Солнечная энергия питает не только дома, но и гаджеты, самолеты, спутники и даже космические корабли. О том, как развивалась эта отрасль зеленой энергетики, узнаете из данного материала.
До того, как в 1954 году в Bell Laboratories изобрели первые современные солнечные панели, история этой чистой энергии представляла собой череду взлетов и падений, движимых учеными. Затем космическая и оборонная промышленность признали ее ценность, и к концу 20 века энергия солнца стала альтернативой ископаемому топливу. О том, как появились фотоэлементы и развивалась зеленая энергетика, рассказывает издание treehugger.com.
В 21 веке отрасль достигла зрелости, превратившись в недорогую и эффективную технологию, которая быстро заменила уголь, нефть и природный газ на энергетическом рынке. ниже приведены основные и интересные факты касательно развития солнечной энергетики.
Эпоха открытий: 19 — начало 20 века
В середине 19 века было проведено множество экспериментов в области электричества, магнетизма и изучения света. Солнечная энергетика не стала исключением, заинтересовав многих ученых того времени.
1839: В возрасте 19 лет француз Александр-Эдмон Беккерель создает первый в мире фотоэлектрический элемент в лаборатории своего отца. Его исследования света и электричества вдохновляют последующие разработки в области фотоэлектричества. Сегодня премия Беккереля ежегодно вручается Европейской конференцией и выставкой по фотоэлектрической солнечной энергии.
1861: Математик и физик Огюст Мушу патентует двигатель. работающий за счет солнечной энергии.
1873: Инженер-электрик Уиллоби Смит открывает фотоэлектрический эффект в селене.
1882: Абель Пифре строит "солнечный двигатель", который генерирует достаточно электроэнергии для питания печатного станка, который он выставляет в саду Тюильри в Париже, Франция.
1883: Изобретатель Чарльз Фриттс разрабатывает первый солнечный элемент с использованием селена, покрытого золотом. Его эффективность преобразования солнечного излучения в электричество составляет менее 1%.
1883: Изобретатель Джон Эрикссон разрабатывает "солнечный двигатель", который использует конструкцию параболического желоба (PTC) для фокусировки солнечного излучения для работы парового котла. PTC до сих пор используется на солнечных тепловых электростанциях.
1884: Чарльз Фриттс устанавливает солнечные панели на крыше в Нью-Йорке.
1903: Solar Motor Company, основанная Обри Энеасом начинает продавать паровые двигатели, работающие на солнечной энергии, для ирригационных проектов в Пасадене, США. Вскоре компания терпит крах.
1912-1913: Sun Power Company инженера Фрэнка Шумана использует PTC для строительства первой в мире солнечной тепловой электростанции.
Эпоха понимания: конец 19 — начало 20 века
Появление современной теоретической физики создало основу для более глубокого понимания фотоэлектрической энергии. Описания квантовой физикой субатомного мира фотонов и электронов раскрыли механику того, как входящий свет разрушает электроны в кристаллах кремния, чтобы генерировать электрические токи.
1888: Физик Вильгельм Хальвакс описывает физику фотоэлектрических элементов в том, что сейчас известно как эффект Хальвакса.
1905: Альберт Эйнштейн публикует "Эвристическую точку зрения на производство и преобразование света", объясняя, как свет создает электрический ток, выбивая электроны из атомов некоторых металлов.
1916: Химик Ян Чохральский изобретает метод создания монокристаллов металла. Это становится основой для создания полупроводниковых пластин, которые до сих пор используются в электронике, включая солнечные элементы.
1917: Альберт Эйнштейн дает теоретическую основу фотовольтаики, вводя понятие, что свет действует как "пакеты", переносящие электромагнитную силу.
1929: Физик Гилберт Льюис вводит термин "фотон" для описания пакетов электромагнитной энергии Эйнштейна.
Эпоха развития: середина 20 века
Солнечной технологии были взяты на вооружение оборонной и космической промышленностью США и СССР. Их первое успешное применение было в спутниках, задействованных для исследования космоса. Это демонстрирует эффективность солнечной энергии, хотя технология была все еще слишком дорогой для коммерциализации.
1941: Инженер Bell Laboratories Рассел Ол подает патент на первый монокристаллический кремниевый солнечный элемент.
1951: Созданы солнечные элементы из германия.
1954: Bell Laboratories производит первый эффективный кремниевый солнечный элемент. Хотя он был слабее современных элементов, он мог генерировать значительное количество электроэнергии с эффективностью около 4%.
1955: Совершен первый телефонный звонок на солнечной энергии.
1956: General Electric представляет первое радио на солнечной энергии. Оно могло работать как днем, так и ночью.
1958: Vanguard I становится первым космическим аппаратом, работающим от солнечных батарей.
1960: Автомобиль с крышей из солнечных батарей и 72-вольтовой батареей проехался по Лондону, Англия.
1962: 3600 ячеек из Bell Laboratories питают Telstar, первый спутник связи на солнечных батареях.
1967: Советский "Союз-1" становится первым космическим аппаратом на солнечных батареях, перевозящим людей.
1972: На рынок поступают первые в мире часы на солнечных батареях Synchronar 2100.
Эпоха роста: конец 20 века
Энергетический кризис начала 1970-х годов подстегивает первую коммерциализацию солнечной технологии. Нехватка нефти в индустриальном мире приводит к медленному экономическому росту и высоким ценам на нефть. В ответ правительство США создает финансовые стимулы для коммерческих и некоммерческих солнечных систем. Благодаря этим стимулам стоимость солнечных панелей снижается с 1865 долларов США/Вт в 1956 году до 106 долларов США/Вт в 1976 году.
1973: Университет Делавэра (США) строит Solar One, первое здание, работающее исключительно на солнечной энергии.
1977: Мировое производство фотоэлектрических элементов превышает 500 кВт.
1979: Президент США Джимми Картер устанавливает солнечные панели на крыше Белого дома, которые позже были демонтированы президентом Рональдом Рейганом.
1981: Solar Challenger становится первым в мире "солнечным самолетом", способным летать на большие расстояния.
1985: Центр фотоэлектрической инженерии при Университете Нового Южного Уэльса в Австралии создает кремниевые элементы, которые могут достигать эффективности 20%.
Эпоха зрелости: 21 век
В 21 веке солнечные технологии наконец-то коммерциализировали — они стали доступны для потребителей, которые получили возможность устанавливать солнечные батареи для генерирования чистой энергии, ее хранения и возвращения в сеть.
2001: Home Depot начинает продавать бытовые солнечные энергосистемы.
2001: Suntech Power, основанная в Китае, становится мировым лидером в области солнечных технологий.
2008: NREL устанавливает мировой рекорд по эффективности солнечных элементов в 40,8%.
2010: Президент США Барак Обама устанавливает солнечные панели и солнечный водонагреватель в Белом доме.
2013: Мировые установки солнечных фотоэлектрических систем превысили 100 ГВт.
2015: Tesla представляет литий-ионный аккумулятор Powerwall, позволяющий владельцам солнечных батарей на крышах домов хранить электроэнергию.
2015: Китай становится мировым лидером по установленной мощности солнечных систем, обогнав Германию.
2016: Самолет Solar Impulse 2 совершает первый полет вокруг света с нулевым уровнем выбросов.
2019: Первая плавучая солнечная электростанция установлена в голландском секторе Северного моря.
2020: Дешевле построить новую солнечную электростанцию, чем продолжать эксплуатацию существующей угольной электростанции.