuloj.
V zavisimosti ot êlementov, perovskity demonstriruût različnye poleznye svojstva, takie, kak sverhprovodimostè, gigantskoe magnetosoprotivlenie, i fotovolètaičeskie svojstva. Ih ispolèzovanie v solnečnyh âčejkah vyzvalo mnogo optimizma, poskolèku ih êffektivnostè v laboratornyh issledovaniâh vozrosla za poslednie 7 let s 3,8% do 20,1%. Bystryj progress vseläet veru v buduŝee, osobenno v sväzi s tem, čto ograničeniâ êffektivnosti stanovätsä vsë âsnee.
V nedavnih êksperimentah v Los-Alamose bylo pokazano, čto solnečnye êlementy iz opredelënnyh perovskitov priblizilisè po êffektivnosti k kremniû, buduči pri êtom deševle i proŝe v izgotovlenii. Sekret privlekatelènosti perovskitov v vozmožnosti prosto i bystro vyraŝivatè kristally millimetrovyh razmerov bez defektov na tonkoj plënke. Êto očenè bolèšoj razmer dlä idealènoj kristalličeskoj rešëtki, kotoraâ, v svoû očeredè, pozvoläet êlektronu putešestvovatè po kristallu bez pomeh. Êto kačestvo častično kompensiruet neidealènuû širinu zapreŝënnoj zony v 1,4 êV, po sravneniû s počti idealènym značeniem dlä kremniâ – 1,1 êV.
Bolèšaâ častè issledovanij, napravlennyh na uveličenie êffektivnosti perovskitov, sväzana s poiskom putej ustraneniâ defektov v kristallah. Konečnaâ celè – izgotovitè celyj sloj dlä êlementa iz idealènoj kristalličeskoj rešëtki. Issledovateli iz MIT nedavno dobilisè bolèšogo progressa v êtom voprose. Oni obnaružili, kak možno «zaživlätè» defekty plënki, sdelannoj iz opredelënnogo perovskita, oblučaâ eë svetom. Êtot metod gorazdo lučše predyduŝih metodov, vklüčavših himičeskie vanny ili êlektričeskij tok, blagodarä otsutstviû kontakta s plënkoj.
Privedut li perovskity k revolücii v stoimosti ili êffektivnosti solnečnyh panelej, poka neâsno. Izgotavlivatè ih legko, no poka čto oni sliškom bystro raspadaûtsä.
Množestvo issledovatelej pytaetsä rešitè problemu raspada. Sovmestnoe issledovanie kitajcev i švejcarcev privelo k polučeniû novogo sposoba formirovaniâ âčejki iz perovskita, izbavlennoj ot neobhodimosti dviženiâ dyrok. Poskolèku degradiruet imenno sloj s dyročnoj provodimostèû, material dolžen bytè gorazdo bolee stabilènym.
Nedavnee soobŝenie iz laboratorii Berkli opisyvaet, kak perovskity odnaždy smogut dostičè teoretičeskogo limita êffektivnosti v 31%, i vsë ravno ostatèsä bolee dešëvymi v proizvodstve, čem kremnievye. Issledovateli izmerili êffektivnostè preobrazovaniâ različnyh zernistyh poverhnostej pri pomoŝi atomnoj mikroskopii, izmeräûŝej fotoprovodimostè. Oni obnaružili, čto u raznyh granej silèno otličaetsä êffektivnostè. Teperè issledovateli sčitaût, čto mogut najti sposob proizvoditè plënku, na kotoroj s êlektrodami budut soedineny tolèko samye êffektivnye grani. Êto možet privesti k dostiženiû âčejkoj êffektivnosti v 31%. Esli êto srabotaet, to stanet revolücionnym proryvom v tehnologii.

