فئات: مقالات مميزة » أخبار مثيرة للاهتمام الكهربائية
مرات المشاهدة: 16384
تعليقات على المقال: 3
التطورات التي تسمح بالتخلي عن الطاقة التقليدية لصالح البديل
هناك الكثير من الحديث حول الحاجة إلى الحصول على الكهرباء من المصادر المتجددة. فهي صديقة للبيئة وغير محدودة في الاستخدام.
ما الذي يمنع مصادر الطاقة البديلة من استبدال المعادن التقليدية تمامًا اليوم؟ وهذا يعوقه عدد من الأسباب الاقتصادية والتقنية والسياسية. تتناول هذه المقالة الأسباب الفنية والتطورات التي ستساعد في التغلب عليها.
تمثل الطاقة البديلة على نطاق واسع محطات توليد الطاقة الشمسية وطاقة الرياح. أنها تعطي العالم جزء كبير من الكهرباء النظيفة.
هناك مشكلة شائعة لجميع مصادر الطاقة الكهربائية المتجددة. يرتبط بالحاجة ليس فقط لتوليد الكهرباء ، ولكن أيضًا لتخزينها. بعد كل شيء ، لا تشرق الشمس في الليل وهي ليست دائما عاصفة.
بمعنى تقريبي ، هناك حاجة إلى إنشاء بطاريات ضخمة تتراكم الطاقة إذا كانت فائضة وتمنعها إذا لم تكن كافية.
هذا حول كيفية عمل بطارية السيارة. عندما لا يتم تشغيل محرك السيارة ، يتم تشغيل جميع الأجهزة الكهربائية في السيارة بواسطة بطارية. عندما نبدأ تشغيل السيارة ، تصبح البطارية من المصدر مستهلكًا للكهرباء. ويصبح المولد المصدر ، حيث تكفي طاقته لشحن البطارية وأجهزة التشغيل. في حالتنا ، فإن المولد هو الشمس أو الريح.
لكن تراكم الكهرباء على نطاق صناعي لم يكن بالأمر السهل. إحدى الطرق المستخدمة هي تحويل الكهرباء إلى طاقة مائية. لهذا الغرض ، يتم بناء خزانين على ارتفاعات مختلفة.
عندما يكون هناك ما يكفي من الكهرباء ، تضخ المضخات المياه من الخزان السفلي إلى الأعلى. وعندما يكون هناك نقص ، يتم تصريف المياه في الخزان السفلي ، لتمرير التوربينات المتصلة بالمولدات الكهربائية. يكلف بناء مثل هذا الهيكل مليارات الدولارات ، وفقدان الطاقة أثناء استخدامه كبير للغاية. لذلك ، يواجه العلماء مهمة إيجاد طريقة جديدة لتخزين الطاقة.
يمكن حل هذه المشكلة في المستقبل القريب. اكتشف الكيميائيون خاصية جديدة من الفاناديوم ، بفضل تصميم بطارية الفاناديوم ، والتي يمكن أن تعمل دون فقدان سعة تصل إلى 20000 دورة. ولكن الأهم من ذلك ، حجم هذه البطاريات غير محدود تقريبا. قبل هذا الاكتشاف ، تم استخدام الفاناديوم في صناعة الصلب لتصلب الأجزاء.
عقبة أمام تطوير الطاقة الشمسية لا يزال ارتفاع تكلفة الألواح الشمسية. هذا بسبب تصميمهم المعقد ، الذي يتطلب تقاطع pn ، لإنشاء تدفق ثابت للإلكترون.
بعد سنوات عديدة من البحث ، وجد علماء من جامعة بنسلفانيا مزيجًا جديدًا ينبعث تيارًا إلكترونيًا من التعرض لأشعة الشمس دون انتقال pn. أثبتت الدراسات الطيفية أن المادة قادرة على انبعاث الإلكترونات من التعرض للضوء المرئي. أظهرت المواد المعروفة المبكرة خصائص مماثلة ، فقط من الأشعة فوق البنفسجية.
لن يؤدي هذا التطور إلى تقليل تكلفة الألواح الشمسية بشكل كبير فحسب ، بل سيزيد أيضًا من معدل التحويل. منذ الألواح الشمسية التقليدية تحويل الطاقة الشمسية بكفاءة حوالي 20 ٪.
بشكل غير مباشر ، سوف يتأثر تطور الطاقة البديلة بحدث هام آخر - اكتشاف العالمين الروسيين قسطنطين نوفوسيلوف وأندريه جيم في عام 2010 لمواد جديدة - الجرافين. يمكن استخدامه في مجال الالكترونيات الحديثة.
كل هذه التطورات قد تعمل على تحسين طرق الحصول على الطاقة من الموارد المتجددة إلى حد أن استخراج الفحم والغاز والنفط سيكون غير مناسب.
انظر أيضا في electro-ar.tomathouse.com
: