Συλλογή ηλιακής ενέργειας στο διάστημα
Οι επιστήμονες ισχυρίζονται ότι οι ηλιακές κυψέλες λεπτής μεμβράνης καθιστούν βιώσιμα τα ηλιακά διαστημικά πάρκα.
Δύο πανεπιστήμια του Ηνωμένου Βασιλείου πιστεύουν ότι έχουν βρει έναν βιώσιμο τρόπο για να καταστήσουν εφικτά τα ηλιακά πάρκα που βασίζονται στο διάστημα και δεν απαιτεί καν κάποια νέα ή δαπανηρή τεχνολογία για να επιτευχθεί. Το συμπέρασμα στο οποίο κατέληξε η ομάδα από το Πανεπιστήμιο του Surrey και το Πανεπιστήμιο του Swansea έρχεται μετά από ένα πρώτο στο είδος του πείραμα που έστειλε τέσσερα πάνελ δοκιμών ηλιακών κυττάρων καδμίου-τελλουρίου (CdTe) σε τροχιά με κυβικό τρόπο τον Σεπτέμβριο του 2016.
Τώρα, σε μια πρόσφατη δημοσίευση, η ομάδα λέει ότι τα δοκιμαστικά τους κύτταρα έδειξαν εξαιρετική ανθεκτικότητα στην ιονίζουσα ηλιακή ακτινοβολία, δεν έχουν αποκολληθεί καθόλου και παρουσίασαν υποβάθμιση μόνο στην αντίστασή τους στις διακλαδώσεις, για την οποία οι επιστήμονες πιστεύουν ότι έχουν λύση.
«Αυτά τα λεπτομερή δεδομένα δείχνουν ότι τα πάνελ έχουν αντισταθεί στην ακτινοβολία και η δομή λεπτής μεμβράνης τους δεν έχει επιδεινωθεί στις σκληρές θερμικές συνθήκες και συνθήκες κενού του διαστήματος», δήλωσε ο Κρεγκ Άντεργουντ, ομότιμος καθηγητής μηχανικής διαστημικών σκαφών στο Διαστημικό Κέντρο του Πανεπιστημίου του Σάρεϊ. «Αυτή η τεχνολογία ηλιακών κυττάρων εξαιρετικά χαμηλής μάζας θα μπορούσε να οδηγήσει σε μεγάλους, χαμηλού κόστους σταθμούς ηλιακής ενέργειας που θα αναπτυχθούν στο διάστημα, φέρνοντας καθαρή ενέργεια πίσω στη Γη».
Τα ηλιακά κύτταρα τελλουρίου καδμίου δεν είναι νέα τεχνολογία. Στην πραγματικότητα, είναι ο δεύτερος πιο κοινός τύπος ηλιακών κυψελών που αναπτύσσεται στον κόσμο πίσω από τα φωτοβολταϊκά κύτταρα κρυσταλλικού πυριτίου, αν και με μόλις 5% της αγοράς. Οι εμπορικές ηλιακές κυψέλες CdTe, οι οποίες χρησιμοποιούνται σε μεγάλο βαθμό σε μεγάλα εμπορικά ηλιακά αγροκτήματα, έχουν συγκρίσιμες αποδόσεις με τις κυψέλες πυριτίου και το CdTe είναι το προτιμώμενο υλικό για τα περισσότερα προϊόντα εξαιρετικά λεπτών ηλιακών φιλμ. Η μελέτη Surrey-Swansea ήταν η πρώτη προσπάθεια δοκιμής κυττάρων CdTe στο διάστημα και τα αποτελέσματά τους υποδηλώνουν ότι ίσως θέλουμε να αφαιρέσουμε τα κύτταρα πυριτίου για μελλοντικές διαστημικές αποστολές.
