Minangka peradaban mundak akeh, energi sing dibutuhake kanggo ndhukung cara gesang kita mundhak saben dina, mrintahake kita kanggo golek cara anyar lan inovatif kanggo nggunakake sumber daya dianyari kita, kayata suryo srengenge, kanggo nggawe liyane energi kanggo masyarakat kita kanggo nerusake Progress.
Cahya srengenge wis nyedhiyakake lan ngaktifake urip ing planet kita nganti pirang-pirang abad. Apa langsung utawa ora langsung, srengenge ngidini ngasilake meh kabeh sumber energi sing dikenal kayata bahan bakar fosil, hidro, angin, biomas, lan liya-liyane. Nalika peradaban saya tuwuh, energi sing dibutuhake kanggo ndhukung. cara urip kita mundhak saben dina, mrintahake kita kanggo golek cara anyar lan inovatif kanggo sabuk sumber daya dianyari kita, kayata suryo srengenge, kanggo nggawe liyane energi kanggo masyarakat kita terus Progress.
Wiwit jaman biyen kita wis bisa urip nganggo energi surya, nggunakake sinar matahari minangka sumber energi sing asale saka bangunan sing dibangun luwih saka 6.000 taun kepungkur, kanthi orientasi omah supaya sinar matahari ngliwati bukaan sing dadi bentuk pemanasan. .Ewonan taun sabanjure, wong Mesir lan Yunani nggunakake teknik sing padha kanggo njaga omah-omahé ing mangsa panas kanthi nglindhungi saka srengéngé [1]. Jendela panel siji sing gedhé digunakake minangka jendhela termal surya, saéngga panas saka srengenge mlebu nanging njebak. panas ing njero.Srengenge ora mung penting kanggo panas sing diprodhuksi ing donya kuna, nanging uga digunakake kanggo ngreksa lan ngreksa pangan liwat uyah. Ing salinization, srengenge digunakake kanggo nguapaké banyu segara beracun lan diwenehi uyah, kang diklumpukake. ing blumbang surya [1].Ing pungkasan Renaissance, Leonardo da Vinci ngusulake aplikasi industri pisanan saka concentrator solar cermin cekung minangka pemanas banyu, lan mengko Leonardo uga ngusulake teknologi welding copp.er nggunakake radiasi solar lan ngidini solusi teknis kanggo mbukak mesin tekstil [1]. Ora suwe nalika Revolusi Industri, W. Adams nggawe apa sing saiki diarani oven solar. Oven iki duwe wolung cermin kaca perak simetris sing mbentuk reflektor segi wolu. Cahya srengenge yaiku klempakan dening mirrors menyang kothak kayu-ditutup kaca ing ngendi pot bakal diselehake lan supaya godhok [1]. Maju cepet sawetara atus taun lan mesin uap solar dibangun watara taun 1882 [1]. Abel Pifre nggunakake pangilon cekung 3.5 m ing diameteripun lan fokus ing ketel uap silinder sing diprodhuksi daya cukup kanggo nyopir mesin cetak.
Ing taun 2004, pembangkit listrik tenaga surya pekat komersial pisanan ing donya sing diarani Planta Solar 10 didegaké ing Seville, Spanyol. Cahya Srengéngé dipantulake menyang menara sing ambane kira-kira 624 meter, ing ngendi panrima solar dipasang nganggo turbin uap lan generator. Iki bisa ngasilake energi. kanggo nguwasani luwih saka 5.500 omah. Meh sedasa taun sabanjure, ing 2014, pembangkit listrik tenaga surya paling gedhe ing donya dibukak ing California, AS. Pabrik kasebut nggunakake luwih saka 300.000 pangilon sing dikontrol lan ngidini produksi listrik 377 megawatt bisa nyedhiyakake sekitar 140.000 omah [ 1].
