Eesti ei ole väga päikseline paik ja idee kasutada päikese energiat võib tunduda siin ehk mõneti utoopilisena. Tallinna Tehnikaülikoolis nii ei arvata. „Meil on küll kolm pimedat talvekuud ja sinna ei ole midagi parata, sest asume sellisel laiuskraadil. Kuid ülejäänud kuudel saab meie laiuskraadilgi päikesepaneeliga elektrit toota,” on TTÜ Materjaliteaduste Instituudi keemiliste kiletehnoloogiate labori juhataja Malle Krunks veendunud. Tema juhitavas laboris luuakse materjale, mida saab päikesepatareide valmistamisel kasutada. Nende valmistamiseks on leitud mitmeid kogu maailma mastaabis unikaalseid viise.
Pihustusmeetod
Pihustusmeetodil on tehnikaülikoolis valmistatud ja uuritud päikesepatarei kõigi komponentide (optilise akna kiht, puhverkiht, absorberkiht) omadusi. Kuigi patarei omadused sõltuvad kõigist struktuuri komponentidest, on määrava tähtsusega absorberkiht. Lihtsustatult on pihustamisprotsess selline: sobivate lähteainete lahus pulveriseeritakse piiskadena eelkuumutatud alusplaadile. Kuumal alusel toimub lahuse komponentide või lahuses moodustunud uue lähteaine termiline lagunemine, mille käigus tekibki kile.Vaata videot, kus Malle Krunks tutvustab laborit ja meetodeid, kuidas erinevaid nanostruktuurseid materjale saadakse. Miks ühed kiled juhivad elektrit ja teised mitte, kuidas saadakse erinevat värvi kilesid ning milliseid erineva morfoloogiaga kilematerjale pihustamise teel seal laboris valmistatakse.
Kiletehnoloogiad
Ülemöödunud aastal loodud Tallinna Tehnikaülikooli kilelaboris tegeletakse kõige uuemate ehk kolmanda generatsiooni patareide arendamisega. Uute tehnoloogiate abil valmistavatel kiledel on tulevikus ehk teisigi kasutamisvaldkondi – näiteks puutetundlikel ekraanidel. Kuid Malle Krunski sõnul on töö peamine eesmärk siiski päikeseenergia püüdmine. Nii uurivadki teadlased TTÜ laboreis, kuidas muuta patareide pealispind tundlikumaks ja vastuvõtlikumaks ning samas tagada, et odavamalt toodetu ei oleks vähemefektsiivsem. Üliõhukeste, läbipaistvate kilede sisse vaadates näeme, et need koosnevad nanokristallidest. Järgnevas videos räägib Malle Krunks pikemalt vanemate ja uuemate päikesepatareide vahelistest erinevustest ning sellest, kuidas erinevaid kiletehnoloogiaid katsetas on võimalik samm-sammu haaval efektiivsemate päikesepatareide valmistamisele lähemale jõuda.
Päikesepatareid
Praegune TTÜ-s olemasolev tehnoloogia võimaldab pihustamismeetodil valmistada kõik päikesepatarei kihid kokku 40 minutiga, kuid päikesepatarei efektiivsuse suurendamiseks on vaja veel teha edasist teadustööd. Millised väljavaated on Eestil päikesepatareidega energia tootmises? Kuidas päikesepatareid elektrit toodavad ning kuidas valmistada sellist tehnoloogiat, et see ka tarbijale taskukohane oleks? Kõigile nendele küsimustele vastab dotsent Arvo Mere.
Katse väikese päikesepatareiga
Vaata videot, kus Arvo Mere paneb ühe 10. ruutsentimeetrise TTÜ-s uurimisotstarbel valmistatud päikesepatarei kunstvalgusega tööle. Päikesepatarei, mis on ühendatud väikese elektrimootoriga, tuleb ilusasti valguse energiaks muundamisega toime, pannes väikse tiiviku keerlema.
Malle Krunks on Tallinna Tehnikaülikooli Materjaliteaduste Instituudis vanemteadur ning sealse keemiliste kiletehnoloogiate teaduslabori juhataja. Aastail 2006 – 2008 oli tal au olla Eesti Teaduste Akadeemia uurija-professor. Ta on viibinud külalisteadurina Helsingi Tehnikaülikoolis, Helsingi Ülikoolis, Budapesti Tehnikaülikoolis, Kieli Tehnikaülikoolis ja Hannoveri Päikeseenergeetika Instituudis, kuid enamuse oma teadustööst teinud Tallinna Tehnikaülikoolis… Loe edasi (ja täienda) Vikipeediast
Lisalugemist
Õhukesekilelised päikesepatareid pihustuspürolüüsi meetodil (pdf)
Fossiilkütuste ammendumine ja järjest kuhjuvad keskkonnaprobleemid on seadnud elulise vajaduse leida alternatiivseid võimalusi elektrienergia tootmiseks fossiilkütuste põletamise asemel. Alternatiivsetest energiaallikatest on lootused pandud tuuma-, biomassi-, tuule- ja geotermaal-, eriti aga päikeseenergeetikale. Pooljuhtpäikeseenergeetika (PV), mille all mõistetakse elektrienergia tootmist päikesekiirgusest päikesepatareide abil, on puhas, keskkonnasõbralik elektrienergia tootmise viis. Vaatamata noorusele on pooljuhtpäikeseenergeetika üks kiiremini arenevaid energeetikaharusid ning juba järgnevatel aastakümnetel oodatakse tema olulist panust energiaprobleemide lahendamisse. Ollakse seisukohal, et aastal 2040 peaks päikesepatareide abil toodetav elektrienergia moodustama ligi 10% maailma elektritoodangust praeguse (2005) 0,01% asemel.