Όσον αφορά το ένα μειονέκτημα στη χρήση του CdTe στο διάστημα, η ομάδα παρατήρησε ότι και οι τέσσερις κυψέλες παρουσίασαν μείωση του συντελεστή πλήρωσης, που είναι ένα μέτρο της φωτοβολταϊκής απόδοσης, που στην περίπτωση αυτή προκαλείται από την προαναφερθείσα μείωση της αντίστασης διακλάδωσης. «Αυτό το αποδίδουμε στη διάχυση χρυσού από την πίσω επαφή στο στρώμα CdTe που σχηματίζει μικρο-παρακλίσεις κατά μήκος των ορίων των κόκκων», είπε η ομάδα. Για να αντιμετωπιστεί αυτό το ζήτημα «[χρειάζεται] να αναπτυχθεί μια νέα αρχιτεκτονική οπίσθιας επαφής για να συνειδητοποιήσει τις πραγματικές δυνατότητες αυτών των κυττάρων για διαστημικές πτήσεις».
Η λύση μπορεί να είναι απλή, ωστόσο "οι μεθοδολογίες που χρησιμοποιούνται πιο συχνά για επίγειες μονάδες CdTe" μπορεί να είναι η απαραίτητη προσαρμογή. Για την ομάδα, "αυτή η πτήση έχει αποδείξει τη βασική σταθερότητα του [CdTe] για χρήση στο διάστημα.
"Ωραία, τώρα τι γίνεται με τη μετάδοση της δύναμης πίσω στη Γη; Είναι ενθαρρυντικό να πιστεύουμε ότι έχει βρεθεί ένα νέο, πιο αποτελεσματικό και μακροχρόνιο φωτοβολταϊκό υλικό που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη συλλογή ηλιακής ενέργειας στο διάστημα, αλλά υπάρχει ακόμα το θέμα της επιστροφής όλης αυτής της ενέργειας στη Γη.
Ερευνητές στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνια επέδειξαν δύναμη ακτινοβολίας από έναν δορυφόρο στην επιφάνεια της Γης για πρώτη φορά το καλοκαίρι με τη μορφή μικροκυμάτων, αλλά ήταν περισσότερο μια απόδειξη της ιδέας που μπορούσε να ανάψει μερικά LED παρά οποιοδήποτε χρήσιμο ποσότητα ενέργειας.
Πηγή: https://www.theregister.com/2023/10/25/brit_boffins_say_their_tech/
Photo: PIRO4D/pixabay
Δύο πανεπιστήμια του Ηνωμένου Βασιλείου πιστεύουν ότι έχουν βρει έναν βιώσιμο τρόπο για να καταστήσουν εφικτά τα ηλιακά πάρκα που βασίζονται στο διάστημα και δεν απαιτεί καν κάποια νέα ή δαπανηρή τεχνολογία για να επιτευχθεί. Το συμπέρασμα στο οποίο κατέληξε η ομάδα από το Πανεπιστήμιο του Surrey και το Πανεπιστήμιο του Swansea έρχεται μετά από ένα πρώτο στο είδος του πείραμα που έστειλε τέσσερα πάνελ δοκιμών ηλιακών κυττάρων καδμίου-τελλουρίου (CdTe) σε τροχιά με κυβικό τρόπο τον Σεπτέμβριο του 2016.
Τώρα, σε μια πρόσφατη δημοσίευση, η ομάδα λέει ότι τα δοκιμαστικά τους κύτταρα έδειξαν εξαιρετική ανθεκτικότητα στην ιονίζουσα ηλιακή ακτινοβολία, δεν έχουν αποκολληθεί καθόλου και παρουσίασαν υποβάθμιση μόνο στην αντίστασή τους στις διακλαδώσεις, για την οποία οι επιστήμονες πιστεύουν ότι έχουν λύση.
«Αυτά τα λεπτομερή δεδομένα δείχνουν ότι τα πάνελ έχουν αντισταθεί στην ακτινοβολία και η δομή λεπτής μεμβράνης τους δεν έχει επιδεινωθεί στις σκληρές θερμικές συνθήκες και συνθήκες κενού του διαστήματος», δήλωσε ο Κρεγκ Άντεργουντ, ομότιμος καθηγητής μηχανικής διαστημικών σκαφών στο Διαστημικό Κέντρο του Πανεπιστημίου του Σάρεϊ. «Αυτή η τεχνολογία ηλιακών κυττάρων εξαιρετικά χαμηλής μάζας θα μπορούσε να οδηγήσει σε μεγάλους, χαμηλού κόστους σταθμούς ηλιακής ενέργειας που θα αναπτυχθούν στο διάστημα, φέρνοντας καθαρή ενέργεια πίσω στη Γη».
