Perovskīta saules baterijas: enerģijas ražošanas nākotne kosmosā!

Perovskīta saules baterijas: enerģijas ražošanas nākotne kosmosā!

Kosmosam ir izšķiroša loma dzīvē uz Zemes. Tas ļauj ikdienas dzīvei ritēt gludi, izmantojot GPS, laikapstākļu un televīzijas satelītus. Tomēr šo satelītu darbībai ir nepieciešams uzticams enerģijas avots, un tos galvenokārt darbina saules baterijas. Kosmosa ceļojumi un zemes misijas lielā mērā ir atkarīgas no elektroenerģijas piegādes. Tomēr kosmosa starojums rada ievērojamus draudus saules baterijām, izraisot mikroskopiskus defektus pusvadītāju režģī. Ņemot to vērā, Potsdamas universitātes jaunākā grupa izstrādā elastīgas saules baterijas, kas izgatavotas no novatoriskā perovskīta materiāla, kas var pats sevi salabot.

Īpašais perovskīta saules baterijās ir tas, ka pēc bojājumiem režģa defekti automātiski “izdziedē”, izmantojot mobilos jonus elastīgajā režģī. Šis jaunais īpašums varētu mainīt saules bateriju izmantošanu kosmosā un nodrošināt stabilu enerģijas avotu turpmākajām misijām. Izstrādājot šo tehnoloģiju, uzmanība tiek pievērsta ne tikai lietojumiem kosmosā, bet arī tās efektivitātei uz Zemes. Perovskīta saules baterijas jau pārsniedz tradicionālo silīcija saules bateriju efektivitāti un piedāvā ievērojamas priekšrocības: tās ir plānākas, vieglākas un tām ir mazāks oglekļa nospiedums.

Saules enerģijas nākotne

Perovskīta saules bateriju izmantošanas iespējas ir daudzsološas. Ar saules enerģiju darbināmas plēves varētu izvilkt kosmosā, lai radītu enerģiju astronautiem Starptautiskajā kosmosa stacijā un nākotnes pilsētām uz Mēness vai Marsa. Šis jauninājums varētu ievērojami samazināt kosmosa misiju svaru un palaišanas izmaksas. Tiek izstrādātas arī koncepcijas, kas ļauj ar mikroviļņu starpniecību nodot enerģiju uz Zemi, kas vēl vairāk palielina saules bateriju potenciālu kosmosā.

Paralēli attīstībai kosmosā pēdējos gados Saules enerģija uz Zemes ir ievērojami pieaugusi. Saskaņā ar Utopia ziņojumu saules enerģija ir kļuvusi par lētāko enerģijas veidu visā pasaulē. 2023. gada sākumā Vācijā vien tika sasniegti nozīmīgi pavērsieni. 100 GW atzīmes pārsniegšana, jauns barošanas rekords 45 GW 18. martā un vairāk nekā pieci miljoni saules sistēmu rada lielu interesi. Tomēr saules enerģijas paplašināšana ne vienmēr ir noritējusi bez neveiksmēm. Pēc stagnācijas fāzes no 2013. līdz 2018. gadam, ko izraisīja finansējuma samazinājumi, federālā ekonomikas ministra Roberta Habeka vadībā paplašināšanās atkal ir palielinājusies.

Tehnoloģiju attīstība un izaicinājumi

Ievērojams saules enerģijas ražošanas izmaksu kritums – no 50 centiem 2000. gadā līdz mazāk nekā četriem centiem šodien – ir vēl vairāk stimulējis tirgu. Ievērojama daļa no 38% Vācijas saules enerģijas nāk no mājām. Īpaši ievērības cienīgs ir balkonu saules sistēmu nepārtrauktais pieaugums, kas pašlaik veido tikai nedaudz mazāk par 1% no kopējās elektroenerģijas. Kritiķi gan brīdina par iespējamu pārprodukciju saulainās un vējainās dienās, kas var novest pie negatīvām elektrības cenām.

Valsts noteiktais atalgojums saules un vēja sistēmu operatoriem 2024. gadā radīja izmaksas 18,5 miljardu eiro apmērā. Augsts atalgojums galvenokārt attiecas uz vecākām sistēmām, tomēr tiek atzīta nepieciešamība paplašināt elektroenerģijas uzglabāšanu un Eiropas elektrotīklu, lai efektīvi pārvaldītu augošo saules enerģijas ražošanu. Vācija joprojām ir vadošā vieta saules pētījumos, un Fraunhofera institūtam ir galvenā loma. Jau tagad ir skaidrs, ka perovskīta saules baterijas varētu uzsākt jaunu ēru saules enerģijas vēsturē, jo tās ir rentablas un efektīvas.

Turklāt turpinās pētniecības darbs pie jauniem saules enerģijas lietojumiem. Plānoti inovatīvi risinājumi, kas integrē saules baterijas ielās, veloceliņos un pat logu rūtīs. Ņemot vērā šīs plašās attīstības tendences, saules enerģija ir jaunu virsotņu un izaicinājumu virsotnē gan kosmosā, gan uz Zemes, solot ilgtspējīgi uzlabot globālās enerģijas piegādes.