ความก้าวหน้าล่าสุดที่ไม่เหมือนใครในการใช้งานพลังงานแสงอาทิตย์เป็นประโยชน์ต่อเราทุกวัน

เมื่ออารยธรรมเติบโตขึ้น พลังงานที่จำเป็นในการสนับสนุนวิถีชีวิตของเราเพิ่มขึ้นทุกวัน ทำให้เราต้องค้นหาวิธีการใหม่ๆ และสร้างสรรค์เพื่อควบคุมทรัพยากรหมุนเวียนของเรา เช่น แสงแดด เพื่อสร้างพลังงานมากขึ้นสำหรับสังคมของเราเพื่อดำเนินการก้าวหน้าต่อไป
แสงแดดให้กำเนิดและเปิดใช้งานชีวิตบนโลกของเรามานานหลายศตวรรษ ไม่ว่าโดยทางตรงหรือทางอ้อม ดวงอาทิตย์ยอมให้กำเนิดแหล่งพลังงานที่รู้จักเกือบทั้งหมด เช่น เชื้อเพลิงฟอสซิล พลังน้ำ ลม ชีวมวล ฯลฯ เมื่ออารยธรรมเติบโตขึ้น พลังงานที่จำเป็นในการสนับสนุน วิถีชีวิตของเราเพิ่มขึ้นทุกวัน ทำให้เราต้องค้นหาวิธีใหม่ๆ และสร้างสรรค์เพื่อใช้ประโยชน์จากทรัพยากรหมุนเวียนของเรา เช่น แสงแดด เพื่อสร้างพลังงานให้สังคมของเราก้าวหน้าต่อไป

เครื่องกำเนิดพลังงานแสงอาทิตย์

ย้อนไปไกลถึงโลกยุคโบราณ เราสามารถดำรงชีวิตด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ได้ โดยใช้แสงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานที่มีต้นกำเนิดมาจากอาคารที่สร้างขึ้นเมื่อกว่า 6,000 ปีก่อน โดยปรับทิศทางของบ้านให้แสงแดดส่องผ่านช่องเปิดที่ทำหน้าที่เป็นรูปแบบการให้ความร้อน หลายพันปีต่อมา ชาวอียิปต์และชาวกรีกใช้เทคนิคเดียวกันนี้ในการทำให้บ้านของพวกเขาเย็นลงในช่วงฤดูร้อนโดยป้องกันพวกเขาจากแสงแดด [1] หน้าต่างบานเดี่ยวบานใหญ่ใช้เป็นหน้าต่างเก็บความร้อนจากแสงอาทิตย์ ทำให้ความร้อนจากดวงอาทิตย์เข้ามาแต่กักเก็บ ความร้อนภายใน แสงแดดไม่เพียงแต่จำเป็นสำหรับความร้อนที่ผลิตในโลกยุคโบราณเท่านั้น แต่ยังใช้เพื่อถนอมและถนอมอาหารด้วยเกลือ ในการทำเกลือให้เค็ม แสงแดดจะใช้ในการระเหยน้ำทะเลที่เป็นพิษและรับเกลือซึ่งถูกเก็บรวบรวม ในสระพลังงานแสงอาทิตย์ [1] ในช่วงปลายยุคฟื้นฟูศิลปวิทยา Leonardo da Vinci ได้เสนอการประยุกต์ใช้หัวแสงอาทิตย์แบบกระจกเว้าในอุตสาหกรรมเป็นครั้งแรกในฐานะเครื่องทำน้ำอุ่น และต่อมา Leonardo ก็เสนอเทคโนโลยีการเชื่อม coppโดยใช้รังสีดวงอาทิตย์และช่วยให้การแก้ปัญหาทางเทคนิคใช้เครื่องจักรสิ่งทอ [1] ไม่นานในช่วงการปฏิวัติอุตสาหกรรม W. Adams ได้สร้างสิ่งที่เรียกว่าเตาอบพลังงานแสงอาทิตย์ เตาอบนี้มีกระจกสีเงินสมมาตรแปดตัวที่สร้างเป็นแผ่นสะท้อนแสงแปดเหลี่ยม แสงแดดคือ เข้มข้นด้วยกระจกลงในกล่องไม้ที่หุ้มด้วยกระจก โดยจะวางหม้อและปล่อยให้เดือด[1] กรอไปข้างหน้าสองสามร้อยปีและสร้างเครื่องจักรไอน้ำพลังงานแสงอาทิตย์เมื่อราวปี พ.ศ. 2425 [1] อาเบล ปิเฟรใช้กระจกเว้า 3.5 ม. และเน้นไปที่หม้อต้มไอน้ำทรงกระบอกที่ผลิตพลังงานเพียงพอที่จะขับเคลื่อนแท่นพิมพ์
