Количество полезных ископаемых на Земле не бесконечно, к тому же работа ТЭЦ, атомных и гидроэлектростанций способствует ухудшению экологической ситуации. Эти и прочие факторы способствовали тому, что люди задумались о том, как можно использовать “зеленые ресурсы” — энергию солнца и ветра во благо человечеству. В результате изысканий миру были представлены первые солнечные батареи. Как и прочие технические новинки, когда изобрели солнечные батареи, они не сразу завоевали популярность и первое время были малоэффективными и дорогостоящими. В наши дни, когда стоимость электроэнергии регулярно увеличивается, все больше людей задумывается о возможности использовать солнечные панели, для обеспечения собственной энергонезависимости. За рубежом солнечная энергетика активно используется более 50 лет, у нас в стране эта сфера еще на пути становления, так как многие имеют сомнения в эффективности, надежности подобных решений. Чтобы вам было проще определиться готовы ли вы к переходу на возобновляемую энергетику, мы расскажем вам когда и кем была придумана первая солнечная батарея, какой путь развития прошло оборудование от момента изобретения до наших дней.
История развития солнечной энергетики — от идеи к эффективным решениям
Еще издревле люди заметили, что благодаря энергии, выделяемой солнцем, прогревается вода, почва и прочие предметы. Со временем ее начали использовать для обеспечения комфорта в зданиях и удовлетворения потребностей пользователей в горячей воде. Для этого из подручных средств монтировали аналоги современных солнечных коллекторов и теплоаккумуляторов. Позже энергию солнца научились преобразовывать в электрическую. Как это произошло и кто создал солнечные батареи, мы расскажем в этой статье.
От наблюдений к физическим изобретениям — история солнечных батарей
Нас как компанию, которая предлагает покупателям в ассортименте монокристаллические солнечные панели, поликристаллические, бифракционные, стационарные и мобильные модели, заинтересовал вопрос — кто изобрел солнечную батарею. Мы изучили отечественные/зарубежные источники и выяснили, что многие приписывают эту заслугу профессору университета в Болонье – Джакомо Луиджи Чамичану. Это ученый и изобретатель, который проводил множественные исследования в сфере фотохимии. Основные его труды посвящены изучению спектральных и фотохимических процессов в природе. В 1912 году он представил миру свой доклад, в котором он предположил, что близок тот час, когда засушливые пустынные территории будут использованы для создания электростанций, работающих на энергии солнца. Хотя вклад Чамичана в создание солнечной батареи современного образца значителен, все же стоит отметить, что параллельно с его работой в других странах также велись активные исследования, создавались и тестировались различные устройства. Если коротко, история солнечной энергетики может быть описана следующими событиями.
Научные открытия ХІХ века – первый шаг на пути к изобретению солнечных панелей
Как и во многих других сферах, изобретению солнечных панелей предшествовали исследования, позволившее сделать открытия, ставшие прорывом в знаниях:
- Француз Александр Эдмон Беккерель, потомственный ученый начиная с 1839 года проводил множественные исследования солнечного излучения. В результате которых он выявил, что в следствии фотокаталитической реакции солнечный свет может быть преобразован в электроэнергию. При проверке теории собирались элементы, которые можно принять за первые солнечные батареи. История гласит, что в них применялся кремний, КПД преобразования не превышал 1 %. Поэтому назвать этот опыт действительно успешным сложно. Представьте какое количество солнечных панелей и преобразователей напряжения (инверторов) понадобилось бы, при такой эффективности. К счастью, на достигнутом ученый не остановился и продолжил работу, вдохновляя своих коллег.
- Англичанин Уиллоуби Смит в 1873 году выявил, что селен эффективно проводит ток, при воздействии на него солнечных лучей. В ходе дальнейших исследований и опытов были сделаны выводы, что для преобразования селеном солнечного света в электричество не нужно создавать дополнительные условия или использовать движущиеся механизмы. В некотором смысле Смит является тем человеком, кто придумал солнечные панели, ставшие прародителем современных устройств, но его идея прошла значительную трансформацию, прежде чем стала популярной в массах.
- Американец Чарльз Фриттс, начиная с 1880 г., активно работал с селеном и в 1883 г. представил миру свой вариант солнечных батарей на основе селена, покрытого золотой пленкой. Несмотря на то, что КПД созданных им элементов был всего 1-1,5 %, ученый рассматривал возможность создавать системы, которые бы позволяли накапливать энергию в аккумуляторных батареях. Эти солнечные батареи, когда изобрели их и презентовали миру, не заинтересовали потенциальных инвесторов, из-за большой себестоимости и низкой производительности.
