Технику подсадили на солнце

Гаджеты на солнечных батареях постепенно переходят из разряда дорогих игрушек в категорию массовой полезной продукции. Производители постоянно расширяют ассортимент таких устройств. Наиболее распространенными могут стать солнечные мобильные телефоны, производство которых наладили корейские и китайские компании, а также различные устройства для дачников.

Изобретение телефонистов

Фотоэлектрическая технология стала одним из самых заметных прорывов минувшего века. В 1954 г. ученые из Bell Telephone Laboratories одними из первых произвели кремниевые солнечные элементы современного типа. Их успех дал толчок развитию солнечной энергетики. Уже в 1958 г. было запущено четыре космических спутника, использовавших солнечные батареи производства Hoffman Electronics. Понадобилось не так много времени, чтобы солнечные батареи стали меньше, дешевле и мощнее, что позволило использовать их и в более приземленных целях. В минувшем десятилетии по всему миру началось массовое строительство солнечных электростанций, автопроизводители начали устанавливать солнечные батареи на крышах автомобилей, появились самолеты с солнечными панелями. Благодаря поддержке государств и доступным банковским кредитам частные потребители, желая уменьшить расходы на электричество, стали располагать солнечные панели на крышах своих домов. Спрос активизировал разработки в этой сфере: на рынке начали появляться технологические новинки, которые еще 10 лет назад были сродни научной фантастике.

Если КПД первых образцов солнечных батарей не превышал 1%, то сейчас у серийно выпускаемых фотоэлементов он достигает 30%, а опытных образцов — 43%. Срок службы солнечных элементов составляет около 30 лет. За это время солнечная батарея, на изготовление которой ушло около 1 кг кремния, может дать столько же электроэнергии, сколько производится из 100 т нефти на ТЭС. Такая высокая производительность солнечных батарей стала хорошим стимулом для расширения их использования в быту.

Дорогу солнцефонам

Спектр устройств, использующих энергию солнца, очень широк. Наибольшее распространение среди них получили, пожалуй, мобильные телефоны благодаря корейским производителям электроники Samsung и LG. Первый в мире мобильный телефон на солнечных батареях в феврале 2009 г. представила Samsung.

Панель солнечной батареи, прикрепленная к задней стенке аккумулятора аппарата, получившего название Blue Earth, вырабатывает достаточно энергии для его полной подзарядки. А десятиминутная солнечная подзарядка обеспечивает разговор на протяжении трех минут. Устройство изготовлено из утилизированного пластика, сырьем для которого послужили использованные емкости и бутылки для воды.

В том же году свой девайс на сотовых батареях представила южнокорейская компания LG. Она выпустила телефон GD510 Sun Edition, в котором солнечная панель крепится к тыльной стороне телефона вместо обычной крышки и позволяет подпитывать аккумулятор от солнца. Десяти минут такой подзарядки достаточно для общения в течение 2 мин. 15 сек. Полная подзарядка аккумуляторной батареи осуществляется за

15 часов при условии, что солнечные лучи непрерывно освещают устройство под углом 90 градусов. Заряжать телефон можно от любого источника света (солнца, автомобильных фар, фонарика). Но под солнечными лучами подзарядка происходит быстрее при условии, что они не преломляются через стекло.

После корейцев наступила очередь китайских производителей. В 2010 г. компания ZTE представила свой собственный мобильный телефон S316, оснащенный солнечной панелью. Тогда производитель отмечал, что затраты на производство данного аппарата составляют от $12 до $13, а при запуске новинки в массовое производство могут быть еще снижены. Для звонка продолжительностью в минуту достаточно заряжать устройство на протяжении двух минут. А компания OKWAP совместно с Inventec разработала мобильный телефон с солнечной панелью GS109. При этом анонсированная цена такой модели составляла всего $40. Китайские производители отмечают, что основная цель применения солнечных батарей в мобильных устройствах заключается не в полной зарядке аккумулятора, а в постоянном поддержании заряда на уровне 70–80%.

