Испытаны первые гибридные солнечные батареи

Британская компания Naked Energy разработала Virtu — гибридную систему, сочетающую фотоэлементы и солнечный водонагреватель. Производство электричества в ней для одного фотоэлемента выросло на 40–45%, а суммарный — тепловой и электрический — КПД добрался до 70%.

Когда фотоэлемент солнечной батареи нагревается выше 25 ˚C (а в солнечный день это происходит быстро), на каждый дополнительный градус КПД фотоэлемента падает примерно на 0,5%. Это важно не только для Сахары: в майский полдень в южной Англии батареи раскаляются до 50 ˚C и выше — а значит, в самое продуктивное время суток они имеют минимальный КПД. Да, зимой, ранним утром и поздним вечером эффективность остаётся высокой, вот только солнечное излучение в это время минимально. Что делать? — Обратиться к опыту Naked Energy, которая готова привить солнечным батареям водяное охлаждение, одновременно являющееся водонагревательным бойлером термосифонного типа (запатентован самой компанией).

И вот, пожалуйста: даже в жаркий день разница температуры воды в термосифоне и у фотоэлемента не превышает двух–трех градусов. В ходе серии опытов, которые велись параллельно производителем и проверявшим его Имперским колледжем Лондона, с одной и той же площади фотоэлемента получалось на 40–45% больше электроэнергии, чем на контрольном, без водяного охлаждения, работающем рядом. Речь идёт о среднем показателе: когда на контрольной стандартной батарее температура достигла 65 ˚C (полдень), охлаждаемая Virtu выдавала на две трети больше электричества. И это не считая тёплой воды, которую в данной схеме стоит рассматривать как бонус. Общая (тепловая и электрическая) энергия, получаемая с единицы поверхности, доходит до 70% от падающей солнечной.

Разумеется, есть и ограничения. Получаемая вода несёт низкопотенциальное тепло — а значит, его транспортировка на расстояние не имеет смысла. Для большой гелиоэлектростанции это не подходит, так как делать с этой водой там нечего. Поэтому Naked Energy продвигает продукт именно как средство комплексного энергообеспечения частных домохозяйств и иных городских зданий (см. фото).

Иными словами, перед нами средство не столько промышленной, сколько автономной энергетики. Опять же в зимние периоды в северных странах метод неприменим: вода просто замёрзнет в бессолнечный день. Да и в солнечный нагреть её будет непросто. Однако перспективы новой технологии в Калифорнии и Австралии действительно высоки: водяное охлаждение должно дать эффект повышения выработки даже больший, чем в английский полдень.