Perovskite-aurinkokennot: energiantuotannon tulevaisuus avaruudessa!

Perovskite-aurinkokennot: energiantuotannon tulevaisuus avaruudessa!

Avaruudella on ratkaiseva rooli maapallon elämässä. Se mahdollistaa arjen sujuvan sujuvan GPS-, sää- ja televisiosatelliittien kautta. Nämä satelliitit ovat kuitenkin riippuvaisia ​​luotettavasta energialähteestä toimiakseen, ja ne saavat virtansa pääasiassa aurinkokennoista. Avaruusmatkailu ja maa-tehtävät ovat vahvasti riippuvaisia ​​sähköstä. Avaruussäteily on kuitenkin merkittävä uhka aurinkokennoille aiheuttamalla mikroskooppisia vikoja puolijohdehilassa. Tätä taustaa vasten Potsdamin yliopiston nuorempi ryhmä kehittää innovatiivisesta perovskiitista valmistettuja joustavia aurinkokennoja, jotka voivat korjata itsensä.

Perovskiittisten aurinkokennojen erikoisuus on se, että vaurion jälkeen hilavirheet "paranevat" automaattisesti liikkuvien ionien avulla joustavassa hilassa. Tämä uusi ominaisuus voisi mullistaa aurinkokennojen käytön avaruudessa ja tarjota vakaan energialähteen tulevia tehtäviä varten. Tätä teknologiaa kehitettäessä painopiste ei ole vain sovelluksissa avaruudessa, vaan myös sen tehokkuudessa maan päällä. Perovskite-aurinkokennot ylittävät jo perinteisten piiaurinkokennojen tehokkuuden ja tarjoavat merkittäviä etuja: Ne ovat ohuempia, kevyempiä ja niillä on pienempi hiilijalanjälki.

Aurinkoenergian tulevaisuus

Perovskiittisten aurinkokennojen käyttömahdollisuudet ovat lupaavia. Aurinkovoimalla toimivia kalvoja voitaisiin levittää avaruuteen energian tuottamiseksi kansainvälisen avaruusaseman astronauteille ja tuleville kuun tai Marsin kaupunkeille. Tämä innovaatio voisi vähentää merkittävästi avaruuslentojen painoa ja laukaisukustannuksia. Lisäksi kehitetään konsepteja, jotka mahdollistavat energian siirtämisen Maahan mikroaaltojen kautta, mikä lisää entisestään aurinkokennojen potentiaalia avaruudessa.

Samanaikaisesti avaruuden kehityksen kanssa aurinkoenergia maapallolla on kasvanut merkittävästi viime vuosina. Utopian raportin mukaan aurinkoenergiasta on tullut halvin energiamuoto maailmanlaajuisesti. Pelkästään Saksassa saavutettiin merkittäviä virstanpylväitä vuoden 2023 alussa. 100 GW:n rajan ylittäminen, uusi syöttöennätys 45 GW 18. maaliskuuta ja yli viisi miljoonaa aurinkokuntaa ovat kiinnostavia kohteita. Aurinkoenergian leviäminen ei kuitenkaan ole aina sujunut ilman takaiskuja. Vuosien 2013 ja 2018 välisen rahoituksen leikkausten käynnistämän pysähtyneisyyden jälkeen laajentuminen on jälleen kiihtynyt liittovaltion talousministeri Robert Habeckin johdolla.

Teknologinen kehitys ja haasteet

Aurinkosähkön tuotantokustannusten merkittävä lasku – vuoden 2000 50 sentistä nykyiseen alle neljään senttiin – on piristänyt markkinoita entisestään. Merkittävä osa 38 prosentista Saksan aurinkosähköstä tulee kodeista. Erityisen huomionarvoista on parvekeaurinkojärjestelmien jatkuva kasvu, sillä niiden osuus sähköstä on tällä hetkellä vain vajaa 1 %. Kriitikot kuitenkin varoittavat mahdollisesta ylituotannosta aurinkoisina ja tuulisina päivinä, mikä voi johtaa negatiivisiin sähköhintoihin.

Aurinko- ja tuulijärjestelmien operaattoreiden valtion määräämä korvaus aiheutti kustannuksia 18,5 miljardia euroa vuonna 2024. Korkeat palkkiot koskevat ensisijaisesti vanhoja järjestelmiä, mutta sähkön varastoinnin ja Euroopan sähköverkon laajentamisen tarve tunnetaan, jotta aurinkovoiman kasvavaa tuotantoa voidaan hallita tehokkaasti. Saksa on edelleen johtava aurinkotutkimuksen paikka, jossa Fraunhofer-instituutilla on keskeinen rooli. On jo selvää, että perovskiittiset aurinkokennot voivat aloittaa uuden aikakauden aurinkoenergian historiassa, koska ne ovat kustannustehokkaita ja tehokkaita.

Lisäksi tutkimustyö aurinkoenergian uusista sovelluksista on käynnissä. Suunnitteilla on innovatiivisia ratkaisuja, jotka integroivat aurinkokennoja kaduille, pyöräteille ja jopa ikkunaruutuihin. Kun otetaan huomioon nämä laajat kehityssuunnat, aurinkoenergia on uusien korkeuksien ja haasteiden partaalla, sekä avaruudessa että maan päällä, ja lupaus parantaa kestävästi maailmanlaajuisia energiavaroja.