Energetyka światowa stoi przed wieloma wyzwaniami. Czy rozwiązaniem problemów związanych z pozyskiwaniem energii będą drukowane panele fotowoltaiczne?
Polska to kraj, w którym wyjątkowo szybko zaadoptowaliśmy fotowoltaikę jako alternatywne źródło energii dla gospodarstw domowych. Wynika to m.in. z bardzo szybkiego wzrostu cen prądu, dostępności paneli słonecznych na naszym rynku, a także polityce na korzyść OZE – dofinansowania zdecydowanie grały tu ogromną rolę.
Jednak konwencjonalna fotowoltaika ma pewne ograniczenia. Panele nie mogą być zamontowane wszędzie. Kolejnym problemem (nawet większym niż montaż) jest przechowywanie energii. Nie dysponujemy wystarczająco wydajnymi i niewielkimi ogniwami bateryjnymi, by fotowoltaika mogła zrobić krok do przodu i przejąć miejsce konwencjonalnych rozwiązań. Być może alternatywa przyjdzie od niespodziewanej strony.
Istnieją materiały – perowskity, które mogą być bardzo przydatne podczas uzyskiwania dużej ilości energii ze słońca. Polska to jeden z kilku krajów, w których temat ten jest analizowany przez innowatorów, a pierwsze firmy zaczynają drogę do wdrożenia paneli wykonanych z perowskitów do powszechnego użycia. Możemy mieć tu do czynienia z ogromną rewolucją – sprawdźmy, jakie cechy posiadają perowskity, a także co może dać powszechne wykorzystanie ich w naszej codzienności.
To grupa surowców, którym przypisuje się pewne niesamowite właściwości. Ich nazwa pochodzi od perowskitu – jednak jest to jedynie jeden z wielu materiałów, który wchodzi w skład grupy perowskitów. Surowiec ten może być wykorzystywany do produkowania tanich i (co równie ważne) cienkich ogniw słonecznych. Na razie o rewolucji nie ma jednak mowy.
Pierwszy krok, który przybliży masowe wdrożenie elastycznych paneli solarnych na rynek, to adaptacja perowskitów do konwencjonalnych paneli słonecznych. Jeśli okaże się, że są one wystarczająco efektywne, prace nad szerszym zastosowaniem materiałów tego typu z pewnością pójdą do przodu. W tym roku możemy spodziewać się pierwszych danych na temat skuteczności i wartości dodanej wynikającej z pokrycia perowskitami powłoki konwencjonalnych paneli słonecznych.
Problemem ogniw perowskitowych może być ich trwałość, a także proces produkcyjny. Jednak ze względu na to, że mogą one stanowić zaledwie niewielką warstwę panelu i generować sporą ilość energii elektrycznej ze słońca, ich potencjał jest niemal nieskończony.
Fotowoltaika oparta o perowskity docelowo może wyglądać zupełnie inaczej niż ma to miejsce do tej pory. Nadrukowywanie ogniw na przedmioty mogłoby sprawić, że te nie musiałby być ładowane przez inne źródło, niż ich własna powierzchnia.
Oczywiste wydaje się pokrywanie tego typu powłoką smartfonów. Co prawda do tego jeszcze bardzo odległa droga – stworzenie trwałych, kompaktowych i skutecznie przekazujących energię do wbudowanego w smartfonie akumulatora ogniw fotowoltaicznych jest w tym momencie zupełnie niemożliwe. Niewykluczone więc, że tego typu rozwiązania zaczną się pojawiać „w skali makro”. Jeśli testy na ogniwach konwencjonalnych wyposażonych w perowskity okażą się sukcesem, kolejnym krokiem będzie pokrycie tego typu panelami budynków.
Dodatkowa warstwa perowskitów na konstrukcji biurowca może dać szansę na skuteczne zasilenie go bez „szpecenia” okolicy. Co więcej, w niektórych budynkach już teraz istnieje infrastruktura, która pozwoli na skuteczne podłączenie kolejnych ogniw fotowoltaicznych.
Nadrukowanie perowskitowego ogniwa może być także rozwiązaniem sprzyjającym rozwojowi elektromobilności. Samochody z panelami fotowoltaicznymi są już na rynku, jednak fotowoltaika pełni tam rolę wspierającą. W tym wypadku moglibyśmy osiągnąć poziom efektywności energetycznej pozwalającej na zasilenie całego pojazdu.
To mógłby być sposób na elektryfikację pojazdów ciężarowych – a z tym zmaga się rzesza inżynierów, którzy nie są w stanie pokonać bariery pojemności współczesnych akumulatorów. Zresztą ogniwa nie musiałyby się znajdować na samych ciężarówkach – można byłoby wykorzystać naczepy.
Komercyjne wykorzystanie perowskitów jako cienkich ogniw fotowoltaicznych może zupełnie zmienić nasz świat i przyczynić się do popularyzacji energii z „zielonych” źródeł.
Zdj. główne: Erik Karits/unsplash.com