Ora mung pabrik sing dibangun lan digunakake, nanging konsumen ing toko eceran uga nggawe teknologi anyar.Panel surya miwiti debut, lan malah mobil bertenaga surya teka, nanging salah sawijining perkembangan paling anyar sing durung diumumake yaiku solar anyar- teknologi wearable powered.Kanthi nggabungake sambungan USB utawa piranti liyane, ngidini sambungan saka sandhangan menyang piranti kayata sumber, telpon lan earbuds, kang bisa ngisi daya nalika lelungan. Mung sawetara taun kepungkur, tim peneliti Jepang ing Riken Institut lan Torah Industries njlèntrèhaké pangembangan sel solar organik tipis sing bakal nyetak sandhangan panas ing sandhangan, saéngga sel bisa nyerep energi surya lan digunakake minangka sumber daya [2] ].Sèl solar mikro minangka sel fotovoltaik organik kanthi termal. stabilitas lan keluwesan nganti 120 °C [2]. Anggota klompok riset adhedhasar sel fotovoltaik organik ing materi sing diarani PNTz4T [3].PNtz4T minangka polimer semikonduktor sing sadurunge dikembangake dening Riken kanggo en sing apik banget.stabilitas lingkungan lan efisiensi konversi daya dhuwur, banjur loro-lorone saka sèl ditutupi karo elastomer, materi karet-kaya [3]. Ing proses, padha nggunakake loro wis digawe dowo 500-micron-kandel elastomer akrilik sing ngidini cahya kanggo ngetik. sel nanging nyegah banyu lan udhara mlebu ing sel. Panganggone elastomer iki mbantu nyuda degradasi baterei dhewe lan ndawakake umure [3].
Salah siji saka drawbacks industri paling kacathet yaiku banyu. Degenerasi sel kasebut bisa disebabake dening macem-macem faktor, nanging sing paling gedhe yaiku banyu, mungsuh umum teknologi apa wae. saka sel fotovoltaik organik [4]. Sanadyan sampeyan bisa nyegah banyu ing komputer utawa telpon ing pirang-pirang kasus, sampeyan ora bisa nyingkiri nganggo sandhangan. sel fotovoltaik organik sing ngadeg bebas lan sel fotovoltaik organik sing dilapisi kaping pindho, loro sel fotovoltaik organik dicelupake ing banyu suwene 120 menit, disimpulake yen daya sel fotovoltaik organik sing ngadeg bebas yaiku Efisiensi konversi mung suda. 5,4%.Sel suda 20,8% [5].
Gambar 1. Efisiensi konversi daya sing dinormalisasi minangka fungsi wektu kecemplung. Bar kesalahan ing grafik kasebut minangka standar deviasi sing dinormalisasi kanthi rata-rata efisiensi konversi daya awal ing saben struktur [5].
Gambar 2 nggambarake pangembangan liyane ing Universitas Nottingham Trent, sel solar miniatur sing bisa dipasang ing benang, sing banjur ditenun dadi tekstil [2]. Saben baterei sing kalebu ing produk kasebut cocog karo kritéria tartamtu kanggo panggunaan, kayata syarat 3mm dawa lan 1.5mm sudhut [2]. Saben unit wis laminated karo resin anti banyu kanggo ngidini umbah-umbah bisa sakabeheng ing kamar umbah-umbah utawa amarga cuaca [2]. Baterei uga ngarang kanggo comfort, lan saben dipasang ing a cara sing ora protrude utawa iritasi kulit sing nganggo. Ing riset luwih ditemokaké ing Piece cilik saka sandhangan padha karo bagean 5cm^2 saka kain bisa ngemot mung liwat 200 sel, saenipun mrodhuksi 2,5 – 10 volt energi, lan nyimpulake yen mung ana 2000 sel Sel kudu bisa ngisi daya smartphone [2].
Gambar 2. Sel surya mikro dawane 3 mm lan ambane 1,5 mm (foto duweni saka Universitas Nottingham Trent) [2].
