Народження «сонця». Екскурс в історію сонячних панелей

Сонячна енергія зовсім не нова для людства. Знахідки свідчать, що людина успішно використовувала потужну енергію Сонця ще в 7-му столітті до нашої ери.

Джерело: http://www.paksolarservices.com/

Трохи історії

Вперше людина використала сонячну енергію для отримання вогню (щоб приготувати їжу), фокусуючи її через збільшувальне скло.

До 3-го століття до нашої ери давні греки та римляни відбивали сонячне світло від «палаючих дзеркал», щоб запалювати священні факели для проведення релігійних церемоній.

«Сонячні кімнати», які збирали енергію, щоб забезпечити природне тепло в приміщенні, було винайдено ще в сиву давнину. Такі кімнати, що зазвичай виходять на південь, використовували римляни у своїх лазнях та корінні індіанці. Вони і досі є в багатьох сучасних будинках.

Наприкінці 1700-х років дослідники та вчені успішно використовували сонячне світло для нагрівальних печей під час довгих морських подорожей, а також для парових човнів на сонячній енергії.

Зрештою, стає зрозумілим, що навіть за тисячі років до початку ери сонячних панелей, використання енергії сонця було досить звичною справою.

Ера винаходів

У 1839 році Антуан-Сезар Беккерель представив хімічну батарею, яка під впливом сонця виробляла електрику. Перша сонячна батарея мала ККД всього 1%, тобто лише один відсоток сонячного світла перетворювався на електрику.

У 1873 році Віллоубі Сміт виявив чутливість селену до світла, а в 1877 році вчені Адамс і Дей відзначили, що селен під впливом світла виробляє електричний струм.

Чарльз Фріттс у 1880 році використав вкритий золотом селен для виробництва першого сонячного елемента, який також мав ефективність лише 1%. Проте, Фріттс вважав свої сонячні елементи революційними. Він розглядав можливість використання безкоштовної сонячної енергії, пророкуючи, що сонячні батареї незабаром замінять існуючі електростанції.

Джерело: https://www.solarbonds.ca/news-events/

ХХ століття

Після пояснення в 1905 році Альбертом Ейнштейном фотоефекту з’явилися надії на створення сонячних батарей з вищим ККД, але прогрес виявився незначним. Лише в середині ХХ століття дослідження в сфері діодів і транзисторів дали необхідні для вчених знання.

У 1954 році Гордон Пірсон, Дерріл Чапин і Кел Фуллер створили кремнієвий сонячний елемент, який має ККД 4%. Багато хто стверджує, що саме ця подія знаменує собою справжній винахід фотоелектричної техніки, тому що це була перша сонячна технологія, яка могла б забезпечити роботу електричного пристрою протягом кількох годин на день.

У 1964 році NASA запустила супутник Nimbus, який повністю працював на сонячних панелях потужністю 470 Вт. Дуже скоро потенціал сонячної енергії перейде з космосу до будинків і підприємств планети Земля.

У 1970-х роках дефіцит нафти сприяв усвідомленню залежності США від іноземних енергоресурсів. Саме в цей час президент Джиммі Картер встановив сонячні батареї на даху Білого дому. Ця ініціатива сприяла покращенню обізнаності громадян щодо сонячної енергії.

У 1974 році була створена Асоціація сонячної енергетики (SEIA), що працює над розробкою, впровадженням і просуванням сонячної енергії. У 1977 році Міністерство енергетики США відкриває Дослідницький інститут сонячної енергії, який пізніше став відомим як Національна лабораторія відновлюваної енергетики (NREL), що отримує щорічне фінансування від Конгресу США та  використовується в проектах і розробках.

Сонячні батареї були вперше успішно використані в сільських районах і віддалених містах в якості джерела живлення для системи телефонного зв’язку. Вони дозволяють генерувати електроенергію поблизу місця її споживання – це усуває необхідність розподілу та транспортування електроенергії на великі відстані до віддалених районів.

З самого початку нинішнього століття вчені зосередилися на способах підвищення ефективності сонячних панелей. В результаті, ця технологія стала значно доступнішою. Кінцева мета полягає в тому, щоб зробити сонячну енергію такою ж доступною, як традиційні джерела енергії, оскільки вона все ще не є достатньо конкурентною.

Джерело: https://www.vivintsolar.com/

Як змінювалися ефективність та вартість сонячних панелей 

Вдосконалення технології сонячних батарей, що базувалося на відкритті Беккерелем фотоелектричного ефекту, призвело до появи сонячних панелей з ККД 1% вартістю близько 300 доларів за ватт.

Силіконові сонячні панелі Bell Labs в 1954 році працювали з ефективністю близько 4%, а пізніше досягли ККД 11%.

Пізніше, в 1959 році, продукція Hoffman Electronics показала 10%  ефективності. В 1960 році компанія побила свій рекорд, презентувавши панелі з ККД 14%.

Використання сонячних батарей у космічній індустрії протягом 1960-х збільшило масштаби їх виробництва і сприяло повільному зниженню цін на них – приблизно до 100 доларів за ватт.

Компанія Exxon фінансувала дослідження доктора Елліота Бермана в 1970-х роках, завдяки якому вдалося виробили дешевші сонячні батареї – їх вартість знизилася до 20 доларів за ватт.

Наразі сонячні батареї мають ефективність від 15 до 18% і можуть коштувати до $ 0,50 за ватт.

Вдосконалення сонячних технологій і зниження їх вартості є здобутком вчених та інженерів, які присвятили себе дослідженню сонячної енергії як основного джерела чистої та дешевої електрики для людства.

Про це та багато іншого докладніше розкажуть експерти в рамках 11-го Форуму та Виставки сталої енергетики Центральної та Східної Європи SEF 2019 KYIV 16-18 жовтня у Києві.

Зареєструватись на SEF 2019 KYIV можна:

на сайті: sefkyiv.com

за тел.: +38 044 383 03 56

або за email: sef@ibcentre.org

 

Джерела:

https://www.vivintsolar.com/blog/history-of-solar-energy

https://news.energysage.com/the-history-and-invention-of-solar-panel-technology/

https://www.energymatters.com.au/panels-modules/

https://www.greenmatch.co.uk/blog/2015/08/a-brief-history-of-solar-energy

https://www.sosvetom.ru/articles/istoriya-razvitiya-solnechnoy-energetiki/

http://energosberejenie.org/stati/istoriya-sozdaniya-solnechnykh-batarej

http://www.madehow.com/Volume-1/Solar-Cell.html

 

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *