В останні роки людство широко використовує сонячні батареї в якості альтернативного джерела енергії. Використовувані сьогодні керамічні фотоелементи в системах перетворення сонячного випромінювання в електричну енергію постійно удосконалюються з метою збільшення ККД. Крім того, традиційні панелі, які не завжди вписувалися в дизайн екстер’єру поступово відходять у минуле, а на зміну їм приходять нові дизайнерські конструкції.
Сонячна черепиця
Щоб не зіпсувати зовнішній вигляд будинку, необхідно використовувати сонячну черепицю з інтегрованими фотоелементами. Таке покрівельне покриття здатне поєднувати свої основні функції, пов’язані з захистом житла з виробленням електроенергії, яка може використовувати для побутових потреб. При використанні для покрівлі сонячної черепиці є можливість скидати надлишки одержуваної електроенергії в загальну електромережу, таким чином, зменшуючи власні витрати.
На сучасному ринку самим відомим зарубіжним виробником є англійська компанія«Solar Slate», яка випускає високоякісні покрівельні вироби з вбудованими фотоелементами, які навіть при близькій відстані неможливо відрізнити від стандартного покриття.
Сонячні вікна
Не так давно на ринку використання сонячної енергії з’явилися інноваційні розробки, що припускають використання шибок у якості сонячних батарей. Американська компанія «Pythagorus Solar Windows» запропонувала встановлювати фотоелементи безпосередньо в склопакетах.
Такі модулі оптимально використовувати в міських висоток, які вимагають великих витрат електроенергії. При цьому немає можливості покривати її витрата, використовуючи традиційні сонячні батареї в зв’язку з малою площею покрівлі.
Технологія передбачає установку тонких смуг кремнієвих фотоелементів безпосередньо між стеклами в склопакеті. У цьому випадку вони не тільки будуть виробляти електроенергію, але й захищати внутрішні приміщення будинків від перегріву, блокуючи сонячні промені. За зовнішнім виглядом такі вікна нагадують відкриті жалюзі, тому не перекривають вид з вікна.
Інші розробники пропонують для вікон використовувати скла зі спеціальним напівпрозорим покриттям. Такий шар є активним і перетворює світлове випромінювання в електричну енергію, яка акумулюється в спеціальних напівпрозорих провідниках.
Гібридні сонячні елементи
Сьогодні вченими розроблено гібридний сонячний елемент, який дозволяє для вироблення електроенергії використовувати не тільки світлове випромінювання, але і тепло. У конструкції такої панелі фотоелемент з’єднаний з полімерними плівками. Сьогодні в процесі найбільш оптимальних характеристик вчені експериментують з різними матеріалами.
Найбільш ефективним показав себе чистий полімер з хорошою провідністю під назвою PEDOT. Така плівка покривається тонкопленочным сонячним елементом і встановлюється на спеціальну пироэлектрическую тонку плівку і термоелектричний пристрій. З допомогою даних компонентів здійснюється перетворення теплової енергії в електрику.
Експериментальним шляхом було встановлено що нагріваючись під сонячними променями такий пристрій може збирати в 20 разів більше енергії в порівнянні зі стандартними сонячними модулями.
Сонячні батареї на основі квантових точок
Групою вчених університету Торонто був створений принципово новий матеріал, який дозволяє перетворювати сонячне випромінювання в електричну енергію. Принцип його виготовлення заснований на використанні напівпровідникових наночастинок, які мають назву квантові точки.
Суспензія напівпровідникових наночастинок легко може наноситися на будь-яку поверхню, подібно аерозолі. Такий інноваційний підхід істотно знижує вартість виробництва сонячних батарей, а, отже, передбачає зменшення вартості сонячної енергії.
Результати досліджень показали, що новий матеріал дозволить створити високоефективні системи перетворення світлового випромінювання в електричну енергію.
Сонячні батареї на базі біологічної енергії
Група вчених Кембріджського університету вже протягом кількох років займається розробкою сонячних батарей нового покоління, що працюють на базі біологічної енергії від фотосинтезу рослин. На жаль, поки не вдалося досягти значного прориву в цій галузі, і ККД від таких систем зафіксований на рівні 0,1 %. Але, тим не менш, такі розробки заслуговують уваги в зв’язку з низькою затратністю і простотою впровадження.
Сьогодні вченими розробляються унікальні концепції біологічних сонячних батарей. Приміром, серед варіантів є:
- Лампи, джерелом живлення для якої є мох;
- Колонії «зелених щогл» з швидкозростаючих рослин, які можуть стати окрасою будь-якого міста;
- Окремі панелі для домашнього використання;
- Офшорні електростанції, що нагадують за зовнішнім виглядом латаття.
Сонячні батареї нового покоління дозволять в недалекому майбутньому використовувати в максимальній кількості сонячну енергію. Це дозволить забезпечити електроенергією найвіддаленіші місця на планеті та замінити традиційні джерела електроенергії екологічно чистими та відновлюваними.
