Прозрачные солнечные батареи: почему это перспективно?

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.

Прозрачные солнечные батареи

Правда, прозрачные солнечные батареи в своем нынешнем состоянии пока не могут достойно конкурировать с традиционными видами фотоэлектрических панелей. Прежде всего – из-за своей стоимости и низкой эффективности. На сегодня их КПД не превосходит 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 около 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 за счет совершенствования технологии и внедрения массового производства.

 

Преимущества солнечных батарей из прозрачного материала

Не стоит сомневаться в том, что со временем прозрачные солнечные панели получат массовое распространение. Об этом говорят сразу несколько факторов:

  • суммарная площадь стеклянных поверхностей 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) снимает проблему передачи и распределения электроэнергии, что, в свою очередь, ощутимо снижает объемы энергопотерь;
  • возможность установки солнечных батарей непосредственно в электромобили – прозрачные панели могут заменить собой стекла. В результате автомобиль получает персональную «подзарядку», которая может существенно увеличить возможный пробег транспортного средства. Также это дает возможность подзаряжать аккумуляторную батарею в местах, где нет специализированных станций подзарядки электромобилей;
  • отказ от традиционных металлоконструкций, на которых сейчас проводится 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.

Прозрачные солнечные батареи

 

Стеклопакеты с солнечными батареями

Самые большие 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 оконных стеклах в исторических частях города, любые изменения в которые сегодня серьезно ограничены не только из эстетических соображений, но и в целях 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 и необходимость решения некоторых проблем:

  • проблема запыленности – 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, имеющих значительный уровень загрязненности воздуха. Необходимость частого обслуживания (мытья) поверхности панелей может существенно снизить экономическую эффективность их использования;
  • несовпадение пиков генерации и пиков потребления. Возникает острая потребность в сглаживании этой несогласованности. Наиболее перспективный вариант – установка энергонакопителей (аккумуляторных батарей);
  • проблема затененности – соседние высокие здания, объекты и деревья могут привести к значительному сокращению количества солнечной энергии, которая будет поступать на солнечную панель. Поэтому исследователем предстоит повысить не только эффективность (КПД) преобразования прямого солнечного излучения, но и сосредоточить усилия на повышении эффективности генерации за счет непрямого (переотраженного) облучения.

Прозрачные солнечные батареи

Источник: Экологический блог (ruslo.info)

Другие новости экологии:

  • 21
    Shares

Отправить ответ

Be the First to Comment!

wpDiscuz