Päikesepatareide tulevik
Tänapäeva päikesepatareid on lisaks kõrgele hinnale ka üsna ebaefektiivsed, mistõttu suur osa päikesekiirgust jääb lihtsalt kasutamata. Ometi on teoreetiliselt võimalik luua päikesepatareid, millede efektiivsus oleks vähemalt kaks korda kõrgem kui olemasolevatel. Need nn kolmanda põlvkonna päikesepatareid koosneksid nanoosakestest ning põhiline efektiivsuse kasv tuleks kuumade laengukandjate ärakasutamisest. (Tehnikamaailm, 2012)
Prantsuse teadlased leiutasid päikesepatareiks muunduva värvi
Kujutage ette, et järgmine kord kui te maja värvite, siis sellise värviga, mis toodab valgusest elektrit – elektrit, mida saab siis kasutada maja sees näiteks kodumasinate jaoks. Notre Dame’i Ülikooli teadlased on loonud odava “päikesevärvi”, mille koostises on pooljuhtidest nanoosakesed, mis energiat toodavad. (ERR Teadus, 2011)
Päikesevalguse «tume seisund» teeb päikesepatarei tõhusamaks
Texase Ülikooli teadlased on leidnud mooduse, kuidas päikesepatareid tõhusamaks muuta. Päikeselt saadud energiasaaki on võimalik kahekordistada. Päikesevalguse footon toodab ka tumedat kvanti, millelt on omakorda võimalik kaks elektroni kätte saada. (ERR Teadus, 2011)
Päikesepatareid hakkavad end ära tasuma
Kui seni kehtisid päikeseenergia kohta väited, et sel moel toodetud elekter on ülikallis ning patareide tasuvusaeg ületab nende eluea, siis päikesepatareide uus põlvkond suudab end Kesk-Euroopa tingimustes tasa teenida kahe aastaga. (Äripäev, 2009)
Kasutatud/viidatud meedia (videod/esitlused/fotod/artiklid) õigused võivad erineda, palun kontrolli!
Uue põlve päikesepatarei
Eesti ei ole väga päikseline paik ja idee kasutada päikese energiat võib tunduda siin ehk mõneti utoopilisena. Tallinna Tehnikaülikoolis nii ei arvata. „Meil on küll kolm pimedat talvekuud ja sinna ei ole midagi parata, sest asume sellisel laiuskraadil. Kuid ülejäänud kuudel saab meie laiuskraadilgi päikesepaneeliga elektrit toota,” on TTÜ Materjaliteaduste Instituudi keemiliste kiletehnoloogiate labori juhataja Malle Krunks veendunud. Tema juhitavas laboris luuakse materjale, mida saab päikesepatareide valmistamisel kasutada. Nende valmistamiseks on leitud mitmeid kogu maailma mastaabis unikaalseid viise.
