STRUČNÁ HISTORIE SOLÁRNÍCH PANELŮ SPONZOROVÁNO | KOVÁŘ - ČLÁNKY, INOVACE, ENERGIE, SPONZOROVANÉ

Dlouho předtím, než se 22. dubna 1970 oslavil první Den Země, vědci dělali první objevy sluneční energie. Všechno to začalo Edmondem Becquerelem, mladým fyzikem pracujícím ve Francii, který v roce 1839 pozoroval a objevil fotovoltaický efekt - proces, který při vystavení světlu nebo sálavé energii produkuje napětí nebo elektrický proud. O několik desetiletí později byl francouzský matematik Augustin Mouchot inspirován prací fyzika. V šedesátých letech začal registrovat patenty na solární motory. Z Francie do USA byli vynálezci inspirováni patenty matematika a žádali o patenty na solární zařízení již v roce 1888.

Charles Fritts instaloval první solární panely na střeše v New Yorku v roce 1884. (se svolením Johna Perlina)

Udělejte lehký krok zpět do roku 1883, kdy newyorský vynálezce Charles Fritts vytvořil první sluneční článek potažením selenu tenkou vrstvou zlata. Fritts uvedl, že selenový modul produkoval proud „, který je spojitý, konstantní a se značnou silou“. Tato buňka dosáhla rychlosti přeměny energie 1 až 2 procenta. Většina moderních solárních článků pracuje s účinností 15 až 20 procent. Fritts tedy vytvořil to, co bylo solárním článkem s nízkým dopadem, ale přesto to byl začátek inovace fotovoltaických solárních panelů v Americe. Fotovoltaika, pojmenovaná po italském fyzikovi, lékárníkovi a průkopníkovi elektřiny a energie, Alessandro Voltě, je technický termín pro přeměnu světelné energie na elektřinu a používá se zaměnitelně s termínem fotoelektrická.

„Zařízení pro využití sluneční radiační energie“ od Edwarda Westona patentováno 4. září 1888. (americký patent 389, 124)

Jen o několik let později v roce 1888 dostal vynálezce Edward Weston dva patenty na solární články - americký patent 389, 124 a americký patent 389, 425. Pro oba patenty navrhl Weston „přeměnit sálavou energii získanou ze slunce na elektrickou energii nebo prostřednictvím elektrické energie na mechanickou energii.“ Světelná energie je zaostřena čočkou (f) na sluneční článek (a), „termopil (elektronické zařízení, které přeměňuje tepelnou energii na elektrickou energii) složené z tyčinek různých kovů. “Světlo zahřívá solární článek a způsobuje uvolňování elektronů a proudění proudu. V tomto případě světlo vytváří teplo, které vytváří elektřinu; to je přesný obrácený způsob fungování žárovky, přeměňující elektřinu na teplo, které pak generuje světlo.

Ve stejném roce vytvořil ruský vědec jménem Aleksandr Stoletov první sluneční buňku založenou na fotoelektrickém efektu, což je okamžik, kdy světlo dopadne na materiál a uvolní se elektrony. Tento účinek byl poprvé pozorován německým fyzikem Heinrichem Hertzem. Ve svém výzkumu Hertz objevil, že ultrafialovým světlem bylo vytvořeno více energie než viditelné světlo. Solární články dnes používají fotoelektrický efekt k přeměně slunečního světla na energii. V roce 1894 obdržel americký vynálezce Melvin Severy patenty 527 377 pro „Přístroje pro montáž a provoz termopilů“ a 527 379 pro „Přístroje pro výrobu elektřiny solárním teplem“. Oba patenty byly v podstatě rané solární články založené na objevu fotoelektrického jevu. První generovaná „elektřina působením slunečního tepla na termopilot“ a mohla produkovat konstantní elektrický proud během denních a ročních pohybů Slunce, což komukoli zmírnilo potřebu pohybovat termopilotem podle slunečních pohybů. Severyův druhý patent z roku 1889 byl také určen pro využití sluneční tepelné energie k výrobě elektřiny pro teplo, světlo a energii. „Termosky“ nebo solární články, jak je dnes nazýváme, byly namontovány na standardu, aby je bylo možné ovládat ve svislém směru i na otočném stole, což jim umožnilo pohybovat se v horizontální rovině. "Kombinací těchto dvou pohybů lze udržet tvář hromady proti slunci po celou dobu dne a po všechna roční období, " čte patent.

"Zařízení pro montáž a provoz termopilů" od Melvina L. Severyho patentováno 9. října 1894 (patent USA 527 377)

"Zařízení pro výrobu elektřiny solárním teplem" od Melvina L. Severyho patentováno 9. října 1894 (americký patent 527 379)

Téměř o deset let později obdržel americký vynálezce Harry Reagan patenty na tepelné baterie, což jsou struktury používané k ukládání a uvolňování tepelné energie. Tepelná baterie byla vynalezena pro shromažďování a ukládání tepla tím, že má velkou hmotu, která může zahřívat a uvolňovat energii. Neukládá elektřinu, ale „teplo“, systémy však dnes používají tuto technologii k výrobě elektřiny konvenčními turbínami. V roce 1897 byl Reaganu udělen americký patent 588 177 pro „aplikaci slunečního tepla na termo baterie“. V patentových nárocích Reagan uvedl, že jeho vynález zahrnoval „novou konstrukci přístroje, ve které jsou sluneční paprsky využívány pro ohřev termoelektrických článků. baterie, přičemž cílem je soustředit sluneční paprsky do ohniska a mít jednu soustavu spojů termobaterie v ohnisku paprsků, zatímco vhodná chladicí zařízení jsou aplikována na další křižovatky uvedené termočlánky. “Jeho vynález byl prostředek pro shromažďování, ukládání a distribuci slunečního tepla podle potřeby.

