Obserwator - Pią 20 Mar, 2009 Temat postu: Energia za pomocą lupy Witam zainteresowanych. Moje pytanie może wydawać się śmieszne bądź głupie, ale przeszukałem już internet i nie znalazłem odpowiedzi więc postanowiłem zapytać tutaj. Czytałem o naukowcach z IBM którzy wynaleźli pewien rodzaj ogniw fotowoltaicznych skupiających energię słoneczną w sposób zbliżony do działania lupy. Oczywiście nie pokazano działania ani schematów bo to prototyp. I w tym momencie moje pytanie brzmi. Jaka lupa da więcej energii: - o średnicy 50mm i przybliżeniu x2 - o średnicy 50mm i przybliżeniu x10 - o średnicy 100 mm i przybliżeniu x2 Czyli co ma większy wpływ na gromadzoną energię średnica soczewki czy krotność powiększenia ? Pozdrawiam i czekam na jakiekolwiek odpowiedzi. benetnash - Pią 20 Mar, 2009 Dla mnie to raczej oczywiste. Z im większej powierzchni zbierasz energie tym więcej jej będzie. Obserwator - Pią 20 Mar, 2009 Pewnie masz rację, a jak się ma do tego krotność powiększenia ? Czyli w przypadku tej samej średnicy x2 i x10 dadzą tyle samo energii ? maziek - Pią 20 Mar, 2009 Temat postu: Re: Energia za pomocą lupy
Najprawdopodobniej układ (pojedyncza cela) składa się z soczewki skupiającej i własciwego fotoogniwa. Normalnie na fotogniwo pada tyle światła slonecznego, jaka jest jego powierzchnia. Jeśli przyjąc, że tak usytuujesz soczewkę, że całe światło z niej padnie na fotoogniwo, to osiągniesz wzrost wydajności równy ilorazowi powierzchni soczewki i fotoreceptora. Mozna to osiągnąc dla soczewek o różnych ogniskowych ale sadzę, że znaczenie (zasadnicze) ma jedynie stosunek ich powierzchni do powierzchni fotoogniwa. Ogniskowa jest drugorzędna, choć pewnie jest mała, aby urządzenie było mozliwie cienkie. Trzeciorzedna sprawa to jest zapewne możliwość wypalenia fotoogniwa, gdyby koncentracja energi była za duża. Tak mi się zdaje. W zasadzie nie bardzo widzę zysk, bo matryca takich soczewek będzie zajmowała (hihi) taką samą powierzchnią, jaką mogłyby zajmować fotoogniwa bez soczewek. Chyba, że chodzi o jakis nowy rodzaj fotogniwa, który ma wyższą wydajność, ale wymaga wyższej koncentracji energii. palindrom - Pią 20 Mar, 2009 Obserwator, podaj proszę link do tego ustrojstwa. Miałem do czynienia z różnymi fotoogniwami i kolektorami, w żadnym wypadku używanie soczewek nie było uzasadnione. Baterie słoneczne są duże, nie składają się z małych komórek tak jak to jest w przypadku matrycy aparatu cyfrowego, nie ma potrzeby zwiększania powierzchni, chyba że nad metrowym modułem zawiesić soczewkę Fresnela 3x3... benetnash - Pią 20 Mar, 2009 Chyba że enegia elektryczna tworzy się nie przez wybijanie elektronów przez światło ale jakoś pośrednio a słońce jedynie podgrzewa generator energii... palindrom - Pią 20 Mar, 2009 benetnash, aby pozyskać energię przez podgrzewanie kolektora, musi nastąpić przepływ ciepła. To właśnie przepływ oznacza wykonanie pracy i w ten sposób można odzyskać energię. W przypadku ogniwa półprzewodnikowego samo podgrzanie raczej zaszkodzi niż pomoże. Kocur - Pią 20 Mar, 2009 Są przecież działające elektrownie (co prawda na małą skalę, ale jednak), gdzie np.: 1. Światło słoneczne skupiane jest przez lustra paraboliczne na rurze z olejem lub innym płynem o niskiej temperaturze topnienia i wysokiej temperaturze wrzenia, a następnie ciepło w wymiennikach podgrzewa wodę zamieniając ją w parę, a ta z kolei zasila najzwyklejszą w świecie turbinę parową. 2. Światło słoneczne ogrzewa gaz w zamkniętym zbiorniku podnosząc ciśnienie. Z tego zbiornika gaz pod ciśnieniem poprzez odpowiedni system zaworów trafia do silnika tłokowego, niemal identycznego ze spalinowym dwusuwem, gdzie rozpręża się poruszając tłoki, a silnik zasila generator. Pewnie jest tego więcej, ale chwilowo nie pamiętam  Tyle, że w żadnym z tych przypadków nie wykorzystuje się półprzewodników do otrzymania energii elektrycznej. Poza tym, podgrzewanie półprzewodnika to raczej kiepski pomysł, bo z racji tego, jak jest zbudowany taki materiał odpowiednio wysoka temperatura po prostu zmienia go w zwykły przewodnik (tak w uproszczeniu). Tym samym wszystkie konstrukcje typu dioda czy tranzystor przestają działać.
