සූර්ය බලශක්ති විභවය විශාල වශයෙන් විස්තාරණය කිරීමට නව අණුවක්
සූර්ය බලශක්ති විභවය විශාල වශයෙන් විස්තාරණය කිරීමට නව අණුවක්
මිනිසා දන්නා ශක්ති ප්‍රභවය වන සූර්යයා පමණක් නොව, එය තවමත් පවතින තාක් කල් එය අසීමිත ලෙස පුනර්ජනනීය වේ. එය දිනපතා, වර්ෂාව හෝ බැබළීම මත විස්මිත බලශක්ති ප්‍රමාණයක් උත්පාදනය කරයි. සූර්ය ශක්තිය විවිධ ආකාරවලින් එකතු කර ගබඩා කළ හැකි අතර, සූර්ය බලශක්තිය භාවිතය හරිතාගාර වායු විමෝචනය නොකරයි, එය දේශගුණික විපර්යාසවල බලපෑම අඩු කිරීමට උපකාරී වේ. මෙම හේතූන් නිසා සූර්ය බලශක්තිය පුනර්ජනනීය බලශක්තිය සඳහා මූලික මූලාශ්‍රය ලෙස පුළුල් ලෙස තෝරා ගැනේ. පහත විස්තර කර ඇති නවෝත්පාදනය වැනි - සූර්ය ශක්තිය වඩාත් කාර්යක්ෂමව භාවිතා කිරීමට මානව වර්ගයා ක්‍රම සොයා ගන්නා තෙක් කාලය පිළිබඳ ප්‍රශ්නයක් පමණි.
හිරු එළිය හැසිරවීම
සූර්ය ශක්තියේ ප්‍රධාන වර්ග දෙකක් තිබේ: ප්‍රකාශ වෝල්ටීයතා (PV) සහ සාන්ද්‍රිත සූර්ය බලය (CSP), සූර්ය තාප බලය ලෙසද හැඳින්වේ. ප්‍රකාශ වෝල්ටීයතා විද්‍යාව සූර්ය පැනලවල ඇති සූර්ය කෝෂ භාවිතයෙන් සූර්යාලෝකය සෘජුවම විදුලිය බවට පරිවර්තනය කරයි. සාන්ද්‍රගත සූර්ය බලය වාෂ්ප උත්පාදනය කරන තරලයක් රත් කිරීමට හිරු එළිය භාවිතා කරන අතර ශක්තිය නිපදවීමට ටර්බයිනයක් බලගන්වයි. PV දැනට ගෝලීය සූර්ය බලශක්තියෙන් 98% කින් සමන්විත වන අතර CSP ඉතිරි 2% වේ.
PV සහ CSP ඒවා භාවිතා කරන ආකාරය, නිපදවන ශක්තිය සහ ඒවායේ ඉදිකිරීම් සඳහා භාවිතා කරන ද්රව්ය වෙනස් වේ. PV සමඟ නිපදවන ශක්තියේ කාර්යක්ෂමතාවය සූර්ය පැනලයේ ප්‍රමාණය සමඟ නියතව පවතී, එනම් විශාල සූර්ය පැනලයකට වඩා කුඩා එකක් භාවිතා කිරීමෙන් බලශක්ති නිෂ්පාදන වේගය වැඩි නොවේ. මෙයට හේතුව දෘඪාංග, සංයුක්ත පෙට්ටි සහ ඉන්වර්ටර ඇතුළත් සූර්ය පැනලවල ද භාවිතා වන ශේෂය-පද්ධති (BOS) සංරචක නිසාය.
