Солнечные панели (история развития и перспективы)

Солнечные батареи – уникальная разработка, позволяющая получать энергию для бытовых нужд из неисчерпаемого бесплатного источника — Солнца. Инновации в этой области в ближайшем будущем обещают человечеству огромный технологический прорыв и полностью безотходную энергетику.

История изобретения

История солнечных элементов началась еще в 1800-х годах. Фотоэлектрический эффект был впервые обнаружен французским физиком А. Э. Беккерелем в 1839 году, однако первая фотогальваническая ячейка была построена Чарльзом Фриттом только в 1883 году.

1950-е годы стали важным, переломным периодом, имеющим большое значение в истории солнечной энергетики. В 1954 году учеными компании «Bell Laboratories» была разработана первая современная PV-ячейка, способная преобразовывать достаточное количество солнечной радиации в электричество для питания различных устройств. Первоначальный кремниевый солнечный элемент имел КПД всего 4%.

В 1956-м году начались исследования по возможности использования фотоэлементов для спутников. Первым спутником, использующим энергию Солнца (для питания радиостанций), был Vanguard I, запущенный в 1958 году. В 1962 году Bell Telephone запустила первый в истории солнечный телекоммуникационный спутник Telstar.

Тестирование солнечной батареи 1954 г. (фото: Bell Labs)

Вскоре стали появляться прототипы гелиопанелей там, где крайне затруднительно строить электростанции и устанавливать оборудование – это отдалённые местности, малонаселённые жилые пункты. С помощью новых технологий в таких регионах была налажена телефонная связь и поддерживались электричеством жилые помещения и элементы инфраструктуры.

В 1979 году панели солнечных батарей были установлены на крыше Белого дома.

С 2000-х годов, благодаря развитию технологий ведущих к снижению себестоимости, солнечные панели стали доступными и практичными для использования как в коммерческих целях, так и для в жилых домов.

Теперь современные устройства снабжены датчиками слежения за светом, инверторами (преобразователями постоянного тока батареи в переменный ток, которым мы пользуемся), небольшими размерами, хорошей вместимостью и долговечностью.

Сферы применения

При упоминании о солнечных батареях на ум сразу приходит огромная плоская панель, неподвижно стоящая где-то на крыше. Так думают те, кто давно не следил за рынком в этой области. Технологии не стоят на месте, к примеру, появились уже гибкие и мобильные батареи небольших размеров, разработанные специально для туристов, путешественников и просто активных людей. На небольшом брезенте вы носите с собой маленькую электростанцию, которой можно в любой момент воспользоваться. Также большую популярность в последнее время завоевали солнечные павербанки (solar powerbank), выполняющие ту же функцию.

Гелиопанели используются не только для частных домохозяйств, по всему миру открываются промышленные солнечные электростанции. Современные модели обеспечены датчиком движения, с помощью встроенных механизмов панели сами поворачиваются за Солнцем на манер подсолнухов. Это позволяет собрать максимальное количество энергии за день.

Помимо бытовых целей разной значимости и масштаба, обеспечения теле- и радиосвязи в труднодоступных местах и постепенной замены солнечными батареями вредных для окружающей среды старых способов получать энергию, есть ещё одно важнейшее применение этих технологий.

Это строительство спутников и зондов, которые учёные направляют пока что на ближайшие к нам планеты для изучения их атмосферного и почвенного состава, если он есть. Такие аппараты в большом количестве кружат вокруг Луны, Марса и Венеры. Солнечные батареи на дистанционном управлении и развитом автопилоте – лучший источник энергии в космосе.

Вот крупнейшие производители, на данный момент главенствующие на рынке альтернативной энергетики:

  • Компания Sharp (Европейский лидер отрасли);
  • Motech (Производитель отдельных деталей и целых моделей, Тайвань);
  • Suntech (Один из самых старых и крупных производителей, пользуется популярностью до сих пор, Китай);
  • Trina Solar (Молодой бренд, который конкурирует уже за счёт удешевлённых технологий производства);
  • Solarworld (Крупный производитель, ориентированный на европейские рынки, Германия).

Перспективы развития

Больше всего надежд на солнечные батареи возлагают компании, занимающиеся освоением космоса (как частным, так и на государственном уровне). Развитая технология накопления солнечной энергии может ускорить начало космическим путешествиям или хотя бы даст возможность создавать более совершенные спутники.

На энергетику Земли это окажет не меньшее влияние. С переходом на восполняемые источники мы окажемся на пути экологически чистого безопасного для человечества способа переработки электричества.

Ссылка на основную публикацию