Solárne napájanie nemusí byť odkázané iba na priame slnečné svetlo. Americká spoločnosť RadianX vyvinula nové perovskitové solárne články, ktoré dokážu získavať energiu aj z bežného osvetlenia v domácnostiach či kanceláriách. Podľa výrobcu sú pri využívaní interiérového svetla približne dvakrát účinnejšie než tradičné solárne panely. Technológia by v budúcnosti mohla umožniť vznik elektronických zariadení, ktoré nebude potrebné pravidelne nabíjať.
Solárne kalkulačky fungujúce bez výmeny batérií poznáme už desaťročia, no pri modernej elektronike sa podobný koncept zatiaľ výraznejšie nepresadil. Inteligentné hodinky, bezdrôtové senzory či elektronické čítačky totiž potrebujú podstatne viac energie, než dokážu malé tradičné solárne články získať z okolitého osvetlenia. Spoločnosť RadianX však tvrdí, že jej nová technológia môže tento problém výrazne zmierniť.
Základom riešenia sú perovskity, materiály s kryštálovou štruktúrou, ktoré dokážu mimoriadne efektívne premieňať svetlo na elektrickú energiu. Na rozdiel od klasických kremíkových článkov umožňujú upravovať vlastnosti materiálu tak, aby lepšie zachytával konkrétne vlnové dĺžky svetla. Solárny článok tak možno optimalizovať nielen na slnečné žiarenie, ale aj na svetlo z LED žiaroviek používaných v interiéroch.
RadianX uvádza pri svojich článkoch účinnosť až 38 % pri interiérovom osvetlení, pričom tento výsledok podľa spoločnosti overila nezávislá tretia strana. Pri vonkajších podmienkach dosiahli jej laboratórne články účinnosť 27,3 %. Väčší solárny panel s rozmermi 1,2 × 0,6 metra dosiahol certifikovanú účinnosť 22,33 %, čo spoločnosť označuje za rekord pre danú kategóriu panelov.
Dôležitejšie než samotné percentá je však množstvo energie, ktoré články dokážu vyprodukovať pri slabom svetle. Výrobca uvádza výkonovú hustotu 50 mikrowattov na štvorcový centimeter pri osvetlení 500 luxov, čo približne zodpovedá dobre osvetlenej kancelárii. Panel s plochou 100 štvorcových centimetrov by tak za rovnakých podmienok dokázal produkovať približne 5 miliwattov elektrického výkonu.
Takéto množstvo energie síce nestačí na napájanie smartfónu alebo notebooku, no pri zariadeniach s veľmi nízkou spotrebou už môže mať význam. Bezdrôtové senzory, ktoré väčšinu času spia a údaje odosielajú len v pravidelných intervaloch, by mohli fungovať prakticky nepretržite. Elektronické čítačky by zase dokázali počas nečinnosti postupne dopĺňať energiu do batérie a výrazne predĺžiť čas medzi jednotlivými nabitiami.
Cieľom spoločnosti nie je úplne odstrániť batérie zo všetkých zariadení, ale znížiť ich kapacitu alebo eliminovať potrebu pravidelného nabíjania. V niektorých prípadoch by elektronika mohla fungovať aj bez batérie, pokiaľ by mala dostatočný a nepretržitý zdroj svetla. Zariadenia pracujúce v tme alebo s vyššou spotrebou však budú naďalej potrebovať určitú formu ukladania energie.
Výhodou perovskitových článkov sú aj ich rozmery. RadianX dokáže vyrábať moduly s hrúbkou už od 0,7 milimetra, pričom samotná aktívna vrstva materiálu má hrúbku menšiu než jeden mikrometer. Panely možno prispôsobovať veľkosťou, tvarom aj elektrickými parametrami konkrétnemu zariadeniu. Spoločnosť vyvíja aj polopriehľadné a flexibilné verzie, ktoré by sa mohli integrovať do rôznych povrchov elektroniky.
Jednou z najväčších prekážok perovskitových solárnych článkov bola doteraz ich životnosť. V porovnaní s kremíkom sú citlivejšie na vlhkosť, vysoké teploty a dlhodobé pôsobenie okolitého prostredia. RadianX však uvádza, že jej moduly úspešne absolvovali testovanie podľa normy IEC TS 63163 vo všetkých troch kategóriách odolnosti. Na základe zrýchlených testov spoločnosť predpokladá životnosť presahujúcu desať rokov, hoci dlhodobá prevádzka v reálnych podmienkach túto hodnotu ešte musí potvrdiť.
Výrobca zároveň deklaruje splnenie požiadaviek európskych predpisov REACH a RoHS, ktoré sa týkajú nebezpečných látok. To je dôležité najmä preto, že vysokoúčinné perovskitové články môžu obsahovať olovo, ktorého prípadný únik predstavuje environmentálne riziko.
RadianX teraz získal financovanie vo výške 9 miliónov dolárov, ktoré má pomôcť presunúť technológiu z vývoja do sériovej výroby. Z tejto sumy pochádza 5 miliónov dolárov od investorov vedených spoločnosťami SOSV a Twynam, zatiaľ čo ďalšie 4 milióny predstavujú projektové financovanie výrobnej infraštruktúry od Pacific Union Technology Precision Manufacturing. Pripravovaná automatizovaná výrobná prevádzka má dosahovať ročnú kapacitu približne 6 MW.
Spoločnosť sa pritom nechce sústrediť na samostatný predaj solárnych panelov koncovým zákazníkom. Namiesto toho plánuje dodávať výrobcom elektroniky kompletné napájacie riešenia vrátane elektroniky zabezpečujúcej optimálne získavanie a využívanie energie. Technológia by sa tak mohla postupne objaviť v inteligentnej domácnosti, priemyselných senzoroch, nositeľnej elektronike či zariadeniach využívajúcich umelú inteligenciu.
Prvé komerčné nasadenia ukážu, či sa perovskitové články dokážu presadiť aj mimo laboratórnych podmienok. Ich výhodou je schopnosť využívať svetlo, ktoré už v našom okolí existuje, bez potreby ďalšieho zdroja energie. Ak sa podarí zabezpečiť dostatočnú životnosť a prijateľné výrobné náklady, v budúcnosti by mohlo pribúdať zariadení, pri ktorých na nabíjačku jednoducho zabudneme.
Zdroj: radianx.co RadianX perovskitové solárne články solárne napájanie interiérové osvetlenie bezdrôtové senzory elektronické čítačky nabíjanie elektroniky
Komentáre