CSP සමඟ, විශාල වීම වඩා හොඳය. එය සූර්ය කිරණවලින් තාපය භාවිතා කරන බැවින්, එකතු කර ගත හැකි වැඩි හිරු එළිය වඩා හොඳය. මෙම පද්ධතිය වර්තමානයේ භාවිතා වන ෆොසිල ඉන්ධන බලාගාර වලට බෙහෙවින් සමාන ය. ප්‍රධාන වෙනස නම් CSP විසින් ටර්බයින හැරවීම සඳහා වාෂ්ප උත්පාදනය කරන (ගල් අඟුරු හෝ ස්වභාවික වායුව දහනය කිරීම වෙනුවට) සූර්යාලෝකයේ සිට තාප තරල දක්වා තාපය පරාවර්තනය කරන දර්පණ භාවිතා කිරීමයි. මෙමගින් ටර්බයින හැරවීමට සූර්ය ශක්තිය සහ ස්වාභාවික වායු භාවිතා කරමින් බලශක්ති උත්පාදනය කරන ඒකාබද්ධ චක්‍ර වායු ටර්බයිනය (CCGT) වැනි දෙමුහුන් ශාක සඳහා CSP හොඳින් ගැලපේ. CSP සමඟින්, එන සූර්ය ශක්තියෙන් ලැබෙන බලශක්ති නිමැවුමෙන් ලැබෙන්නේ 16% ශුද්ධ විදුලිය පමණි. CCGT බලශක්ති නිමැවුම ~55% ශුද්ධ විදුලිය ලබා දෙයි, CSP වලට වඩා බොහෝ වැඩිය.
නිහතමානී ආරම්භයේ සිට
කෝපන්හේගන් විශ්ව විද්‍යාලයේ Anders Bo Skov සහ Mogens Brøndsted Nielsen උත්සාහ කරන්නේ PV හෝ CSP වලට වඩා කාර්යක්ෂමව සූර්ය ශක්තිය අස්වනු නෙලීමට, ගබඩා කිරීමට සහ මුදා හැරීමට හැකියාව ඇති අණුවක් නිපදවීමටයි. dihydroazulene/vinyl hepta fulvene පද්ධතිය, DHA/VHF කෙටියෙන් භාවිතා කරමින්, යුගලය ඔවුන්ගේ පර්යේෂණවල විශාල ප්‍රගතියක් ලබා ඇත. ඔවුන් මුලදී මුහුණ දුන් එක් ගැටලුවක් වූයේ DHA/VHF අණු වල ගබඩා කිරීමේ ධාරිතාව වැඩි වීමත් සමඟ ශක්තිය දිගු කාලයක් රඳවා තබා ගැනීමේ හැකියාව අඩු වීමයි. රසායන විද්‍යා අංශයේ මහාචාර්යවරයෙකු වන Mogens Brøndsted Nielsen පැවසුවේ “එය වැලැක්වීමට අප කුමක් කළත්, අණු ඔවුන්ගේ හැඩය නැවත වෙනස් කර ගබඩා කර ඇති ශක්තිය පැයකට හෝ දෙකකට පසුව මුදා හරිනු ඇත. ඇන්ඩර්ස්ගේ ජයග්රහණය වූයේ වසර සියයක් එහි හැඩය රඳවා තබා ගත හැකි අණුවක ශක්ති ඝනත්වය දෙගුණ කිරීමට ඔහු සමත් වීමයි. දැන් අපිට තියෙන එකම ප්‍රශ්නය තමයි අපි එය නැවත ශක්තිය මුදාහරින්නේ කොහොමද කියන එක. අණුවට එහි හැඩය නැවත වෙනස් කිරීමට අවශ්‍ය නොවන බව පෙනේ.
