„Päikeseenergiast saab elektri kuningas,“ kuulutab Rahvusvaheline Energiaagentuur oma 2020. aasta aruandes. IEA eksperdid ennustavad, et järgmise 20 aasta jooksul toodetakse maailmas 8–13 korda rohkem päikeseenergiat kui praegu. Uued päikesepaneelide tehnoloogiad kiirendavad päikeseenergia tööstuse tõusu. Mis need uuendused siis on? Heitkem pilk tipptasemel päikeseenergia tehnoloogiatele, mis kujundavad meie tulevikku.
1. Ujuvad päikesepaneelide farmid pakuvad suuremat efektiivsust ilma maad hõivamata
Nn ujuvfotogalvaanika on suhteliselt vana tehnoloogia: esimesed ujuvpäikesepargid ilmusid 2000. aastate lõpus. Sellest ajast alates on ehituspõhimõtet täiustatud ja nüüd on see uus päikesepaneelide tehnoloogia nautinud suurt edu – seni peamiselt Aasia riikides.
Ujuvate päikesepaneelide peamine eelis on see, et neid saab paigaldada praktiliselt igale veekogule. Ujuva päikesepaneeli hind on võrreldav sama suurusega maismaal asuva paigaldisega. Lisaks jahutab moodulite all olev vesi neid, suurendades seeläbi kogu süsteemi efektiivsust ja minimeerides energia raiskamist. Ujuvad päikesepaneelid toimivad tavaliselt 5–10% paremini kui maismaal asuvad paigaldised.
Hiinal, Indial ja Lõuna-Koreal on suured ujuvad päikesepaneelide farmid, kuid suurim neist ehitatakse praegu Singapuri. See on selle riigi jaoks tõesti mõistlik: seal on nii vähe ruumi, et valitsus kasutab iga võimalust oma veevarude kasutamiseks.
Floatvoltaics on hakanud isegi Ameerika Ühendriikides elevust tekitama. USA armee lasi 2022. aasta juunis Fort Braggis Põhja-Carolinas Big Muddy järvel vette ujuvpargi. Sellel 1,1 megavatise võimsusega ujuval päikesepargil on 2 megavatt-tundi energiasalvestusvõimsust. Need akud toidavad Camp McCalli elektrikatkestuste ajal.
2. BIPV päikeseenergia tehnoloogia muudab hooned isemajandavaks
Tulevikus ei paigalda me enam hoonete katustele päikesepaneele – need on iseenesest energiageneraatorid. Hoone integreeritud fotogalvaanika (BIPV) tehnoloogia eesmärk on kasutada päikeseelemente hoonekomponentidena, millest saavad tuleviku kontori või maja elektritarnijad. Lühidalt öeldes võimaldab BIPV tehnoloogia majaomanikel säästa elektrienergia ja seega ka päikesepaneelide paigaldussüsteemide kulusid.
Kuid see ei tähenda seinte ja akende asendamist paneelidega ja „töökastide” loomist. Päikeseelemendid peavad loomulikult sulanduma ümbritsevasse keskkonda ega tohi segada inimeste töötamist ja elamist. Näiteks fotogalvaaniline klaas näeb välja nagu tavaline klaas, kuid samal ajal kogub see kogu päikeseenergia.
Kuigi BIPV-tehnoloogia pärineb 1970. aastatest, ei toimunud selle plahvatuslikku levikut enne hiljutist aega: päikesepaneelid on muutunud kättesaadavamaks, tõhusamaks ja laiemalt kättesaadavaks. Seda trendi järgides on mõned büroohoonete omanikud hakanud PV-elemente oma olemasolevatesse hoonetesse integreerima. Seda nimetatakse hoonete rakenduste PV-ks. Kõige võimsamate BIPV päikesepaneelide süsteemidega hoonete ehitamine on muutunud isegi ettevõtjate vaheliseks võistluseks. Ilmselgelt, mida rohelisem on teie ettevõte, seda parem on selle kuvand. Näib, et Asia Clean Capital (ACC) on võitnud karika oma 19 MW paigaldatud võimsusega Ida-Hiina laevatehases.