ในปี พ.ศ. 2547 โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบเข้มข้นเชิงพาณิชย์แห่งแรกของโลกที่ชื่อว่า Planta Solar 10 ก่อตั้งขึ้นในเมืองเซบียา ประเทศสเปน แสงแดดสะท้อนบนหอคอยสูงประมาณ 624 เมตร โดยติดตั้งเครื่องรับแสงอาทิตย์ด้วยกังหันไอน้ำและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ซึ่งสามารถผลิตพลังงานได้ ให้พลังงานแก่บ้านเรือนมากกว่า 5,500 หลังคาเรือน เกือบหนึ่งทศวรรษต่อมาในปี 2014 โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ที่ใหญ่ที่สุดในโลกเปิดขึ้นในแคลิฟอร์เนีย สหรัฐอเมริกา โรงงานแห่งนี้ใช้กระจกควบคุมมากกว่า 300,000 ตัว และอนุญาตให้ผลิตไฟฟ้าได้ 377 เมกะวัตต์เพื่อใช้เป็นพลังงานให้กับบ้านเรือนประมาณ 140,000 หลัง [ 1].
ไม่เพียงมีการสร้างและใช้งานโรงงานเท่านั้น แต่ผู้บริโภคในร้านค้าปลีกก็กำลังสร้างเทคโนโลยีใหม่ๆ ด้วย แผงโซลาร์เปิดตัวเป็นครั้งแรก และแม้แต่รถยนต์ที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ก็เข้ามามีบทบาท แต่การพัฒนาล่าสุดที่ยังไม่ได้ประกาศคือแผงโซลาร์เซลล์ใหม่ ขับเคลื่อนเทคโนโลยีสวมใส่ได้ ด้วยการรวมการเชื่อมต่อ USB หรืออุปกรณ์อื่นๆ ทำให้สามารถเชื่อมต่อจากเสื้อผ้าไปยังอุปกรณ์ต่างๆ เช่น แหล่งที่มา โทรศัพท์ และหูฟัง ซึ่งสามารถชาร์จได้ทุกที่ เมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมา ทีมนักวิจัยชาวญี่ปุ่นที่ Riken สถาบันและ Torah Industries บรรยายถึงการพัฒนาของเซลล์แสงอาทิตย์อินทรีย์แบบบางที่จะพิมพ์เสื้อผ้าด้วยความร้อนบนเสื้อผ้า ทำให้เซลล์สามารถดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์และใช้เป็นแหล่งพลังงาน [2] ]ไมโครโซลาร์เซลล์เป็นเซลล์แสงอาทิตย์อินทรีย์ที่มีความร้อน ความเสถียรและความยืดหยุ่นสูงถึง 120 °C [2] สมาชิกของกลุ่มวิจัยใช้เซลล์แสงอาทิตย์อินทรีย์บนวัสดุที่เรียกว่า PNTz4T [3].PNTz4T เป็นพอลิเมอร์เซมิคอนดักเตอร์ที่พัฒนาโดย Riken ก่อนหน้านี้เพื่อประสิทธิภาพที่ดีเยี่ยมความเสถียรของ vironmental และประสิทธิภาพการแปลงพลังงานสูง จากนั้นทั้งสองด้านของเซลล์จะถูกปกคลุมด้วยอีลาสโตเมอร์ซึ่งเป็นวัสดุคล้ายยาง [3] ในกระบวนการ พวกเขาใช้อีลาสโตเมอร์อะคริลิกหนา 500 ไมครอนที่ยืดไว้ล่วงหน้าสองตัวที่ยอมให้แสงเข้ามา เซลล์แต่ป้องกันไม่ให้น้ำและอากาศเข้าสู่เซลล์ การใช้อีลาสโตเมอร์นี้ช่วยลดการเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่เองและยืดอายุการใช้งาน [3]

