In jüngster Zeit gab es dramatische Durchbrüche in der Solarenergie, die dazu beitragen werden, die Mainstream-Nutzung der Photovoltaik (PV) -Technologie voranzutreiben und die Solarenergie näher an die Kostenparität mit fossilen Brennstoffen als praktikable Energiequelle für das Netz zu bringen. Eine Schlüsselentwicklung, die den weit verbreiteten Einsatz von Solarenergie ermöglichen wird, ist die Herstellung von Zellen mit kostengünstigeren und leicht verfügbaren Materialien. Silizium war traditionell das bevorzugte Material für PV, aber Cadmiumtellurid, Kupfer und Selen (neben anderen Materialien) werden jetzt auch zur Herstellung von PV-Zellen verwendet. Diese Materialien werden verwendet, um hocheffiziente, kostengünstige Zellen herzustellen.

Nanotechnologie hilft der Solarenergie

Nano-PV-Zellen führen zu viel kompakteren, dünneren und effizienteren Solaranlagen. Nanotechnologien in der PV mit dem 4- bis 7-fachen (oder mehr) Wirkungsgrad von Standard-Photovoltaikzellen befinden sich heute in der F & E-Phase mit begrenzter kommerzieller Verfügbarkeit. Es gibt Nano- und ALTERNATIVE MATERIAL-PV-Zellen mit wesentlich höherem Wirkungsgrad als der Standard (doppelter bis dreifacher Standardwirkungsgrad von 12-15%), die heute im Einsatz sind. Die solaren Arrays, die jetzt produziert werden, könnten mit der Entwicklung, Verfeinerung und Implementierung der Nanotechnologie exponentiell verbessert werden.

Neben Den Fortschritten in der traditionellen Photovoltaik-Technologie gab es exponentielle Fortschritte auf dem Gebiet der Solarthermie. Anstatt einfach Die Energie der Sonne in Elektrizität umzuwandeln, erwärmt die Sonnenenergie mit der Solarthermie Wasser, Salzschmelze oder eine andere Arbeitsflüssigkeit, und dann wird Dampf verwendet, um Generatoren anzutreiben. Solarthermie stellt eine Weiterentwicklung der Solarenergie mit der 4- bis 5-fachen Leistungsdichte von PV dar. Es war jedoch schwierig, die Kosten dieser Technologie zu senken, was verhinderte, dass sie wirklich abhob.

Eine kommerziell erfolgreiche Anwendung von Solarenergie ist der solarbetriebene Warmwasserbereiter. Solarbetriebene Warmwasserbereiter sind im Neubau im gesamten Land Israel und jetzt im Bundesstaat Hawaii obligatorisch. Einige der anderen Anwendungen der Solarenergie umfassen die Stromerzeugung und -heizung auch in abgelegenen Gebäuden, in Industriegebäuden, Schulen, Krankenhäusern usw.

Beide Arten von Solarenergie (PV und Solarthermie) werden im Zuge des technologischen Fortschritts weiter an Kosten verlieren. Es wird jedoch erwartet, dass die Photovoltaik in Bezug auf Produktions- und Nutzungskosten der Thermischen voraus sein wird. Solarthermie hat einige Vorteile, die die höheren Kosten ausgleichen. Solarthermie wird den ganzen Tag über konstant erzeugt und ist nicht von den Wetterbedingungen abhängig. Die Turbine wird mit Erdgas betrieben, wenn über einen längeren Zeitraum keine Sonne vorhanden ist. Solarthermiegeräte passen problemlos zu Stromspeichersystemen und werden auch nachts energieproduzieren, indem sie tagsüber genutzte Energie nutzen.

Die vielversprechendsten neuen Technologien in der Welt der Solarenergie sind CSP und HCPV. CSP (Concentrated Solar Power) und HCPV (High Concentration Photovoltaic) sind Technologien, die eine große Anzahl von Linsen und Spiegeln (Heliostaten) verwenden, um das Sonnenlicht auf PV’s zu fokussieren. Ebenfalls in einer ähnlichen Anwendung verwendet, um Sonnenlicht auf PV und / oder eine Arbeitsflüssigkeit (wie Wasser, geschmolzenes Salz oder synthetisches Öl) zu fokussieren, sind Solargeschirr und Solartröge. Gerichte und Tröge scheinen für die Zukunft der erneuerbaren Energien vielversprechend zu sein.

CSP-Anlagen erzeugen Strom, indem sie zunächst das Sonnenlicht auf eine konzentrierte Gruppe von Solarzellen fokussieren, die als Installation auf einem Turm angeordnet sind. Außerdem werden Geschirr und Tröge in einer CSP-Anwendung verwendet, die das Sonnenlicht auf eine Gruppe von PVAs oder eine Arbeitsflüssigkeit oder beides in der Nähe der Quelle konzentriert. CSP-Anlagen, die zuerst Licht auf PV-Zellen fokussieren und dann diese eingefangene Energie nutzen, erwärmen eine Arbeitsflüssigkeit. Dann wird diese Hochtemperaturflüssigkeit verwendet, um eine Turbine zu drehen oder einen Motor anzutreiben, der einen Generator antreibt. Großartige Beispiele für CSP-Anlagen finden sich in Spanien, Italien, Australien und Mexiko sowie in den US-Bundesstaaten Kalifornien, Arizona, Colorado, New Mexico, Utah und Nevada, um nur einige Standorte für diese aufstrebende Technologie zu nennen.

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