В поисках новой энергии – на пути к Солнцу

солнечные батареиСолнечные батареи, являясь источником альтернативной энергетики, до сих пор остаются малодоступными. Причина – высокая стоимость монокристаллического кремния, который является их базовым элементом.

Поэтому изначально один киловатт-час электричества от солнечной батареи стоит значительно дороже, чем тот, который получен традиционным способом. В результате солнечные батареи окупаются, но на это требуется немало времени.

Есть ли выход из замкнутого круга? Да. Ответ достаточно простой – повысить КПД солнечного элемента и понизить его себестоимость. И в лаборатории института им. Йоффе эту проблему разрабатывают достаточно давно и уже создали фотопреобразователи, КПД которых раза в три выше батарей, в составе которых – кремний.

Как достигается столь значительное увеличение КПД? Солнечный свет по спектру разделяется на несколько интервалов, и преобразование энергии фотонов получается более эффективным в каждом из них. Фотопреобразователи являются трехкаскадными: три фотоактивные области, три полупроводниковых пластины – и все это на основе химических сплавов.

В составе модуля солнечной батареи – фотопреобразователи, распложенные на специальных подложках на определенном расстоянии от линз – и это обеспечивает мощную концентрацию солнечных лучей. Так снижается и площадь поверхности батареи, и стоимость.

Эти разработки ученых находятся в стадии научного исследования и пока еще не получили широкого практического применения, поэтому до сих пор высокая стоимость электричества «от Солнца» заставляет использовать солнечные батареи только там, где они необходимы или в солнечных и теплых регионах, либо как дополнительный энергетический источник.

Еще одна перспективная разработка — изготовление элементов на основе некристаллических материалов – например полупроводящий полимер и фуллерен. Молекула полимера – это донор, отдающий электрон, фуллерена – акцептор, забирающий его. Способность хорошо растворяться в органическом растворителе дает возможность изготовления из этих материалов «солнечных чернил» — печатным методом они наносятся на любые поверхности любой площади – и получить наноструктурированные элементы питания – для эффективности элемента расстояние между границами донора-акцептора должно быть около 10 нанометров.

Пока КПД таких солнечных батарей ниже, чем у лучших представителей традиционных элементов, но не только это является проблемой. Небольшой срок эксплуатации – еще один вопрос, требующий научного изучения и решения.

В центре научных интересов международного проекта Largecells – производство солнечных батарей последнего поколения и поиск фотоактивных материалов, которые обеспечат и длительный срок эксплуатации, и эффективную работу, и высокие технологии изготовления. Сегодня эти «три кита» считаются взаимоисключающими.

Средоточием места изучения солнечной энергетики и ее возможностей стал Израиль – и неслучайно. Чуть ли ни круглогодичные солнечные дни, высокая их интенсивность и правильное соотношение прямого и рассеянного солнечных излучений – здесь сложились все факторы, необходимые для полноценных научных исследований.

Этим летом в Израиле открылась первая солнечная электростанция мощностью в 5 мегаватт. До 2014 года в Израиле планируется строительство еще 50 станций, работающих на солнечной энергии – и уже к 2020 году 10% необходимой энергии израильтяне будут получать от солнца.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*

code

Опрос по сайту

Какой фирмы клей, Вы используете для кладки керамической плитки?

Показать результаты

Загрузка ... Загрузка ...