ข้อเสียเปรียบประการหนึ่งของอุตสาหกรรมนี้คือ น้ำ ความเสื่อมของเซลล์เหล่านี้อาจเกิดจากปัจจัยหลายประการ แต่ที่ใหญ่ที่สุดคือน้ำ ซึ่งเป็นศัตรูตัวสำคัญของเทคโนโลยีใดๆ ความชื้นส่วนเกินและการสัมผัสกับอากาศเป็นเวลานานอาจส่งผลเสียต่อประสิทธิภาพ ของเซลล์แสงอาทิตย์ออร์แกนิก [4] แม้ว่าในกรณีส่วนใหญ่ คุณสามารถหลีกเลี่ยงไม่ให้น้ำเข้าคอมพิวเตอร์หรือโทรศัพท์ได้ แต่คุณไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้กับเสื้อผ้าของคุณ ไม่ว่าจะเป็นฝนหรือเครื่องซักผ้า น้ำก็เป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ หลังจากการทดสอบต่างๆ เซลล์สุริยะอินทรีย์แบบตั้งอิสระและเซลล์สุริยะอินทรีย์แบบเคลือบสองด้าน ทั้งสองเซลล์เซลล์แสงอาทิตย์อินทรีย์ถูกแช่ในน้ำเป็นเวลา 120 นาที สรุปได้ว่าพลังของเซลล์แสงอาทิตย์อินทรีย์แบบยืนอิสระคือ ประสิทธิภาพการแปลงจะลดลงเพียง 5.4%.เซลล์ลดลง 20.8% [5]
รูปที่ 1 ประสิทธิภาพการแปลงกำลังเป็นมาตรฐานตามฟังก์ชันของเวลาแช่ แถบข้อผิดพลาดบนกราฟแสดงค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานที่ทำให้เป็นมาตรฐานโดยค่าเฉลี่ยของประสิทธิภาพการแปลงกำลังเริ่มต้นในแต่ละโครงสร้าง [5]
รูปที่ 2 แสดงการพัฒนาอีกแห่งหนึ่งของมหาวิทยาลัยนอตทิงแฮมเทรนต์ ซึ่งเป็นเซลล์แสงอาทิตย์ขนาดเล็กที่สามารถฝังอยู่ในเส้นด้าย จากนั้นจึงนำไปทอเป็นสิ่งทอ [2] แบตเตอรี่แต่ละก้อนในผลิตภัณฑ์มีคุณสมบัติตรงตามเกณฑ์การใช้งานบางประการ เช่น ข้อกำหนดของ ยาว 3 มม. และกว้าง 1.5 มม.[2] แต่ละยูนิตเคลือบด้วยเรซินกันน้ำเพื่อให้สามารถซักผ้าในห้องซักผ้าหรือเนื่องจากสภาพอากาศ [2] นอกจากนี้ แบตเตอรี่ยังได้รับการออกแบบมาเพื่อความสบาย และติดตั้งใน ในลักษณะที่ไม่ยื่นออกมาหรือระคายเคืองผิวของผู้สวมใส่ ในการวิจัยเพิ่มเติม พบว่าในเสื้อผ้าชิ้นเล็กๆ ที่คล้ายกับส่วนผ้า 5 ซม.^2 สามารถบรรจุเซลล์ได้เพียง 200 เซลล์ ซึ่งจะสร้างพลังงานได้ 2.5 – 10 โวลต์ และ สรุปว่ามีเพียง 2,000 เซลล์ เซลล์ต้องสามารถชาร์จสมาร์ทโฟนได้ [2]
ภาพที่ 2 ไมโครโซลาร์เซลล์ยาว 3 มม. และกว้าง 1.5 มม. (ภาพโดยมหาวิทยาลัยนอตติงแฮมเทรนต์) [2]