Drugie napravleniâ issledovanij
Vozmožno proizvodstvo mnogoslojnyh panelej, poskolèku širinu zapreŝënnoj zony možno nastraivatè, izmenäâ dobavki. Každyj sloj možno nastroitè na opredelënnuû dlinu volny. Takie âčejki teoretičeski mogut dostigatè 40% êffektivnosti, no poka ostaûtsä dorogimi. V rezulètate ih proŝe najti na sputnike NASA, čem na kryše doma.
V issledovanii učënyh iz Oksforda i Instituta kremnievoj fotovolètaiki v Berline mnogoslojnostè obìedinili s perovskitami. Rabotaâ nad problemoj razlagaemosti materiala, komanda otkryla vozmožnostè sozdavatè perovskit s nastraivaemoj širinoj zapreŝënnoj zony. Im udalosè sdelatè versiû âčejki s širinoj zony v 1,74 êV, čto praktičeski idealèno dlä izgotovleniâ v pare s kremnievym sloem. Êto možet privesti k sozdaniû nedorogih âčeek s êffektivnostèû v 30%.
Gruppa iz Notrdamskogo universiteta razrabotala fotovolètaičeskuû krasku iz poluprovodnikovyh nanočastic. Êtot material poka eŝë ne nastolèko êffektivnyj, čtoby zamenitè solnečnye paneli, no proizvoditè ego proŝe. Sredi preimuŝestv – vozmožnostè naneseniâ na raznye poverhnosti. V potenciale ego budet proŝe primenätè, čem žëstkie paneli, kotorye neobhodimo krepitè na kryšu.
Neskolèko let nazad komanda iz MIT dostigla progressa v sozdanii solnečnogo teplovogo topliva. Takoe veŝestvo možet hranitè solnečnuû ênergiû vnutri sebä dolgoe vremä, a zatem vydavatè eë po zaprosu pri primenenii katalizatora ili nagrevanii. Toplivo dostigaet êto čerez nereaktivnoe preobrazovanie svoih molekul. V otvet na solnečnoe izlučenie molekuly preobrazuûtsä v fotoizomery: himičeskaâ formula ta že, no forma menäetsä. Solnečnaâ ênergiâ sohranäetsä v vide dobavočnoj ênergii v mežmolekulärnyh sväzäh izomera, kotoryj možno predstavitè, kak bolee vysokoênergetičeskoe sostoânie iznačalènoj molekuly. Posle zapuska reakcii molekuly perehodät v originalènoe sostoânie, preobrazuâ hranivšuûsä ênergiû v teplo. Teplo možno ispolèzovatè naprämuû ili preobrazovyvatè v êlektričestvo. Takaâ ideâ potencialèno ustranäet neobhodimostè v ispolèzovanii akkumulätorov. Toplivo možno perevozitè i ispolèzovatè polučennuû ênergiû gde-to eŝë.
Posle publikacii raboty iz MIT, v kotoroj ispolèzovalsä fulèvalen diruteniâ, nekotorye laboratorii pytaûtsä rešitè problemy s proizvodstvom i stoimostèû materialov, i razrabotatè sistemu, v kotoroj toplivo budet dostatočno stabilènym v zaräžennom sostoânii, i sposobnym «perezaräžatèsä», čtoby ego možno bylo ispolèzovatè mnogokratno. Vsego dva goda nazad te že učënye iz MIT sozdali solnečnoe toplivo, sposobnoe ispytatè ne menee 2000 ciklov zarädki/razrädki bez vidimogo uhudšeniâ proizvoditelènosti.
Innovaciâ sostoâla v soedinenii topliva (êto byl azobenzol) s uglerodnymi nanotrubkami. V rezulètate ego molekuly vystraivalisè opredelënnym obrazom. Polučivšeesä toplivo obladalo êffektivnostèû v 14%, i plotnostèû ênergii shožej so svincovo-kislotnym akkumulätorom.
V bolee novyh rabotah solnečnoe toplivo izgotovili v vide prozračnyh plënok, kotorye možno naklevatè na lobovoe steklo avtomobilä. Nočèû plënki rastaplivaût lëd za sčët ênergii, nabrannoj v tečenie dnä. Skorostè progressa v êtoj oblasti ne ostavläet somnenij, čto solnečnoe teplovoe toplivo vskore perenesëtsä iz laboratorij v oblastè privyčnyh tehnologij.
Eŝë odin sposob sozdaniâ topliva naprämuû iz solnečnogo sveta (iskusstvennyj fotosintez) razrabatyvaetsä issledovatelämi iz Illinojsskogo universiteta v Čikago. Ih «iskusstvennye listèâ» ispolèzuût solnečnyj svet dlä prevraŝeniâ atmosfernogo uglekislogo gaza v «sintez-gaz», v smesè vodoroda i monooksida ugleroda. Sintez-gaz možno sžigatè ili preobrazovyvatè v bolee privyčnye vidy topliva. Process pomogaet udalätè lišnij CO2 iz atmosfery.
Komanda iz Stênforda sozdala prototip solnečnoj âčejki s ispolèzovaniem uglerodnyh nanotrubok i fullerenov vmesto kremniâ. Ih êffektivnostè gorazdo niže kommerčeskih panelej, zato dlä ih sozdaniâ ispolèzuetsä tolèko uglerod. V prototipe net nikakih toksičnyh materialov. Êto bolee êkologičnaâ alèternativa kremniû, no dlä dostiženiâ êkonomičeskoj vygody ej nužno porabotatè nad êffektivnostèû.
Prodolžaûtsä issledovaniâ i drugih materialov i tehnologij proizvodstva. Odna iz mnogoobeŝaûŝih oblastej issledovanij vklüčaet monosloi, materialy so sloem tolŝinoj v odnu molekulu (tipa grafena). Hotä absolütnaâ fotovolètaičeskaâ êffektivnostè takih materialov nevelika, ih êffektivnostè na edinicu massy prevyšaet privyčnye kremnievye paneli v tysäči raz.
Drugie issledovateli pytaûtsä izgotavlivatè solnečnye êlementy s promežutočnym diapazonom. Ideâ v tom, čtoby sozdatè material s nanostrukturoj ili osobyj splav, v kotorom smogut rabotatè fotony s ênergiej, nedostatočnoj dlä preodoleniâ obyčnoj širiny zapreŝënnoj zony. V takom materiale para nizkoênergetičeskih fotonov smožet vybitè êlektron, čego nelèzä dobitèsä v obyčnyh tverdotelènyh ustrojstvah. Potencialèno takie ustrojstva budut bolee êffektivnymi, tak kak zadejstvuût bolèšij diapazon dlin voln.
Автор Zak Nightingale
 - марта 6, 2017, 01:35
A  Ä    B  C  Č  D  E  Ë  Ê  È  F  G  H  I  Ì  J  K  L  M  N  O  P  R  S  Š  Ŝ  T  U  Ü  Û  V  Y  Z  Ž


A — А
Ä — Я (1)
 — Я
B — Б
C — Ц
Č — Ч
D — Д               

E — Е
Ë — Ё
Ê — Э
È — Ь
F — Ф
G — Г
H — Х               

I — И
Ì — Ъ
J — Й
K — К
L — Л
M — М
N — Н               

O — О
P — П
R — Р
S — С
Š — Ш
Ŝ — Щ
T — Т               

U — У
Ü — Ю (2)
Û — Ю
V — В
Y — Ы
Z — З
Ž — Ж

1. Ä - post consonabat. Заменяет русскую "Я" после согласных.
2. Ü - post consonabat. Заменяет русскую "Ю" после согласных.