Эффективность и экономическая целесообразность солнечных батарей давно уже не нуждается в дополнительных доказательствах. Они успешно проявили себя в странах с жарким климатом и большим количеством солнечных дней. Но что делать тем несчастным, которые вынуждены проводить свою жизнь в средних и северных широтах? Ученые разрабатывают солнечные батареи, которые смогут использовать энергию дождя.

Эти устройства получили название гибридных солнечных батарей. Гибридные батареи, также называемые всепогодными батареями, генерируют электричество как от солнца, так и от дождя. Эти панели устанавливаются на крыше, чтобы захватывать солнце в течение дня. Когда идет дождь, панели продолжают генерировать электричество от силы дождя, падающего на их поверхности.

Если верить синоптикам, в дождливые дни примерно на 90% меньше солнечного света. На столько же меньше электричества вырабатывают обычные солнечные панели. Гибридные же устройства должны преодолеть этот недостаток посредством  трибоэлектрических наногенераторов. Для тех, кто не в курсе. Трибоэлектрический эффект – появление электрических зарядов в материале из-за трения. Некоторые материалы становятся электрически заряженными после того, как они входят в фрикционный контакт с другим материалом. На сей счет, кстати, существует огромное количество шуток о молодоженах. Так вот, трибоэлектрические наногенераторы способны превращать дождь в электричество, когда солнце светит не слишком ярко. Разработку таких моделей параллельно ведут многие университеты. 

Впереди планеты всей, конечно же, Китай. Конструкторы Университета Юньнань и Океанского университета разрабатывают весьма интересную идею. Они предположили, что графен (grapheme), слой углерода толщиной в один атом, введенный в верхнюю часть солнечных элементов, после механического воздействия, разделит ионы капель дождя на положительные и отрицательные. Взаимодействия между этими противоположно заряженными ионами будут производить электричество. Тестовая модель уже находится в стадии проектирования. 

Надо ли говорить о важности данных разработок? С гибридными солнечными батареями любой человек в мире может пользоваться преимуществами возобновляемой энергии. Благодаря ночным дождям такие панели могут работать все время. А не прекращать производство электроэнергии после наступления темноты. Быть может, в каком-то отдаленном будущем гибридные солнечные панели будут вырабатывать электроэнергию не только для домов, но и для промышленных предприятий. Уменьшая, таким образом, использование невозобновляемых ресурсов. Но самое главное – они будут экономить тысячи долларов в год, не оплачивая счета за электроэнергию. 

В настоящее время гибридные солнечные панели еще не готовы для домашнего и коммерческого использования. Исследователи ищут способы повысить эффективность от использования дождя. По расчетам, китайская модель батареи должна работать с эффективностью примерно 6,5%, что делает ее жизнеспособной альтернативой стандартным солнечным батареям. Для сравнения: современные солнечные батареи преобразуют от 10 до 15 процентов солнечной энергии в электричество. 

Не исключено, что растущий спрос на возобновляемые источники энергии может привлечь гораздо более серьезные инвестиции. И тогда будущее гибридных батарей станет не таким уж отдаленным.

Дата публикации: 2 октября 2019