Kain fotovoltaik nggabungake rong polimer sing entheng lan murah kanggo nggawe tekstil sing ngasilake energi. Kaping pisanan saka rong komponen kasebut yaiku sel solar mikro, sing ngasilake energi saka sinar matahari, lan sing nomer loro kalebu nanogenerator, sing ngowahi energi mekanik dadi listrik [ 6] Bagéan fotovoltaik saka kain kasusun saka serat polimer, sing banjur dilapisi karo lapisan mangan, seng oksida (bahan fotovoltaik), lan iodida tembaga (kanggo koleksi muatan) [6]. Sèl kasebut banjur ditenun bebarengan karo kabel tembaga cilik lan digabungake menyang sandhangan.
Rahasia ing balik inovasi kasebut dumunung ing elektroda transparan piranti fotovoltaik fleksibel.Elektroda konduktif transparan minangka salah sawijining komponen ing sel fotovoltaik sing ngidini cahya mlebu ing sel, nambah tingkat koleksi cahya.Indium-doped tin oxide (ITO) digunakake kanggo nggawe elektroda transparan iki, sing digunakake kanggo transparansi sing cocog (> 80%) lan resistensi lembaran sing apik uga stabilitas lingkungan sing apik [7]. ITO penting amarga kabeh komponen ana ing proporsi sing meh sampurna. kekandelan digabungake karo transparan lan resistance maximizes asil saka elektroda [7]. Sembarang fluktuasi ing rasio bakal mengaruhi elektrods lan kanthi mangkono kinerja. Contone, nambah kekandelan elektroda nyuda transparan lan resistance, anjog kanggo degradasi kinerja. Nanging, ITO minangka sumber daya winates sing cepet dikonsumsi. Riset wis ditindakake kanggo nemokake alternatif sing ora mung entukITO, nanging samesthine bakal ngluwihi kinerja ITO [7].
Bahan kayata substrat polimer sing wis diowahi kanthi oksida konduktif transparan wis dadi populer nganti saiki. Sayange, substrat kasebut wis katon rapuh, kaku lan abot, sing nyuda keluwesan lan kinerja [7]. Peneliti nawakake solusi kanggo nggunakake sel surya kaya serat fleksibel minangka panggantos elektroda.Baterei fibrous kasusun saka elektroda lan rong kabel logam sing béda sing bengkong lan digabungake karo bahan aktif kanggo ngganti elektroda [7].Sèl solar wis janji amarga bobot entheng. , nanging masalah iku lack area kontak antarane kabel logam, kang nyuda area kontak lan kanthi mangkono nyebabake kinerja photovoltaic degradasi [7].
Faktor lingkungan uga dadi motivator gedhe kanggo riset terus.Saiki, jagad gumantung banget marang sumber energi sing ora bisa dianyari kayata bahan bakar fosil, batu bara lan minyak. minangka investasi sing perlu kanggo masa depan. Saben dina mayuta-yuta wong ngisi daya telpon, komputer, laptop, jam tangan pinter lan kabeh piranti elektronik, lan nggunakake kain kanggo ngisi daya piranti kasebut mung kanthi mlaku bisa nyuda panggunaan bahan bakar fosil. ora pati penting ing skala cilik 1 utawa malah 500 wong, yen ukurane nganti puluhan yuta bisa nyuda panggunaan bahan bakar fosil.
