Τα νέα ηλιακά πάνελ έχουν απόδοση άνω του 30 τοις εκατό
Η χωρητικότητα ηλιακών φωτοβολταϊκών αυξάνεται ραγδαία στις Ηνωμένες Πολιτείες (και αλλού). Μόνο την τελευταία δεκαετία η αγορά ηλιακής
ενέργεια
ς αυξήθηκε κατά 24 τοις εκατό κάθε χρόνο, σύμφωνα με την
Σύνδεσμος Βιομηχανιών Ηλιακής Ενέργειας
(ΣΕΙΑ). Σε όλες τις ΗΠΑ, υπάρχουν ήδη εγκατεστημένα 149 γιγαβάτ ηλιακής ισχύος, η οποία θα μπορούσε θεωρητικά να τροφοδοτήσει 26 εκατομμύρια σπίτια. Το μέλλον φαίνεται επίσης λαμπρό, καθώς η SEIA και η Wood Mackenzie προβλέπουν ότι η
Η ηλιακή αγορά θα τριπλασιαστεί σε μέγεθος σε πέντε χρόνια
φέρνοντας την ισχύ στα 378 γιγαβάτ το 2028.
Η ηλιακή ενέργεια αποτελούσε 1,2 τρισεκατομμύρια watt ηλεκτρικής ενέργειας
παράγεται παγκοσμίως το 2022.
[Related: Floating solar panels could be the next big thing in clean
energy
.]
Η ανάπτυξη και οι επενδύσεις της ηλιακής ενέργειας είναι ζωτικής σημασίας για την οικοδόμηση ενός καθαρότερου, πιο βιώσιμου μέλλοντος, καθώς η τεχνολογία επιτρέπει την παραγωγή μεγάλης ποσότητας ενέργειας χωρίς να εκπέμπονται επιβλαβή για τον πλανήτη αέρια του θερμοκηπίου. Η τεχνολογία έχει προχωρήσει πολύ τα τελευταία χρόνια (και
άλματα από τα πρώτα του στάδια τον 19ο αιώνα
), αλλά η απόδοση του μέσου ηλιακού πάνελ εξακολουθεί να είναι περίπου
15-20 τοις εκατό κατά μέσο όρο
. Αυτό σημαίνει ότι περίπου το 80-85 τοις εκατό της ακατέργαστης ενέργειας που εκπέμπεται από το αγαπημένο μας αστέρι χάνεται. Για να μην αναφέρουμε ότι τα ηλιακά κύτταρα πυριτίου, τα οποία είναι η πιο κοινή τεχνολογία φωτοβολταϊκών που αναπτύσσεται, έχουν θεωρητικό όριο απόδοσης περίπου 29 τοις εκατό.
Οι επιστήμονες προσπαθούν να λύσουν αυτό το πρόβλημα εδώ και χρόνια. Μια ομάδα από το NREL έφτιαξε ένα πάνελ
με 47 τοις εκατό απόδοση,
αλλά δυστυχώς, το μοντέλο είναι λίγο πολύ ακριβό για mainstream χρήση. Ωστόσο, περιγράφεται στο
δύο ξεχωριστά
δημοσιεύσεις
σε
Επιστήμη
Στις 6 Ιουλίου, δύο διαφορετικές ομάδες ερευνητών βρήκαν έναν τρόπο να δώσουν στους ηλιακούς συλλέκτες πυριτίου την απαραίτητη ώθηση – τον περοβσκίτη.
Ο περοβσκίτης είναι ένα ορυκτό που έχει την ίδια κρυσταλλική δομή με το οξείδιο του ασβεστίου τιτανίου, αλλά μπορεί να αποτελείται από πολλά διαφορετικά στοιχεία για διαφορετικούς σκοπούς,
Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον
. Δημιουργούν επίσης έναν αρκετά συμπαγή ημιαγωγό για ηλιακούς συλλέκτες με εργαστήριο
ρεκόρ απόδοσης στο 25,2%.
.
Οι δύο ομάδες συνδύασαν περοβσκίτη με πυρίτιο για να φτιάξουν ένα ηλιακό κύτταρο. Αυτές οι τεχνολογίες δεν είναι απαραίτητα νέες — η πρώτη αναπτύχθηκε το 2009 και μια ομάδα από το Χονγκ Κονγκ κατάφερε να φέρει αποτελεσματικότητα
έως περίπου 25 τοις εκατό το 2016.
Όμως, τώρα οι επιστήμονες φτάνουν ακόμα πιο ψηλά.
Σε μια μελέτη, ο Xin Yu Chin της Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne της Ελβετίας και η ομάδα του χρησιμοποίησαν ένα άνω κύτταρο περοβσκίτη και ένα κάτω στοιχείο πυριτίου, προσθέτοντας πρόσθετα φωσφονικού οξέος κατά την επεξεργασία των κυττάρων. Η κυψέλη τους έφτασε σε απόδοση 31 τοις εκατό.
Η άλλη ομάδα, με επικεφαλής τον Helmholtz-Zentrum
Berlin
für Materialien και τη Silvia Mariotti της Energie, χρησιμοποίησε ένα ιοντικό υγρό που ονομάζεται ιωδιούχο πιπεραζίνιο για να ενισχύσει το διπλό ηλιακό τους κύτταρο, επιτυγχάνοντας ποσοστό απόδοσης έως και 32,5 τοις εκατό.
«Η υπέρβαση αυτού του ορίου παρέχει σιγουριά ότι τα φωτοβολταϊκά φωτοβολταϊκά υψηλής απόδοσης και χαμηλού κόστους μπορούν να βγουν στην αγορά», οι ερευνητές της επιστήμης των υλικών Stefaan de Wolf και Erkan Aydin, οι οποίοι δεν συμμετείχαν στην έρευνα.
έγραψε σε σχετικό προοπτικό άρθρο
δημοσιευτηκε σε
Επιστήμη
.
[Related: Scientists think we can get 90 percent clean energy by 2035.]
Ο ανταγωνισμός θερμαίνεται και εκτός Ευρώπης – ο de Wolf, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας King Abdullah στη Σαουδική Αραβία, ισχυρίζεται ότι η ομάδα του έχει
πέτυχε 33,7 τοις εκατό απόδοση σε μια ακόμη αδημοσίευτη δοκιμή διαδοχικών κυττάρων
νωρίτερα φέτος. Η LONGi, μια κινεζική εταιρεία που παράγει την πλειοψηφία των ηλιακών συλλεκτών στον κόσμο, ανακοίνωσε την ανάπτυξη ενός
tandem ηλιακό πάνελ με απόδοση 33,5 τον περασμένο μήνα
.
Όσο συναρπαστικό κι αν είναι όλο αυτό, είναι ακόμα μόνο η αρχή. Χρειαζόμαστε πολύ περισσότερη καθαρή ενέργεια για να μειώσουμε τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου για να διατηρήσουμε τον πλανήτη βιώσιμο.
«Η υπέρβαση του ορίου του 30 τοις εκατό παρέχει σιγουριά ότι τα Φ/Β υψηλής απόδοσης και χαμηλού κόστους μπορούν να έρθουν στην αγορά», δήλωσε ο De Wolf στον Guardian. «Ωστόσο για να αποφευχθούν τα καταστροφικά σενάρια που σχετίζονται με την υπερθέρμανση του πλανήτη, η συνολική χωρητικότητα πρέπει να αυξηθεί σε περίπου 75 TW έως το 2050».