No, chyba że IBM opatentował także metodę utrzymywania takiego fotoogniwa w odpowiedniej temperaturze, wtedy miało by to więcej sensu. Ale patrząc na to pod kątem zwiększenia wydajności w stosunku do powierzchni, to zysk jest IMO żaden, bo co za różnica, czy mamy metr kwadratowy fotoogniw, czy metr kwadratowy powierzchni skupiającej? Ilość światła jaką dysponujemy na tej powierzchni, a tym samym energii jaką możemy pozyskać jest w obu przypadkach identyczna. Chyba że idzie o zmniejszenie kosztów produkcji, bo np. uda się wyprodukować taniej małe wysoko wydajne ogniwo, na którym można skupić światło z powierzchni np. metra kwadratowego, niż metr kwadratowy klasycznych ogniw. Też bym chętnie przeczytał ten artykuł, bo jakoś nie widzę na razie, żeby to mogło mieć sens. Chyba że na prawdę coś ciekawego wymyślili, czego my jeszcze nie pojmujemy 
palindrom - Sob 21 Mar, 2009 Kocur, są takie duże działające elektrownie, w których podgrzewa się olej. Częściej jednak używa się takich systemów w domostwach, głównie w Skandynawii, coraz częściej w Polsce. Ciepło z oleju jest oddawane w zbiorniku ciepła, który jest zwyczajnym izolowanym zbiornikiem wody. Jest to jedna z popularniejszych metod pozyskiwania energii ze źródeł odnawialnych (obok chociażby geotermii czy pomp ciepła). Temperatura nie zamienia półprzewodnika w przewodnik, powoduje chociażby większe rozpraszanie nośników na fononach. Ze względu na duże drgania sieci zachodzą też inne niekorzystne efekty, które nie są łatwe do wytłumaczenia
Tak czy inaczej, ogniwa fotowoltaiczne służą do tego, by je oświetlać, a nie by je smażyć
Obserwator, ja wciąż czekam na źródło
PS dla lupy nie definiuje się przybliżenia. Z resztą dla innych urządzeń optycznych też nie 
benetnash - Sob 21 Mar, 2009 palindrom, Ja w domyśle założyłem, że tam gdzieś też jest chłodnica (chociażby turbina)
AFAIR takie coś pracowało w Egipcie w 19 wieku. Potem to zamknęli bo koszty eksploatacji przewyższały zyski. Kocur - Sob 21 Mar, 2009
Mnie uczyli, że wzrost temperatury (a tym samym energii jaką posiada substancja), powoduje zmniejszenie przerwy energetycznej pomiędzy pasmem walencyjnym a pasmem przewodzenia, a w skrajnych przypadkach powoduje jej zanik, a nawet swobodny przepływ elektronów z pasma walencyjnego do pasma przewodzenia, tak jak jest w metalach, czyli przewodnikach  Poza tym robiłem ćwiczenie na pracowni, w którym badałem właściwości diody w funkcji temperatury i dowiedziałem się, że powyżej pewnej granicy dioda przestaje być diodą, bo prąd płynie z jednakowym oporem w obie strony  Więc już nie wiem, czy mnie źle uczyli, czy ja już nic nie pamiętam
Tak czy inaczej pewnym jest, że wysoka temperatura nie służy najlepiej półprzewodnikom. palindrom - Sob 21 Mar, 2009 Kocur, dobrze Cię uczyli. Eg maleje ze wzrostem temperatury i złącze traci na rezystancji (odwrotnie niż metale). Dla różnych wielkości i rodzajów domieszkowania dzieją się różne rzeczy, jednak w każdym przypadku dochodzimy do punktu, gdy nawet baza (Si, GaAs etc.) ulega jonizowaniu. Wtedy prąd unoszenia jest duży i dioda przewodzi w obie strony, jednak póki złącze istnieje trudno mówić o równouprawnieniu polaryzacji. Dla przykładu, można zmusić tranzystory oparte o krzem do pracy w temperaturze podchodzącej nawet pod 500°C. Niestety gdy urządzenia są złożone z wielu diod i tranzystorów, ze względu na niezgodność prądów i napięć w stosunku do projektu, urządzenie przestaje działać. Z resztą nie ma co się zagłębiać w aspekty filozoficzne, jeżeli istnieje jakiś prąd fotogeneracji, to popłynie on przez wewnętrzną "zaporową" rezystancję (tj. zostanie zrównoważony prądami unoszenia). Prażenie baterii słonecznej nie jest dobrym pomysłem i tyle 
Rozsądna granica pracy typowych urządzeń półprzewodnikowych to 125°C. |