HC Reagan je "Aplikace slunečního tepla na termo baterie", patentovaný 17. srpna 1897 (US Patent 588, 177)

V roce 1913 obdržel William Coblentz z Washingtonu DC 1 077 219 pro „tepelný generátor“, což bylo zařízení, které pomocí světelných paprsků „generovalo elektrický proud takové kapacity, aby vykonalo užitečnou práci“. vynález mít levné a silné konstrukce. Ačkoli tento patent nebyl pro solární panel, tyto tepelné generátory byly vynalezeny buď k přeměně tepla přímo na elektřinu nebo k přeměně této energie na energii pro vytápění a chlazení.

WW Coblentzův „tepelný generátor“ patentovaný 28. října 1913 (americký patent 1 077 219)

Do padesátých let si Bell Laboratories uvědomil, že polovodivé materiály, jako je křemík, jsou účinnější než selen. Podařilo se jim vytvořit solární článek s účinností 6 procent. Vynálezci Daryl Chapin, Calvin Fuller a Gerald Pearson (uvedení do Národní síně slávy vynálezců v roce 2008) byli mozky za silikonovými solárními články v Bell Labs. I když to bylo považováno za první praktické zařízení pro přeměnu sluneční energie na elektřinu, pro většinu lidí to bylo stále nepřístupné. Výroba křemíkových solárních článků je náročná na výrobu, a když kombinujete více článků a vytvoříte solární panel, je nákup pro veřejnost ještě dražší. University of Delaware je zasloužil o vytvoření jedné z prvních solárních budov, "Solar One", v roce 1973. Stavba probíhala na kombinaci solární tepelné a solární fotovoltaické energie. V budově nebyly použity solární panely; místo toho byla do střechy integrována sluneční energie.

DM Chapin et al. "Solar Energy Converting Apparatus", patentovaný 5. února 1957 (americký patent 2 780 765)

Ve Spojených státech se v 70. letech objevila energetická krize. Kongres prošel zákonem o výzkumu, vývoji a demonstracích sluneční energie z roku 1974 a federální vláda se více než kdy jindy zavázala „učinit solární životaschopnou a dostupnou a prodat ji veřejnosti“. Po debutu „Solar One“ lidé viděli sluneční energie jako možnost pro jejich domovy. Růst se v 80. letech zpomalil v důsledku poklesu tradičních cen energie. V příštích desetiletích se však federální vláda více zabývala výzkumem a vývojem sluneční energie, vytvářením grantů a daňových pobídek pro ty, kteří využívali sluneční soustavy. Podle asociace Solar Energy Industries Association má solární energie v USA za posledních 10 let průměrný roční růst 50 procent, a to zejména díky daňovému úvěru na investice do solární energie přijatému v roce 2006. Instalace solární energie je nyní díky instalaci také cenově dostupnější. náklady klesly v posledním desetiletí o více než 70 procent.

To znamená, že přinejmenším donedávna jsou prostředky k nalezení životaschopného a dostupného energetického řešení důležitější než učinit solární články esteticky příjemnými nebo krásnými. Tradiční solární panely na amerických střechách nejsou do očí přesně jemné a příjemné. Občas byli očními očima pro sousedy a určitě to byla bolest, s nimiž se sdružení vlastníků domů musí vypořádat, ale přínosy pro životní prostředí jsou značné. Takže, kde je rovnováha? Dnes se společnosti snaží o lepší vzhled a vyspělejší solární technologii, jako je fotovoltaika aplikovaná v budově (BAPV). Tento typ diskrétního solárního článku je integrován do stávajících střešních tašek nebo keramických a skleněných fasád budov.

Společnost Solus Engineering, Enpulz, Guardian Industries Corporation, SolarCity Corporation, United Solar Systems a Tesla (po sloučení se společností SolarCity) vydaly patenty na solární články, které jsou mnohem diskrétnější než tradiční solární panely. Všechny patenty obsahují fotovoltaické systémy, které přeměňují světlo na elektřinu pomocí polovodivých materiálů, jako je křemík. Solární panely a solární technologie urazily dlouhou cestu, takže tyto patentované vynálezy jsou důkazem toho, že tato technologie stále zlepšuje její účinnost a estetiku.

Patentovaná „fotovoltaická střešní taška“ společnosti SolarCity Corporation patentovaná 26. června 2018 (americký patent D821 614)

Patentovaný systém fotovoltaických šindelů společnosti United Solar Systems Corporation patentovaný 1. srpna 1995 (americký patent 5 437 735)

„Fotovoltaické systémy a přidružené komponenty, které se používají na budovách a / nebo přidružených metodách“, patentované společností Guardian Industries Corp., patentované 1. prosince 2015 (patent USA č. 9 202 958)

„Budování integrovaného fotovoltaického systému pro střešní tašky“ společnosti SolarCity Corporation patentované 8. května 2018 (patent USA 9 966 898)