Päikeseenergeetika tulevikust kõneldes võib öelda, et uute lahenduste arendamisel hüppame justkui sõitvale rongile, tehes samal ajal rongijuhile ja reisijatele selgeks, et kõik vagunid ei suuda sõita 2030. aastasse ja vaja on lisavaguneid.
Euroopa Komisjon on seadnud mitmeid suuri eesmärke keskkonnasõbralike energialahenduste kasutuselevõtuks, vähendamaks seeläbi paikset CO2 emissiooni. Kõigi eelduste kohaselt on 2050. aastaks päikeseenergeetika suuruselt teine taastuvelektri tootmise allikas vahetult pärast tuuleenergiat, olles ka teejuhiks ülemaailmse elektrisektori ümberkujundamisel.
“Selleks et 2030. või 2050. aasta eesmärke täita, on vaja suurendada kõikide roheliste energiatehnoloogiate osakaalu, seda nii tuule, päikese kui ka teiste taastuvate energiaallikate vallas,” räägib TalTechi professor ja vilistlane Ilona Oja Acik. Ta täpsustab, et päikeseenergeetika osakaalu suurendamiseks on lisaks Si- ehk ränipäikesepaneelidele vaja kasutusele võtta ka teisi lahendusi, sest Si-paneelid üksi ei suuda päikeseenergeetikale seatud eesmärke täita.
Sellest, mida päikeseenergeetika tulevik toob ning kuhu liigub teadus uute materjalide väljatöötamisel, räägib Oja Acik kohe lähemalt.
Ülemaailmsel päikeseenergeetika konverentsil näidati tulevikku
Hiljuti, 15.–16. juunil toimus Tallinnas Euroopa Liidu raamprogrammi teaduskoostöö projekti COST (European Cooperation in Science and Technology) raames ülemaailmne päikeseenergeetika konverents, mis oli suunatud päikseenergeetika tuleviku megatrendidele ja uutele lahendustele.
“Projekti nimi tähendab tõlgituna “Uudsetel anorgaanilistel kalkogeniididel põhinevad päikesepatareid – rahvusvaheline koostöövõrgustik teadus- ja arendustöö läbiviimiseks” ning selle lühend on RENEW-PV,” täpsustab Oja Acik, kes oli üks konverentsi korraldajatest. Ta lisab, et projektiga on praeguseks liitunud 225 teadlast 48 riigist.
Projekti juht on Tallinna Tehnikaülikool (TalTech), kus õhukesekileliste energiamaterjalide teaduslaboris on juba aastakümneid tegeletud uute, tööstuses rakendatavate PV-tehnoloogiate väljatöötamisega. Konverentsil püstitatud laiem küsimus oli see, kuidas päästa maailm ning kuidas projekti osapooled saaksid sellesse paremini panustada.
Konverentsi peamised teemad
- Uute PV-lahenduste väljatöötamise võtmesõna on koostöö.
- COSTi tegevuse eesmärgiks on luua teadus- ja innovatsioonivõrgustiku keskkond, mis ühendab juhtivaid teadlasi ning ettevõtteid Euroopast ja maailmast, stimuleerib edasist globaalset teadusarendust ja -koostööd ning toetab keskkonnasõbralike, kõrge kvaliteediga uute õhukesekileliste PV-tehnoloogiate kasutuselevõttu.
- COSTi võrgustik on avatud teadus- ja arenduskoostöö võrgustik, millega saavad liituda teadlased ja ettevõtted kogu projekti perioodi jooksul.
- Uusi materjale töötatakse välja käsikäes materjalide olelusringi analüüsiga ehk uute materjalide esimeste katsetuste juures võetakse arvesse keskkonnasõbralikke ja ressursisäästlikke tehnoloogiaid ning materjalide ümbertöötlemise ja taaskasutamise võimalusi.
- Uut tüüpi PV-rakendused vajavad uut tüüpi patareisid ja materjale. Järjest suureneb vajadus seadisintegreeritud patareide järele, mis töötaksid efektiivselt ka madala valgustuse tingimustes.
- Uute PV-lahenduste turule toomine peab toimuma koostöös poliitikakujundajatega, sest täna puuduvad Euroopas regulatsioonid, mis puudutavad näiteks valgust poolläbilaskvate elektrit tootvate akende kasutuselevõttu. Samas uued materjalid ja Si-paneelide kõrvale uute lahenduste pakkumise üks võimalik variant on just elektrit tootvad aknad.
Allikas: Ilona Oja Acik
Kuhu liigub teadus materjalide väljatöötamisel?
“Uute materjalide valikul ja väljatöötamisel lähtub teadus täna mineviku õppetundidest ja tuleviku ootustest, sealhulgas keskkonnasäästust ja -hoiust,” räägib Oja Acik. “Materjalide valikul lähtutakse lihtsatest binaarsetest stabiilsetest anorgaanilistest ühenditest, mida saab valmistada madalatel temperatuuridel, kiirete ja lihtsate meetoditega.”
Eelneva paremaks kirjeldamiseks toob professor näite, et TalTechi õhukesekileliste energiamaterjalide laboris töötatakse välja elektrit tootvate akende jaoks sobilikke poolläbipaistvaid päikesepatareisid. Kasutatavad meetodid ja lahendused on unikaalsed mitte ainult Eestis, vaid kogu maailmas. Arendamisel olevates päikesepatareides on kasutusel antimonisulfiidi õhukesekileline kiht, mis on umbes 70 nm paksune. Ligikaudsed arvutused näitavad, et 1 kg antimonist (kui lähteainest) saab katta päikesepaneelidega 5000 m2 ala.
Praegu autodes kasutusel olevad akud sisaldavad umbes 200–400 grammi antimoni, mida saab ümbertöödelduna taaskasutada päikesepatareide tootmisel. Esimesed olelusringi analüüsid antimonisulfiidid tehnoloogiatele näitavad, et need on “rohelisemad” ja palju rohkem keskkonda säästvad kui traditsioonilised õhukesekilelised tehnoloogiad.
Mis saab 10–20 aasta pärast?
Oja Acik loodab, et järgmise kümne, kui mitte viie aasta pärast, on turul palju laiem valik päikeseenergeetika lahendusi.
“Näiteks võiks vastavalt tarbimisharjumustele valida endale sobiva lahenduse – installeerida poolläbipaistvad päikesepatareid elektrit tootvate akendena, mürasummutavate seintena või kasutada tavaränipaneelidest võimekamaid tandempäikesepaneele kohtades, kus pinna/ala suurus seab piiranguid või elektritarbimise vajadus on kõrgem,” arutleb ta.
Uued päikeseenergeetika tehnoloogiad/päikesepaneelid on välja arendatud koos sobivate salvestustehnoloogiatega, pakkudes paindliku elektritarbimise võimalust.
“Praegu hüppame uute päikeseenergia lahenduste väljatöötamisel juba n-ö sõitvale rongile, tehes samal ajal rongijuhile ja reisijatele selgeks, et kõik vagunid ei suuda sõita 2030. aastasse, sest ei vasta 2030. aasta nõuetele. On vaja lisavaguneid, et reisijad 2030. aastasse kohale viia ja sealt edasi sõita,” lisab Oja Acik lõpetuseks.
