Что такое фотовольтаика и стоит ли за нее бороться
Передо мной европейская карта потенциала фотовольтаики – так специалисты называют преобразование солнечной энергии в электричество. Смотрю и поражаюсь увиденному. Да, уровень освещенности территории Беларуси несравнимо ниже, чем Испании, Италии или Греции. Но он у нас, как свидетельствует карта, практически по всей стране, вплоть до северных границ, такой же, как на юге Германии!
А Германия в последнее время, благодаря развитию фундаментальных и прикладных научных исследований в области фотовольтаики, взяла курс на активное использование энергии Солнца. И за счет светила планирует в недалекой перспективе получать до 18 процентов производимой в стране электроэнергии! Чем не пример для белорусов и россиян?
Конечно, у нас всего 30 ясных дней в году и 180 частично ясных, поэтому какие могут быть планы на сей счет? Вот и в разрабатываемом в Беларуси Законе о возобновляемых источниках энергии гелиоэнергетики нет.
– Тем не менее в приоритетных направлениях научных исследований разработка солнечных элементов присутствует, эти исследования у нас ведутся и финансируются Академией наук, хотя по объему выделяемых средств есть вопросы, – говорит заведующий лабораторией фотоэлектронных преобразователей Института физики Национальной академии наук Беларуси Валерий Залесский. – На следующую пятилетку вместе с коллегами из Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники и Гомельского государственного университета мы планируем комплексную программу в этой области. Речь идет о том, чтобы отказаться от дорогостоящих кремниевых пластин, на которых размещаются солнечные элементы, и перейти к тонкопленочным преобразователям. При этом ставится цель использовать не только вакуумное напыление слоев, но и более дешевые химические или электрохимические технологии. Такие пленки должны иметь и более широкий спектр поглощения солнечного света, включая все области инфракрасного излучения и ультрафиолетового.
Среди найденных учеными Института физики пионерских решений – голографический концентратор солнечного излучения, который позволяет фотоприемнику эффективно работать и в пасмурный день. Сама идея собирать лучи с большой площади и направлять их на фотоэлемент солнечной батареи не нова, и уже есть попытки ее реализации западными фирмами. Но белорусская голографическая линза позволит собирать солнечные лучи с площади, превышающей площадь фотоприемника не в 10 раз, как у зарубежных прототипов, а в 100 и даже в 1000 раз. При этом благодаря простоте используемых технологий она будет еще и в разы дешевле.
Впрочем, пока такой хитроумной линзы нет даже в макете. Но проведены необходимые расчеты, есть материалы, разработанные здесь же. Есть опыт и собственные технологии создания подобных оптических элементов для других целей. Поэтому исследователи в успехе не сомневаются. Увеличение же концентрации солнечного излучения на порядок станет тем прорывом, который позволит уверенно говорить о перспективах развития гелиоэнергетики в Беларуси.
Разумеется, разработка эффективного фотопреобразователя – главного звена в системе – станет важнейшим событием. Но без создания специальной отрасли промышленности, производящей все, что необходимо для фотовольтаики, и занимающейся установкой и обслуживанием систем солнечной энергетики, обучением персонала, дело не сдвинется. Поэтому, считают ученые, логичнее будет сначала создать научно-практический центр по фотовольтаике в составе Национальной академии наук Беларуси, где должны разрабатываться и идеология инновационного развития отрасли, и технические решения, связанные с выпуском продукции.
