Panele słoneczne na każdej powierzchni i w każdym miejscu – system fotowoltaiczny, który zrewolucjonizuje świat

Ana Tuñas Matilla

Hiszpański projekt APE2SOL ma na celu zrewolucjonizowanie sposobu wytwarzania energii elektrycznej ze słońca poprzez opracowanie technologii, która umożliwi instalację paneli na dowolnej powierzchni, takiej jak okna, fasady, pojazdy czy samoloty, i zasilanie ich bez konieczności podłączenia do sieci.

Celem jest dokonanie jakościowego skoku w fotowoltaice, aby przyspieszyć przejście na świat bezemisyjny i powstrzymać zmiany klimatyczne poprzez opracowanie ultracienkich, elastycznych i bardziej wydajnych paneli , wyjaśnili dwaj główni badacze projektu z Instytutu Energii Słonecznej Politechniki Madryckiej i Autonomicznego Uniwersytetu w Madrycie portalowi EFEverde.

Obecne krzemowe panele słoneczne są ciężkie i nieelastyczne, podczas gdy proponowana przez nie technologia umożliwi produkcję bardzo lekkich, półprzezroczystych paneli, które można umieścić na niemal każdej powierzchni: oknach, dachach i ścianach budynków, samochodach, dronach, samolotach, ubraniach... w celu samodzielnego generowania energii.

Wyeliminuje to konieczność podłączania ogniw słonecznych do sieci energetycznej w celu transportu energii z produkcji do zużycia, ponieważ byłyby one wykorzystywane w samym budynku lub w pojeździe, który byłby ładowany wyłącznie przez słońce.

Materiały dwuwymiarowe

Cechy te poprawiłyby wydajność systemu dzięki uniknięciu strat powstających podczas przesyłu energii, a także pozwoliłyby na rozszerzenie wykorzystania energii fotowoltaicznej na wszystkie części świata, w tym na kraje najuboższe. Pomogłyby także w dekarbonizacji miast i trudnych do dekarbonizacji gałęzi działalności (transport morski, transport lotniczy, przemysł itp.).

Aby to osiągnąć, badania opierają się na „anomalnym efekcie fotowoltaicznym” i zastosowaniu materiałów dwuwymiarowych , takich jak grafen, disiarczek molibdenu czy diselenek wolframu, których grubość wynosi „jeden lub kilka atomów” – wyjaśnia Jorge Quereda, naukowiec z Instytutu Nauki o Materiałach w Madrycie (ICMM-CSIC).

Na przykład grafen ma grubość pojedynczego atomu węgla: 0,34 nanometra, co odpowiada jednej trzytysięcznej ludzkiego włosa.

Materiały te są krystaliczne, nietoksyczne, dostępne w dużych ilościach, łatwe do wydobycia i niedrogie – zauważył Simón Svatek, badacz z Instytutu Energii Słonecznej, który podkreślił znaczenie tej technologii dla niezależności energetycznej Hiszpanii.

Anomalny efekt fotowoltaiczny

Aby maksymalnie zwiększyć grubość nowych paneli, naukowcy wykorzystają tzw. „anomalny efekt fotowoltaiczny”, który według ich teorii umożliwi budowę paneli słonecznych lub ogniw z jedną warstwą zamiast dwóch , jak to ma miejsce obecnie.

Obecnie, aby panel słoneczny działał, potrzebne są dwa materiały, które pochłaniają światło, wytwarzają elektrony, a następnie przemieszczają je w jednym kierunku, generując prąd elektryczny.

Jednak dzięki efektowi anomalnemu prądy kierunkowe pojawiają się bez konieczności łączenia dwóch materiałów, twierdzą naukowcy, którzy wskazali, że szacują, iż technologia ta znacznie poprawi wydajność paneli, które obecnie przetwarzają na energię elektryczną jedynie jedną czwartą otrzymywanej energii słonecznej.

Wśród unikatowych cech projektu należy również wspomnieć o tym, że po raz pierwszy wspólnie pracować będą eksperci zajmujący się anomalnym efektem fotowoltaicznym (CSIC) oraz specjaliści zajmujący się współczesną energią fotowoltaiczną (Solar Energy Institute).

Czy będzie ono dostępne na skalę przemysłową za 10 lat?

„Proponujemy zupełnie nową zasadę działania, całkowicie odbiegającą od sposobu produkcji konwencjonalnych urządzeń fotowoltaicznych. To nie jest ulepszenie, to zmiana jakościowa” – stwierdził Quereda, który oszacował, że jeśli wszystko pójdzie dobrze, ta przełomowa technologia mogłaby być dostępna na skalę przemysłową za co najmniej 10 lat.

„Potrzebujemy więcej czystej energii, aby powstrzymać zmiany klimatu, a ta technologia umożliwiłaby dotarcie energii odnawialnej do znacznie większej liczby miejsc. Jej potencjał jest ogromny” – dodał Svatek.

Projekt otrzymał trzecią nagrodę Fundacji Naturgy-CSIC za badania i innowacje technologiczne w sektorze energetycznym. EFEverde

bankomat/al