නව අණුවේ හැඩය වඩා ස්ථායී බැවින් එය වැඩි කාලයක් ශක්තිය රඳවා තබා ගත හැකි නමුත් එය සමඟ වැඩ කිරීම පහසු කරයි. අණු කට්ටල ඒකකයකට කොපමණ ශක්තියක් රඳවා ගත හැකිද යන්නට න්‍යායාත්මක සීමාවක් ඇත, මෙය ශක්ති ඝනත්වය ලෙස හැඳින්වේ. න්‍යායාත්මකව ඊනියා "පරිපූර්ණ අණුවක" කිලෝග්‍රෑම් 1 (රාත්තල් 2.2) ට මෙගාජූල් 1 ක ශක්තියක් ගබඩා කළ හැකිය, එනම් එයට උපරිම ශක්ති ප්‍රමාණය රඳවාගෙන අවශ්‍ය පරිදි එය මුදා හැරිය හැක. කාමර උෂ්ණත්වයේ සිට තාපාංකය දක්වා ජලය ලීටර් 3 (ගැලුම් 0.8) රත් කිරීමට මෙය ආසන්න වශයෙන් ප්රමාණවත් ශක්තියකි. Skov ගේ අණු එකම ප්‍රමාණයට කාමර උෂ්ණත්වයේ සිට විනාඩි 750 කින් තාපාංකය දක්වා මිලිලීටර් 3.2 ක් (ක්වාටර් 3 ක්) හෝ පැයක් තුළ ලීටර් 15 ක් (ගැලුම් 4 ක්) රත් කළ හැකිය. DHA/VHF අණුවලට “පරිපූර්ණ අණුවකට” හැකි තරම් ශක්තියක් ගබඩා කළ නොහැකි වුවද එය සැලකිය යුතු ප්‍රමාණයකි.
අණුව පිටුපස ඇති විද්‍යාව
DHA/VHF පද්ධතිය DHA සහ VHF යන අණු දෙකකින් සමන්විත වේ. සූර්ය ශක්තිය ගබඩා කිරීම සඳහා DHA අණුව වගකිව යුතු අතර VHF එය නිකුත් කරයි. ඔවුන් මෙය සිදු කරන්නේ බාහිර උත්තේජකවලට හඳුන්වා දෙන විට හැඩය වෙනස් කිරීමෙනි, මේ අවස්ථාවේ දී හිරු එළිය සහ තාපය. DHA සූර්යාලෝකයට නිරාවරණය වන විට එය සූර්ය ශක්තිය ගබඩා කරයි, එසේ කිරීමෙන් අණුව එහි හැඩය VHF ආකෘතියට වෙනස් කරයි. කාලයාගේ ඇවෑමෙන්, VHF තාපය රැස් කරයි, එය ප්රමාණවත් ලෙස රැස් කළ පසු එය එහි DHA ආකෘතියට ආපසු ගොස් සූර්ය ශක්තිය මුදා හරියි.
දවස අවසානයේදී
Anders Bo Skov නව අණුව ගැන තරමක් උද්යෝගිමත් වන අතර හොඳ හේතුවක් ඇත. එයට තවමත් ශක්තිය මුදා හැරිය නොහැකි වුවද, ස්කොව් පවසන්නේ “සූර්ය බලය ගබඩා කිරීම සම්බන්ධයෙන් අපගේ විශාලතම තරඟය පැමිණෙන්නේ ලිතියම් අයන බැටරි වලින් වන අතර ලිතියම් විෂ සහිත ලෝහයකි. මගේ අණුව වැඩ කරන අතරතුර CO2 හෝ වෙනත් රසායනික සංයෝග නිකුත් නොකරයි. එය ‘සූර්යාලෝකය බල රහිත වීම’ ය. තවද අණුව දිනක් ගෙවී ගිය විට, එය චමමයිල් මල් වලද දක්නට ලැබෙන වර්ණකයක් දක්වා දිරාපත් වේ. භාවිතා කරන අතරතුර හරිතාගාර වායූන් ස්වල්පයක් හෝ මුදා හරින ක්‍රියාවලියකදී භාවිතා වන අණුව පමණක් නොව, එය අවසානයේ දිරාපත් වන විට එය පරිසරයේ ස්වභාවිකව ඇති නිෂ්ක්‍රීය රසායනිකයක් බවට පත් කරයි.