Pihustusmeetod
Pihustusmeetodil on tehnikaülikoolis valmistatud ja uuritud päikesepatarei kõigi komponentide (optilise akna kiht, puhverkiht, absorberkiht) omadusi. Kuigi patarei omadused sõltuvad kõigist struktuuri komponentidest, on määrava tähtsusega absorberkiht. Lihtsustatult on pihustamisprotsess selline: sobivate lähteainete lahus pulveriseeritakse piiskadena eelkuumutatud alusplaadile. Kuumal alusel toimub lahuse komponentide või lahuses moodustunud uue lähteaine termiline lagunemine, mille käigus tekibki kile.Vaata videot, kus Malle Krunks tutvustab laborit ja meetodeid, kuidas erinevaid nanostruktuurseid materjale saadakse. Miks ühed kiled juhivad elektrit ja teised mitte, kuidas saadakse erinevat värvi kilesid ning milliseid erineva morfoloogiaga kilematerjale pihustamise teel seal laboris valmistatakse.Kiletehnoloogiad
Ülemöödunud aastal loodud Tallinna Tehnikaülikooli kilelaboris tegeletakse kõige uuemate ehk kolmanda generatsiooni patareide arendamisega. Uute tehnoloogiate abil valmistavatel kiledel on tulevikus ehk teisigi kasutamisvaldkondi – näiteks puutetundlikel ekraanidel. Kuid Malle Krunski sõnul on töö peamine eesmärk siiski päikeseenergia püüdmine. Nii uurivadki teadlased TTÜ laboreis, kuidas muuta patareide pealispind tundlikumaks ja vastuvõtlikumaks ning samas tagada, et odavamalt toodetu ei oleks vähemefektsiivsem. Üliõhukeste, läbipaistvate kilede sisse vaadates näeme, et need koosnevad nanokristallidest. Järgnevas videos räägib Malle Krunks pikemalt vanemate ja uuemate päikesepatareide vahelistest erinevustest ning sellest, kuidas erinevaid kiletehnoloogiaid katsetas on võimalik samm-sammu haaval efektiivsemate päikesepatareide valmistamisele lähemale jõuda.Päikesepatareid
Praegune TTÜ-s olemasolev tehnoloogia võimaldab pihustamismeetodil valmistada kõik päikesepatarei kihid kokku 40 minutiga, kuid päikesepatarei efektiivsuse suurendamiseks on vaja veel teha edasist teadustööd. Millised väljavaated on Eestil päikesepatareidega energia tootmises? Kuidas päikesepatareid elektrit toodavad ning kuidas valmistada sellist tehnoloogiat, et see ka tarbijale taskukohane oleks? Kõigile nendele küsimustele vastab dotsent Arvo Mere.Katse väikese päikesepatareiga
Vaata videot, kus Arvo Mere paneb ühe 10. ruutsentimeetrise TTÜ-s uurimisotstarbel valmistatud päikesepatarei kunstvalgusega tööle. Päikesepatarei, mis on ühendatud väikese elektrimootoriga, tuleb ilusasti valguse energiaks muundamisega toime, pannes väikse tiiviku keerlema.Lisalugemist
Õhukesekilelised päikesepatareid pihustuspürolüüsi meetodil (pdf)
Fossiilkütuste ammendumine ja järjest kuhjuvad keskkonnaprobleemid on seadnud elulise vajaduse leida alternatiivseid võimalusi elektrienergia tootmiseks fossiilkütuste põletamise asemel. Alternatiivsetest energiaallikatest on lootused pandud tuuma-, biomassi-, tuule- ja geotermaal-, eriti aga päikeseenergeetikale. Pooljuhtpäikeseenergeetika (PV), mille all mõistetakse elektrienergia tootmist päikesekiirgusest päikesepatareide abil, on puhas, keskkonnasõbralik elektrienergia tootmise viis. Vaatamata noorusele on pooljuhtpäikeseenergeetika üks kiiremini arenevaid energeetikaharusid ning juba järgnevatel aastakümnetel oodatakse tema olulist panust energiaprobleemide lahendamisse. Ollakse seisukohal, et aastal 2040 peaks päikesepatareide abil toodetav elektrienergia moodustama ligi 10% maailma elektritoodangust praeguse (2005) 0,01% asemel.
Päikesepatareide tulevik
Tänapäeva päikesepatareid on lisaks kõrgele hinnale ka üsna ebaefektiivsed, mistõttu suur osa päikesekiirgust jääb lihtsalt kasutamata. Ometi on teoreetiliselt võimalik luua päikesepatareid, millede efektiivsus oleks vähemalt kaks korda kõrgem kui olemasolevatel. Need nn kolmanda põlvkonna päikesepatareid koosneksid nanoosakestest ning põhiline efektiivsuse kasv tuleks kuumade laengukandjate ärakasutamisest. (Tehnikamaailm, 2012)
Prantsuse teadlased leiutasid päikesepatareiks muunduva värvi
Kujutage ette, et järgmine kord kui te maja värvite, siis sellise värviga, mis toodab valgusest elektrit – elektrit, mida saab siis kasutada maja sees näiteks kodumasinate jaoks. Notre Dame’i Ülikooli teadlased on loonud odava “päikesevärvi”, mille koostises on pooljuhtidest nanoosakesed, mis energiat toodavad. (ERR Teadus, 2011)
Päikesevalguse «tume seisund» teeb päikesepatarei tõhusamaks
Texase Ülikooli teadlased on leidnud mooduse, kuidas päikesepatareid tõhusamaks muuta. Päikeselt saadud energiasaaki on võimalik kahekordistada. Päikesevalguse footon toodab ka tumedat kvanti, millelt on omakorda võimalik kaks elektroni kätte saada. (ERR Teadus, 2011)
Päikesepatareid hakkavad end ära tasuma
Kui seni kehtisid päikeseenergia kohta väited, et sel moel toodetud elekter on ülikallis ning patareide tasuvusaeg ületab nende eluea, siis päikesepatareide uus põlvkond suudab end Kesk-Euroopa tingimustes tasa teenida kahe aastaga. (Äripäev, 2009)