Σύμφωνα με τους ερευνητές, τα ηλιακά πάνελ με βάση την περοβσκίτη θα μπορούσαν να λειτουργούν κάτω από το νερό για πέντεμισι χρόνια.
Δέκα μέτρα κάτω από την επιφάνεια της Νότιας Σινικής Θάλασσας, επιστήμονες εντόπισαν ένα απρόσμενο σημείο για την παραγωγή ενέργειας από τον ήλιο.
ΔΙΑΦΉΜΙΣΗ
ΔΙΑΦΉΜΙΣΗ
Την περασμένη εβδομάδα, ερευνητές ανακοίνωσαν ότι δοκίμασαν με επιτυχία φωτοβολταϊκά πάνελ σε υποθαλάσσια βάθη που έως τώρα θεωρούνταν μη πρακτικά για την τεχνολογία αυτή.
Τα πάνελ είναι σχεδιασμένα να «συλλαμβάνουν» τα μήκη κύματος του ηλιακού φωτός που μπορούν να διαπεράσουν το θαλασσινό νερό και, σύμφωνα με τους ίδιους, θα μπορούσαν στο μέλλον να τροφοδοτούν για μεγαλύτερα διαστήματα υποθαλάσσιο εξοπλισμό, χωρίς αυτός να βασίζεται αποκλειστικά σε μπαταρίες.
Κατά τη διάρκεια δίωρης δοκιμής κοντά στα νησιά Weizhou, ανοιχτά της νότιας ακτής της ηπειρωτικής Κίνας, τα πάνελ παρήγαγαν ηλεκτρική ενέργεια από το ηλιακό φως σε βάθος 10 μέτρων. Εργαστηριακές δοκιμές δείχνουν επίσης ότι θα μπορούσαν να λειτουργούν συνεχώς επί χρόνια.
Η έρευνα, που δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό Joule, διευρύνει σημαντικά τις δυνατότητες της υποβρύχιας ηλιακής ενέργειας σε σχέση με προηγούμενες μελέτες, οι οποίες περιορίζονταν σε βάθη έως δύο μέτρων.
Πώς μπορούν να λειτουργούν τα φωτοβολταϊκά σε βάθος 10 μέτρων;
Ένα από τα μεγαλύτερα εμπόδια για την παραγωγή ηλιακής ενέργειας κάτω από την επιφάνεια της θάλασσας είναι ότι το ηλιακό φως εξασθενεί πολύ γρήγορα.
Σε βάθος 10 μέτρων, μεγάλο μέρος της ενέργειας του ήλιου έχει ήδη απορροφηθεί ή διασκορπιστεί από το νερό. Ωστόσο, ορισμένα είδη φωτός μπορούν να φτάσουν πιο βαθιά από άλλα.
Σύμφωνα με τους ερευνητές, αρκετό μπλε και πράσινο φως φτάνει σε αυτά τα βάθη ώστε να παραχθεί ηλεκτρική ενέργεια, γι’ αυτό και η ομάδα ανέπτυξε ηλιακές κυψέλες ειδικά σχεδιασμένες για να το αξιοποιούν στο έπακρο.
Χρησιμοποίησαν τα λεγόμενα περοβσκίτες, ένα υλικό εναλλακτικό του πυριτίου που χρησιμοποιείται στα περισσότερα φωτοβολταϊκά πάνελ και το οποίο μπορεί να ρυθμιστεί ώστε να απορροφά διαφορετικά μήκη κύματος φωτός.
Σε εργαστηριακές δοκιμές που αναπαρήγαν τις συνθήκες σε βάθος 10 μέτρων, οι κυψέλες μετέτρεψαν σε ηλεκτρική ενέργεια περίπου το 35% του ηλιακού φωτός που τις έφτανε.
Στη συνέχεια, οι ερευνητές δοκίμασαν μεγαλύτερες εκδοχές τους στη Νότια Σινική Θάλασσα. Σε βάθος δύο μέτρων, τα φωτοβολταϊκά πάνελ συνολικής επιφάνειας 115 τετραγωνικών εκατοστών παρήγαγαν 1.416 milliwatt-hours σε διάστημα δύο ωρών, δηλαδή περίπου τη μισή χωρητικότητα μιας επαναφορτιζόμενης μπαταρίας AA.
