Perovskitové solárne články: Budúcnosť výroby energie vo vesmíre!

Perovskitové solárne články: Budúcnosť výroby energie vo vesmíre!

Vesmír zohráva kľúčovú úlohu v živote na Zemi. Umožňuje bezproblémový priebeh každodenného života prostredníctvom GPS, meteorologických a televíznych satelitov. Tieto satelity sa však spoliehajú na spoľahlivý zdroj energie a sú primárne poháňané solárnymi článkami. Vesmírne a pozemské misie sa vo veľkej miere spoliehajú na dodávky elektriny. Vesmírne žiarenie však predstavuje významnú hrozbu pre solárne články tým, že spôsobuje mikroskopické defekty v polovodičovej mriežke. Na tomto pozadí juniorská skupina na Univerzite v Postupime vyvíja flexibilné solárne články vyrobené z inovatívneho materiálu perovskit, ktorý sa dokáže sám opraviť.

Zvláštnosťou perovskitových solárnych článkov je, že po poškodení sa defekty mriežky automaticky „zahoja“ pomocou mobilných iónov v flexibilnej mriežke. Táto nová vlastnosť by mohla spôsobiť revolúciu vo využívaní solárnych článkov vo vesmíre a poskytnúť stabilný zdroj energie pre budúce misie. Pri vývoji tejto technológie sa pozornosť sústreďuje nielen na aplikácie vo vesmíre, ale aj na jej efektivitu na Zemi. Perovskitové solárne články už prevyšujú účinnosť tradičných kremíkových solárnych článkov a ponúkajú pozoruhodné výhody: sú tenšie, ľahšie a majú menšiu uhlíkovú stopu.

Budúcnosť solárnej energie

Možnosti využitia perovskitových solárnych článkov sú sľubné. Fólie na solárnu energiu by sa mohli rozvinúť vo vesmíre na výrobu energie pre astronautov na Medzinárodnej vesmírnej stanici a pre budúce mestá na Mesiaci alebo Marse. Táto inovácia by mohla výrazne znížiť hmotnosť a náklady na štart vesmírnych misií. Vyvíjajú sa aj koncepty, ktoré umožňujú prenos energie na Zem prostredníctvom mikrovĺn, čo ďalej zvyšuje potenciál solárnych článkov vo vesmíre.

Súbežne s vývojom vo vesmíre slnečná energia na Zemi v posledných rokoch výrazne vzrástla. Podľa správy Utopia sa solárna energia stala najlacnejšou formou energie na svete. Významné míľniky boli dosiahnuté len v Nemecku začiatkom roka 2023. Prekročenie hranice 100 GW, nový rekord v zásobovaní energiou 45 GW z 18. marca a viac ako päť miliónov solárnych systémov sú veľmi zaujímavé. Rozmach slnečnej energie sa však nie vždy nezaobišiel bez neúspechov. Po fáze stagnácie v rokoch 2013 až 2018, ktorú spustili škrty vo financovaní, expanzia opäť nabrala rýchlosť pod vedením spolkového ministra hospodárstva Roberta Habecka.

Technologický pokrok a výzvy

Výrazný pokles nákladov na výrobu solárnej energie – z 50 centov v roku 2000 na menej ako štyri centy v súčasnosti – ďalej stimuloval trh. Významný podiel 38 % nemeckej solárnej energie pochádza z domácností. Pozoruhodný je najmä neustály rast balkónových solárnych systémov, ktoré v súčasnosti tvoria len necelé 1 % celkovej elektriny. Kritici však varujú pred možnou nadprodukciou počas slnečných a veterných dní, čo môže viesť k negatívnym cenám elektriny.

Štátom stanovené odmeny pre prevádzkovateľov solárnych a veterných systémov spôsobili v roku 2024 náklady vo výške 18,5 miliardy eur. Kým vysoké odmeny sa týkajú predovšetkým starších systémov, uznáva sa potreba rozšírenia skladovania elektriny a európskej energetickej siete s cieľom efektívne riadiť rastúcu výrobu solárnej energie. Nemecko zostáva poprednou lokalitou pre solárny výskum, pričom ústrednú úlohu zohráva Fraunhoferov inštitút. Už teraz je jasné, že perovskitové solárne články by mohli začať novú éru v histórii solárnej energie, pretože sú nákladovo efektívne a efektívne.

Okrem toho prebiehajú výskumné práce na nových aplikáciách solárnej energie. Plánujú sa inovatívne riešenia, ktoré integrujú solárne články do ulíc, cyklistických chodníkov a dokonca aj do okenných tabúľ. Vzhľadom na tento rozsiahly vývoj je solárna energia na vrchole nových výšok a výziev, a to vo vesmíre aj na Zemi, s prísľubom trvalo udržateľného zlepšovania globálnych dodávok energie.