Введение
В мире возобновляемой энергетики постоянно происходят значимые события, и одно из последних — достижение компании Aiko. Китайский производитель объявил о разработке тандемного солнечного элемента с рекордной эффективностью 34,76 %. В этой статье мы рассмотрим, что стоит за этим достижением, как оно может повлиять на рынок солнечной энергетики и есть ли шанс увидеть подобные технологии в России.
Aiko и её вклад в развитие солнечной энергетики
Компания Aiko, один из лидеров в области разработки солнечных технологий, сообщила об успешном создании двухполюсного тандемного солнечного элемента. В основе элемента — комбинация перовскита и кремния, что позволило достичь впечатляющей эффективности преобразования энергии.
Исследовательское подразделение Aiko — Solarlab Aiko Europe (расположено в Германии) — представило результаты своих исследований на конференции Become PV 2025 в Брюсселе. На мероприятии, организованном Европейской совместной программой Альянса энергетических исследований в области фотоэлектрической солнечной энергии, были представлены данные о работе над тандемными солнечными элементами в двухтерминальных (2T) и трёхтерминальных (3T) конфигурациях.
Как создавался инновационный элемент?
Разработка велась в тесном сотрудничестве:
- исследовательского подразделения Solarlab Aiko Europe;
- штаб-квартиры Aiko;
- научно-исследовательского центра в Иу, Китай.
По словам Бхаскара Сингха, руководителя группы исследований и разработок Solarlab Aiko Europe, компания стремилась не только к рекордной эффективности, но и к созданию масштабируемых производственных решений. Эффективность преобразования энергии в последней тандемной ячейке лабораторного масштаба мощностью 2 ТВт составила 34,76 %.
В тандемном элементе использовался кремниевый элемент с гетеропереходом (HJT). Для снижения потерь эффективности и повышения стабильности применялись специальные методы проектирования интерфейсов и пассивации материалов.
Преимущества и особенности тандемных ячеек
Бхаскар Сингх отметил, что в Solarlab Aiko уделяют внимание не только эффективности тандемных устройств, но и их долгосрочной стабильности и масштабируемости.
Тандемные ячейки 2T отличаются простотой и технологичностью, однако имеют и свои недостатки. Одной из проблем является согласование тока между субъячейками. В этом отношении более перспективными выглядят ячейки 3T: они позволяют извлекать ток независимо, что делает их менее чувствительными к спектральным условиям и более подходящими для двустороннего применения.
Среди других преимуществ ячеек 3T можно назвать:
- потенциально более высокую выработку энергии благодаря двустороннему расположению;
- большую гибкость в конструкции модуля, что позволяет более эффективно использовать материалы и сокращать расходы.
Перспективы технологии перовскит-кремний 3T
По данным Aiko, первые испытания тандемной технологии перовскит-кремний 3T, основанной на элементе Aiko All Back Contact (ABC), показали многообещающие результаты. Выход энергии оказался выше, а стоимость электроэнергии — ниже.
Исследования Aiko: где и как они проводятся?
Aiko ведёт исследования в своих филиалах во Фрайбурге, Иу и Чжухае. Ранее Solarlab Aiko Europe участвовала в проекте, где использовались PERC-элементы в сочетании с перовскитными элементами, изготовленными голландским консорциумом Solliance. В результате было создано устройство с эффективностью 27,7 % (2021 год).
Солнечная энергетика в России: любопытные факты
Развитие солнечной энергетики активно идёт и в России. Вот несколько интересных фактов:
- на территории страны работает более 60 солнечных электростанций;
- суммарная мощность российских солнечных электростанций превышает 2 ГВт;
- самые крупные солнечные электростанции расположены в Калмыкии, Башкирии и Оренбургской области;
- южные регионы России отличаются высоким уровнем солнечной радиации, что создаёт хорошие условия для развития солнечной энергетики;
- за последние пять лет мощность солнечных электростанций в России выросла более чем в 10 раз.
Значимость солнечных электростанций: мнение экспертов
Эксперты подчёркивают растущее значение солнечных электростанций в энергетическом балансе страны. Как отмечает один из специалистов в области энергетики: «Солнечная энергетика — это не просто временное увлечение, а необходимый шаг к более чистому и устойчивому будущему. С развитием технологий её роль на энергетическом рынке будет только увеличиваться».
Экономическая выгода от использования солнечной энергетики
Использование солнечной энергии может принести ряд экономических преимуществ:
- Снижение расходов на производство энергии. Солнечные электростанции помогают существенно сократить затраты на генерацию электроэнергии, особенно в регионах с высокой солнечной активностью.
- Окупаемость инвестиций в долгосрочной перспективе. Несмотря на значительные начальные вложения, затраты на строительство солнечных электростанций могут окупиться за счёт экономии на электроэнергии.
- Стимулирование экономического роста. Развитие солнечной энергетики способствует созданию новых рабочих мест и технологическому прогрессу.
Тем не менее есть и определённые сложности:
- Климатические особенности. В некоторых регионах России недостаточно солнечных дней для эффективной работы электростанций.
- Значительные начальные инвестиции. Стоимость оборудования и установки солнечных электростанций всё ещё остаётся высокой.
- Необходимость разработки эффективных систем хранения энергии. Для полноценного использования солнечной энергии требуются доступные и надёжные системы хранения, работа над которыми продолжается.
Возможно ли реализовать подобные технологии в России?
Реализация технологий, аналогичных разработкам Aiko, в России возможна, но потребует учёта ряда факторов:
- климатических условий и их влияния на эффективность работы станций;
- мер государственной поддержки и стимулирования инвестиций в отрасль;
- адаптации технологий к российским климатическим условиям;
- решения правовых и технических вопросов, связанных с размещением электростанций и производством компонентов.
При наличии необходимой поддержки со стороны государства и благоприятных условий российская солнечная энергетика может выйти на новый уровень.
Применение солнечных электростанций: от частных домов до промышленных объектов
Солнечные электростанции могут быть полезны в различных сферах:
- В быту. Установка солнечных панелей на крышах частных домов позволяет сократить расходы на электроэнергию и даже продавать излишки в общую сеть.
- На малых предприятиях. СЭС могут обеспечить энергией небольшие производства, особенно в удалённых районах, где подключение к централизованным источникам энергии затруднено.
- В промышленном масштабе. Крупные солнечные электростанции способны обеспечивать энергией целые города и предприятия, снижая нагрузку на традиционные источники энергии и способствуя развитию зелёной экономики.
Заключение
Достижения в области солнечной энергетики, такие как разработка Aiko, показывают, что технологии в этой сфере стремительно развиваются. Внедрение подобных решений в России может способствовать увеличению доли возобновляемых источников энергии в энергобалансе страны и снижению углеродного следа.
#солнечнаяэнергетика #СЭС #зелёнаяэнергетика #инновациивэнергетике #развитиетехнологий
Хотите узнать больше о том, как сделать свой дом или бизнес более энергоэффективным? Подписывайтесь на наши социальные сети:
Источник: pv-magazine, EcoNRJ
Мы в EcoNRJ внимательно следим за последними тенденциями в области энергетики и готовы делиться с вами самой актуальной информацией. Подписывайтесь на наши каналы и следите за новостями!