Более ста лет солнечные панели оставались неизменно плоскими — пока Япония вновь не совершила невозможное. Компания Kyosemi с технологией Sphelar® поставила под сомнение устоявшийся принцип и доказала: солнечным панелям вовсе не обязательно быть плоскими.
Видение, опередившее время
История солнечной энергетики началась в 1883 году, когда Чарльз Фриттс создал первые панели: он покрыл селеновую основу тонким слоем металла. Хотя изобретение было гениальным, панели получились жёсткими и эффективными лишь при неподвижном источнике света. Они не могли в полной мере улавливать солнечные лучи со всех направлений.
Мистер Наката, основатель технологии Sphelar®, задался вопросом: почему все солнечные панели должны быть плоскими? Так родилась идея придать им сферическую форму.
Свет приходит отовсюду
Лабораторные исследования подтвердили: солнечный свет достигает поверхности Земли со всех сторон. Тогда мистер Наката понял: сферическая панель способна улавливать энергию Солнца эффективнее плоской.
Путь к воплощению идеи
В Японии исследованиям придавали столь большое значение, что был создан Японский центр микрогравитации (JAMIC). Бывшая шахтная выработка превратилась в научный комплекс с 710‑метровым туннелем и установкой для экспериментов в условиях микрогравитации.
Инженеры Kyosemi и JAMIC задались вопросом: может ли расплавленный кремний образовать идеальные сферы в невесомости? В ходе эксперимента кремний поместили в вакуумную капсулу и сбросили с 500‑метровой шахты. В моменты микрогравитации материал плавился и перекристаллизовывался, формируя гладкие сферические формы.
Следующим вызовом стало создание P‑N‑перехода на изогнутой поверхности. Опираясь на знания в области оптополупроводников, инженеры Kyosemi смогли воплотить концепцию сферических элементов в реальность. Первые прототипы, соединённые последовательно, уже вырабатывали электричество.
Рождение новой эры
Первые результаты оказались настолько многообещающими, что в 1998 году компания открыла собственную лабораторию микрогравитации. Название «spherical solar» сократили до лаконичного Sphelar®.
Хотя поначалу новаторы скептически воспринимали необычную конструкцию, постепенно идея сферических солнечных панелей завоевала признание. Так Япония стала первой страной, реализовавшей концепцию сферических фотоэлементов — и открыла новую главу в истории возобновляемой энергетики.
Как работает Sphelar®
Технология Sphelar® от Kyosemi Corporation использует миниатюрные сферические кремниевые элементы вместо традиционных плоских панелей.
- Каждый элемент имеет диаметр 1–2 мм и способен улавливать солнечный свет со всех направлений.
- В отличие от классических панелей, им не требуется ориентация на Солнце или системы слежения.
- Они эффективно поглощают прямой, отражённый и рассеянный свет, что обеспечивает выработку энергии даже в пасмурную погоду или в затенённых местах.
Ключевые преимущества:
- Эффективность. Заявленный КПД составляет около 20 % — на уровне стандартных кремниевых панелей. Главное достоинство — стабильная выработка энергии в течение дня.
- Производство. Формирование сфер из кремния сокращает отходы по сравнению с нарезкой плоских пластин, что потенциально снижает себестоимость при массовом производстве.
- Универсальность. Технология особенно перспективна для специализированных решений и интеграции в строительные конструкции.
Таким образом, эпоха плоских солнечных панелей может подойти к концу: миниатюрные фотоэлектрические сферы открывают перед нами облик энергетики будущего.