“Saules enerģija kļūst par elektroenerģijas karali,” savā 2020. gada ziņojumā paziņo Starptautiskā Enerģētikas aģentūra. IEA eksperti prognozē, ka nākamo 20 gadu laikā pasaule saražos 8–13 reizes vairāk saules enerģijas nekā šodien. Jaunās saules paneļu tehnoloģijas tikai paātrinās saules enerģijas nozares izaugsmi. Tātad, kas ir šīs inovācijas? Apskatīsim jaunākās saules tehnoloģijas, kas veidos mūsu nākotni.
1. Peldošās saules enerģijas saimniecības piedāvā augstāku efektivitāti, neaizņemot zemi
Tā sauktās peldošās fotoelektriskās tehnoloģijas ir samērā vecas: pirmās peldošās saules bateriju parki parādījās 2000. gadu beigās. Kopš tā laika būvniecības princips ir uzlabots, un tagad šī jaunā saules paneļu tehnoloģija gūst lielus panākumus – pagaidām galvenokārt Āzijas valstīs.
Peldošo saules paneļu galvenā priekšrocība ir tā, ka tos var uzstādīt praktiski uz jebkura ūdenstilpes. Peldoša fotoelektriskā paneļa izmaksas ir salīdzināmas ar līdzīga izmēra sauszemes instalācijas izmaksām. Turklāt ūdens zem fotoelektriskajiem moduļiem tos atdzesē, tādējādi palielinot kopējās sistēmas efektivitāti un samazinot enerģijas zudumus. Peldošie saules paneļi parasti darbojas par 5–10 % labāk nekā sauszemes instalācijas.
Ķīnai, Indijai un Dienvidkorejai ir lielas peldošas saules enerģijas saimniecības, bet lielākā pašlaik tiek būvēta Singapūrā. Tas tiešām ir loģiski šai valstij: tai ir tik maz vietas, ka valdība izmantos katru iespēju izmantot tās ūdens resursus.
Floatvoltaisk enerģija sāk radīt ažiotāžu pat Amerikas Savienotajās Valstīs. ASV armija 2022. gada jūnijā atklāja peldošu saules bateriju parku Big Muddy ezerā Fortbregā, Ziemeļkarolīnā. Šai 1,1 megavatu peldošajai saules bateriju parkam ir 2 megavatstundu enerģijas uzglabāšanas jauda. Šīs baterijas darbinās Makkolas nometni strāvas padeves pārtraukumu laikā.
2. BIPV saules tehnoloģija padara ēkas pašpietiekamas
Nākotnē mēs neuzstādīsim saules paneļus uz jumtiem, lai apgādātu ēkas ar enerģiju — tie paši būs enerģijas ģeneratori. Ēku integrētās fotoelektriskās (BIPV) tehnoloģijas mērķis ir izmantot saules elementus kā ēku komponentus, kas kļūs par elektroenerģijas piegādātāju nākotnes birojam vai mājai. Īsāk sakot, BIPV tehnoloģija ļauj māju īpašniekiem ietaupīt uz elektroenerģijas izmaksām un līdz ar to arī uz saules paneļu montāžas sistēmu izmaksām.
Tomēr šeit nav runa par sienu un logu aizstāšanu ar paneļiem un “darba kastu” izveidi. Saules elementiem ir dabiski jāiekļaujas vidē un tie nedrīkst traucēt cilvēku darba un dzīvesveidam. Piemēram, fotoelektriskais stikls izskatās kā parasts stikls, bet tajā pašā laikā tas savāc visu saules enerģiju.
Lai gan BIPV tehnoloģijas pirmsākumi meklējami 20. gs. septiņdesmitajos gados, tā piedzīvoja eksplozīvu uzplaukumu tikai nesen: saules elementi ir kļuvuši pieejamāki, efektīvāki un plašāk pieejami. Sekojot šai tendencei, daži biroju ēku īpašnieki ir sākuši integrēt PV elementus savās esošajās ēkās. To sauc par ēku pielietojuma PV. Ēku būvniecība ar jaudīgākajām BIPV saules paneļu sistēmām ir kļuvusi pat par sacensību uzņēmēju vidū. Acīmredzot, jo zaļāks ir jūsu uzņēmums, jo labāks būs tā tēls. Šķiet, ka trofeju ir ieguvis Asia Clean Capital (ACC) ar savu 19 MW uzstādīto jaudu kuģu būvētavā Ķīnas austrumos.
