Найбільш унікальні сонячні панелі у світі: п’ять найкращих технологій

У добірці Фокуса представлені інноваційні сонячні панелі: гнучкі, прозорі, водневі та сферичні, які обіцяють революціонізувати майбутнє екологічної енергетики завдяки своїй вражаючій ефективності.

Сонячна енергетика популярна в усьому світі, і сьогодні багато людей встановлюють фотоелементи для живлення електроприладів, або ж купують гаджети, оснащені сонячними батареями. Однак прогрес не стоїть на місці, і вчені продовжують винаходити новаторські пристрої для генерування чистої енергії. Про найнезвичайніші з них розповість видання Фокус.

У Softbank створили нову сонячну панель, виготовлену з кремнію та з вражаючим коефіцієнтом корисної дії — 22,2%, як повідомляє pv-magazine.com. Цей пристрій примітний своєю гнучкістю та невеликою вагою: він важить лише 665 г на квадратний метр, що означає, що одна батарея має масу 220 г при розмірах 5,63 x 5,84 см.

Слід підкреслити, що фотоелемент має вражаючу тонкість, що дозволило розробникам зменшити загальну вагу пристрою. Однак, з'єднання всіх компонентів стало справжнім викликом для вчених, які відзначають, що це було досить складним, але цілком реальним завданням. Для цього використовували надтонкий мідний дріт діаметром 250 мкм, а процес пайки був виконаний вручну.

Настільки філігранна робота буде вдосконалена, кажуть учені, адже вони планують знизити вагу сонячної панелі до 500 г на кв. м. Для цього кожен компонент пристрою зроблять ще більш тонким, удосконалять проводку і методи ламінування.

Південнокорейські дослідники запропонували технологію, яка дасть змогу сонячним модулям поглинати якомога більше сонячного світла. Тут їм допоміг альтернативний кремнію матеріал -- перовскіт, повідомляє onlinelibrary.wiley.com.

Проблема полягає в тому, що сонячні панелі захоплюють світло з довжиною хвилі 850 нм -- у підсумку, сонячна енергія використовується тільки в межах 48%. Але якби модулі змогли сприймати світло ближнього інфрачервоного спектра, то їхній ККД зріс би.

У новій розробці технології пропонується застосування органічних фотонапівпровідників у поєднанні з перовскітами. Крім того, вдосконалена конструкція батареї дозволила знизити енергетичний бар'єр між цими матеріалами. В результаті, ефективність системи зросла на 4% – з 20% до 24%. Сонячна панель продемонструвала стабільну роботу протягом 800 годин, зберігши 80% своєї початкової продуктивності навіть за умов високої вологості.

Якщо такі фотоелементи надійдуть на ринок, вони зроблять справжній фурор, впевнені винахідники, які зазначають, що комерціалізувати технологію цілком реально і нескладно. Сонячні батареї наступного покоління будуть конкурентоспроможними і привабливими для потенційних покупців.

Вчені з університету штату Мічиган (США) створили прозорі сонячні панелі, згідно з інформацією Ecoticias. Ці інноваційні пристрої можуть бути використані для живлення смартфонів, електричних автомобілів та в якості скла для будівель. Панелі працюють, поглинаючи ультрафіолетові та інфрачервоні промені, при цьому пропускаючи видиме світло. Завдяки цій унікальній властивості, такі фотоелементи майже не відрізняються від звичайного скла.

Єдиним мінусом є низький показник ККД. Проте вони не залишили спроб підвищити ефективність пристроїв, як і розробники компанії Heliatek GmbH (Німеччина), які створили частково прозорі фотоелементи, що не тільки генерують чисту енергію, а й захищають від яскравого світла. Це дуже зручно в тих приміщеннях, вікна яких виходять на південь.

Безліч розробників проявляють інтерес до виготовлення пристроїв, які використовують сонячні панелі. Наразі на ринку можна знайти вуличні камери та ліхтарі, що працюють на фотоелементах, а також різні портативні гаджети.

Компанія SunHydrogen (США) пропонує незвичайні сонячні панелі -- вони здатні сонячну енергію перетворити на водень. Їхня ефективність становить майже 11%. Поки що інженери протестували прототип площею 1 кв. м. Компанія заявляє, що такий показник ККД є найвищим серед подібних пристроїв, які можна використовувати там, де потрібне викопне паливо -- це транспорт, важка і легка промисловість. У майбутньому на їхній основі можна створювати великомасштабні сонячні електростанції.

Перевагою цих фотоелементів є можливість отримувати водень без використання нафти, вугілля чи природного газу, що призводить до викидів вуглецю. Крім того, водневі сонячні панелі є більш економічними в експлуатації в порівнянні з установками, які забезпечують електроліз для виробництва водню.

Японська компанія Kyosemi представила вражаючі інновації – пристрої, які здатні генерувати енергію, уловлюючи сонячне світло з будь-якого кута. Ці новаторські розробки отримали назву Sphelar, згідно з інформацією від ECOticias. Сферичні сонячні панелі демонструють високу ефективність і мають потенціал стати серйозною альтернативою звичайним плоским сонячним елементам у майбутньому.

Sphelar вловлює сонячне світло під різними кутами, у підсумку, вони використовують для генерації зеленої енергії пряме, відбите і розсіяне світло. ККД у сферичних сонячних батарей тримається на рівні 20%, запевняють розробники. Такі ж показники і у традиційних кремнієвих модулів, і навіть нижчі.

Ці компактні пристрої наразі здатні лише живити мобільні гаджети, бездротові термінали та інше невелике електричне обладнання. Хоча моделі потребують вдосконалення та нововведень, розробники вірять, що за такими технологіями криється майбутнє.

Фірма має на меті реалізувати свою технологію та вивести на ринок інноваційний пристрій для збору сонячної енергії, щоб конкурувати з кремнієвими сонячними панелями.