Σε βάθος 10 μέτρων, παρήγαγαν 324 milliwatt-hours σε διάστημα δύο ωρών, ποσότητα μικρή, αλλά και πάλι πολύ μεγαλύτερη απ’ ό,τι περίμεναν οι ερευνητές.
Τα πάνελ τους εμφάνισαν επίσης σχεδόν μηδενική απώλεια απόδοσης έπειτα από 1.160 ώρες υπό προσομοιωμένες υποθαλάσσιες συνθήκες. Με βάση τις δοκιμές, οι ερευνητές εκτιμούν ότι θα μπορούσαν να λειτουργούν συνεχώς σε βάθος 10 μέτρων για περίπου πέντεμισι χρόνια.
«Η δουλειά αυτή αποτελεί την πρώτη λειτουργική επιβεβαίωση ότι βυθισμένες ηλιακές κυψέλες μπορούν να λειτουργούν πρακτικά σε βάθος έως περίπου 10 μέτρων, διευρύνοντας σημαντικά το πεδίο των εφαρμογών τους», αναφέρει ο Wen-Hua Zhang, εκ των συγγραφέων της μελέτης, από τα Yunnan University και Southwest United Graduate School στο Κουνμίνγκ της Κίνας.
Πώς η ηλιακή ενέργεια βγαίνει εκτός δικτύου
Από τεχνολογία που περιοριζόταν σε στέγες και ανοιχτούς χώρους, η ηλιακή ενέργεια εμφανίζεται πλέον όλο και συχνότερα σε μέρη όπου η πρόσβαση σε ηλεκτρικό ρεύμα ή καύσιμα είναι δύσκολη.
Στις αρχές της χρονιάς, Ολλανδοί ερευνητές παρουσίασαν στην αγροτική Κένυα το πρώτο ασθενοφόρο με ηλιακή ενέργειαστον κόσμο, σχεδιασμένο να μεταφέρει υπηρεσίες υγείας και ιατρικό εξοπλισμό σε απομακρυσμένες κοινότητες που δεν έχουν αξιόπιστη πρόσβαση σε ρεύμα ή καύσιμα.
Στο αρχιπέλαγος Svalbard της Νορβηγίας, η ηλιακή ενέργεια έχει αρχίσει επίσης να τροφοδοτεί έναν απομακρυσμένο πρώην ραδιοσταθμό, ο οποίος είναι προσβάσιμος μόνο με πλοίο ή ελικόπτερο και μέχρι πρόσφατα βασιζόταν σε γεννήτριες ντίζελ.
Άλλα έργα έχουν εντάξει την ηλιακή ενέργεια σε ήδη υπάρχουσες υποδομές. Στην Ελβετία, φωτοβολταϊκά πάνελ που έχουν εγκατασταθεί ανάμεσα στις σιδηροδρομικές γραμμές παράγουν ηλεκτρικό ρεύμα χωρίς να δεσμεύουν επιπλέον γη. Τα πάνελ μπορούν επίσης να αφαιρούνται για εργασίες συντήρησης, επιτρέποντας στα σιδηροδρομικά δίκτυα να λειτουργούν ταυτόχρονα ως ηλιακά πάρκα χωρίς να διακόπτονται τα δρομολόγια.
Η υποθαλάσσια ηλιακή ενέργεια θα μπορούσε να δώσει λύση σε ένα διαφορετικό πρόβλημα.
Αισθητήρες, κάμερες και συστήματα επικοινωνίας που λειτουργούν στον ωκεανό μπορούν να βρίσκονται πολύ μακριά από πηγές ηλεκτροδότησης, αλλά κάποια στιγμή πρέπει να ανασυρθούν όταν εξαντληθούν οι μπαταρίες τους.
Οι ερευνητές θεωρούν ότι η τεχνολογία που μελέτησαν θα μπορούσε να προσφέρει μια σταθερή πηγή ενέργειας για αυτόν τον τύπο εξοπλισμού.
Πρώτα, όμως, πρέπει να διαπιστώσουν πόσο καλά λειτουργούν τα φωτοβολταϊκά τους σε μεγαλύτερα βάθη. Όπως λένε, το επόμενο βήμα είναι ακριβώς αυτό: να εξετάσουν πόσο βαθιά κάτω από την επιφάνεια μπορούν να φτάσουν οι δυνατότητες της ηλιακής ενέργειας.