Перовскитни слънчеви клетки: Бъдещето на генерирането на енергия в космоса!

Перовскитни слънчеви клетки: Бъдещето на генерирането на енергия в космоса!

Космосът играе решаваща роля в живота на Земята. Той позволява ежедневието да протича гладко чрез GPS, метеорологични и телевизионни сателити. Тези сателити обаче разчитат на надежден източник на енергия за работа и се захранват основно от слънчеви клетки. Космическите пътувания и земните мисии разчитат в голяма степен на доставките на електричество. Космическата радиация обаче представлява значителна заплаха за слънчевите клетки, като причинява микроскопични дефекти в решетката на полупроводника. На този фон младша група в университета в Потсдам разработва гъвкави слънчеви клетки, направени от иновативния материал перовскит, който може да се самовъзстановява.

Особеното при перовскитните слънчеви клетки е, че след повреда дефектите на решетката автоматично „заздравяват“ с помощта на подвижни йони в гъвкавата решетка. Това ново свойство може да революционизира използването на слънчеви клетки в космоса и да осигури стабилен източник на енергия за бъдещи мисии. При разработването на тази технология фокусът е не само върху приложенията в космоса, но и върху нейната ефективност на Земята. Перовскитните слънчеви клетки вече надвишават ефективността на традиционните силициеви слънчеви клетки и предлагат забележителни предимства: те са по-тънки, по-леки и имат по-малък въглероден отпечатък.

Бъдещето на слънчевата енергия

Възможностите за използване на перовскитни соларни клетки са обещаващи. Филми, захранвани със слънчева енергия, могат да бъдат пуснати в космоса, за да генерират енергия за астронавтите на Международната космическа станция и за бъдещите градове на Луната или Марс. Тази иновация може значително да намали теглото и разходите за изстрелване на космическите мисии. Разработват се и концепции, които позволяват пренос на енергия към Земята чрез микровълни, което допълнително увеличава потенциала на слънчевите клетки в космоса.

Успоредно с развитието на космоса, слънчевата енергия на Земята нарасна значително през последните години. Според доклад на Utopia слънчевата енергия се е превърнала в най-евтината форма на енергия в световен мащаб. Значителни постижения бяха постигнати само в Германия в началото на 2023 г. Надхвърлянето на границата от 100 GW, нов рекорд за захранване от 45 GW на 18 март и над пет милиона слънчеви системи са точки от голям интерес. Въпреки това, разширяването на слънчевата енергия не винаги идва без неуспехи. След фаза на стагнация между 2013 г. и 2018 г., предизвикана от съкращения на финансирането, експанзията отново набра скорост под управлението на федералния министър на икономиката Робърт Хабек.

Технологичен напредък и предизвикателства

Значителен спад в разходите за производство на слънчева енергия – от 50 цента през 2000 г. до по-малко от четири цента днес – допълнително стимулира пазара. Значителен дял от 38% от слънчевата енергия в Германия идва от домовете. Особено забележително е непрекъснатото нарастване на балконските слънчеви системи, които в момента допринасят само с малко под 1% от общото електричество. Критиците обаче предупреждават за възможно свръхпроизводство в слънчеви и ветровити дни, което може да доведе до отрицателни цени на електроенергията.

Определеното от държавата възнаграждение за операторите на слънчеви и вятърни системи причини разходи от 18,5 милиарда евро през 2024 г. Докато високите възнаграждения се прилагат предимно за по-стари системи, необходимостта от разширяване на съхранението на електроенергия и европейската електрическа мрежа се признава, за да се управлява ефективно нарастващото производство на слънчева енергия. Германия остава водещо място за слънчеви изследвания, като институтът Фраунхофер играе централна роля. Вече е ясно, че перовскитните слънчеви клетки могат да поставят началото на нова ера в историята на слънчевата енергия, защото са рентабилни и ефективни.

Освен това тече изследователска работа за нови приложения на слънчевата енергия. Планирани са иновативни решения, които интегрират слънчеви клетки по улици, велосипедни алеи и дори в прозорци. Предвид тези мащабни развития, слънчевата енергия е на прага на нови висоти и предизвикателства, както в космоса, така и на Земята, с обещанието за устойчиво подобряване на глобалните енергийни доставки.