ผ้าไฟฟ้าโซลาร์เซลล์หลอมรวมพอลิเมอร์น้ำหนักเบาและต้นทุนต่ำสองตัวเพื่อสร้างสิ่งทอที่สร้างพลังงาน ส่วนประกอบแรกของทั้งสองคือเซลล์สุริยะขนาดเล็กซึ่งเก็บเกี่ยวพลังงานจากแสงแดด และส่วนที่สองประกอบด้วยเครื่องกำเนิดนาโนซึ่งแปลงพลังงานกลเป็นไฟฟ้า [ 6] ส่วน photovoltaic ของผ้าประกอบด้วยเส้นใยโพลีเมอร์ซึ่งเคลือบด้วยชั้นของแมงกานีส ซิงค์ออกไซด์ (วัสดุเซลล์แสงอาทิตย์) และคอปเปอร์ไอโอไดด์ (สำหรับเก็บประจุ) [6] จากนั้นเซลล์จะถูกทอเข้าด้วยกันด้วย ลวดทองแดงเส้นเล็กและรวมเข้ากับเสื้อผ้า
ความลับเบื้องหลังนวัตกรรมเหล่านี้อยู่ในอิเล็กโทรดโปร่งใสของอุปกรณ์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่มีความยืดหยุ่น อิเล็กโทรดนำไฟฟ้าโปร่งใสเป็นหนึ่งในส่วนประกอบบนเซลล์สุริยะที่ยอมให้แสงเข้าสู่เซลล์ เพิ่มอัตราการเก็บแสง ใช้ดีบุกออกไซด์เจืออินเดียม (ITO) เพื่อสร้างอิเล็กโทรดโปร่งใสเหล่านี้ ซึ่งใช้สำหรับความโปร่งใสในอุดมคติ (>80%) และความต้านทานของแผ่นงานที่ดี รวมถึงความเสถียรต่อสิ่งแวดล้อมที่ดีเยี่ยม [7] ITO มีความสำคัญเนื่องจากส่วนประกอบทั้งหมดอยู่ในสัดส่วนที่ใกล้เคียงสมบูรณ์ อัตราส่วนของ ความหนารวมกับความโปร่งใสและความต้านทานจะเพิ่มผลลัพธ์ของอิเล็กโทรด [7] ความผันผวนใดๆ ในอัตราส่วนจะส่งผลเสียต่ออิเล็กโทรดและประสิทธิภาพการทำงาน ตัวอย่างเช่น การเพิ่มความหนาของอิเล็กโทรดจะลดความโปร่งใสและความต้านทาน ส่งผลให้ประสิทธิภาพลดลง อย่างไรก็ตาม ITO เป็นทรัพยากรที่มีอยู่อย่างจำกัดซึ่งถูกใช้ไปอย่างรวดเร็ว การวิจัยยังคงดำเนินต่อไปเพื่อค้นหาทางเลือกอื่นที่ไม่เพียงแต่ประสบความสำเร็จITO แต่คาดว่าจะแซงหน้า ITO [7]
วัสดุต่างๆ เช่น พอลิเมอร์ซับสเตรตที่ได้รับการดัดแปลงด้วยออกไซด์ที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าแบบโปร่งใสได้รับความนิยมเพิ่มขึ้น น่าเสียดายที่พื้นผิวเหล่านี้ได้รับการแสดงว่าเปราะ แข็ง และหนัก ซึ่งช่วยลดความยืดหยุ่นและประสิทธิภาพการทำงานอย่างมาก [7] นักวิจัยเสนอวิธีแก้ปัญหา ใช้เซลล์แสงอาทิตย์ที่มีลักษณะเป็นเส้นใยที่ยืดหยุ่นมาทดแทนอิเล็กโทรด แบตเตอรี่แบบเส้นใยประกอบด้วยอิเล็กโทรดและสายโลหะสองเส้นที่บิดเป็นเกลียวและประกอบเข้ากับวัสดุที่ออกฤทธิ์เพื่อทดแทนอิเล็กโทรด [7] เซลล์แสงอาทิตย์ได้แสดงสัญญาเนื่องจากน้ำหนักเบา แต่ปัญหาคือการขาดพื้นที่สัมผัสระหว่างสายโลหะ ซึ่งลดพื้นที่สัมผัสและส่งผลให้ประสิทธิภาพของแผงเซลล์แสงอาทิตย์เสื่อมโทรม [7]
ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมยังเป็นแรงผลักดันสำคัญสำหรับการวิจัยอย่างต่อเนื่อง ปัจจุบัน โลกต้องพึ่งพาแหล่งพลังงานที่ไม่หมุนเวียน เช่น เชื้อเพลิงฟอสซิล ถ่านหิน และน้ำมันเป็นอย่างมาก การเปลี่ยนโฟกัสจากแหล่งพลังงานที่ไม่หมุนเวียนไปเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียน รวมถึงพลังงานแสงอาทิตย์ เป็นการลงทุนที่จำเป็นสำหรับอนาคต ทุกๆ วันผู้คนหลายล้านชาร์จโทรศัพท์ คอมพิวเตอร์ แล็ปท็อป สมาร์ทวอทช์ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมด และการใช้ผ้าของเราชาร์จอุปกรณ์เหล่านี้เพียงแค่เดินสามารถลดการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลของเราได้ แม้ว่าสิ่งนี้อาจดูเหมือน เป็นเรื่องเล็กน้อยสำหรับคนเพียง 1 หรือ 500 คน เมื่อขยายได้ถึงหลายสิบล้านคน อาจลดการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลของเราได้อย่างมาก
แผงโซลาร์เซลล์ในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ รวมถึงแผงที่ติดตั้งบนหลังคาบ้าน เป็นที่ทราบกันดีว่าช่วยให้ใช้พลังงานหมุนเวียนและลดการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลซึ่งยังคงใช้กันอย่างหนาแน่นในอเมริกา ปัญหาสำคัญประการหนึ่งของอุตสาหกรรมคือการได้รับที่ดินเพื่อ สร้างฟาร์มเหล่านี้ ครัวเรือนทั่วไปสามารถรองรับแผงโซลาร์เซลล์ได้จำนวนหนึ่งเท่านั้น และโซลาร์ฟาร์มมีจำนวนจำกัด ในพื้นที่ที่มีพื้นที่กว้างขวาง คนส่วนใหญ่มักลังเลที่จะสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แห่งใหม่เพราะปิดความเป็นไปได้อย่างถาวร และศักยภาพของโอกาสอื่นๆ บนที่ดิน เช่น ธุรกิจใหม่ มีการติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์แบบลอยตัวจำนวนมากซึ่งสามารถผลิตไฟฟ้าได้จำนวนมากเมื่อเร็วๆ นี้ และประโยชน์หลักของโซลาร์ฟาร์มแบบลอยน้ำคือการลดต้นทุน [8] หาก ไม่ได้ใช้ที่ดิน ไม่ต้องกังวลเรื่องค่าติดตั้งบนบ้านและอาคาร โซลาร์ฟาร์มลอยน้ำที่รู้จักกันในปัจจุบันทั้งหมดตั้งอยู่ในแหล่งน้ำเทียม และในอนาคตเป็นไปได้ที่จะวางฟาร์มเหล่านี้บนแหล่งน้ำธรรมชาติอ่างเก็บน้ำประดิษฐ์มีข้อดีหลายประการที่หาได้ทั่วไปในมหาสมุทร [9] อ่างเก็บน้ำที่มนุษย์สร้างขึ้นนั้นจัดการได้ง่าย และด้วยโครงสร้างพื้นฐานและถนนที่มีอยู่ก่อนแล้ว สามารถติดตั้งฟาร์มได้ง่ายๆ โซลาร์ฟาร์มลอยน้ำยังแสดงให้เห็นว่ามีประสิทธิผลมากกว่า โซลาร์ฟาร์มบนบกเนื่องจากความแปรผันของอุณหภูมิระหว่างน้ำกับพื้นดิน [9] เนื่องจากความร้อนจำเพาะของน้ำสูง อุณหภูมิพื้นผิวของดินโดยทั่วไปจะสูงกว่าอุณหภูมิของแหล่งน้ำ และอุณหภูมิที่สูงส่งผลกระทบในทางลบต่อ ประสิทธิภาพของอัตราการแปลงแผงโซลาร์เซลล์ แม้ว่าอุณหภูมิจะไม่ได้ควบคุมปริมาณแสงแดดที่แผงรับ แต่ก็ส่งผลต่อปริมาณพลังงานที่คุณได้รับจากแสงแดด ที่พลังงานต่ำ (เช่น อุณหภูมิที่เย็นกว่า) อิเล็กตรอนภายในแผงโซลาร์เซลล์จะเข้ามา สภาวะพักและเมื่อแสงแดดส่องกระทบก็จะถึงสภาวะตื่นเต้น [10] ความแตกต่างระหว่างสภาวะพักและสภาวะตื่นเต้นคือปริมาณพลังงานที่สร้างขึ้นในแรงดันไฟฟ้า ไม่เพียงแต่แสงแดดเท่านั้นht กระตุ้นอิเล็กตรอนเหล่านี้ แต่ก็สามารถให้ความร้อนได้ หากความร้อนรอบแผงโซลาร์เซลล์กระตุ้นอิเล็กตรอนและทำให้อิเล็กตรอนอยู่ในสถานะตื่นเต้นต่ำ แรงดันไฟฟ้าจะไม่มากเมื่อแสงแดดกระทบแผง [10] เนื่องจากดินดูดซับและปล่อย ความร้อนได้ง่ายกว่าน้ำอิเล็กตรอนในแผงโซลาร์เซลล์บนบกมีแนวโน้มที่จะอยู่ในสถานะตื่นเต้นสูงกว่าจากนั้นแผงโซลาร์เซลล์จะตั้งอยู่บนหรือใกล้แหล่งน้ำที่เย็นกว่า การวิจัยเพิ่มเติมพิสูจน์ว่าผลการระบายความร้อนของ น้ำรอบแผงลอยช่วยสร้างพลังงานมากกว่าบนบก 12.5% ​​[9]
จนถึงตอนนี้ แผงโซลาร์เซลล์ตอบสนองความต้องการพลังงานเพียง 1% ของความต้องการพลังงานของอเมริกา แต่ถ้าโซลาร์ฟาร์มเหล่านี้ปลูกบนแหล่งเก็บน้ำที่มนุษย์สร้างขึ้นมากถึงหนึ่งในสี่ แผงโซลาร์เซลล์จะตอบสนองความต้องการพลังงานของอเมริกาได้เกือบ 10% ในโคโลราโด ที่ลอยน้ำ มีการแนะนำแผงควบคุมโดยเร็วที่สุด อ่างเก็บน้ำขนาดใหญ่สองแห่งในโคโลราโดสูญเสียน้ำจำนวนมากเนื่องจากการระเหย แต่ด้วยการติดตั้งแผงลอยเหล่านี้ อ่างเก็บน้ำก็ป้องกันไม่ให้แห้งและผลิตไฟฟ้าได้ [11] แม้แต่มนุษย์หนึ่งเปอร์เซ็นต์ อ่างเก็บน้ำที่ผลิตขึ้นพร้อมกับโซลาร์ฟาร์มจะเพียงพอที่จะผลิตไฟฟ้าได้อย่างน้อย 400 กิกะวัตต์ ซึ่งเพียงพอสำหรับจ่ายไฟให้กับหลอดไฟ LED จำนวน 44 พันล้านดวงเป็นเวลานานกว่าหนึ่งปี
รูปที่ 4a แสดงการเพิ่มขึ้นของพลังงานจากเซลล์แสงอาทิตย์แบบลอยตัวเมื่อเทียบกับรูปที่ 4b แม้ว่าในทศวรรษที่ผ่านมาจะมีโซลาร์ฟาร์มลอยน้ำเพียงไม่กี่แห่ง แต่ก็ยังสร้างความแตกต่างอย่างมากในการผลิตไฟฟ้า ในอนาคตเมื่อโซลาร์ฟาร์มลอยน้ำ มีปริมาณมากขึ้น กล่าวกันว่าพลังงานทั้งหมดที่ผลิตได้จะเพิ่มขึ้นสามเท่าจาก 0.5TW ในปี 2018 เป็น 1.1TW ก่อนสิ้นปี 2022[12]