Panel surya ing pembangkit listrik tenaga surya, kalebu sing dipasang ing ndhuwur omah, dikenal bisa mbantu nggunakake energi sing bisa dianyari lan nyuda panggunaan bahan bakar fosil, sing isih akeh digunakake.Amerika.Salah sawijining masalah utama kanggo industri yaiku entuk lahan kanggo mbangun farms iki.Rata-rata kluwarga mung bisa ndhukung nomer tartamtu saka panel solar, lan jumlah solar farms winates.Ing wilayah karo papan akeh, paling wong tansah mangu-mangu kanggo mbangun pembangkit listrik tenaga surya anyar amarga permanen nutup kamungkinan. lan potensial kesempatan liyane ing tanah, kayata bisnis anyar. Ana akeh instalasi panel fotovoltaik ngambang sing bisa ngasilake listrik sing akeh, lan keuntungan utama saka peternakan solar ngambang yaiku nyuda biaya [8]. tanah ora digunakake, ora perlu kuwatir babagan biaya instalasi ing ndhuwur omah lan bangunan.s bisa kanggo nyeleh farms iki ing badan banyu alam.Waduk buatan duweni akeh kaluwihan sing ora umum ing samodra [9]. Waduk buatan manungsa gampang dikelola, lan kanthi prasarana lan dalan sadurunge, peternakan bisa dipasang. peternakan surya adhedhasar tanah amarga variasi suhu antarane banyu lan lemah [9]. Amarga panas spesifik banyu sing dhuwur, suhu permukaan tanah umume luwih dhuwur tinimbang badan banyu, lan suhu sing dhuwur wis dituduhake duwe pengaruh negatif marang kinerja tingkat konversi panel surya.Nalika suhu ora ngontrol jumlah suryo srengenge panel ditampa, iku ora mengaruhi jumlah energi sing ditampa saka suryo srengenge.Ing energi kurang (ie, suhu adhem), elektron ing panel solar bakal ana ing negara ngaso, lan banjur nalika suryo srengenge hits, padha bakal tekan negara bungah [10]. Bentenipun antarane negara ngaso lan negara bungah pinten energi kui ing voltase.Ora mung bisa sunlig.ht excite elektron iki, nanging uga bisa dadi panas.Yen panas sak panel solar energizes elektron lan nempatno ing kahanan kurang bungah, voltase ora bakal gedhe nalika suryo srengenge tekan panel [10].Amarga tanah nyerep lan emits. panas luwih gampang tinimbang banyu, èlèktron ing panel solar ing dharatan kamungkinan kanggo dadi ing negara bungah luwih, banjur panel solar dumunung ing utawa cedhak awak banyu sing cooler. Riset luwih mbuktekaken sing efek cooling saka banyu ing saubengé panel ngambang mbantu ngasilake energi 12,5% luwih akeh tinimbang ing darat [9].
Nganti saiki, panel surya mung nyukupi 1% kabutuhan energi Amerika, nanging yen peternakan solar iki ditandur nganti seprapat wadhuk banyu gawean manungsa, panel surya bakal nyukupi meh 10% kabutuhan energi Amerika. Ing Colorado, ing ngendi ngambang. panel padha ngenalaken sanalika bisa, loro reservoir banyu gedhe ing Colorado ilang akèh banyu amarga penguapan, nanging kanthi nginstal panel ngambang iki, wadhuk padha nyegah saka pangatusan metu lan listrik kui [11]. Malah siji persen manungsa. reservoir -digawe dilengkapi farms solar bakal cukup kanggo generate paling 400 gigawatts listrik, cukup kanggo daya 44 milyar bolam LED kanggo liwat taun.
Gambar 4a nuduhake kenaikan daya sing diwenehake dening sel surya ngambang ing hubungane karo Gambar 4b. Nalika ana sawetara peternakan solar ngambang ing dekade kepungkur, dheweke isih nggawe bedane gedhe ing pembangkit listrik. Ing mangsa ngarep, nalika peternakan solar ngambang dadi luwih akeh, total energi sing diasilake bakal tikel kaping telu saka 0,5TW ing taun 2018 dadi 1,1TW ing pungkasan taun 2022.[12].
