Energia solară reprezintă deja o sursă vitală pentru dezvoltarea sustenabilă și reducerea dependenței de combustibili fosili. În contextul programului guvernamental „Casa Verde 2025”, România își propune să stimuleze tranziția către energii regenerabile, oferind sprijin financiar și tehnologic pentru instalarea panourilor fotovoltaice în gospodării și instituții publice. Pentru a atinge aceste obiective ambițioase, este necesară utilizarea unor tehnologii emergente care promit creșterea eficienței energetice a panourilor fotovoltaice în mod semnificativ în următorii ani.
Celulele tandem: revoluționarea eficienței
Una dintre cele mai promițătoare tehnologii care ar putea transforma industria fotovoltaică este reprezentată de celulele tandem. Aceste celule combină două sau mai multe straturi fotovoltaice diferite, fiecare strat fiind proiectat să capteze o anumită parte a spectrului solar. Astfel, energia solară este utilizată mult mai eficient decât în cazul celulelor tradiționale bazate pe siliciu.
Celulele tandem, cum ar fi combinațiile siliciu-perovskite sau siliciu-arseniură de galiu (GaAs), au demonstrat deja eficiențe record în laboratoare. Cercetătorii de la Universitatea din Oxford au reușit recent să atingă o eficiență de conversie de aproximativ 29% folosind celule tandem perovskite-siliciu. Aceasta reprezintă o îmbunătățire substanțială față de panourile convenționale cu siliciu monocristalin, care ating de obicei o eficiență maximă de aproximativ 20-22%.
În Olanda, cercetătorii de la Institutul AMOLF au reușit să dezvolte celule tandem pe bază de perovskite și siliciu cu eficiență mai mare de 30%, deschizând drumul pentru comercializarea acestei tehnologii pe scară largă în următorii ani.
Perovskitele: materialul-minune al viitorului apropiat
Perovskitele sunt materiale care au atras atenția cercetătorilor în ultimul deceniu datorită proprietăților lor remarcabile în ceea ce privește captarea și conversia luminii solare în electricitate. Aceste materiale sunt relativ ieftine și ușor de produs, permițând crearea unor celule fotovoltaice mai subțiri, flexibile și eficiente.
Avantajele tehnologiei perovskite includ:
- Eficiență crescută: Celulele bazate pe perovskite au atins deja eficiențe de conversie în laborator de peste 25%, apropiindu-se rapid de nivelurile celulelor din siliciu.
- Costuri reduse: Fabricarea celulelor perovskite poate fi realizată prin procese ieftine, precum imprimarea cu jet de cerneală, reducând considerabil costurile de producție.
- Flexibilitate și greutate redusă: Perovskitele permit dezvoltarea de panouri flexibile și ușoare, potrivite pentru aplicații diverse, inclusiv integrarea pe suprafețe neregulate sau în structuri urbane.
Cu toate acestea, tehnologia perovskite mai are de depășit câteva provocări, precum stabilitatea materialului pe termen lung și rezistența la umiditate. Cercetările actuale, cum ar fi cele efectuate la Massachusetts Institute of Technology (MIT), sunt concentrate tocmai pe îmbunătățirea acestor aspecte.
Panouri solare bifaciale și optimizarea captării energiei
Panourile solare bifaciale sunt o altă tehnologie care câștigă teren rapid datorită capacității lor de a capta energia solară din ambele părți ale panoului. Astfel, eficiența totală poate fi îmbunătățită cu până la 10-20%, în funcție de amplasament și de reflectivitatea suprafeței solului.
Această tehnologie devine tot mai populară în proiectele mari, cum sunt parcurile fotovoltaice din Spania, Germania și, recent, și în România, unde condițiile climatice și terenurile agricole oferă condiții ideale pentru implementarea panourilor bifaciale.
Sisteme avansate de urmărire solară (Solar Tracking)
Implementarea sistemelor inteligente de urmărire a poziției soarelui (tracking solar) permite maximizarea producției energetice a panourilor fotovoltaice prin ajustarea automată a orientării panourilor în timpul zilei.
Conform unui studiu realizat de Universitatea Politehnică din București, utilizarea sistemelor de tracking solar poate crește eficiența energetică anuală cu până la 25-30% față de panourile statice. Această tehnologie devine tot mai accesibilă și se estimează că va fi integrată pe scară largă în proiectele rezidențiale și industriale în anii următori, inclusiv în cadrul programului „Casa Verde 2025” din România.
Panouri solare transparente și integrarea în arhitectură
O altă direcție inovatoare este dezvoltarea panourilor fotovoltaice transparente. Aceste panouri pot fi integrate în geamurile ferestrelor, pereților cortină sau fațadelor clădirilor moderne, oferind noi oportunități arhitecturale și contribuind la reducerea consumului de energie electrică în clădirile comerciale și rezidențiale.
Cercetători din Statele Unite, la Michigan State University, au creat deja celule solare transparente cu eficiență de conversie de până la 10%, iar progresul rapid indică faptul că această tehnologie ar putea deveni comună în mediul urban în următorii cinci ani.
Perspectivă pentru România
Adoptarea acestor tehnologii emergente va juca un rol esențial în succesul programului guvernamental „Casa Verde 2025” din România. Într-un context în care eficiența energetică și independența energetică devin priorități naționale și globale, utilizarea tehnologiilor avansate precum celulele tandem, panourile perovskite, sistemele bifaciale și tehnologia transparentă vor permite României să atingă obiectivele de sustenabilitate și eficiență energetică asumate.
Pe termen mediu și lung, aceste inovații vor contribui la reducerea semnificativă a costurilor de energie, vor stimula economia locală prin crearea de noi locuri de muncă și vor transforma țara într-un exemplu pozitiv de tranziție energetică în Europa.
