Perovskito saulės elementai: energijos gamybos kosmose ateitis!

Perovskito saulės elementai: energijos gamybos kosmose ateitis!

Kosmosas vaidina lemiamą vaidmenį gyvenime Žemėje. Tai leidžia kasdieniam gyvenimui sklandžiai veikti per GPS, orų ir televizijos palydovus. Tačiau šie palydovai veikia nuo patikimo energijos šaltinio ir daugiausia maitinami saulės elementais. Kosminės kelionės ir žemės misijos labai priklauso nuo elektros energijos tiekimo. Tačiau kosminė spinduliuotė kelia didelę grėsmę saulės elementams, nes sukelia mikroskopinius puslaidininkių gardelės defektus. Atsižvelgdama į tai, jaunesnioji Potsdamo universiteto grupė kuria lanksčius saulės elementus, pagamintus iš naujoviškos medžiagos perovskito, kuri gali pasitaisyti savaime.

Ypatinga perovskito saulės elementų savybė yra ta, kad po pažeidimo gardelės defektai automatiškai „išgydomi“ naudojant mobiliuosius jonus lanksčioje grotelėje. Ši nauja savybė gali pakeisti saulės elementų naudojimą kosmose ir suteikti stabilų energijos šaltinį būsimoms misijoms. Kuriant šią technologiją dėmesys sutelkiamas ne tik į pritaikymą kosmose, bet ir į jos efektyvumą Žemėje. Perovskitiniai saulės elementai jau pranoksta tradicinių silicio saulės elementų efektyvumą ir turi puikių pranašumų: jie yra plonesni, lengvesni ir turi mažesnį anglies pėdsaką.

Saulės energijos ateitis

Perovskito saulės elementų panaudojimo galimybės yra daug žadančios. Saulės energija varomos plėvelės galėtų būti išvyniotos į kosmosą, kad generuotų energiją astronautams Tarptautinėje kosminėje stotyje ir būsimiems Mėnulio ar Marso miestams. Ši naujovė galėtų žymiai sumažinti kosminių misijų svorį ir paleidimo išlaidas. Taip pat kuriamos koncepcijos, leidžiančios energiją perduoti į Žemę per mikrobangas, o tai dar labiau padidina saulės elementų potencialą erdvėje.

Lygiagrečiai su kosmoso raida, pastaraisiais metais Saulės energija Žemėje labai išaugo. Remiantis „Utopia“ ataskaita, saulės energija tapo pigiausia energijos forma visame pasaulyje. Vien Vokietijoje buvo pasiekti svarbūs etapai 2023 m. pradžioje. Viršijus 100 GW ribą, kovo 18 d. pasiektas naujas 45 GW maitinimo rekordas ir daugiau nei penki milijonai saulės sistemų yra labai įdomios vietos. Tačiau saulės energijos plėtra ne visada vyksta be nesėkmių. Po 2013–2018 m. įvykusio sąstingio etapo, kurį paskatino finansavimo mažinimas, federalinio ekonomikos ministro Roberto Habecko valdymo metu plėtra vėl įsibėgėjo.

Technologijų pažanga ir iššūkiai

Žymus saulės energijos gamybos sąnaudų sumažėjimas – nuo ​​50 centų 2000 m. iki mažiau nei keturių centų šiandien – dar labiau paskatino rinką. Didelė dalis 38% Vokietijos saulės energijos gaunama iš namų. Ypač verta atkreipti dėmesį į nuolatinį balkonų saulės sistemų augimą, kuris šiuo metu sudaro tik šiek tiek mažiau nei 1% visos elektros energijos. Tačiau kritikai perspėja apie galimą perprodukciją saulėtomis ir vėjuotomis dienomis, o tai gali lemti neigiamas elektros kainas.

Valstybės nustatytas atlygis saulės ir vėjo sistemų operatoriams 2024 metais atnešė 18,5 mlrd. eurų sąnaudų. Nors dideli atlygiai pirmiausia taikomi senesnėms sistemoms, pripažįstama, kad norint efektyviai valdyti augančią saulės energijos gamybą, reikia plėsti elektros kaupimą ir Europos elektros tinklą. Vokietija išlieka pirmaujanti saulės tyrimų vieta, o Fraunhoferio institutas atlieka pagrindinį vaidmenį. Jau dabar aišku, kad perovskitiniai saulės elementai gali pradėti naują erą saulės energijos istorijoje, nes jie yra ekonomiški ir efektyvūs.

Be to, vyksta naujų saulės energijos pritaikymų tyrimų darbai. Planuojami inovatyvūs sprendimai, integruojantys saulės elementus gatvėse, dviračių takuose ir net langų stikluose. Atsižvelgiant į šiuos didžiulius pokyčius, saulės energija yra naujų aukštumų ir iššūkių viršūnėje tiek kosmose, tiek Žemėje, žadant tvariai pagerinti pasaulinį energijos tiekimą.