Китайские ученые создали и испытали первую в мире подводную солнечную электростанцию, работающую в открытом море на глубине 10 метров. Система открывает новые возможности для энергоснабжения подводных операций, пишет South China Morning Post.
Разработка принадлежит команде Юньнаньского университета. Ученые использовали фотоэлектрическую систему на основе галогенидов свинца с перовскитной структурой — класса полупроводниковых материалов. Погруженная установка заряжала аккумуляторы и питала светодиодную панель, доказав, что солнечную энергию можно получать даже в тусклых сине-зеленых сумерках океана.
«Предыдущие разработки подводных солнечных элементов были рассчитаны на очень малые глубины — не более 2 метров, что далеко от реальных условий эксплуатации. В представленной работе впервые продемонстрирована работоспособность солнечных элементов в реальных условиях на глубине до 10 метров», — приводит газета слова ученого Вэньхуа Чжана.
Проблема в том, что солнечный свет быстро затухает под водой, а традиционные кремниевые элементы плохо работают в узком спектре, доходящем до глубины. На 10 метрах остается лишь около 10% света, а красный диапазон — самый эффективный для кремния — поглощается почти полностью. Перовскиты лучше подходят к сине-зеленому спектру и эффективнее работают при слабом освещении.
Лабораторные испытания показали эффективность преобразования энергии 34,71% у миниатюрного элемента и 29,4% у крупного модуля. Герметизированное устройство сохранило 99,58% эффективности после 1000 часов под водой. Расчетный срок службы — около 5,5 лет с сохранением 80% мощности.
В реальных условиях у острова Вэйчжоу в Южно-Китайском море перовскитные элементы за два часа система накопила 1416 мВт-ч на двух метрах, 752 мВт-ч на шести и 324 мВт-ч на десяти — этого хватило для работы светодиодной панели.
Технология может найти применение в подводных датчиках, детекторах, системах связи, а также для использования подводных роботов.