Saulės moduliai – vartotojams svarbi ir spalva

Kai matome kokios nors spalvos daiktą, tai matome tą šviesą, kurią atspindi medžiaga. Žydri drugelio sparnai, geltonas gėlės žiedas, žalia žolė – tai spalvos, kurias jie atspindi. Balta spalva parodo, kad visos vaivorykštės spalvos yra atspindimos, o juoda – kad visa šviesa yra sugeriama medžiagoje.

Asociatyvi „Pixabay“ nuotr.

Pasaulyje plačiausiai paplitę saulės moduliai yra juodos ir melsvos spalvos. Tai nėra tiesiog estetinis gamintojų pasirinkimas. Modulio spalvą lemia ne tik jo medžiaga, bet ir gaminimo būdas. Didžioji dalis saulės elementų gaminami iš silicio, tačiau juodieji – iš monokristalinio silicio, o melsvieji – iš polikristalinio. Šie pavadinimai nusako ir vidinius jų skirtumus. Kokie jie ir ką lemia pastarųjų spalvos?

Pasak Vilniaus Gedimino technikos universiteto („Vilnius Tech“) Fizikos katedros profesoriaus doc. dr. Jono Gradausko, kiekvienas monokristalinis saulės elementas, t. y. atskira modulio plokštelė, yra vientisas, tobulas silicio kristalas. Jo savybės lemia juodą spalvą – jis sugeria beveik visą saulės šviesą nieko neatspindėdamas. Polikristalinio silicio saulės elementai gaminami sulydant atskirus smulkius monokristalinio silicio gabalėlius. Juos galima atpažinti pagal dėmėtą, žvilgantį paviršių, o ant elemento uždėjus apsauginį, atspindį mažinantį paviršinį silicio nitrido sluoksnį, gaunama melsva spalva.

„Skirtingose spalvose glūdi viena iš priežasčių, kodėl monokristalinių saulės elementų efektyvumas yra didesnis už polikristalinių: atspindi mažiau šviesos, daugiau sugeria, vadinasi, pagamina daugiau elektros energijos“, – teigia „Vilnius Tech“ profesorius.

J. Gradauskas taip pat pabrėžia, kad saulės modulio išvaizda itin svarbi potencialiems vartotojams. Architektai, namų savininkai, miestų planuotojai būtų atviresni saulės technologijoms, jeigu galėtų įrengti žalius saulės parkus, įsiliejančius į kraštovaizdį, raudonas elementų plokštes ant čerpėmis dengto stogo ar baltus modulius, užmaskuotus sienoje.

„Remiantis Jungtinėse Amerikos valstijose atliktos apklausos duomenimis, vartotojus labiausiai domina juodos baterijos. Tiesa, dalis jų teigė, kad norėtų įsirengti tokias saulės baterijas, kurių spalva būtų panaši į namo stogo spalvą. Taip pat – sutiktų mokėti ir didesnę kainą už gražiau atrodančias saulės baterijas. Šveicarijoje atlikta apklausa parodė, kad baterijos spalva ir kilmės šalis yra pagrindiniai veiksniai, galintys paskatinti platesnį saulės modulių naudojimą namų ūkiuose“, – apie apklausos rezultatus pasakoja profesorius.

Anot „Vilnius Tech“ profesoriaus, šiuo metu statybų sektoriuje kelią aktyviai skinasi į pastatus integruotos fotovoltaikos koncepcija (angl. Building Integrated Photovoltaics, BIPV). BIPV modulis yra ir saulės modulis, gaminantis elektrą, ir statybos detalė, suprojektuota kaip pastato fasado, stogo ar langų dalis. Tad modulių spalva – ypač aktuali šiai sričiai.

„Žinoma, galimos ir kitos saulės modulių spalvos. Yra daugybė technologijų, siūlančių plačią modulių spalvų gamą. Svarbiausias veiksnys – sukurti norimos spalvos atspindį. Pavyzdžiui, galima naudoti spalvotus stiklus, gaubiančius saulės elementus modulyje, galima skaidrius stiklus tonuoti, padengiant juos mažo skersmens dažų taškeliais arba, priešingai, paliekant nenudažytus stiklo taškelius, panašiai gaminamos vaizdinės reklamos ant troleibusų langų. Naudojant šį būdą galima sukurti įvairiaspalvius raštus ar net nuotraukas“, – pasakoja J. Gradauskas.

Jis taip pat atkreipia dėmesį, kad pasitelkiamos ir nanotechnologijos: saulės elementai dengiami specialiais sluoksniais, turinčiais savyje periodiškai išdėstytų nanometrų skersmens dalelių arba keliais nanometrų storio sluoksniais. Tai garantuoja konkrečios spalvos atspindį.

„Tačiau yra ir kita medalio pusė. Pavyzdžiui, tonuojant stiklą dažų taškeliais, prarandama iki 50 proc. saulės modulio efektyvumo, t.y., esant tam pačiam apšviestumui, modulis pagamins dvigubai mažiau elektros energijos. Nanotechnologijos leidžia teprarasti apie 10 proc. efektyvumo, o nanosluoksnių deriniai – tik kelis procentus. Ir pagaliau, kaina. Kuo sudėtingesnė spalvos gavimo technologija, kuo labiau ji išsaugo efektyvumą – tuo brangesnis yra saulės modulis“, – teigia „Vilnius Tech“ profesorius.