Дослідники з Мічиганського університету представили особливий інноваційний матеріал, який здатний перетворювати сонячну енергію в електричну. Його головна особливість - повна прозорість. Технологія заснована на використанні органічних молекул, які наносяться на прозорий пластик і здатні поглинати і перетворювати енергію сонячного випромінювання. Прозорість матеріалу досягається тим, що молекули поглинають тільки невидиму складову спектра сонячного світла - ультрафіолетові та частина інфрачервоних хвиль.
Правда, прозорі сонячні батареї в своєму нинішньому стані поки не можуть гідно конкурувати з традиційними видами фотоелектричних панелей. Перш за все - через свою вартість і низьку ефективність. На сьогодні їх ККД не перевищує 5%, в той час як найбільш поширені кристалічні сонячні панелі мають показник, що дорівнює 17 - 20%. Втім, самих вчених цей факт не бентежить. Як заявив керівник групи, розробкою прозорих сонячних батарей вони займаються всього близько 5 років (для порівняння - історія досліджень і вдосконалення сонячних панелей налічує понад 50 років). А вартість сонячної батареї на основі такого прозорого матеріалу може значно зменшитися за рахунок вдосконалення технології і впровадження масового виробництва.
Переваги сонячних батарей з прозорого матеріалу
Не варто сумніватися в тому, що з часом прозорі сонячні панелі отримають масове поширення. Про це говорять відразу кілька факторів:
- сумарна площа скляних поверхонь в США оцінюється в 5-7 мільярдів (!) квадратних метрів. Потенційно, якщо замість скла встановити прозорі сонячні панелі, то вони зможуть покрити близько 40% всієї потреби Сполучених Штатів в електроенергії;
- установка сонячних батарей в безпосередній близькості від споживача (фактично - у вікні будинку) знімає проблему передачі і розподілу електроенергії, що, в свою чергу, відчутно знижує обсяги енерговитрат;
- можливість встановлення сонячних батарей безпосередньо в електромобілі - прозорі панелі можуть замінити собою скла. В результаті автомобіль отримує персональну «підзарядку», яка може істотно збільшити можливий пробіг транспортного засобу. Також це дає можливість заряджати акумуляторну батарею в місцях, де немає спеціалізованих станцій підзарядки електромобілів;
- відмова від традиційних металоконструкцій, на яких зараз проводиться монтаж сонячних панелей. Саме естетична непривабливість цих громіздких споруд стає причиною того, що багато власників приватних будинків відмовляються від встановлення сонячних панелей. Крім того, практично неможливо гармонійно і природно вписати сонячні панелі при нинішньому способі установки в деякі архітектурні стилі, особливо класичні.
Склопакети з сонячними батареями
Найбільші перспективи при запуску в масове виробництво прозорих сонячних батарей відкриваються перед жителями міст, перш за все - великих мегаполісів. Тут слід зазначити можливість встановити прозорі сонячні батареї в шибках в історичних частинах міста, будь-які зміни в які сьогодні серйозно обмежені не тільки з естетичних міркувань, але і з метою збереження історичної цілісності архітектурного ансамблю.
Крім того, слід врахувати і особливості архітектури сучасних багатоповерхових будинків. Площа фасадів (стін і вікон), на яких можна в перспективі встановити прозорі сонячні батареї, значно більша за площу дахів, придатних для монтажу звичайних сонячних електростанцій. За підрахунками архітекторів, це співвідношення становить 80% до 20%.
Втім, кажучи про перспективність розвитку технології прозорих сонячних батарей, варто відзначити і необхідність вирішення деяких проблем:
- проблема запиленості - невідомо як накопичення пилу і бруду на поверхні сонячної панелі (точніше кажучи - на органічних молекулах) позначиться на ефективності генерації електрики. Ця проблема особливо актуальна для мегаполісів, які мають значний рівень забрудненості повітря. Необхідність частого обслуговування (миття) поверхні панелей може істотно знизити економічну ефективність їх використання;
- розбіжність піків генерації і піків споживання. Виникає гостра потреба в згладжуванні цієї неузгодженості. Найбільш перспективний варіант - установка еноргонакопичувачів (акумуляторних батарей);
- проблема затіненості - сусідні високі будівлі, об'єкти і дерева можуть привести до значного скорочення кількості сонячної енергії, яка буде надходити на сонячну панель. Тому дослідником належить підвищити не тільки ефективність (ККД) перетворення прямого сонячного випромінювання, але і зосередити зусилля на підвищенні ефективності генерації за рахунок непрямого (переотраженного) опромінення.
джерело: Екологічний блог (ruslo.info)