ในแง่สิ่งแวดล้อม โซลาร์ฟาร์มแบบลอยน้ำเหล่านี้มีประโยชน์อย่างมากในหลาย ๆ ด้าน นอกจากการลดการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิลแล้ว ฟาร์มโซลาร์ฟาร์มยังช่วยลดปริมาณอากาศและแสงแดดที่ส่องถึงผิวน้ำ ซึ่งอาจช่วยย้อนกลับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ [9] การลอยตัว ฟาร์มที่ลดความเร็วลมและแสงแดดโดยตรงที่กระทบผิวน้ำอย่างน้อย 10% สามารถชดเชยภาวะโลกร้อนได้ตลอดทศวรรษ [9] ในแง่ของความหลากหลายทางชีวภาพและนิเวศวิทยา ไม่พบผลกระทบด้านลบขนาดใหญ่ แผงป้องกันลมแรง กิจกรรมบนผิวน้ำซึ่งจะช่วยลดการกัดเซาะริมฝั่งแม่น้ำ ปกป้อง และกระตุ้นพืชพรรณ [13] ไม่มีผลลัพธ์ที่แน่ชัดว่าสิ่งมีชีวิตในทะเลได้รับผลกระทบหรือไม่ แต่มาตรการ เช่น กระท่อมชีวภาพที่สร้างโดย Ecocean ที่เติมเปลือกหอยนั้นมี จมอยู่ใต้แผงโซลาร์เซลล์เพื่อรองรับสิ่งมีชีวิตในทะเล [13] หนึ่งในความกังวลหลักของการวิจัยอย่างต่อเนื่องคือผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นต่อห่วงโซ่อาหารอันเนื่องมาจากการติดตั้งโครงสร้างพื้นฐาน เช่นแผงเซลล์แสงอาทิตย์ในน้ำเปิดแทนที่จะเป็นอ่างเก็บน้ำที่มนุษย์สร้างขึ้น เมื่อแสงแดดเข้าสู่น้ำน้อยลง ก็ทำให้อัตราการสังเคราะห์แสงลดลง ส่งผลให้สูญเสียแพลงก์ตอนพืชและแมคโครไฟต์ไปเป็นจำนวนมาก ด้วยการลดลงของพืชเหล่านี้ ผลกระทบต่อสัตว์ ต่ำกว่าในห่วงโซ่อาหาร ฯลฯ นำไปสู่การอุดหนุนสำหรับสิ่งมีชีวิตในน้ำ [14] แม้ว่าจะยังไม่เกิดขึ้น แต่ก็สามารถป้องกันความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นเพิ่มเติมต่อระบบนิเวศซึ่งเป็นข้อเสียเปรียบที่สำคัญของโซลาร์ฟาร์มลอยน้ำ
เนื่องจากดวงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของเรา จึงอาจเป็นเรื่องยากที่จะหาวิธีควบคุมพลังงานนี้และนำไปใช้ในชุมชนของเรา เทคโนโลยีและนวัตกรรมใหม่ ๆ ที่มีให้ทุกวันทำให้สิ่งนี้เป็นไปได้ แม้ว่าเสื้อผ้าที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ที่สวมใส่ได้มีไม่มากนัก การซื้อหรือลอยโซลาร์ฟาร์มเพื่อเยี่ยมชมในขณะนี้ซึ่งไม่ได้เปลี่ยนความจริงที่ว่าเทคโนโลยีไม่มีศักยภาพที่ยิ่งใหญ่หรืออนาคตที่สดใสเซลล์แสงอาทิตย์แบบลอยตัวมีหนทางยาวไกลในความรู้สึกของสัตว์ป่าให้เหมือนกัน แผงโซลาร์เซลล์ที่อยู่ด้านบนของบ้าน โซลาร์เซลล์ที่สวมใส่ได้มีทางยาวก่อนที่จะกลายเป็นเรื่องธรรมดาเหมือนเสื้อผ้าที่เราสวมใส่ทุกวัน ในอนาคตคาดว่าเซลล์แสงอาทิตย์จะถูกนำมาใช้ในชีวิตประจำวันโดยไม่ต้องปิดบังระหว่างเรา เสื้อผ้า ในขณะที่เทคโนโลยีก้าวหน้าในทศวรรษต่อ ๆ ไป ศักยภาพของอุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์ก็ไม่มีที่สิ้นสุด
