Grätzelio elementai – arba dažiklio pagrindu veikiantys elementai (angl. dye-sensitised solar cells, DSC) – tai pigių saulės elementų rūšis, kuriuose prie puslaidininkio paviršiaus pritvirtintas fotosensibilizuojantis dažiklis paverčia matomą šviesą energija.
Ankstesnės DSC versijos buvo labai priklausomos nuo tiesioginės Saulės šviesos, tačiau Lozanos federalinės politechnikos mokyklos (École Polytechnique Fédérale de Lausanne, EPFL) mokslininkai rado būdą, kaip pagaminti skaidrius fotosensibilizatorius – molekules, kurias galima aktyvuoti šviesa – galinčius „adsorbuoti“ šviesą visame matomos šviesos spektre.
„Mūsų atradimai atveria kelią lengvai sukurti didelio našumo DSC ir suteikia daug žadančių perspektyvų juos pritaikyti kaip maitinimo šaltinį bei akumuliatorių pakaitalą mažos galios elektroniniams prietaisams, kurie kaip energijos šaltinį naudoja aplinkos šviesą“, – rašė tyrimo, paskelbto mokslo žurnale „Nature“, autoriai.
Skaidrūs saulės kolektoriai
DSC yra skaidrūs, lankstūs ir gali būti gaminami įvairių spalvų – bei už palyginti nedidelę kainą. Šie permatomi saulės kolektoriai jau naudojami stoglangiuose, šiltnamiuose ir stikliniuose fasaduose.
2012 m. konferencijų centras „SwissTech“ tapo pirmuoju DSCs technologijos pritaikymo viešajame pastate pavyzdžiu.
2017 m. Kopenhagos tarptautinė mokykla atidarė naują pastatą, padengtą maždaug 12 000 mėlynos spalvos, bet skaidrių saulės kolektorių, kuriuose naudojama ta pati DSC technologija.
Per metus tai leidžia pagaminti apie 300 megavatvalandžių (MWh) elektros energijos ir patenkina daugiau kaip pusę metinių mokyklos energijos poreikių.
Efektyvumas siekia 30 proc.
Tačiau nors energiją generuojantys langai rinkoje egzistuoja jau ne vienerius metus, vienu iš nuolatinių nusiskundimų buvo ribotas jų pajėgumas gaminti elektros energiją – palyginti su tradiciniais saulės elementais.
Ir naujasis EPFL komandos pasiekimas gali padėti įveikti šią kliūtį.
Dėl naujo molekulių dizaino buvo padidintas DSC energijos konversijos efektyvumas – kitaip tariant, Saulės energijos dalis, kuri paverčiama naudingąja elektros energija – ir buvo pasiektas įspūdingas rezultatas: didesnis nei 15 proc. efektyvumas esant tiesioginiams Saulės spinduliams ir iki 30 proc. aplinkos šviesoje.
Palyginimui, šiuo metu komercinių saulės kolektorių vidutinis naudingumo koeficientas yra apie 20 proc.
Naujos kartos DSC taip pat įrodė „ilgalaikį veikimo stabilumą“ – mažiausiai 500 valandų.
Saulės šviesą į elektros energiją paverčiančios medžiagos turi didžiulį potencialą patenkinti didėjantį planetos ekonomiškai efektyvių atsinaujinančiosios energijos technologijų poreikį. Ypač didelį potencialą turi stikliniai langai: įsivaizduokite, jei ištisus dangoraižius būtų galima paversti vertikaliomis Saulės jėgainėmis?
Dar 2017 m. Mičigano valstybinio universiteto (JAV) komanda, sukūrusi naujo tipo saulės energijos koncentratorių, kuriantį Saulės energiją, kai jis uždedamas ant lango, manė, kad skaidrios Saulės energijos technologijos Jungtinėse Valstijose galėtų patenkinti apie 40 proc. energijos poreikio.
Mokslininkai apskaičiavo, kad, sujungus tai su stogo Saulės energijos įrenginiais ir tinkama energijos akumuliavimo technologija, ši dalis galėtų išaugti iki beveik 100 proc.
Europoje šią vasarą Saulės energija sudarė 12,2 proc. visos ES pagamintos elektros energijos – o tai yra didžiausia dalis per visą istoriją.
Remiantis dabartinėmis tendencijomis, remiantis Europos Komisijos duomenimis, iki 2040 m. Saulės energija gali patenkinti iki 20 proc. elektros energijos poreikio ES.
Šiuo metu didžioji dalis Saulės teikiamos energijos lieka nepanaudota. Bet kaip viskas atrodytų, jei ją rinkti galėtų kiekvienas langas?
Parengta pagal „Euronews“.
