Щоб допомогти вам краще зрозуміти, як з'явилася сонячна батарея, ми підготували графік відкриттів і винаходів, які привели до їх створення.
Тисячу вісімсот тридцять дев'ять: Спостереження фотоефекту
французький вчений Едмон Беккерель вперше спостерігав фотоефект в 1839 році. Цей процес відбувається, коли світло поглинається матеріалом і створюється електрична напруга. Більшість сучасних сонячних батарей використовують кристали кремнію для досягнення цього ефекту.
1873-1876: Відкрита фотопровідність селену
Англійський інженер-електрик Віллоубі Сміт виявив фотопровідність селену, тобто він стає електропровідним при поглинанні світла. Три роки по тому Вільям Гріллс Адамс і Річард Еванс Дей відкрили, що селен може виробляти електрику зі світла без тепла або рухомих частин, які могли б легко зламатися. Це відкриття довело, що сонячну енергію легко можна зібрати і зберегти, при цьому потрібна менша кількість деталей, ніж для інших джерел енергії - наприклад, для електростанцій, що працюють на вугіллі.
1883: створення першого фотоелемента
Винахідник з Нью-Йорка Чарльз Фріттс створив перший сонячний елемент шляхом покриття селену тонким шаром золота. Цей фотоелемент досяг ефективності перетворення енергії в 1-2%. Більшість сучасних сонячних батарей працюють з ефективністю 15-20%.
1887: відкритий фотоелектричний ефект
німецький фізик Генріх Герц вперше спостерігав фотоелектричний ефект при використанні світла для звільнення електронів від твердої поверхні (зазвичай металевої) для вироблення електроенергії. На відміну від очікуваних результатів, Герц знайшов, що цей процес виробляє більше енергії при впливі ультрафіолетовим світлом, а не більш інтенсивним видимим. Альберт Ейнштейн пізніше отримав Нобелівську премію за подальше пояснення ефекту. Сучасні сонячні батареї ґрунтуються саме на фотоелектричні ефекті для перетворення сонячного світла в енергію.
1953-1956: комерційне виробництво кремнієвих фотоелементів
фізики лабораторій Белла виявили, що кремній є більш ефективним, ніж селен, створюючи перші практичні фотоелементи - тепер 6% ефективності. Це відкриття привело до створення фотоелементів, здатних живити електрообладнання. У 1956 році Western Electric почала продавати комерційні ліцензії на свої кремнієві фотоелектричні технології, але надмірно висока вартість кремнієвих фотоелементів утримувала їх від широкого насичення ринку.
1958: використання сонячної енергії в космосі
Після кількох років експериментів з підвищення ефективності та комерціалізації сонячної енергії, вона отримала підтримку, коли американський уряд використав її для обладнання з вивчення космосу. Перший супутник на сонячних батареях Vanguard 1 зробив понад 197 000 обертів навколо Землі за 50 років перебування на орбіті. Це застосування сонячної енергії відкрило шлях для подальших досліджень щодо зниження витрат і збільшення виробництва.
1970-ті: дослідження знижують вартість
Так як ціни на нафту виросли в 1970-і роки, попит на сонячну енергію зріс. Exxon Corporation профінансувала дослідження для створення фотоелементів, виготовлених з більш низькосортного кремнію і більш дешевих матеріалів, знизивши вартість з $ 100 за ват всього лише до $ 20 - $ 40 за ват. Федеральний уряд також прийняв кілька законопроектів і ініціатив, які сприяли розвитку сонячної енергетики, і створив Національну лабораторію відновлюваних джерел енергії (NREL) в 1977 році.
1982: будівництво першої сонячної електростанції
Arco Solar побудував перший сонячний парк - основу сонячної електростанції - в Хесперія, Каліфорнія, в 1982 г. Ця сонячна електростанція генерує 1 МВт або 1000 кіловат на годину при роботі на повну потужність. Це дозволяє живити 100-кіловатний лампочку протягом 10 годин. У 1983 році Arco Solar побудувала другий парк сонячних батарей в Каррізо Плейн, штат Каліфорнія. У той час це була найбільша колекція сонячних батарей в світі, що складається з 100 000 батарей, які генерували 5,2 мегавата при роботі на повну потужність. Хоча ця сонячна електростанція і прийшла в занепад через повернення популярності нафти, вона продемонструвала потенціал для промислового виробництва сонячної електроенергії.
1995: Додати створені висувні сонячні батареї
Дослідження в області сонячної енергетики продовжують розширюватися на інші галузі: Thomas Faludy подав заявку на патент в 1995 році на висувні навіси з інтегрованими сонячними батареями. Це був один з перших випадків, коли сонячні батареї були використані в рекреаційних транспортних засобах. Сьогодні ця функція є популярним способом харчування рекреаційних автомобілів (recreational vehicle: спеціалізований автомобіль або причіп для любителів автотуризму, розділений на функціональні секції - кухню, спальню, вітальню, туалет, душ і т.п.).
1994¬-1999: ефективність сонячних батарей піднімається на новий рівень
У 1994 році Національна лабораторія поновлюваної енергії розробила новий фотоелемент з фосфіду індію - галію і арсеніду галію , Ефективність якого перевищила 30%. До кінця століття лабораторія створила тонкоплівкові фотоелементи, які перетворювали 32% сонячного світла в корисну енергію.
2005: Додати стали популярними саморобні сонячні батареї
Оскільки технологія і ефективність сонячних батарей виросли, стає все більш популярним використання сонячної енергії для дому. Саморобні сонячні батареї стали хітом ринку в 2005 році і стали поширюватися з кожним новим роком все більше і більше. На сьогоднішній день існує багато способів, як зробити свої власні сонячні батареї, від збірки комплекту сонячних батарей до планування стрінгів сонячних батарей.
2015: друкована гнучка сонячна батарея - хіт ринку
Зараз проводяться тонкі, як папір, фотоелементи з використанням промислового принтера. Вони мають 20% ефективності перетворення сонячної енергії, і одна смуга може виробляти до 50 ват на квадратний метр. Це гарна новина для 1,3 мільярда людей в країнах, що розвиваються, оскільки такі смуги є гнучкими і недорогі у виробництві.
2016: відкриття термофотоелементов, що працюють без сонця
Команда дослідників з Каліфорнійського Університету, Берклі, і Австралійського національного університету виявила нові властивості наноматериал. Одне з таких властивостей називається магнітною гіперболічної дисперсією, що означає, що матеріал світиться при нагріванні. У поєднанні з термофотоелектріческімі елементами, він може перетворити тепло в електрику без сонячного світла.
Сонячна енергія пройшла довгий шлях за останні 200 років від спостереження за властивостями світла до пошуку нових способів його перетворення в електроенергію. Ця технологія не проявляє жодних ознак уповільнення - вона йде вперед з безпрецедентною швидкістю.
Будьте в курсі останніх новин про сонячної енергії і заздалегідь вирішите, чи є сонячна енергія правильним вибором для Вас.
Якщо Вам необхідні сонячні батареї для будинку або дачі, Наша компанія завжди готова запропонувати Вам ідеальні варіанти з електропостачання Вашого домогосподарства:
- автономне енергопостачання
- резервне електропостачання
- електропостачання з продажем електроенергії по «Зеленим тарифом«.
Джерело: http://ems-int.com/blog/a-history-of-solar-cells-how-technology-has-evolved/