Световой заряд

Аккумуляторами на солнечных батареях, которые могут заряжать различные гаджеты, сегодня уже никого не удивишь. Эта продукция давно стала массовой. Однако существует масса оригинальных прототипов таких устройств, которые еще не запущены в массовое производство. Например, солнечные зарядки в форме одежды: шляпы, сумочки, платья, купальники и даже солнцезащитные очки. Еще один оригинальный вариант — нашейный ремешок для фотокамеры. Кроме обычных зажимов, он имеет вилку для подключения к фотоаппарату, благодаря которой подпитывает энергией батарею фотокамеры. На каждом конце ремешка есть по одному отделению для аккумуляторов. Поэтому, если фотоаппарат полностью заряжен, можно зарядить другие батареи.

Питать технику солнечной энергией может даже мебель. В частности, стол, полностью покрытый солнечными панелями, который можно использовать как на улице, так и в помещении. Впрочем, во втором варианте могут возникать определенные проблемы, так как без подзарядки от прямых солнечных лучей устройство не сможет эффективно выполнять свою основную функцию. Дело в том, что солнечные элементы, вмонтированные в стол, одновременно являются беспроводной зарядкой для различных устройств. Суть этой технологии (QI Wirless Power) в том, что если фотоэлементам удастся получить хоть сколько-нибудь энергии, ее можно будет передать любому совместимому с данным стандартом гаджету. Все, что нужно сделать для этого, — просто поместить устройство на столешницу. Японская компания Panasonic намеревалась начать массовое производство "солнечных" столов в начале прошлого года, однако до сих пор так и не запустила их в серию.

Дачные устройства

Но, пожалуй, больше всего "солнечных" новинок появляется для использования в частных домах, коттеджах и дачах. Солнечные панели и водонагревательные элементы на крышах уже давно помогают их жителям безболезненно переживать периодические отключения электричества. Теперь же для жителей частного сектора, которые желают экономить на электричестве, доступны всевозможные светильники для садов и придомовой территории, которые при невысокой стоимости дают приемлемый уровень освещения. Для примера, фонарь Outwell Titan Solar со встроенным аккумулятором и солнечным элементом дает мощный равномерный свет и может проработать на одной зарядке около 4,5 часов.

Для поливки огородов придуманы системы, которые могут работать от солнечных батарей. Такую систему можно запрограммировать на время работы и количество используемой воды. Похожие разработки уже есть и для полива комнатных растений. Кроме того, выпускается и душ на солнечных батареях. Итальянская фирма Arkema оснастила его термостатом, который нагревает воду до

38 градусов. Располагать душ следует под открытым небом, например, около бассейна.

Для дачников предназначены и такие оригинальные "солнечные" приборы, как газонокосилка, гриль и даже камера наблюдения. Так, наружная всепогодная камера SolarJet DVR-I158 подходит для установки в удаленных и труднодоступных местах, а также там, где сложно поставить стандартную камеру наблюдения. Устройство может работать без стационарного источника питания. Камера не только активируется пассивным инфракрасным датчиком (PIR), но и очень активно освещает нарушителя яркими белыми светодиодами.

С солнцем по пути

Солнечные батареи весьма активно используются различными хозяйственными службами. Уличные фонари на фотоэлементах уже стали обычным явлением для многих городов мира. В некоторых странах с достаточным количеством солнечных дней такими фонарями начинают освещать и трассы между городами. К слову, данная технология вполне применима практически на всей территории Украины, особенно в южных областях. Во многих странах дорожники для обеспечения безопасности начали использовать временные знаки с подсветкой, которая питается энергией солнца. Применяются также специальные знаки дорожной разметки. Их стойкий к ударам корпус надежно защищает панель солнечной батареи, которая заряжает встроенный конденсатор, питающий светодиоды подсветки. Использование дорожных знаков и разметки на солнечных батареях улучшает видимость на дорогах со 100 до 400–600 м.

Солнечные технологии используют и при строительстве яхт. Судно Turanor PlanetSolar, использовавшее лишь энергию солнца, в 2011 г. завершило кругосветное путешествие за 18 месяцев. Спроектированная в Швейцарии и построенная в Германии на деньги немецкого промышленника Иммо Штроера "солнечная лодка" работает от солнечных панелей площадью 537 кв. м. Путешествие стало уникальным, так как еще никому до этого не удавалось совершить кругосветное плавание на судне, использующем лишь солнечную энергию. Создание этого судна длиной 31 м обошлось немцам в $26 млн.