«Солнечная энергия становится королем электричества», — заявляет Международное энергетическое агентство в своем отчете за 2020 год. Эксперты МЭА прогнозируют, что в ближайшие 20 лет мир будет вырабатывать в 8–13 раз больше солнечной энергии, чем сегодня. Новые технологии солнечных панелей только ускорят рост солнечной индустрии. Так что же это за инновации? Давайте рассмотрим передовые солнечные технологии, которые будут определять наше будущее.
1. Плавучие солнечные электростанции обеспечивают более высокую эффективность, не занимая при этом земли.
Так называемые плавучие фотоэлектрические системы относительно старые: первые плавучие солнечные фермы появились в конце 2000-х годов. С тех пор принцип строительства был усовершенствован, и теперь эта новая технология солнечных панелей пользуется большим успехом — пока что в основном в странах Азии.
Главное преимущество плавучих солнечных ферм заключается в том, что их можно установить практически на любом водоеме. Стоимость плавучей фотоэлектрической панели сопоставима со стоимостью аналогичной по размеру наземной установки. Более того, вода под фотоэлектрическими модулями охлаждает их, тем самым повышая эффективность всей системы и минимизируя потери энергии. Плавучие солнечные панели обычно работают на 5–10 % лучше, чем наземные установки.
Китай, Индия и Южная Корея имеют большие плавучие солнечные фермы, но самая большая сейчас строится в Сингапуре. Это действительно имеет смысл для этой страны: у нее так мало места, что правительство будет использовать любую возможность, чтобы использовать ее водные ресурсы.
Плавучая энергетика начинает вызывать ажиотаж даже в Соединенных Штатах. Армия США запустила плавучую ферму на озере Биг-Мадди в Форт-Брэгге, Северная Каролина, в июне 2022 года. Эта плавучая солнечная ферма мощностью 1,1 мегаватт имеет емкость для хранения энергии 2 мегаватт-часа. Эти батареи будут питать лагерь Макколл во время отключений электроэнергии.
2. Технология солнечной энергии BIPV делает здания самодостаточными
В будущем мы не будем устанавливать солнечные панели на крышах для питания зданий — они будут сами по себе генераторами энергии. Технология Building Integrated Photovoltaic (BIPV) направлена ​​на использование солнечных элементов в качестве компонентов здания, которые станут поставщиками электроэнергии для офиса или дома будущего. Короче говоря, технология BIPV позволяет домовладельцам экономить на расходах на электроэнергию и, следовательно, на стоимости систем крепления солнечных панелей.
Однако речь не идет о замене стен и окон на панели и создании «рабочих боксов». Солнечные элементы должны органично вписываться и не мешать людям работать и жить. Например, фотоэлектрическое стекло выглядит как обычное стекло, но при этом собирает всю энергию солнца.
Хотя технология BIPV появилась еще в 1970-х годах, она не была популярна до недавнего времени: солнечные элементы стали более доступными, эффективными и широко распространенными. Следуя этой тенденции, некоторые владельцы офисных зданий начали интегрировать фотоэлектрические элементы в свои существующие здания. Это называется строительным применением PV. Строительство зданий с самыми мощными системами солнечных панелей BIPV даже стало соревнованием среди предпринимателей. Очевидно, что чем экологичнее ваш бизнес, тем лучше будет его имидж. Похоже, что Asia Clean Capital (ACC) выиграла трофей с установленной мощностью 19 МВт на верфи в восточном Китае.
3. Солнечные панели превращают панели в рекламное пространство
По сути, солнечная оболочка — это оболочка вокруг солнечной панели, которая позволяет модулю сохранять свою эффективность и отображать что угодно на ней. Если вам не нравится вид солнечных панелей на крыше или стенах, эта новая технология для автофургонов позволяет скрыть солнечные панели — просто выберите подходящее изображение, например, черепицу на крыше или газон.
Новая технология касается не только эстетики, но и прибыли: компании могут превратить свои солнечные панели в рекламные баннеры. Оболочки можно настраивать так, чтобы они отображали, например, логотип компании или новый продукт на рынке. Более того, солнечные оболочки дают вам возможность контролировать производительность ваших модулей. Недостатком является стоимость: за солнечные тонкопленочные оболочки вам придется заплатить на 10% больше, чем за солнечную панель. Однако по мере дальнейшего развития технологии солнечных оболочек мы можем ожидать, что цена упадет.
4. Солнечная ткань позволяет вашей футболке заряжать ваш телефон
Большинство последних солнечных инноваций родом из Азии. Поэтому неудивительно, что японские инженеры отвечают за разработку солнечных тканей. Теперь, когда мы интегрировали солнечные элементы в здания, почему бы не сделать то же самое с тканями? Солнечную ткань можно использовать для изготовления одежды, палаток, штор: как и панели, она улавливает солнечное излучение и вырабатывает из него электричество.
Возможности использования солнечных тканей безграничны. Солнечные нити вплетены в текстиль, поэтому вы можете легко складывать и обертывать ими что угодно. Представьте, что у вас есть чехол для смартфона из солнечной ткани. Затем просто положите его на стол на солнце, и ваш смартфон зарядится. Теоретически вы можете просто обернуть крышу своего дома солнечной тканью. Эта ткань будет генерировать солнечную энергию так же, как панели, но вам не придется платить за установку. Конечно, выходная мощность стандартной солнечной панели на крыше все равно выше, чем у солнечной ткани.
5. Шумовые барьеры на солнечных батареях превращают шум автомагистрали в зеленую энергию
Шумозащитный барьер на солнечных батареях (PVNB) уже широко используется в Европе и начинает появляться в Соединенных Штатах. Идея проста: построить шумозащитный барьер, чтобы защитить людей в городах и деревнях от шума дорожного движения. Они обеспечивают большую площадь поверхности, и чтобы воспользоваться этим, инженеры придумали добавить к ним солнечный элемент. Первый PVNB появился в Швейцарии в 1989 году, а сейчас автострада с наибольшим количеством PVNB находится в Германии, где в 2017 году было установлено рекордное количество барьеров — 18. В Соединенных Штатах строительство таких барьеров началось всего несколько лет назад, но теперь мы ожидаем увидеть их в каждом штате.
Экономическая эффективность фотоэлектрических шумозащитных барьеров в настоящее время находится под вопросом, в значительной степени зависящая от типа добавленного солнечного элемента, цены на электроэнергию в регионе и государственных стимулов для возобновляемой энергии. Эффективность фотоэлектрических модулей растет, а цена падает. Это то, что делает шумозащитные барьеры на солнечных батареях все более привлекательными.