Ваш регион: Санкт-Петербург 14:52 Мск 28.03.2017
Информационно-аналитический сервис
строительного сообщества
Публикации
20.01.2015

Альтернативная энергетика берет новые рубежи

Корейские ученые научились изготавливать фотоэлементы для солнечных электростанций с рекордно высоким уровнем коэффициента полезного действия (КПД). До сих пор стандартная эффективность фотоэлементов солнечных батарей составляла 15%. Как утверждают разработчики, КПД новых фотоэлементов может достичь величины 17,9%. Такой высокий коэффициент полезного действия уже в ближайшем будущем вполне может дать существенный импульс в развитие всей альтернативной энергетики.

Новое покрытие для фотоэлементов было создано на основе кристаллов перовскита. Перовскит - это относительно недорогой материал, которому ученые, наконец, нашли применение в солнечной энергетике.

Отметим, что перовскит - это сравнительно редкий для поверхности Земли минерал, по своему химическому составу являющийся титанатом кальция (CaTiO3.). Открыт перовскит был в еще 1839-м году в Уральских горах и назван в честь русского государственного деятеля, а также коллекционера минералов, графа Л. А. Перовского. Чаще всего месторождения перовскита встречаются в тальковых и хлоритовых сланцах. Крупнейшие разведанные на сегодня запасы находятся на Урале, в Тироле (Австрия), в Швейцарии и Финляндии.

perovskite.png

Несмотря на то, что стоимость солнечных панелей и батарей становится все более и более доступной (фотоэлементы теперь монтируют даже в новомодные рюкзаки), ученые со всего мира до сих пор бились над тем, чтобы повысить КПД наиболее распространенных кремниевых фотоэлементов.

Средняя стоимость производства электроэнергии при их использовании составляет порядка 75 центов за 1 Ватт. Разработки с целью повышения эффективности кремниевых фотоэлементов до сих пор велись очень активно, но, похоже, достигли своего потолка.

Вообще-то КПД в 17,9% не является абсолютным рекордом для фотоэлементов. Максимальной эффективностью (КПД 44%!) обладают фотоэлементы на основе арсенида галлия. Но стоимость такого металла, как галлий, очень высока и составляет порядка 1200 долларов США за 1 килограмм. Принимая во внимание эту цифру, сложно ожидать, что стоимость производства энергии при использовании таких фотоэлементов достигнет "знакового" значения в 50 центов за 1 Ватт - значения, при котором солнечная энергия может стать экономически конкурентоспособной сравнительно с энергией, получаемой от сжигания традиционных ископаемых видов топлива.

Другое дело фотоэлементы на основе перовскита. Согласно проведенным исследованиям, они потенциально могут не только преодолеть вышеуказанный "порог эффективности", но и позволят получать экологически чистую, возобновляемую солнечную электроэнергию по небывалой цене 10 - 20 центов за 1 Ватт!

Интересно, что при производстве новых фотоэлементов количество минерала на один фотоэлемент будет затрачиваться даже меньше, чем при изготовлении традиционных - кремниевых - фотоэлементов. Да и сама технология обработки сырья при использовании перовскита проще и, как следствие, затраты на производство будут снижены. Разработчики утверждают, что процесс изготовления кремниевого фотоэлемента настолько сложен, что его очень трудно описать "в двух словах". А вот технология изготовления элементов на основе перовскита гораздо проще. Достаточно всего лишь нанести перовскитовый пигмент ровным слоем на стекло или металл, а затем присоединить получившуюся пластину на подложку из проводящего материала.

Но даже и без перовскита у альтернативной энергетики хорошие перспективы. Сегодня цена на кремний падает, и по некоторым прогнозам в течение короткого времени стоимость солнечной энергии может достичь 25 центов за 1 Ватт даже при применении стандартных кремниевых элементов.

Так что, за чем будущее - за кремнием или за перовскитом - покажет время.

  0
  4537
Темы
Актуально
Велоэстакады - проекты и реализация
23.03 Велоэстакады - проекты и реализация
Что такое велополитен, и какие еще идеи велодорожек над землей предлагают инженеры и архитекторы - читайте в нашем обзоре.
 
  2589
Что надо знать о работе с цветом в интерьере? Узнаем у профессионального дизайнера
23.03 Что надо знать о работе с цветом в интерьере? Узнаем у профессионального дизайнера
У профессиональных дизайнеров есть несколько приемов и хитростей, которые могут помочь упростить проблему выбора цвета и придать интерьеру лицо и настроение.
 
  2816