No kāda materiāla ir izgatavota saules enerģijas uzglabāšanas akumulatora mikroshēma?
Saules enerģijas akumulators ir būtiska saules enerģijas sistēmas sastāvdaļa. Tas ir atbildīgs par sistēmas saražotās liekās enerģijas uzglabāšanu dienas laikā un padevi slodzēm nakts laikā. Akumulatoru tehnoloģija gadu gaitā ir strauji attīstījusies, un viens no svarīgākajiem sasniegumiem ir akumulatora elementu vai akumulatoru mikroshēmu attīstība.
Tātad, kādi materiāli tiek izmantoti šo akumulatoru mikroshēmu izgatavošanai saules enerģijas akumulatoros? Saules baterijās tiek izmantoti vairāku veidu akumulatoru elementi, piemēram, svina skābes, litija jonu, plūsmas un nātrija jonu. Katrai no šīm akumulatora šūnām ir atšķirīgs materiāla sastāvs, kas ietekmē to veiktspēju un izturību.
Svina-skābes akumulatora šūna
Svina-skābes akumulatora elementi ir viens no agrākajiem saules enerģijas sistēmās izmantotajiem akumulatoriem. Svina-skābes akumulatora elementā kā primārie elektrodi tiek izmantots svins un svina oksīds, bet kā elektrolīts - sērskābe. Akumulatora elements sastāv no vairākām plāksnēm, kas izgatavotas no svina un svina oksīda, kas iegremdēts elektrolītā. Uzlādes procesā svina plāksnes pārvēršas svina oksīdā, un izlādes laikā notiek pretēja reakcija. Svina-skābes akumulatora elementam ir zems enerģijas blīvums un īss kalpošanas laiks, taču to joprojām plaši izmanto zemo izmaksu dēļ.
Litija jonu akumulatora elements
Litija jonu akumulatora elementi ir populāra izvēle saules enerģijas uzglabāšanas sistēmām, jo ir augsts enerģijas blīvums un ilgs kalpošanas laiks. Litija jonu akumulatora šūnā kā katods tiek izmantots litija kobalta oksīds vai litija dzelzs fosfāts, bet kā anodu - grafīts. Litija jonu akumulatora elementā izmantotais elektrolīts ir organisks šķīdinātājs, kas satur litija sāļus. Uzlādes laikā litija joni pārvietojas no katoda uz anodu, un izlādes laikā tie virzās atpakaļ uz katodu, radot elektrību. Litija jonu akumulatora šūna ir viegla, kompakta un viegli integrējama saules enerģijas sistēmā.
Plūsmas akumulatora šūna
Plūsmas akumulatora šūna ir akumulatora elementa veids, kurā cieto elektrodu vietā tiek izmantotas divas elektrolīta tvertnes. Abas elektrolītu tvertnes ir atdalītas ar membrānu, kas ļauj joniem iziet cauri. Uzlādes laikā vienā tvertnē esošais elektrolīts oksidējas, atbrīvojot elektronus, kas iziet cauri ārējai ķēdei, radot elektrību. Izlādes laikā elektroni pārvietojas atpakaļ uz tvertni, savukārt elektrolīts citā tvertnē tiek samazināts, atbrīvojot jonus un pabeidzot ķēdi. Plūsmas akumulatora elementam ir ilgs kalpošanas laiks, un tā ietilpību var viegli palielināt, pievienojot vairāk elektrolīta tvertņu.
Nātrija jonu akumulatora šūna
Nātrija jonu akumulatora elementi ir jauna veida akumulatora elementi, kuros litija jonu vietā izmanto nātrija jonus. Nātrija jonu akumulatora šūnā kā katods tiek izmantots nātrija kobalta oksīds vai nātrija dzelzs fosfāts, bet kā anodu - grafīts. Nātrija jonu akumulatora elementā izmantotais elektrolīts ir nātrija jonu šķīdums organiskā šķīdinātājā. Nātrija jonu akumulatora elementam ir mazāks enerģijas blīvums nekā litija jonu akumulatora elementam, taču tam ir ilgāks kalpošanas laiks un tas ir lētāks.
Noslēgumā jāsaka, ka akumulatora elementa materiālam ir izšķiroša nozīme saules enerģijas uzglabāšanas akumulatora veiktspējā un izturībā. Visizplatītākie saules bateriju elementi ir svina skābes, litija jonu, plūsmas un nātrija jonu elementi. Katrai no šīm akumulatora šūnām ir savas priekšrocības un trūkumi, un akumulatora elementa materiāla izvēle ir atkarīga no konkrētā pielietojuma, izmaksām un veiktspējas prasībām. Strauji attīstoties akumulatoru tehnoloģijai, nākotnē mēs varam sagaidīt novatoriskākus un efektīvākus akumulatoru elementus, kas vēl vairāk uzlabos saules enerģijas akumulatoru spēju apmierināt mūsu enerģijas vajadzības.