Za obnovljive izvore energije potrebne su godine istraživanja i razvoja naučnika i inženjera širom svijeta. Cilj je poboljšati tehnološku efikasnost i učiniti da čista energija bude konkurentna fosilnim gorivima, posebno u kontekstu energetske tranzicije. Svaka vrsta obnovljive energije ima svoje prednosti i nedostatke, a izazov je u pronalaženju metoda za poboljšanje ovih tehnologija.
Jedna oblast koja je doživjela značajan napredak posljednjih godina je solarna energija. Naučnici sa dva kineska univerziteta predstavili su revolucionarni napredak u solarnim panelima koji bi mogli da generišu energiju čak i u nepovoljnim uslovima kao što su oblačni dani, kiša, magla, pa čak i noću. Ovaj napredak bi mogao promijeniti način na koji percipiramo sunčevu energiju i njen učinak u situacijama s niskim sunčevim zračenjem. Ali šta tačno ovaj razvoj znači za budućnost solarne energije?
Solarni paneli iz snova
Performanse solarnih panela tradicionalno su uslovljene količinom sunčevog zračenja. U sunčanim danima performanse su optimalne, ali u nepovoljnim vremenskim uslovima kao što su oblaci, kiša ili magla, proizvodnja energije je znatno smanjena. Ovo je bio jedan od glavnih izazova za prevazilaženje kako bi solarna energija bila konkurentnija i održivija.
Problem postaje izraženiji u zemljama ili regijama u kojima je direktna sunčeva svjetlost ograničena veći dio godine. To je slučaj u mnogim područjima sjeverne Evrope, gdje uslovi niske sunčeve radijacije utiču na performanse tradicionalnih fotonaponskih sistema. Isto važi i za toplije oblasti, gde kiša i magla mogu biti faktori koje treba uzeti u obzir.
Sa solarnim panelima koje su razvili kineski univerziteti, ovaj problem bi mogao imati rješenje. Ovi paneli ne samo da generišu energiju direktnom sunčevom svetlošću, već mogu da rade i sa indirektnim zračenjem i slabom osvetljenošću. Na ovaj način se može garantovati konstantno i stabilnije snabdevanje energijom u oblačnim danima ili čak noću.
Novi materijal koji upija puno sunčeve svjetlosti
Ključni materijal iza ovog otkrića tzv BVG (što na engleskom znači "dugotrajni fosfor"). Ovaj materijal je sposoban da skladišti sunčevu energiju tokom dana i oslobađa je noću, omogućavajući panelima da nastave da proizvode električnu energiju.
LPP je sposoban da apsorbira i skladišti svjetlosnu energiju koja nije vidljiva ljudskom oku, kao što su fotoni u bliskom infracrvenom spektru. Dok tradicionalne fotonaponske tehnologije hvataju samo vidljivu svjetlost, LPP omogućava solarnim panelima da iskoriste prednosti šireg dijela elektromagnetnog spektra. To znači da ovi paneli mogu proizvesti električnu energiju čak iu uvjetima niske insolacije.
Ova sposobnost apsorpcije svjetlosti izvan vidljivog spektra je ključna za performanse noću ili po oblačnim danima, budući da je infracrveno zračenje i dalje prisutno, čak i ako ga ljudsko oko ne opaža. Zahvaljujući LPP materijalu, solarna energija bi mogla biti efikasnija i pouzdanija u regijama sklonim pojavama poput magle ili kiše. U suštini, ova tehnologija omogućava solarnim panelima da imaju stalne performanse, bez obzira na vremenske uslove.
Rad u oblačnim danima i nepovoljnim uslovima
Uobičajeno pitanje među onima koji razmišljaju o instaliranju solarnih panela je kako vremenske prilike utiču na njihov učinak. Sunčani dani su najbolji za prikupljanje energije, ali mnogi su iznenađeni kada saznaju da, čak i po oblačnim danima, solarni paneli mogu nastaviti proizvoditi električnu energiju. Solarni paneli, uključujući i konvencionalne, mogu apsorbirati difuznu svjetlost koja se odbija i prolazi kroz oblake. Istina je da pod ovim uvjetima ne dostižu 100% svog maksimalnog kapaciteta, ali se procjenjuje da mogu nastaviti proizvoditi između 10% i 25% energije koju bi proizveli po vedrom danu.
Ovaj proizvodni opseg može varirati ovisno o debljini oblaka i količini filtrirane sunčeve svjetlosti. Visoki oblaci, na primjer, dozvoljavaju da više radijacije prođe kroz niski, debeli oblaci, što utiče na količinu energije koju paneli mogu prikupiti. Na mjestima poput sjeverne Španije, gdje su oblačni dani česti, solarne performanse mogu biti smanjene, ali to ne znači da paneli prestaju da rade.
Adaptacija na hladne i snježne klime
Na performanse solarnih panela utiče i temperatura. Možda izgleda iznenađujuće, ali hladne klime su zapravo korisne za fotonaponske sisteme. Kako temperatura raste iznad 25°C, efikasnost solarnog panela opada. Naprotiv, što je temperatura okoline hladnija, to su bolje performanse panela, sve dok ih ne prekriva snijeg.
U regijama gdje snijeg prekriva solarne panele, važno je osigurati da se snijeg pravilno uklanja. Iako sam snijeg može reflektirati sunčevu svjetlost na panele i doprinijeti povećanju prikupljanja energije, pokriveni paneli neće moći apsorbirati svjetlost dok se prepreka ne ukloni. Osim toga, dobar nagib u instalaciji solarnih panela može olakšati snijeg da automatski klizi.
Kako padavine utiču na prinos?
Suprotno onome što mnogi misle, kiša ne utiče negativno na performanse solarnih panela. Česte padavine zapravo mogu biti prednost jer čiste površinu ploče od prašine i prljavštine, poboljšavajući njene performanse izlažući je direktnije sunčevoj svjetlosti.
Inovacije kao što su LPP materijali obećavaju dodatno poboljšanje efikasnosti u ovim slučajevima, osiguravajući da čak i pri difuznom svjetlu, paneli nastavljaju generirati energiju. Ovo pozicionira solarne panele kao jednu od najizvodljivijih opcija, čak i u klimatskim uslovima gde direktno sunce nije zagarantovano veći deo godine.
Tehnološki zaključak
Razvoj ovih solarnih panela je značajan napredak za sektor obnovljive energije. Omogućavanjem proizvodnje električne energije u uslovima niskog zračenja ili čak noću, uvelike se proširuju mogućnosti korištenja sunčeve energije u različitim sredinama, uključujući područja sa nepovoljnijom klimom. Ova vrsta inovacije nastavlja pomicati iglu ka čistijoj, održivijoj budućnosti, smanjujući našu ovisnost o fosilnim gorivima.
Sa novim tehnologijama kao što su solarni paneli koji rade sa niskim zračenjem ili čak noću, horizont za fotonapon je veoma ohrabrujući. Obećanje stabilnije i pouzdanije energije u svim vremenskim uslovima je ključni korak ka budućnosti u kojoj obnovljivi izvori mogu zadovoljiti više naših energetskih potreba.