К концу 19 века в сфере разработки панелей, преобразующих солнечную энергию в электрическую, были больше теоретическими, так как практический результат был малоэффективным. Но работы по усовершенствованию имеющихся батарей были продолжены, так как человечество уже могло оценить то, что использование энергии солнца обеспечивало ряд преимуществ, таких как:
- самовозобновляемость - в отличие от угля, древесины, природного газа, энергия солнца практически бесконечна;
- относительная дешевизна электроэнергии, полученной после преобразования;
- простота удобства и обслуживания тех опытных образцов, которые были созданы.
От теории к практике – открытие первой солнечной электростанции в 1950-х гг.
Несмотря на то, что исследования в данной отрасли продолжались, даже Герц и Эйнштейн успели принять в них участие, следующим значимое открытие произошло более чем через 50 лет:
- В 1954 году сотрудниками AT&T Bell Laboratories было заявлено про создание солнечных батарей на основе кремния и полупроводников, с КПД — 5-6 %. Решение, предложенное К.С. Фуллером, Д. Чапином и Г. Пирсоном требовало значительных инвестиций, что мешало популяризации созданных ими батарей. Но несмотря на это в 1956 г. стартовала продажа коммерческих лицензий. Финансирование для дальнейших исследований было получено, когда американское правительство решило использовать солнечные батареи в космической индустрии.
- Далее было выполнено множество работ, направленных на снижение себестоимости солнечных батарей и повышение их КПД. Это обеспечило возможность на территории Калифорнии построить 1ю электростанцию, преобразующую энергию солнца в электрическую. Ее производительность достигала 1 МВт/ч.
- Работы по поиску новых решений, позволяющих повысить продуктивность панелей, велись непрерывно. 1994-1999 гг — это период, когда появились солнечные батареи с КПД 32 % и более.
Также в конце ХХ века рынку были представлены элементы, напоминающие тонкую пленку. Имя того, кто изобрел солнечные батареи в виде тонкой пленки, достоверно не известно, так как целые институты участвовали в процессе создания солнечных панелей для дома и мобильных элементов.
Прогрессивные 2000-е - солнечные батареи доступны широким массам
Когда в 2000-е стало понятно, что энергетический кризис неизбежен, ресурсы планеты быстро истощаются, а уровень загрязнений превысил все прогнозы, были развеяны многие мифы о солнечной энергии и развенчаны стереотипы. О целесообразности использования возобновляемой (зеленой) энергии задумались не только на уровне государства, идеей заинтересовались владельцы бизнеса и даже обычные люди. Многие стали искать информацию как создать солнечную батарею своими руками из подручных средств. В большинстве случаев самодельные панели не давали достаточного количества энергии для обеспечения своей независимости, но это не мешает появлению в интернете новых видео и текстовых инструкций.
Промышленность и исследования не стоят на месте, история создания солнечных батарей, скорее всего, не завершена. Так новым этапом исследований стало то, что в 2016 г. австралийцы выявили, что наноматериалы могут благодаря магнитно гиперболической дисперсии преобразовывать не только солнечный свет, но и тепло в электроэнергию. Скорее всего это будет толчком для инновационных решений.
Как и с большинством изобретений, однозначно ответить на вопрос — кто придумал солнечные батареи сложно, ведь каждое исследование давало предпосылки для поиска новых решений. Преобразователи солнечной энергии значительно “эволюционировали” с 1839 года. Спрос на оборудование, которое хотя бы частично позволяет обрести энергонезависимость, непрерывно растет. Особенно это заметно весной, когда наступает лучшее время для выбора и установки солнечных панелей. Как известно спрос порождает предложение, поэтому на рынке ежедневно появляются новое оборудование, среди которого не всегда бывает легко найти оптимальный вариант без помощи экспертов. Далеко не все производители честно рассказывают о характеристиках товара, описывая лишь пиковую производительность. А правда о солнечных батареях такова, что:
- эффективность их работы напрямую заливист от солнечной активности;
- чтобы полностью закрыть потребности домовладения, офиса, квартиры, необходима значительная площадь под монтаж оборудования. В ночное время, а также в пасмурные дни, целесообразно иметь альтернативные источники энергии.
Поэтому эксперты рекомендуют создавать гибридные системы электропитания объектов. При грамотном подходе к выбору оборудования и проекта, это обеспечивает возможность оптимизировать затраты и полностью удовлетворить потребности в электричестве.
Надеемся, что наш материал помог вам узнать больше про солнечные батареи, кто изобрел прототип и первый аналог современного оборудования. Если вы хотите обрести энергонезависимость, но не знаете как правильно выбрать солнечную панель, вы можете обратиться за консультацией к экспертам в шоурумах ВЕНКОН, связаться с нами по телефону или задать свои вопросы через онлайн-форму на сайте.
