В Японии испытываются принципиально новые фотоэлементные стеновые панели

Японские Mitsubishi Chemical Corp и Taisei Corp создали внешнюю панель облицовки зданий, в которую интегрирована солнечная батарея из тонкоплёночных органических материалов.

Пока обе компании говорят лишь о планах широких предпродажных испытаний и сертификации, но не скрывают своих намерений в ближайшее же время начать продажи продукта. Ранее Mitsubishi Chemical уже имела на таких тонкоплёночных фотоэлементах эффективность в 11,7% (мировой рекорд, кстати), но результат относился к прямо падающим солнечным лучам. Между тем у небоскрёбов основная часть облицовочных панелей находится на стенах, а туда свет падает под прямым углом только в декабре, отчего чёткого понимания того, какой будет ежегодная выработка панели в реальных условиях, пока нет. Уже сейчас понятно, правда, что это будет серьёзно зависеть от конкретного района возведения небоскрёба с фотоэлементными стенами.

Приведём банальный пример: на широте близкого к Японии Владивостока вертикально ориентированная солнечная батарея в январе получает от солнца 177,0 кВт•ч в месяц, а в июле — не более 64,4 кВт•ч, то есть в 2,75 раза меньше. Даже если сравнить годовую выработку, вертикальная панель там превосходит горизонтальную на 5,7%. Но такая диковинная ситуация, когда зимой (в момент наибольших энергозатрат) от солнца можно получить больше энергии, чем летом, — уникальная географическая особенность российского Дальнего Востока, где мало осадков зимой и много муссонов летом. В большинстве же точек планеты, далёких от экватора, всё наоборот. И уже в Москве вертикальная стеновая панель получит за год на 11% меньше энергии от светила, а между январём и июлем разница в её выработке будет пятикратной — в пользу, разумеется, лета.

Таким образом, если в одном месте строительство небоскрёбов с фотоэлементными стенами будет даже выгоднее, чем возведение аналогичных по мощности обычных фотоэлементных электростанций, то в другом ситуация может быть прямо противоположной.

Впрочем, разработчики панелей настроены в целом очень оптимистично. Taisei Corp, имеющая большой опыт в создании обычных стеновых панелей, замечает, что фотоэлементы не помешают придать таким зданиям заранее выбранный цвет, а по стоимости новинка лишь незначительно превзойдёт обычные панели, применяемые в строительстве. При этом новые стеновые элементы позволят сэкономить весьма дорогое в Японии (до 9–10 руб. за киловатт-час) электричество и даже продавать его в общую сеть, в особенности в выходные дни и каникулы. Дополнительным бонусом должно стать то, что размещение панелей на западной и восточной сторонах здания позволит добиться высокого уровня автономной генерации даже в утренние и вечерние часы, когда горизонтально устанавливаемые панели почти простаивают.

Кроме того, стеновые панели и оконные блоки нового типа легко заменяются и выполняются в формфакторе, совместимом с существующими зданиями. А это значит, что обе компании смогут продавать свою продукцию владельцам уж возведённых сооружений разной степени высотности, пока являясь монополистом в этом секторе чрезвычайно обширного японского рынка фотоэлементов.

Испытания новых панелей пройдут на базе достраивающегося «Здания для подтверждения возможности нулевого энергопотребления» (ZEB Verification Building), расположенного в Йокогаме.

Хотя может показаться, что КПД, почти вдвое (11,7% против 20,0%) уступающий лучшим кремниевым солнечным батареям, ставит под вопрос осмысленность новинки, разработчики подчёркивают, что вертикальная поверхность зданий обычно больше площади их крыши, поэтому среднестатистический домовладелец даже с учётом меньшего КПД получит от дешёвых органических фотоэлементов больше энергии, чем от дорогих кремниевых, которые к тому же чрезвычайно трудно интегрировать в стеновые блоки и оконные пакеты.