Według badaczy panele słoneczne z perowskitu mogłyby działać pod wodą przez pięć i pół roku.
Dziesięć metrów pod powierzchnią Morza Południowochińskiego naukowcy znaleźli zaskakujące miejsce do pozyskiwania energii słonecznej.
REKLAMA
REKLAMA
W ubiegłym tygodniu badacze ogłosili, że z powodzeniem przetestowali panele słoneczne na głębokościach, które dotąd uważano za niepraktyczne dla tej technologii.
Jak wyjaśniają, specjalnie zaprojektowali panele tak, by wychwytywały długości fali światła słonecznego przenikającego przez wodę morską. Dzięki temu w przyszłości podwodne urządzenia mogłyby działać znacznie dłużej, nie opierając się wyłącznie na bateriach.
Podczas dwugodzinnego testu w pobliżu Wysp Weizhou, u południowych wybrzeży Chin kontynentalnych, panele wytwarzały energię ze światła słonecznego na głębokości 10 metrów. Badania laboratoryjne wskazują, że mogłyby też pracować w takich warunkach nieprzerwanie przez kilka lat.
Opisane w czasopiśmie naukowym „Joule” badania znacząco wykraczają poza dotychczasowe próby wykorzystania energii słonecznej pod wodą, które ograniczały się do głębokości najwyżej dwóch metrów.
Jak panele słoneczne działają 10 metrów pod wodą?
Jedną z największych przeszkód w produkcji energii słonecznej pod wodą jest to, że poniżej powierzchni światło bardzo szybko słabnie.
Na głębokości 10 metrów większość energii słonecznej jest już pochłonięta lub rozproszona przez wodę. Do większych głębokości docierają jednak niektóre rodzaje promieniowania.
Zdaniem badaczy na takie głębokości dociera jednak wystarczająco dużo światła niebieskiego i zielonego, by można było produkować energię elektryczną, dlatego zespół opracował ogniwa słoneczne maksymalnie je wykorzystujące.
Zastosowali tzw. perowskity, alternatywę dla krzemu używanego w większości paneli słonecznych, które można dostosować do pochłaniania różnych długości fali.
W testach laboratoryjnych, które odtwarzały warunki panujące na głębokości 10 metrów, ogniwa zamieniały w energię elektryczną ok. 35 proc. docierającego do nich światła.
Następnie badacze przetestowali większe moduły na Morzu Południowochińskim. Na głębokości 2 metrów panele o powierzchni 115 cm kw. wytworzyły w ciągu dwóch godzin 1 416 miliwatogodzin energii, czyli mniej więcej połowę pojemności ładowalnej baterii AA.
Na głębokości 10 metrów uzyskano 324 miliwatogodziny w ciągu dwóch godzin – to niewielka ilość, lecz i tak znacznie więcej, niż badacze się spodziewali.
Panele wykazały też prawie zerowy spadek wydajności po 1 160 godzinach w symulowanych warunkach podwodnych. Na podstawie tych wyników naukowcy szacują, że na głębokości 10 metrów mogłyby działać nieprzerwanie przez około pięć i pół roku.
„Nasza praca to pierwsze praktyczne potwierdzenie działania zanurzonych ogniw słonecznych na głębokości do około 10 metrów. Znacznie poszerza to zakres ich potencjalnych zastosowań” – mówi autor badania, Wen-Hua Zhang, z Uniwersytetu Yunnan i Southwest United Graduate School w Kunming.
Fotowoltaika poza siecią
Energia słoneczna, niegdyś zarezerwowana głównie dla dachów i rozległych terenów, coraz częściej pojawia się w miejscach, gdzie trudno o prąd i paliwo.
Na początku roku holenderscy naukowcy zaprezentowali na wiejskich obszarach Kenii pierwszą na świecie ambulans napędzany energią słoneczną, zaprojektowany tak, by dostarczać opiekę medyczną i sprzęt do trudno dostępnych społeczności, które nie mają pewnego dostępu do elektryczności ani paliwa.
Na norweskim archipelagu Svalbard energia słoneczna zaczęła zasilać także odległą, dawną stację radiową. Do obiektu można dotrzeć jedynie łodzią lub helikopterem, a wcześniej był on uzależniony od generatorów spalinowych na olej napędowy.
Inne projekty włączają panele słoneczne w istniejącą infrastrukturę. W Szwajcarii panele zainstalowane między torami kolejowymi produkują energię, nie zajmując dodatkowych gruntów. Można je zdejmować na czas prac utrzymaniowych, dzięki czemu linie kolejowe mogą pełnić rolę farm fotowoltaicznych bez zakłócania ruchu.
Podwodna fotowoltaika może natomiast rozwiązać inny problem.
Czujniki oceaniczne, kamery i urządzenia łączności mogą działać daleko od źródeł zasilania, lecz gdy wyczerpią się ich baterie, trzeba je odzyskiwać z głębin.
Zdaniem naukowców badana technologia mogłaby zapewnić takim urządzeniom trwałe źródło energii.
Najpierw muszą jednak sprawdzić, jak ich panele radzą sobie na jeszcze większych głębokościach. Zapowiadają, że kolejnym krokiem będzie właśnie takie badanie i ustalenie, jak daleko pod powierzchnię morza można zejść z produkcją energii słonecznej.