Сейчас солнечная энергия рассматривается как должное, а ее генерация является частью мировой экономики. Однако этому предшествовала долгая история. Предлагаем вернуться на несколько веков назад, найти истоки концепции использования энергии нашей звезды и изучить историю развития кремниевых солнечных технологий.
Когда солнечную энергию использовали впервые?
Теоретически люди догадались сделать это еще в 7 в. до н. Есть определенные исторические гипотезы, что люди использовали эффект линзы для разжигания огня. В 3 ст. до н. древние греки и римляне с помощью зеркал зажигали факелы во время религиозных церемоний. Китайцы делали то же, но первые исторические свидетельства об этом появились в 20 году н.э.
Еще один пример раннего использования природной энергии – концепция «солнечных комнат» в домах. Кстати, она актуальна и сейчас. Речь идет о больших окнах, через которые свет направляют в одну концентрированную область. Благодаря этому можно экономить на отоплении комнат даже в холодные месяцы.
Ну и как не вспомнить о концепции эксплуатации энергии солнца, знакомую ли не каждому украинцу? Это естественный нагрев воды для летнего (так называемого «дачного») душа, особенно популярный в южных и восточных регионах страны.
Когда изобрели солнечные панели?
Технологию использования солнечных панелей развивала большая группа ученых: каждый внес свой весомый вклад. До сих пор ведутся дискуссии о том, кого именно можно считать «отцом» солярных батарей. Некоторые люди предполагают, что это француз Эдмонд Беккерель: он определил, что свет увеличивает производство электроэнергии, если два металлических электрода поместить в проводящий раствор. Он назвал это явление «фотоэлектрическим эффектом», и изобретение повлияло на более поздние научные достижения.
В 1873 году Уиллоуби Смит обнаружил, что селен имеет фотопроводящий потенциал. Три года спустя Уильям Гриллс Адамс и Ричард Эванс Дэй определили, что неметалл селен генерирует электричество под действием лучей солнца. Спустя еще семь лет Чарльз Фриттс фактически изготовил первые солнечные панели из пластин селена. Вот почему многие считают его изобретателем новой технологии.
Однако современные солнечные панели изготовляют не из селена, а из кремния. Именно поэтому иногда отцом солнечных батарей называют не Фриттса, а Дерилла Чапина, Келвина Фуллера и Джеральда Пирсона. Они первыми создали кремниевые фотоэлектрические элементы Bell Labs в 1954 году. Следует сказать, что именно благодаря настоящему изобретению удалось впервые питать электрическое устройство в течение нескольких часов в день. Первая в истории кремниевая солнечная батарея могла преобразовывать солнечный свет с 4-процентной эффективностью. Это для сравнения менее 25% от того, на что способны современные панели. К примеру, JinKo Solar 565 W Монокристаллическая солнечная панель Mono-Facial N-Type имеет КПД на уровне 21,7%.
История солнечной энергетики: основные события
Мы разобрались с тем, кто оставил след в истории развития технологии, а теперь рассмотрим яркие примеры использования панелей.
Изучение Космоса
Интересно, что практически первыми практическими примерами эксплуатации солнечных панелей можно считать объекты космических программ. В 1958 году спутник Vanguard I использовал крошечную одноватную панель для питания своих радиостанций. Позднее в том же году Vanguard II, Explorer III и Sputnik-3 были запущены с фотоэлектрической технологией на борту. В 1964 г. состоялся запуск первого космического корабля Nimbus, способного полностью работать на солнечной батарее мощностью 470 Вт. В 1966 году запустили первую в мире орбитальную астрономическую обсерваторию, питающуюся от однокиловаттной установки.
Первая «солнечная резиденция»
В 1973 году представители Университета Делавера построили первое солнечное здание, которое назвали Solar One. Объект работал на гибридном источнике солнечной тепловой и фотоэлектрической энергии. Это был первый случай создания интегрированной фотоэлектрической системы (BIPV). Объект не использовал солнечные батареи, а имел панели, интегрированные в крышу (подобно дизайну крыши Tesla Solar Roof).
Солнечная энергия стала дешевле
Несколько десятилетий хватило на то, чтобы стоимость генерации солнечной электроэнергии снизилась в разы. В частности, стоимость одноваттной панели в 1956 году приближалась к $300, а уже через 20 лет едва превышала $100. Современная солнечная панель может стоить около $0,5 за Ватт, ведь примерно с 1980 года стоимость элементов ежегодно снижалась на 10% и более. Это привело к буму использования технологии в бизнесе и частных домохозяйствах.
