Около шести лет назад футурист Рэй Курцвейл предсказал, что в течение 20 лет солнечные энергетические технологии достигнут такого уровня, когда они смогут удовлетворить все мировые потребности в энергии. Его оптимистический прогноз не был слишком надуманным, учитывая, что количество энергии, которое Земля получает всего за один час, будет достаточным для обеспечения жизни людей в течение всего года. Но теперь даже самые ярые сторонники больше не хотят помогать субсидировать это некогда светлое видение будущего.
Связанный контент
- В следующем году ваш смартфон может зарядиться от солнечной энергии
- Соник Блум! Новая солнечная скульптура
- Это новое устройство может стерилизовать медицинские инструменты, используя только солнечную энергию
Оказывается, эффективно использовать огромный потенциал Солнца - невероятно непростая задача. Только определенным странам достаточно географически повезло получать достаточно солнечного света круглый год, в то время как ненастная погода еще больше рассеивается и, таким образом, снижает количество полезной энергии, которая достигает солнечных систем сбора урожая ниже. Что еще более важно, максимальная теоретическая эффективность преобразования обычных фотоэлектрических элементов на основе кремния составляет около 33, 7 процента, а это означает, что 33, 7 процента всего солнечного света, попадающего на элемент, можно преобразовать в электричество. Проще говоря, самый оптимальный способ производства солнечной энергии все еще слишком дорог, чтобы конкурировать.
Немецкий архитектор Андре Broessel, который долго и трудно об этих недостатках, утверждает, что он изобрел модель устройства, предназначенную, чтобы обойти эти узкие места. По сути, его концепция Betaray не является радикальным отходом от других панельных технологий, поскольку она также использует солнечные элементы для сбора солнечного света. Энергия, однако, поступает в виде плотного пучка энергии, который концентрируется до 10000 раз. Над миниатюрным массивом солнечных элементов находится большая стеклянная сфера, заполненная водой, которая работает подобно лупе при фокусировке света, который присутствует во всех видах неидеальных условий, например, когда небо облачно или когда единственный доступный свет является освещением низкой интенсивности, отраженным луной.
По оценкам Бросселя, прозрачная «шариковая линза» помогает повысить эффективность до 50 процентов в год, причем все это при использовании расположения ячеек, составляющего менее 25 процентов площади кремниевых ячеек, встречающейся в большинстве систем. «Большинство дорогостоящих аспектов солнечных систем связано с производством элементов, что также приводит к значительному выбросу углерода», - говорит Броссель. «А когда паршивая погода, производство эквивалентно арахису, даже когда они в идеальном положении».
Betaray использует то, что Broessel называет двухосевой функцией отслеживания, чтобы отслеживать постоянно меняющееся положение солнца и соответствующим образом регулировать, чтобы максимизировать ввод. В отличие от систем с компьютеризированными солнечными трекерами, которые часто используются на больших солнечных фермах, собранные им прототипы можно использовать внутри помещений. Их можно установить вдоль стены здания вместо окон, учитывая, что они прозрачны на 99 процентов.
Устройство совместимо со всем спектром существующих систем солнечных элементов, хотя оно может быть особенно подходящим для высокоэффективных многопереходных солнечных элементов, которые также требуют использования линз концентратора для работы. Эти более совершенные системы могут похвастаться 43-процентной эффективностью преобразования с максимальной теоретической эффективностью более 70 процентов. Броссел говорит, что внутренние испытания уже показали, что последняя модель Betaray вырабатывает около 150 Вт на квадратный метр, когда она перпендикулярна солнцу. Этот показатель находится на одном уровне с некоторыми наиболее эффективными фотоэлектрическими системами на рынке.
Юрис Калейс (Juris Kalejs), директор по технологиям разработчика солнечных систем American Capital Energy, признает, что концепция Broessel действительно дает некоторые преимущества - особенно для потребителей, ищущих более простые, более универсальные альтернативы, - но выразил некоторый скептицизм. «Это очень сложная система, - сказал он Discovery News, - и вам нужно сделать ее в большом масштабе, чтобы она была рентабельной».
(Предоставлено: Rawlemon) Броссел, однако, не согласен и возражает, что Betaray может быть экономически эффективным, принимая во внимание совокупность не только производственных затрат, но и прогнозируемой экономии на счетах за электроэнергию владельца в долгосрочной перспективе. Например, он отмечает, что при создании устройства используются «очень простые материалы», такие как вода и стекло, которые стоят дешевле, чем изготовление фотоэлектрических элементов.
«Вы можете оптимизировать преобразование света в энергию круглый год, даже в плохую погоду», - говорит он. «Нереально думать, что через год это может удвоить вашу выработку энергии».
На данный момент Broessel надеется собрать деньги за счет продажи неназванного «гаджета», который все еще находится в стадии разработки. В течение трех лет он рассчитывает собрать достаточно средств, чтобы начать производство со сферическим генератором солнечной энергии. Но это трудная цель, он нашел.
«Вся Европа знает о моем проекте», - заявляет Броссел. «У меня есть месяц, чтобы заплатить за патентные права, иначе это станет открытым исходным кодом. И к тому времени все будут знать об этом».
