Прозрачные солнечные батареи: почему это перспективно? ~ Русло.info

  1. Преимущества прозрачных солнечных батарей
  2. Стеклопакеты с прозрачными солнечными батареями

Исследователи из Мичиганского университета представили особый инновационный материал, который способен преобразовывать солнечную энергию в электрическую. Его главная особенность - полная прозрачность. Технология основана на использовании органических молекул, которые наносятся на прозрачный пластик и способны поглощать и преобразовывать энергию солнечного излучения. Прозрачность материала достигается тем, что молекулы поглощают только невидимую составляющую спектра солнечного света - ультрафиолетовые и часть инфракрасных волн.

солнечную энергию

Правда, прозрачные солнечные батареи в своем нынешнем виде не могут достойно конкурировать с традиционными видами фотоэлектрических панелей, прежде всего - из-за своей высокой стоимости и низкой эффективности. Сегодня КПД прозрачных панелей не превышает 5%, в то время как наиболее распространенные кристаллические солнечные панели имеют показатель, равный 17 - 20%. Впрочем, самих ученых этот факт не смущает. Как заявил руководитель группы, разработкой прозрачных солнечных батарей они занимаются всего лишь 5 лет (для сравнения - история исследований и совершенствования солнечных панелей насчитывает более 50 лет). А стоимость солнечной батареи на основе такого прозрачного материала может значительно уменьшиться путем совершенствования технологии и внедрение массового производства.

Преимущества прозрачных солнечных батарей

Нет сомнений, что со временем прозрачные солнечные панели получат массовое распространение. Об этом говорят сразу несколько факторов:

  • суммарная площадь стеклянных поверхностей только в США оценивается в 5-7 миллиардов (!) квадратных метров. Потенциально, если вместо стекла установить прозрачные солнечные панели, то они смогут покрыть около 40% всей потребности Соединенных Штатов в электроэнергии;
  • установка солнечных батарей в непосредственной близости от потребителя (фактически - в окне дома) решает проблему передачи и распределения электроэнергии, что, в свою очередь, существенно снижает объемы энергозатрат;
  • возможность установки солнечных батарей непосредственно в электромобили - прозрачные панели могут заменить стекло. В результате автомобиль получает персональную «подзарядку», которая может существенно увеличить возможный пробег транспортного средства. Также это дает возможность заряжать аккумуляторную батарею в местах, где нет специализированных станций подзарядки электромобилей;
  • отказ от традиционных металлоконструкций, на которых сейчас производится монтаж солнечных панелей. Именно эстетическая непривлекательность этих громоздких сооружений становится причиной того, что многие владельцы частных домов отказываются от установки солнечных панелей. Кроме того, практически невозможно гармонично и естественно вписать солнечные панели при нынешнем способе установки в некоторые архитектурные стили, особенно классические.

Кроме того, практически невозможно гармонично и естественно вписать солнечные панели при нынешнем способе установки в некоторые архитектурные стили, особенно классические

Стеклопакеты с прозрачными солнечными батареями

Наибольшие перспективы при запуске в массовое производство прозрачных солнечных батарей открываются перед жителями городов, прежде всего - крупных мегаполисов. Здесь следует отметить возможность установить прозрачные солнечные батареи в стекла окон в исторических частях города, любые изменения в которых сегодня серьезно ограничены не только из эстетических соображений, но и с целью сохранения исторической целостности архитектурного ансамбля.

Кроме того, следует учесть и особенности архитектуры современных многоэтажных домов. Площадь фасадов (стен и окон), на которых можно в перспективе установить прозрачные солнечные батареи, значительно больше площади крыш, пригодных для монтажа обычных солнечных электростанций. По подсчетам архитекторов, это соотношение составляет 80% к 20%.

Впрочем, говоря о перспективности развития технологии прозрачных солнечных батарей, стоит отметить также необходимость решения некоторых проблем:

  • запыленность - неизвестно как накопление пыли и грязи на поверхности солнечной панели (точнее говоря - на органических молекулах) скажется на эффективности генерации электричества. Эта проблема особенно актуальна для мегаполисов, которые имеют значительный уровень загрязненности воздуха . Необходимость частого обслуживания (мойка) поверхности панелей может существенно снизить экономическую эффективность их использования;
  • расхождение пиков генерации и пиков потребления. Возникает острая необходимость в сглаживании этого различия. Наиболее перспективный вариант - установка энергонакопителей (аккумуляторных батарей)
  • проблема затененности - соседние высокие здания, объекты и деревья могут вызвать значительное сокращение количества солнечной энергии, которая будет поступать на солнечную панель. Поэтому исследователем следует повысить не только эффективность (КПД) преобразования прямого солнечного излучения, но и сосредоточить усилия на повышении эффективности генерации путем косвенного облучения.

Поэтому исследователем следует повысить не только эффективность (КПД) преобразования прямого солнечного излучения, но и сосредоточить усилия на повышении эффективности генерации путем косвенного облучения

Источник: Экологический блог (ruslo.info)