3. Saules paneļi pārvērš paneļus reklāmas laukumā
Saules paneļa apvalks būtībā ir apvalks ap saules paneli, kas ļauj modulim saglabāt efektivitāti un uz tā attēlot jebko. Ja jums nepatīk saules paneļu izskats uz jūsu jumta vai sienām, šī jaunā RV tehnoloģija ļauj paslēpt saules paneļus — vienkārši izvēlieties pareizo pielāgoto attēlu, piemēram, jumta dakstiņus vai zālienu.
Jaunā tehnoloģija ir ne tikai estētika, bet arī peļņa: uzņēmumi var pārvērst savas saules paneļu sistēmas reklāmas baneros. Apvalkus var pielāgot, lai tie attēlotu, piemēram, uzņēmuma logotipu vai jaunu produktu tirgū. Turklāt saules paneļu apvalki sniedz iespēju uzraudzīt moduļu veiktspēju. Negatīvā puse ir izmaksas: par saules plānplēves apvalkiem ir jāmaksā par 10% vairāk papildus saules paneļu cenai. Tomēr, attīstoties saules paneļu apvalku tehnoloģijai, mēs varam sagaidīt, ka cena samazināsies.
4. Saules audums ļauj jūsu T-kreklam uzlādēt tālruni
Lielākā daļa jaunāko saules enerģijas inovāciju nāk no Āzijas. Tāpēc nav pārsteigums, ka japāņu inženieri ir atbildīgi par saules audumu izstrādi. Tagad, kad esam integrējuši saules baterijas ēkās, kāpēc gan to pašu neizdarīt ar audumiem? Saules audumu var izmantot apģērbu, telšu, aizkaru izgatavošanai: tāpat kā paneļi, tas uztver saules starojumu un no tā ģenerē elektrību.
Saules audumu izmantošanas iespējas ir bezgalīgas. Saules pavedieni ir ieausti tekstilizstrādājumos, tāpēc tos var viegli salocīt un aptīt ap jebko. Iedomājieties, ka jums ir viedtālruņa maciņš, kas izgatavots no saules auduma. Pēc tam vienkārši apgulieties uz galda saulē, un jūsu viedtālrunis uzlādēsies. Teorētiski jūs varētu vienkārši aptīt savas mājas jumtu ar saules audumu. Šis audums ģenerēs saules enerģiju tāpat kā paneļi, taču jums nebūs jāmaksā par uzstādīšanu. Protams, standarta saules paneļa jauda uz jumta joprojām ir lielāka nekā saules auduma jauda.
5. Saules enerģijas trokšņu barjeras pārvērš šosejas rēkoņu zaļajā enerģijā
Ar saules enerģiju darbināmas trokšņa barjeras (PVNB) jau tiek plaši izmantotas Eiropā un sāk parādīties arī Amerikas Savienotajās Valstīs. Ideja ir vienkārša: uzbūvēt trokšņa barjeras, lai pasargātu pilsētu un ciematu iedzīvotājus no automaģistrāļu satiksmes trokšņa. Tās nodrošina lielu virsmas laukumu, un, lai to izmantotu, inženieri izdomāja ideju pievienot tām saules elementu. Pirmā PVNB parādījās Šveicē 1989. gadā, un tagad automaģistrāle ar vislielāko PVNB skaitu atrodas Vācijā, kur 2017. gadā tika uzstādītas rekordlielas barjeras - 18. Amerikas Savienotajās Valstīs šādu barjeru būvniecība sākās tikai pirms dažiem gadiem, bet tagad mēs sagaidām, ka tās redzēsim katrā štatā.
Fotoelektrisko trokšņu barjeru izmaksu efektivitāte pašlaik ir apšaubāma, un tā lielā mērā ir atkarīga no pievienotā saules elementa veida, elektroenerģijas cenas reģionā un valdības stimuliem atjaunojamās enerģijas jomā. Fotoelektrisko moduļu efektivitāte pieaug, bet cena samazinās. Tas padara saules enerģijas satiksmes trokšņu barjeras arvien pievilcīgākas.