เกี่ยวกับ Raj Shah Dr. Raj Shah เป็นผู้อำนวยการของ Koehler Instrument Company ในนิวยอร์ก ซึ่งเขาทำงานมา 27 ปีแล้ว เขาเป็นเพื่อนที่ได้รับเลือกจากเพื่อนร่วมงานของเขาที่ IChemE, CMI, STLE, AIC, NLGI, INSMTC, Institute of ฟิสิกส์ สถาบันวิจัยพลังงานและราชสมาคมเคมี ผู้รับรางวัล ASTM Eagle ดร. ชาห์ เมื่อเร็ว ๆ นี้ร่วมแก้ไข "คู่มือเชื้อเพลิงและน้ำมันหล่อลื่น" ที่ขายดีที่สุดซึ่งมีรายละเอียดอยู่ในคู่มือเชื้อเพลิงและน้ำมันหล่อลื่นที่รอคอยมานานของ ASTM ฉบับพิมพ์ครั้งที่ 2 – 15 กรกฎาคม 2020 – David Phillips – บทความข่าวอุตสาหกรรม Petro – Petro Online (petro-online.com)
ดร. ชาห์สำเร็จการศึกษาระดับปริญญาเอกด้านวิศวกรรมเคมีจากมหาวิทยาลัยเพนน์สเตทและเพื่อนของโรงเรียนชาร์เตอร์แห่งการจัดการลอนดอนเขายังเป็นนักวิทยาศาสตร์ชาร์เตอร์ดของสภาวิทยาศาสตร์ วิศวกรปิโตรเลียมแห่งสถาบันพลังงาน และสภาวิศวกรรมแห่งสหราชอาณาจักรอีกด้วยชาห์เพิ่งได้รับเกียรติให้เป็นวิศวกรที่โดดเด่นโดย Tau beta Pi ซึ่งเป็นสมาคมวิศวกรรมที่ใหญ่ที่สุดในสหรัฐอเมริกา เขาอยู่ในคณะกรรมการที่ปรึกษาของมหาวิทยาลัย Farmingdale (เทคโนโลยีเครื่องกล) มหาวิทยาลัยออเบิร์น (Tribology) และมหาวิทยาลัย Stony Brook (วิศวกรรมเคมี/ วัสดุศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์).
Raj เป็นผู้ช่วยศาสตราจารย์ในภาควิชาวัสดุศาสตร์และวิศวกรรมเคมีที่ SUNY Stony Brook ได้ตีพิมพ์บทความมากกว่า 475 บทความและทำงานด้านพลังงานมานานกว่า 3 ปี ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ Raj สามารถพบได้ที่ผู้อำนวยการ Koehler Instrument Company ได้รับเลือกเป็น Fellow ที่ International Institute of Physics Petro Online (petro-online.com)
Ms. Mariz Basliious และ Mr. Blerim Gashi เป็นนักศึกษาวิศวกรรมเคมีที่ SUNY และ Dr. Raj Shah เป็นประธานคณะกรรมการที่ปรึกษาภายนอกของมหาวิทยาลัย Mariz และ Blerim เป็นส่วนหนึ่งของโครงการฝึกงานที่กำลังเติบโตที่ Koehler Instrument, Inc. ใน Holtzville รัฐนิวยอร์ก ส่งเสริมให้นักเรียนเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับโลกของเทคโนโลยีพลังงานทดแทน