Τα ηλιακά κύτταρα τελλουρίου καδμίου δεν είναι νέα τεχνολογία. Στην πραγματικότητα, είναι ο δεύτερος πιο κοινός τύπος ηλιακών κυψελών που αναπτύσσεται στον κόσμο πίσω από τα φωτοβολταϊκά κύτταρα κρυσταλλικού πυριτίου, αν και με μόλις 5% της αγοράς. Οι εμπορικές ηλιακές κυψέλες CdTe, οι οποίες χρησιμοποιούνται σε μεγάλο βαθμό σε μεγάλα εμπορικά ηλιακά αγροκτήματα, έχουν συγκρίσιμες αποδόσεις με τις κυψέλες πυριτίου και το CdTe είναι το προτιμώμενο υλικό για τα περισσότερα προϊόντα εξαιρετικά λεπτών ηλιακών φιλμ. Η μελέτη Surrey-Swansea ήταν η πρώτη προσπάθεια δοκιμής κυττάρων CdTe στο διάστημα και τα αποτελέσματά τους υποδηλώνουν ότι ίσως θέλουμε να αφαιρέσουμε τα κύτταρα πυριτίου για μελλοντικές διαστημικές αποστολές.
Όσον αφορά το ένα μειονέκτημα στη χρήση του CdTe στο διάστημα, η ομάδα παρατήρησε ότι και οι τέσσερις κυψέλες παρουσίασαν μείωση του συντελεστή πλήρωσης, που είναι ένα μέτρο της φωτοβολταϊκής απόδοσης, που στην περίπτωση αυτή προκαλείται από την προαναφερθείσα μείωση της αντίστασης διακλάδωσης. «Αυτό το αποδίδουμε στη διάχυση χρυσού από την πίσω επαφή στο στρώμα CdTe που σχηματίζει μικρο-παρακλίσεις κατά μήκος των ορίων των κόκκων», είπε η ομάδα. Για να αντιμετωπιστεί αυτό το ζήτημα «[χρειάζεται] να αναπτυχθεί μια νέα αρχιτεκτονική οπίσθιας επαφής για να συνειδητοποιήσει τις πραγματικές δυνατότητες αυτών των κυττάρων για διαστημικές πτήσεις».
Η λύση μπορεί να είναι απλή, ωστόσο "οι μεθοδολογίες που χρησιμοποιούνται πιο συχνά για επίγειες μονάδες CdTe" μπορεί να είναι η απαραίτητη προσαρμογή. Για την ομάδα, "αυτή η πτήση έχει αποδείξει τη βασική σταθερότητα του [CdTe] για χρήση στο διάστημα.
"Ωραία, τώρα τι γίνεται με τη μετάδοση της δύναμης πίσω στη Γη; Είναι ενθαρρυντικό να πιστεύουμε ότι έχει βρεθεί ένα νέο, πιο αποτελεσματικό και μακροχρόνιο φωτοβολταϊκό υλικό που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη συλλογή ηλιακής ενέργειας στο διάστημα, αλλά υπάρχει ακόμα το θέμα της επιστροφής όλης αυτής της ενέργειας στη Γη.
Ερευνητές στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνια επέδειξαν δύναμη ακτινοβολίας από έναν δορυφόρο στην επιφάνεια της Γης για πρώτη φορά το καλοκαίρι με τη μορφή μικροκυμάτων, αλλά ήταν περισσότερο μια απόδειξη της ιδέας που μπορούσε να ανάψει μερικά LED παρά οποιοδήποτε χρήσιμο ποσότητα ενέργειας.
Πηγή: https://www.theregister.com/2023/10/25/brit_boffins_say_their_tech/
Photo: PIRO4D/pixabay