3. Päikesepaneelid muudavad paneelid reklaampinnaks
Päikesepaneel on põhimõtteliselt päikesepaneeli ümber olev ümbris, mis võimaldab moodulil säilitada oma efektiivsust ja sellel mida iganes kuvada. Kui sulle ei meeldi päikesepaneelide välimus katusel või seintel, võimaldab see uudne haagissuvilatehnoloogia need peita – vali lihtsalt sobiv kohandatud pilt, näiteks katusekivi või muruplats.
Uus tehnoloogia ei ole ainult esteetika, vaid ka kasumi küsimus: ettevõtted saavad oma päikesepaneelide süsteemid muuta reklaambänneriteks. Päikesepaneelide kestasid saab kohandada nii, et need kuvaksid näiteks ettevõtte logo või turul olevat uut toodet. Lisaks annavad päikesepaneelide kestad võimaluse jälgida moodulite jõudlust. Negatiivne külg on hind: päikesepaneelide õhukese kilega kestade eest tuleb lisaks päikesepaneelide hinnale maksta 10% rohkem. Kuid mida edasi areneb päikesepaneelide tehnoloogia, seda enam võime eeldada hinna langust.
4. Päikeseenergial töötav kangas võimaldab teie T-särgil telefoni laadida
Enamik uusimaid päikeseenergiaalaseid uuendusi pärineb Aasiast. Seega pole üllatav, et Jaapani insenerid vastutavad päikeseenergial töötavate kangaste väljatöötamise eest. Nüüd, kui oleme päikesepatareid hoonetesse integreerinud, miks mitte teha sama kangastega? Päikeseenergial töötavaid kangasid saab kasutada riiete, telkide ja kardinate valmistamiseks: just nagu paneelid, püüab see kinni päikesekiirgust ja toodab sellest elektrit.
Päikesekangaste kasutamise võimalused on lõputud. Päikesekiud on kootud tekstiilidesse, nii et saate neid hõlpsalt voltida ja ümber kõige mähkida. Kujutage ette, et teil on päikesekangast nutitelefoniümbris. Seejärel lihtsalt lebage laual päikese käes ja teie nutitelefon laeb. Teoreetiliselt võiksite oma maja katuse lihtsalt päikesekangaga mähkida. See kangas toodab päikeseenergiat täpselt nagu paneelid, kuid te ei pea paigaldamise eest maksma. Muidugi on tavalise päikesepaneeli võimsus katusel ikkagi suurem kui päikesekanga oma.
5. Päikesepaneelidega müraseinad muudavad maantee müra roheliseks energiaks
Päikeseenergial töötavaid müraseinu (PVNB) kasutatakse Euroopas juba laialdaselt ja need hakkavad ilmuma ka Ameerika Ühendriikides. Idee on lihtne: ehitada müraseinu, et kaitsta linnade ja külade inimesi maanteeliikluse müra eest. Need pakuvad suurt pinda ja selle ärakasutamiseks tulid insenerid ideele lisada neile päikeseelement. Esimene PVNB ilmus Šveitsis 1989. aastal ja nüüd on kiirtee, kus on kõige rohkem PVNB-sid, Saksamaal, kus 2017. aastal paigaldati rekordilised 18 tõket. Ameerika Ühendriikides alustati selliste tõkete ehitamist alles paar aastat tagasi, kuid nüüd eeldame, et näeme neid igas osariigis.
Fotogalvaaniliste müratõkete kulutõhusus on praegu küsitav, sõltudes suuresti lisatud päikeseelemendi tüübist, piirkonna elektrienergia hinnast ja valitsuse taastuvenergia stiimulitest. Fotogalvaaniliste moodulite efektiivsus suureneb, samal ajal kui hind langeb. See muudabki päikeseenergial töötavad liiklusmüratõkked üha atraktiivsemaks.