Людство поки що якось непереконливо прагне відмовитися від дорогої вуглеводневої залежності. Але з кожним роком все більше людей в розвинених країнах активніше дивляться не під ноги, де розташовані поклади, а вгору: на безкоштовний енергоджерело — Сонце.
Вперше явище фотоефекту — випромінювання електронів під дією сонячного світла — спостерігав ще в 1831 р А. Беккерель. Але розробив і пояснив цю теорію вже в 1905-му Альберт Ейнштейн. Здавалося б все просто: теорія розроблена, технологія виробництва напівпровідників, які перетворюють світло в електричний струм, відома понад півстоліття — виробляти як можна більше сонячних електростанцій. «Сировина» безкоштовна протягом усього світлового дня. Про парниковий ефект, радіоактивних відходах, вугільних копальнях можна забути. Однак до недавнього часу рожеві мрії розбивалися об дійсність. Хоча кремній, використовуваний для створення сонячних панелей, другий за розповсюдженням елемент (після кисню) на планеті, в чистому вигляді він не зустрічається. Земна куля на чверть складається з різноманітних його сполук: піску, кварцу. До того ж виявилося, що для виготовлення монокристалічного кремнієвого фотоелемента потрібно багато електроенергії. А, отже, його вартість поки кусається.
На початку 1970-х вартість монтажу одного вата «сонячної потужності» становила близько $ 100. Ясна річ, за таких умов створювали лише досвідчені зразки. Уявіть: щоб запалити 100-ватну лампочку, потрібно вкласти $ 10 тис. Але прогрес швидко бере своє. І вже в середині 1980-х ця цифра зменшилася в десять разів. В даний час один ват коштує вже близько $ 5-6. Але це все одно перевищує ціни в традиційній енергетиці. У світі сучасну теплоелектростанцію будують, виходячи з розрахунку орієнтовно $ 2,1 за ват. Атомна генерація ще дешевше.
У нас зі зрозумілих природних і фінансових причин сонячні батареї не набули значного поширення. В Європі екологічно чисті енергопотужності мають поки що невеликий, але динамічний попит: влада фінансово сприяє ентузіастам. Наприклад, в Німеччині влітку надлишок електроенергії, який генерується приватними сонячними батареями, змушені досить дорого купувати енергопостачальні компанії, щоб підтримати розвиток «зелених технологій». В Іспанії ж нові будинки обов’язково повинні здаватися з батареями на даху.
В даний час серійно вироблений сонячний елемент являє собою масивну конструкцію: товщина батареї кілька сантиметрів і важить вона десятки кілограм. Елемент розміром метр на метр має потужність близько 100 Вт (тобто для 2-кіловатний котла потрібно 20 м2 даху). Причому коефіцієнт корисної дії (ККД) батареї не дотягує до 20%: під час нагрівання (а як без цього? — елемент працює на сонці) стрімко знижується генерується потужність. Вчені працюють над підвищенням ККД, але навіть не це обіцяє сонячним батареям, даруйте, світле майбутнє. Сучасні нанотехнології відкривають перед прихильниками енергії сонця дійсно божевільні перспективи.
Світле майбутнє
Останнім часом вчені йдуть шляхом створення не самих ефективних батарей, а максимально придатних для використання. ККД вже не є найвищим пріоритетом. Основне завдання — зручність фотоелементів і здешевлення виробництва. Технологічною підґрунтям для нових сучасних батарей служать тонкоплівкові фотоелементи. У них струм генерується не кремній, а тонкий шар інших напівпровідників. Їх ефективність нижче, але вони являють собою тонку скляну пластину або фольгу. По-перше, їх можна використовувати навіть замість жалюзі. По-друге, розміщувати на поверхні будь-якого профілю. По-третє, змінюється технологія виробництва. Якщо раніше покриття металевої або скляної основи тонким шаром напівпровідника здійснювали шляхом вакуумного запилення, то вже розроблена революційна технологія — друкування сонячних батарей спеціальним чорнилом, які містять суміш напівпровідникових наночастинок. Очікується, що нова технологія і зростання обсягів виробництва дадуть фахівцям можливість зменшити вартість вата потужності до $ 1. А це дешевше навіть атомної генерації.
Експерти переконані, що за п’ять років на півдні європейського континенту геліоенергія стане конкурентоспроможною на ринку, через десять років на теренах всієї Європи, навіть Північної, вона буде дешевше традиційної. Навіть газ в оселях можна буде замінити сонячною енергією. Звичайно, це потребує часу, але перспективи …