Что мешает новым технологиям в солнечной энергетике?

Источник http://solarlove.org/enabling-breakthroughs-solar-technology/, 4 июля 2015 г.

Солнечные ячейки на основе перовскита

Варун Сиварам (Varun Sivaram), Сэмуэль Стрэнкс (Samuel Stranks) и Генри Снайт (Henry Snaith) опубликовали заметку в журнале Scientific American о чудесных свойствах солнечных ячеек на основе перовскита. В условиях лаборатории такие ячейки способны показать удивительные достижения. Сиварам говорит «Многие из нас верят, что это есть самое большой прорыв со времени изобретения солнечных ячеек 60 лет назад».

Солнечные панели на основе перовскита превосходят кремниевые. Как пишет Vox, «В будущем солнечную энергию будут получать не с помощью громоздких голубых панелей, размещаемых на крышах домов. Солнечные панели будущего будут прозрачными, легкими, гибкими и супер-эффективными. Вы сможете покрыть ими черепицу, или фонари, или оконные стекла — и это будет стоить так же мало, как приклеить обои.»

Прототип солнечной ячейки на основе перовскита

Одно из принципиальных преимуществ таких ячеек перед созданными с помощью обычной технологии, состоит в том, что они могут эффективно работать в различных диапазонах солнечного света. Это позволяет им преобразовать в электричество большее количество падающей на них солнечной энергии.

Почему ячейки на перовските пока не используются?

Это звучит очень вдохновляюще! Почему же мы не имеем солнечных ячеек на перовските уже сейчас? Ответ состоит в том, что часто существует гигантский разрыв между производительностью, достигнутой в лаборатории, и производительностью серийных образцов. Еще одна причина в том, что солнечные ячейки на перовските используют свинец как принципиальный ингредиент. И они быстро теряют свои свойства в присутствии влаги. Солнечные ячейки на основе кремния может быть и менее эффективны, но они служат 25 лет и более.

КПД солнечных ячеек на основе кремния и перовскита

Сиравам говорит, что очень немногие ученые работают над решением этих проблем. Вместо этого они посвящают свои усилия достижению новых рекордов в условиях лаборатории. Почему? Потому что каждый новый рекорд позволяет опубликовать статью в ведущих научных журналах. Основательные исследования по большей части остаются незамеченными. Сегодня, если вы ученый, вашим основным приоритетом является получение максимального числа публикаций. Прикладные исследования отодвигаются на второй план.

Еще один феномен, который отметил Саривам, это дилемма барьера и моста. Существующая технология может служить мостом к новым технологиям, а может оказаться барьером к их использованию. Один из барьеров состоит в том, что производители вложили миллиарды долларов в создание заводов, на которых изготавливаются кремниевые солнечные панели, и им требуется время, чтобы «отбить» эти вложения. Пока компании расширяют производство и получают экономию за счет масштаба производства, для небольших конкурентов очень трудно проникнуть на рынок, даже если они владеют технологией, которая значительно дешевле и эффективнее.

Саривам предполагает, что литий-ионные батареи являются как раз примером того, как существующие технологии могут стать барьером для более прогрессивных батарей, которые еще только разрабатываются. Вложения в строительство завода по производству литий-ионных батарей — подобные 5 миллиардам, которые Тесла вложила в строительство своей Гигафабрики — окупаются только через десятилетия. До тех пор производители имеют сильный стимул к тому, чтобы затруднить новым технологиям дорогу на рынок. Саривам полагает, что роль правительства заключается в том, чтобы обеспечить им поддержку в такой трудный период.

Еще одна проблема подобного рода заключается в том, что традиционные энергетические компании вложили триллионы долларов в большие электростанции и сетевую инфраструктуру. Они не собираются просто списать эти вложения. Любая попытка реорганизовать энергетический рынок должна предложить решение этой непростой проблемы.

Подводя итог, можно сказать, что есть множество факторов, способных задержать развитие или даже загубить новую технологию, несмотря на то, что она может быть на несколько порядков более экономичной и эффективной. Будет ли перовскит решением проблемы обеспечения человечества доступной возобновляемой энергией? Для ответа на этот вопрос потребуются усилия многих людей, как из частного, так и из государственного сектора.

Steve Hanley

Новости альтернативной энергетики кратко

В апреле 17% производства электроэнергии в США получено из возобновляемых источников (17,1%, если быть более точными). За период январь-апрель текущего года эта цифра составила 14,8% против 14,3% за тот же период 2014 года.

По сравнению с январем-апрелем прошлого года доля различных источников изменилась следующим образом:

1. Уголь — 34,6% против 41,1%.
2. Природный газ — 29,1% против 24,1%.
3. Ядерная энергия — 19,9% против 19,1%.
4. Гидро — 7,1% против 6,6%.
5. Ветровая энергия — 4,8% против 5,1%.
6. Солнечные фотоэлектрические источники — 0,9% против 0.5%.

Общее производство электроэнергии снизилось на 12,194 Гигаватт-часов. За счет энергии ветра и солнца в США получено 5,7% электроэнергии.

Источник: http://cleantechnica.com/2015/07/07/renewables-17-of-us-electricity-production-in-april-exclusive/