История солнечной энергии. Когда все зародилось?

Хотя солнечная энергетика играет динамичную и устоявшуюся роль в сегодняшней экономике чистой энергии, существует долгая история, предшествующая появлению фотоэлектричества (PV). Переход на солнечную энергию имел совершенно иное значение даже 15 лет назад. Давайте вернемся на несколько столетий назад, к истокам появления солнечных фотоэлектрических систем и изучим корни кремниевой солнечной технологии, которая так хорошо известна сегодня.

Когда стали использовать солнечную энергию?

В теории солнечная энергия использовалась людьми уже в VII веке до н.э. Так, история говорит нам, что люди использовали солнечный свет для зажигания огня с помощью увеличительных стекол. Позднее, в 3-м веке до нашей эры, греки и римляне, как известно, использовали солнечную энергию с зеркалами для зажигания факелов для религиозных обрядов. Эти зеркала стали общепринятым инструментом, называемым «горящими зеркалами». Китайская цивилизация документировала использование зеркал для той же цели позднее в 20 веке нашей эры.

Еще одно раннее использование солнечной энергии, которое все еще популярно сегодня, - это концепция «соляриев» в зданиях. В этих соляриях использовались массивные окна, чтобы направлять солнечный свет в одну концентрированную область. Некоторые из культовых римских бань, как правило, расположенных на южной стороне зданий, были соляриями. Позже в 1200-х годах нашей эры, предки коренных американцев Пуэбло, известные как Анасази, расположились на южных склонах скал, чтобы запечатлеть тепло солнца в холодные зимние месяцы.

В конце 1700-х и 1800-х годов исследователи и ученые добились успеха, используя солнечный свет для мощных печей для длительных путешествий. Они также использовали силу солнца для производства солнечных паровых лодок.

В конечном счете, ясно, что еще тысячи лет до нашей эры концепция манипулирования силой солнца была обычной практикой.

Когда были изобретены солнечные панели?

Разработка технологий была итеративной, которая приняла ряд вкладов от различных ученых. Естественно, существуют споры вокруг того, когда именно они были созданы, и кто их изобрел первым. Некоторые считают французского ученого Эдмонда Беккерела создателем солнечной панели. Так, он понял, что свет, может увеличить выработку электроэнергии, когда два металлических электрода помещены в проводящий раствор. Этот прорыв, определяемый как «фотовольтаический эффект», оказал влияние на последующие разработки PV с селеном.

В 1873 году Уиллоуби Смит обнаружил, что селен обладает фотопроводящим потенциалом. В 1876 году Уильям Гриллсом Адамс и Ричард Эванс, открыли что селен создает электричество под воздействием солнечного света. Несколько лет спустя, в 1883 году, Чарльз Фритц фактически произвел первые солнечные батареи, изготовленные из селеновых пластин - причина, по которой некоторые историки приписывают Фритцу фактическое изобретение солнечных батарей.

Однако, солнечные батареи, такие какие мы знаем сегодня, изготавливаются из кремния, а не из селена. Поэтому некоторые считают, что настоящее изобретение солнечных панелей должно быть связано с именемами Дэрила Чапина, Кэлвина Фуллера и Джеральда Пирсона, которые создали кремниевый фотоэлектрический элемент (PV) в Bell Labs в 1954 году. Многие утверждают, что это событие является истинным изобретением PV технологии. Потому что это был первый экземпляр солнечной технологии, которая могла на самом деле приводить в действие электрическое устройство в течение нескольких часов в день. Первый в мире кремниевый солнечный элемент может преобразовывать солнечный свет с эффективностью в четыре процента, что ниже четверти того, на что способны современные панели.

Другие важные события в истории солнечной энергетики

 

  • Солнечные батареи в космическом пространстве. Некоторые из самых ранних применений солнечной технологии были фактически в космическом пространстве, где солнечная энергия использовалась для питания спутников. В 1958 году спутник Vanguard I использовал крошечную одноэлементную панель для питания своих радиоприемников. В том же году Vanguard II, Explorer III и Sputnik-3 были запущены с технологией PV на борту. В 1964 году НАСА отвечало за запуск первого космического аппарата Nimbus, спутника, способного работать полностью на солнечной батарее мощностью 470 Вт. В 1966 году НАСА запустило первую в мире орбитальную астрономическую обсерваторию, работающую на 1кВТ массиве.
  • Первая солнечная резиденция. В 1973 году Делавэрский университет был ответственен за строительство первого солнечного здания под названием «Солнечная энергия». Система работала на гибридных источниках солнечной тепловой и солнечной фотоэлектрической энергии. Это был также первый случай создания интегрированных фотоэлектрических систем (BIPV) - массив не использовал солнечные батареи, а вместо этого имел солнечную батарею, встроенную в крышу, аналогичную конструкции нового продукта крыши Tesla.
  • Достижения в области эффективности преобразования солнечной энергии. В период с 1957 по 1960 год компания Hoffman Electronics сделала ряд прорывов с фотогальванической эффективностью, улучшив показатель эффективности с 8% до 14%. Следующее крупное достижение было в 1985 году, когда Университет Южного Уэльса достиг 20% эффективности для кремниевых ячеек. В 1999 году Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии начала свое сотрудничество с SpectroLab Inc. для создания солнечного элемента с эффективностью 33,3%. Университет Южного Уэльса снова побил этот рекорд в 2016 году, когда исследователи достигли эффективности 34,5%.
  • Самолеты на солнечной энергии. В 1981 году Пол МакКриди построил Solar Challenger, первый самолет, который работал на солнечной энергии, и пролетел через Английский канал из Франции в Великобританию. В 1998 году дистанционно управляемый солнечный самолет «Pathfinder» установил высоту 24, 384 км. В 2001 году NASA смогла достичь 29, 2608 км с помощью своих самолетов без ракет. В 2016 году Бертран Пиккар завершил первый полет с нулевым уровнем выбросов по всему миру с помощью Solar Impulse 2, самого большого в мире и самого мощного самолета на солнечной энергии.
  • В 1979 году президент Джимми Картер установил солнечные батареи в Белом доме во время своего президентского срока. Однако в 1981 году президент Рональд Рейган приказал удалить солнечные панели Белого дома. В 2010 году президент Барак Обама попросил, чтобы солнечные батареи и солнечный водонагреватель были установлены в Белом доме. Оба были установлены во время первого срока Обамы.
  • Стоимость солнечной энергии с течением времени - Цены на солнечные панели значительно упали за последние несколько десятилетий, что привело к росту потребительского спроса, что позволило произвести более миллиона американских установок в начале 2016 года. В 1956 году солнечные панели стоили примерно 300 долларов за ватт. К 1975 году этот показатель упал до чуть более 100 долларов за ватт. Сегодня солнечная панель может стоить всего лишь 0,50 доллара за ватт. Подумайте об этом: с 1980 года цены на солнечные панели упали по крайней мере на 10 процентов каждый год. Резкое падение стоимости солнечной энергии в значительной степени обуславливает растущую популярность солнечной энергии и легитимность PV как надежного источника энергии в современном мире.

Современная солнечная энергия

На сегодняшний день у солнечной энергии есть длинный список, где она используется. Она охватывает различные отрасли и вносит свой вклад в развитие сотни различных гаджетов и технологий. Узнайте, как солнечная энергия поможет Вам сэкономить - получите оценки солнечной установки и экономии энергии. Если Вы готовы начать сравнивать цены в Вашем регионе, свяжитесь с нами.

Читать также: Новый материал преобразует свет, тепло и движение в электричество

По материалам: www.news.energysage.com