Czy ogniwa fotowoltaiczne mogą działać pod wodą?

Tak. Badanie zespołu z Uniwersytetu Yunnan i szwajcarskiej EPFL w Lozannie pokazało, że perowskitowe ogniwo potrafi wytwarzać prąd z części światła docierającego na głębokość 10 metrów.

Dlaczego sprawność ogniwa pod wodą jest wyższa niż w laboratorium?

Ogniwo testowano przy świetle o innym widmie i natężeniu niż w standardowych warunkach, które dają sprawność nieco ponad 17%. Pod wodą wynik wyniósł 34,7%, ale przy słabszym świetle całkowita produkcja energii jest mniejsza.

Do czego można wykorzystać energię z podwodnych ogniw?

Najbliżej praktyki są czujniki środowiskowe, kamery, systemy komunikacyjne i autonomiczne urządzenia badawcze, które mogą pracować pod wodą bez ręcznej wymiany baterii.

Czy podwodna fotowoltaika trafi szybko na rynek komercyjny?

Raczej nie w najbliższym czasie. Badacze planują dalsze testy na większych głębokościach i jednolite metody oceny takich ogniw, a komercyjne wdrożenia wciąż są odległe.

Fotowoltaika pod wodą: perowskitowe ogniwo z 34,7% sprawności

Perowskitowe ogniwa mogą pracować pod wodą. Sprawdź, co pokazało chińsko-szwajcarskie badanie, dlaczego wysoka sprawność nie znaczy większej produkcji energii…

Perowskitowe ogniwa fotowoltaiczne mogą wytwarzać prąd pod wodą, a badanie zespołu z Uniwersytetu Yunnan i EPFL w Lozannie wykazało sprawność 34,7% przy świetle z głębokości 10 metrów.

Jak działa fotowoltaika pod wodą?

Ogniwo fotowoltaiczne zamienia światło na energię elektryczną niezależnie od tego, czy znajduje się w powietrzu, czy w wodzie. Problem polega na tym, że woda pochłania i rozprasza światło, więc na większej głębokości dociera go coraz mniej. Dlatego podwodna fotowoltaika jest w praktyce zupełnie inną dziedziną niż panele na dachu domu.

Zespół z Uniwersytetu Yunnan i EPFL sprawdził, czy perowskitowe ogniwa radzą sobie z takim światłem. Wyniki były zaskakująco dobre, choć należy je czytać w odpowiednim kontekście.

Dlaczego wyższa sprawność nie oznacza większej produkcji energii?

To najważniejszy wniosek dla czytelnika, który patrzy na parametry. Sprawność mierzy, jaki procent padającej energii świetlnej zamieniany jest na prąd, ale nie mówi, ile światła w ogóle dociera do ogniwa. Pod wodą natężenie światła spada, więc nawet wysoka sprawność daje mniej energii niż w pełnym słońcu.

Warunki pomiaru	Sprawność lub wynik
Standardowe warunki testowe	nieco ponad 17%
Świetło z głębokości 10 m	34,7%
Test terenowy, wyspa Weizhou, 10 m, 2 godziny	324 mWh zgromadzone w akumulatorze

Testy wykonano także na mniejszych głębokościach. Tam dostępnej energii było więcej, co potwierdza prostą zależność: im bliżej powierzchni, tym więcej światła i tym większa realna produkcja prądu.

Do czego mogą służyć podwodne ogniwa?

Zebrana energia wystarczyła do zasilania diod LED, co pokazało, że system działa w realnych warunkach, a nie tylko w laboratorium. Najbardziej obiecujące zastosowania to:

czujniki środowiskowe monitorujące wodę,
kamery podwodne,
systemy komunikacyjne,
autonomiczne urządzenia badawcze, które muszą pracować długo bez obsługi.

W każdym z tych przypadków liczy się nie maksymalna moc, lecz stabilne, niewielkie dostawy energii przez wiele godzin. Dla takich urządzeń nawet skromna produkcja może mieć duże znaczenie.

Czego jeszcze brakuje do szerokiego wdrożenia?

Badacze planują testy na większych głębokościach oraz opracowanie jednolitych metod testowania podwodnej fotowoltaiki. Dziś każdy zespół mierzy wyniki nieco inaczej, co utrudnia porównywanie rozwiązań.

Istotną lukę stanowi długotrwały wpływ środowiska morskiego na ogniwa. Wyniki z kilkugodzinnego testu nie mówią, jak materiał zachowa się po miesiącach w słonej wodzie, przy zmiennym oświetleniu i zarastaniu. Zastosowania komercyjne są więc odległe.

Co to oznacza dla Ciebie?

Dla przeciętnego właściciela domu badanie nie oznacza zmian w rachunkach za prąd, bo dotyczy wyspecjalizowanych urządzeń pod wodą, a nie instalacji dachowych. Warto jednak zwrócić uwagę na to, jak czytać parametry fotowoltaiki: sprawność w warunkach laboratoryjnych nie przekłada się automatycznie na rzeczywistą produkcję energii. Przy wyborze paneli lub systemów zasilania zawsze pytaj o warunki pomiaru i o ilość wytworzonej energii w realnych warunkach pracy.