کاربردهاي باتري خورشيدي از ماشين حساب تا ماهواره‏

ماشين حساب‌هاي معمولي براي کار کردن به انرژي زيادي نياز ندارند. کمترين انرژي الکتريسته مي‌تواند براي راه اندازي آن و مطالبات کافي باشد. به همين جهت در بسياري از آنها به جاي آن که يک باتري براي آن در نظر بگيرند که هر از چند گاهي نيز به تعويض نياز دارد، براي آن يک سلول نوري يا خورشيدي در نظر مي‌گيرند. در صورتي که اين سلول‌ها در معرض نور، به ويژه نور خورشيد قرار گيرند الکتريسيته توليد مي‌کنند و در حقيقت يک ماشين حساب مادام العمر خواهيد داشت. سلول‌هاي خورشيدي يک فن‌آوري جالب براي مهار کردن انرژي خورشيد و تبديل آن به انرژي است که تاکنون انسان موفق به انجام آن شده است. ‏
گفته شده است در صورتي که بتوان انرژي رسيده از خورشيد به زمين در يک ثانيه را به طور کامل مهار کرد براي سال‌ها کره زمين به انرژي ديگري نياز نخواهد داشت و از لحاظ انرژي تأمين خواهد بود، در حالي که اين امر در حال حاضر غير ممکن است.
استفاده از سلول خورشيدي در ماشين حساب و ابزارهاي مشابه مقرون به صرفه است، اما بايد بدانيم که سلول‌هاي خورشيدي نسبت به ديگر مولد‌هاي انرژي گران قيمت‌تر هستند و به همين دليل استفاده از آنها در بسياري از دستگاه‌ها که به انرژي بيشتري نياز دارند مقرون به صرفه نيست.

استفاده در ماهواره‌ها
 

اما سلول‌هاي خورشيدي استفاده بزرگتري نيز دارند. به طور يقين ماهواره‌هايي که در مدار زمين در حال چرخش هستند را در مجلات و تلويزيون ديده ايد. آنها معمولاً به غير از ساختمان اصلي داراي اجزايي مانند بال هستند. آنها در حقيقت وسيله پرواز نيستند. بلکه کل سطح آنها را سلول‌هاي خورشيدي پوشانده است که انرژي لازم براي چرخش در مدار زمين را به طور مستقيم از خورشيد دريافت کنند. زيرا هيچ منبع ديگر انرژي براي آنها وجود ندارد که به طور نامتناهي به آنها برسد، در ضمن جرم آنها نيز کم است. امروزه بسياري از دستگاه‌ها، هواپيماها و حتي اتومبيل‌ها بر پايه سلول‌هاي خورشيدي طراحي مي‌شوند که البته بسيار گران قيمت هستند. در برخي از اماکن و پارک‌ها در کشور خودمان نيز سلول‌هاي خورشيدي تعبيه شده است که در روز انرژي خورشيد را ذخيره مي‌کنند تا روشنايي پارک يا آن محل را در شب فراهم کنند.

قيمت باتري‌هاي خورشيدي
 

باتري‌هاي خورشيدي به نسبت ميزان نوري که به آنها مي‌رسد انرژي الکتريکي آزاد مي‌کنند. معمولاً به خاطر کاهش هزينه از عدسي‌هاي ارزان قيمتي به نام «نوتل» استفاده مي‌شود. کار اين عدسي تمرکز نور روي يک سلول کوچک خورشيدي است تا ميزان بيشتري انرژي آزاد کند. اما دليل گراني باتري‌هاي خورشيدي مواد اوليه نيست، بلکه برعکس مواد اوليه بسيار ارزان قيمتي دارد. اما دليل اين گراني چيست؟
ماده اوليه باتري خورشيدي تک پلور «سيليسيوم» است. اين ماده به وفور در خاک شن وجود دارد، اما به صورت ترکيب سيليس، اين جداسازي و خالص سازي سيليسيوم از سيليس است که مشکل و هزينه بر است و در نتيجه سلول‌هاي خورشيدي را گران مي‌سازد.
البته استفاده از ترکيبات مختلف، روش‌هاي گوناگون و فن آوري متفاوت در زمينه ساخت باتري‌هاي خورشيدي توانسته است تا حدود زيادي از قيمت تمام شده آن بکاهد. اما همچنان اين باتري از دسته محصولات گران قيمت به شمار مي‌رود.

طريقه عمل
 

سلول‌هاي خورشيدي از موادي به نام نيمه‌هادي يا نيمه‌رسانا تشکيل شده‌اند که سيليسيوم نيز از اين دسته است. اين همان موادي است که در ترانزيستورها به کار رفته و دنيا را متحول ساخته است. به سلول‌هاي خورشيدي سلول‌هاي «موتوولتاميک» نيز گفته مي‌شود. هنگامي که پرتوهاي نوري به سلول برخورد مي‌کنند توسط نيمه‌هادي‌ها جذب شده و در مکانيزمي خاص موجب کنده شدن الکترون‌ها شده و سبب به وجود آمدن جريان الکتريکي در جهت خاص مي‌شوند.
کليه اين امور فقط به دليل خواص مخصوص نيمه رساناها صورت مي‌گيرد. خواصي که ديگر مواد فاقد آن هستند. اين نيمه‌هادي‌ها و انواع آنها وقتي در کنار يکديگر قرار مي‌گيرند، رفتارهاي خاصي از خود نشان مي‌دهند که استفاده بسياري از اين رفتارها مي‌توان کرد که يکي از آنها مهار بخش کوچکي از انرژي خورشيدي است. جالب است بدانيد که در هر متر مربع از سطح زمين در وسط روز در هر ثانيه 1000 ژول انرژي (1000 وات) به صورت رايگان و خدادادي به هدر مي‌رود.
منبع:http://www.ettelaat.com
ارسال توسط کاربر محترم سایت : hasantaleb