Слънчевата енергия: фотоволтаичните науки в устрем към своя зенит

"Планът на Байдън ще даде възможност да се възстанови индустрията за слънчеви панели в САЩ", гласи оценка на Лоранс Тюбиана, директорка на Европейската фондация за климата, поместена вчера от френския всекидневник "Монд".

"Фотоволтаичният ефект"- процес, при който се произвежда електроенергия от слънчевите лъчи, е открит през 1839 г. от френския физик Едмон Бекерел.

Технологиите за получаване на електричество от слънцето се развиват много бързо и разходите силно намаляват, осигурявайки на фотоволтаичната наука централно място в енергийния преход.

В априлския брой на сп. "Сайънс" учени съобщиха, че са успели да направят панелите от перовскит също толкова ефективни като силициевите.

Грегъри Немет допуска, че до средата на века слънчевата енергия може да представлява половината от цялото електричество на света. "Тук има голям потенциал", казва той.

И "това вероятно е най-евтиният изнамерен от човечеството начин за производство на електричество в големи мащаби", посочва Грегъри Немет, преподавател в Университета на Уисконсин-Медисън, един от основните автори на доклада.

Изследователи от Станфорд успяха тази година да конструират слънчева клетка, която може да произвежда енергия нощем благодарение на топлината от Земята.

Нови проучвания изглежда обещават такава възможност.

Остава да бъде решен проблемът, идващ от това, че нощем няма слънце.

Първите клетки на силициева основа са създадени в САЩ през 50-те години на миналия век. Днес обаче почти всички слънчеви панели се произвеждат в Китай.

Според МАЕ новите фотоволтаични клетки на пазара са с 20 на сто по-ефикасни при преобразуване на светлината в енергия, отколкото предлаганите само преди пет години, благодарение на нови хибридни материали.

"Много творчески възможности са вложени в тази индустрия", изтъква Рон Шоф, ръководител на проучванията на възобновяемите енергоизточници в Изследователския институт за електроенергетика (IPRI) в САЩ.

А планът за климата на Джо Байдън, процедурата по чието приемане тече в Конгреса на САЩ, подсили този тласък с 370 милиарда долара държавни средства във вид на данъчни стимули с цел до 2030 г. американските емисии на парникови газове да бъдат намалени с 40 на сто спрямо 2005 г.

Други решения залагат на агриволтаиците - полупрозрачни панели, под чиито покрив се отглеждат различни култури. В Индия такива панели от десетилетие насам се инсталират върху канали - те произвеждат електричество и същевременно намаляват изпарението.

Друго изследване, публикувано в "Нейчър", залага на полупроводници, които "в тандем" увеличават преобразуването в енергия на излъчване от слънчевия спектър - перовскит за инфрачервената, и материал с повече въглерод за ултравиолетовата светлина.

За да се постигне въглероден неутралитет към средата на века и да се ограничи затоплянето на климата до 1,5 градуса по Целзий спрямо прединдустриалната епоха - както предвижда Парижкото споразумение за климата - планетата ще трябва до 2030 г. да инсталира годишно четворно повече слънчеви мощности, отколкото днес, сочат данни на Международната агенция по енергетика (МАЕ).

По думите му едно от решенията на проблема с все по-големите площи, заемани от соларни ферми, са двулицевите панели - те произвеждат електричество и от едната, и от другата си страна, използвайки слънчевата светлина и светлината, отразена от почвата.

Според доклад на Форума за нова икономика на Блумбърг (BloombergNEF) световните инвестиции в слънчеви проекти са нараснали през първото полугодие с 33 на сто спрямо миналата година - на 120 милиарда долара. При вятърната енергия са се увеличили с 16 процента, достигайки 84 милиарда долара.

Според доклад на изследователи от Междуправителствената експертна група по климатичните промени (Intergovernmental Panel on Climate Change/IPCC), публикуван в началото на 2022 г., в периода от 2010 до 2019 г. средните производствени разходи за единица слънчева енергия са се сринали с 85 на сто, а за единица вятърна енергия - с 55 процента.

Според експертите това откритие може да доведе до революция в сектора, тъй като позволява слънчева енергия да се произвежда на повече места. При условие че това ново поколение панели ще се разрушава по-бавно, отколкото сега, и ще има поне 20-годишна трайност.

Сред иновациите виждаме т. нар. "тънкослойни панели", по-евтини от силициевите клетки. Те могат да бъдат "отпечатвани" на всички видове подложки, като се използват мастила с кристална структура на перовскит - материал, открит през ХІХ в. от руския минеролог Лев Перовски.