Unijne cele klimatyczno-energetyczne zakładają, że do 2030 roku udział OZE w produkcji energii elektrycznej w UE wzrośnie do poziomu 32 procent. Jednym ze sposobów osiągnięcia tego celu są inwestycje w ogniwa fotowoltaiczne. Są one coraz popularniejsze o czym świadczy tempo montowania tego rodzaju instalacji. Tylko w 2019 roku uruchomione zostały nowe instalacje, których łączna moc przekracza 1 GW. Było to więc o 163,8% więcej niż w 2018 roku i nie wydaje się, aby nastąpił odwrót od energii ze słońca. Szczególnie, że coraz odważniej mówi się o takich rozwiązaniach jak szkło fotowoltaiczne, prototypy termoradiacyjnych urządzeń fotowoltaicznych czy o odwróconych panelach słonecznych, które mogą wytwarzać energię elektryczną w nocy. Również w naszym kraju powstaje kilka innowacyjnych projektów zmieniających technologię pozyskiwania prądu z tego źródła.
Cienkowarstwowe ogniwa
Za rok planowane jest otwarcie pierwszej w Polsce fabryki cienkowarstwowych ogniw fotowoltaicznych. Ma ona powstać we Wrocławiu, zaś inwestorem jest poznańska firma Roltec. Koszt inwestycji szacowany jest na 250 milionów złotych, zaś zatrudnienie ma tam znaleźć około 240 osób. W przyszłym zakładzie wdrożony zostanie projekt Solvoz, którego innowacyjność polega na zastąpieniu dotychczas stosowanych krzemowych ogniw fotowoltaicznych ogniwami wykonanymi w technologii CIGS – skrót od Copper, Indium, Gallium and Selenide, bowiem na miedzi, galu, indu i selenie opiera się to rozwiązanie.
„Ich nowatorstwo polegać ma między innymi na możliwości produkcję energii pod różnymi kątami, jednocześnie gwarantując wyższe o 15% uzyski w przeliczeniu na zainstalowany kWp (w porównaniu do ogniw krzemowych)” – czytamy na stronie Roltec.
Firma Roltec zapewnia, że panele nowej generacji mają być w 98% zdatne do recyklingu.
Bez krzemu
Surowcem niezbędnym do działania znanych nam dzisiaj ogniw fotowoltaicznych jest przede wszystkim krzem. To on jest konieczny do tego, by energia słoneczna przekształciła się w energię elektryczną.
Można jednak tworzyć ogniwa fotowoltaiczne bez krzemu czyli w technologii perowskitów, dzięki czemu powstają bardzo cienkie, lekkie i elastyczne ogniwa fotowoltaiczne.
Ogniwa perowskitowe to odkrycie polskiej fizyczki Olgi Malinkiewicz i są one produkowane przez rodzimą firmę Saule Technologies. Pierwsza na świecie fabryka drukowanych, elastycznych ogniw fotowoltaicznych z perowskitu otwarta została we Wrocławiu w maju 2021 r.
Co to są perowskity?
Perowskity to grupa minerałów o krystalicznej strukturze. Minerały te nazwę wzięły od nazwiska ich odkrywcy, rosyjskiego naukowca Lwa Perowskiego, który dokonał tego odkrycia w latach 30-tych XIX wieku. Dziś pozyskiwane są także na drodze syntezy. W 2009 roku, japoński badacz Tsutomu Miyasaka odkrył, że perowskity mogłyby być wykorzystywane do tworzenia fotowoltaicznych ogniw słonecznych. Kolejnym krokiem było stworzenie przez Olgę Malinkiewicz tanich, lekkich i elastycznych ogniw perowskitowych. Mają mieć one tę wyższość nad krzemowymi, że są w stanie produkować prąd nie tylko pod wpływem słońca, ale też przy zachmurzonym niebie i w cieniu oraz – co najważniejsze – także pod wpływem sztucznego oświetlenia, a także są mniej czułe na różne kąty ustawienia w stosunku do kąta padania światła. Mają być także tańsze w produkcji, bowiem krzem wymaga stopienia w temperaturze około 1000 stopni, za to perowskity można produkować w temperaturze do stu stopni Celsjusza, przy czym sprawnością dorównują one ogniwom krzemowym.
Produkowane przez Saule Technologies ogniwa są umieszczane na bardzo cienkiej folii. Dzięki temu taki cienki panel fotowoltaiczny można umieścić na dowolnym podłożu: okna, karoserie samochodów, żagle, żaluzje. Ogniwa perowskitowe Saule Technologies, umieszczono do tej pory na lubelskiej siedzibie firmy Aliplast oraz budynku biura Skanska w Warszawie w 2020 roku.
Wydrukuj sobie panel
Firma ML System otworzyła fabrykę ogniw fotowoltaicznych, gdzie będą one drukowane. Projekt był współfinansowany kwotą 20 mln zł z Polskiej Agencji Rozwoju Przemysłu. Fabryka usytuowana jest na terenie Podkarpackiego Parku Naukowo-Technologicznego „Aeropolis”.
„Już sam fakt drukowania ogniw jest innowacją, ale innowacyjny jest też zastosowany przez nas sposób napełniania paneli elektrolitem i barwnikiem, skróciliśmy także czas i energochłonność produkcji i zredukowaliśmy odpady. Opatentowaliśmy także unikatowy skład chemiczny elektrolitu z barwnikiem, który umieszczamy w środku ogniwa” – wylicza Dawid Cycoń, prezes spółki ML System.
Firma zajmuje się również produkcją transparentnych szyb z powłoką kwantową, które generują energię elektryczną i mają wysoki współczynnik izolacyjności cieplnej. W grudniu 2021 roku spółka ML System otworzyła pierwszą na świecie linię produkcyjną Quantum Glass. ML System szacuje, że początkowy poziom produkcji może wynieść do 5 tys. m² w skali miesiąca. Docelowo firma planuje produkcję około 200 tys. m² w skali roku, z wykorzystaniem trzech linii produkcyjnych. Szyby QGlass pracują przy różnych kątach padania światła, reagują nawet na sztuczne oświetlenie. Ogniwa z powłok kwantowych wykazują przy obniżonym poziomie nasłonecznienia o 40% większą możliwość pracy niż tradycyjne ogniwa krzemowe. Te nowoczesne, przezroczyste ogniwa fotowoltaiczne, będzie można montować wszędzie tam, gdzie dziś montuje się zwykłe okna.
Źródła: strony www ML System, Saule Technologies, Roltec