Sacara lingkungan, peternakan surya ngambang iki migunani banget ing pirang-pirang cara. Saliyane nyuda ketergantungan marang bahan bakar fosil, peternakan solar uga nyuda jumlah hawa lan sinar matahari sing tekan lumahing banyu, sing bisa mbantu mbalikke owah-owahan iklim [9]. peternakan sing nyuda kacepetan angin lan sinar srengenge langsung sing nyedhaki permukaan banyu paling ora 10% bisa ngimbangi pamanasan global sajrone dasawarsa [9]. Ing babagan keanekaragaman hayati lan ekologi, ora ana dampak negatif sing gedhe. Panel kasebut nyegah angin gedhe. aktivitas ing lumahing banyu, saéngga ngurangi erosi ing pinggir kali, nglindhungi lan ngrangsang vegetasi.[13].Ora ana asil definitif apa urip segara kena pengaruh, nanging langkah-langkah kayata shell-filled bio-hut digawe dening Ecocean wis wis submerged ing panel photovoltaic kanggo duweni potensi ndhukung urip segara.[13] .panel photovoltaic ing banyu mbukak tinimbang reservoir buatan manungsa.Amarga kurang suryo srengenge lumebu ing banyu, iku nyebabake nyuda ing tingkat fotosintesis, asil ing mundhut massive saka fitoplankton lan macrophytes.Kanthi pangurangan saka tetanduran iki, impact ing kéwan luwih murah ing rantai pangan, lan liya-liyane, ndadékaké subsidi kanggo organisme akuatik [14]. Sanajan durung kelakon, iki bisa nyegah karusakan luwih lanjut ing ekosistem, sing minangka kelemahan utama saka peternakan solar ngambang.
Amarga srengenge minangka sumber energi paling gedhe, bisa angel golek cara kanggo nggunakake energi iki lan digunakake ing komunitas kita. Teknologi lan inovasi anyar sing kasedhiya saben dina ndadekake iki bisa ditindakake. kanggo tuku utawa ngambang solar farms kanggo ngunjungi sapunika, sing ora ngganti kasunyatan sing teknologi ora duwe potensial ageng utawa mangsa padhang.Sèl solar ngambang duwe cara dawa kanggo pindhah ing pangertèn satwa dadi umum minangka solar panels on top of homes.Sel surya sing bisa dipakai duwe dalan sing dawa sadurunge dadi umum kaya sandhangan sing kita gunakake saben dina. sandhangan. Nalika teknologi maju ing dekade sing bakal teka, potensial industri solar ora ana telas.
Babagan Raj Shah Dr. Raj Shah minangka direktur Koehler Instrument Company ing New York, ing ngendi dheweke wis kerja suwene 27 taun. Fisika, Institut Riset Energi lan Royal Society of Chemistry. Penerima Penghargaan Elang ASTM Dr. Shah bubar nyunting "Buku Pegangan Bahan Bakar lan Pelumas" sing paling laris, sing kasedhiya ing Buku Pegangan Bahan Bakar lan Pelumas ASTM, Edisi kaping 2 - 15 Juli, 2020 – David Phillips – Artikel Warta Industri Petro – Petro Online (petro-online.com)
Dr Shah nduweni gelar PhD ing Teknik Kimia saka Universitas Negeri Penn lan Fellow saka Chartered School of Management, London.Dhèwèké uga minangka Chartered Scientist of the Scientific Council, Chartered Petroleum Engineer of the Energy Institute lan UK Engineering Council.Dr.Shah bubar diajeni minangka Insinyur Terhormat dening Tau beta Pi, masyarakat teknik paling gedhe ing Amerika Serikat. Dheweke dadi dewan penasehat Universitas Farmingdale (Teknologi Mekanik), Universitas Auburn (Tribologi), lan Universitas Stony Brook (Teknik Kimia/ Ilmu lan Teknik Material).
Raj minangka profesor tambahan ing Departemen Ilmu Bahan lan Teknik Kimia ing SUNY Stony Brook, wis nerbitake luwih saka 475 artikel lan wis aktif ing bidang energi luwih saka 3 taun. Informasi liyane babagan Raj bisa ditemokake ing Direktur Koehler Instrument Company. kapilih minangka Fellow ing International Institute of Physics Petro Online (petro-online.com)
Ms. Mariz Baslious lan Pak Blerim Gashi minangka mahasiswa teknik kimia ing SUNY, lan Dr. Raj Shah ketua dewan penasehat eksternal universitas. Mariz lan Blerim minangka bagéan saka program internship sing berkembang ing Koehler Instrument, Inc. nyengkuyung siswa sinau luwih akeh babagan jagad teknologi energi alternatif.
Wektu kirim: Feb-12-2022
