Сверхтонкие солнечные панели для дирижаблей 11.11.2024

В последние годы стремление обеспечить связь в труднодоступных уголках Земли дало толчок разработке воздушных платформ, функционирующих как псевдоспутники (HAPS) на большой высоте. Одной из важнейших задач на этом пути стало создание источника питания, который позволил бы таким платформам автономно находиться в воздухе длительное время. Именно здесь на помощь пришли солнечные панели, которые становятся все более легкими и эффективными.

Компания Softbank объявила о значительном прогрессе в этой области, представив сверхтонкие и легкие кремниевые солнечные панели, специально предназначенные для стратосферных дирижаблей.

Основная цель разработки Softbank - создать панели, которые могут поддерживать работу стратосферных платформ для связи, способных заменить обычные вышки в труднодоступных местах, где невозможно установить традиционные базовые станции. Новые панели не только легки, но и обладают достаточно высоким коэффициентом полезного действия (КПД). Текущая версия весит 665 граммов на квадратный метр и достигает КПД 22,2%. Однако это промежуточный этап: цель компании - достичь веса в 500 граммов на квадратный метр, что еще больше повысит эффективность и удобство эксплуатации панелей на летающих платформах.

На сегодняшний день стратосферные платформы чаще всего представляют собой дирижабли, способные находиться в воздухе длительное время на высоте 20 километров, что позволяет им заменять наземные ретрансляторы. Однако для их эффективной работы необходимы источники энергии, которые не добавят лишний вес и смогут обеспечить платформу энергией на протяжении длительного времени. Именно для таких задач компания Softbank выбрала кремниевые солнечные элементы. Хотя в космической индустрии применяются более эффективные многослойные солнечные панели на базе материалов, превосходящих кремний, их стоимость остается слишком высокой для земного использования.

Совместная разработка компаний LONGi (Китай) и Fujipream Corporation (Япония) представляет собой гибкие солнечные элементы на основе гетеропереходов. Панели состоят из четырех слоев: защитного листа толщиной 25 микрометров, слоя фотоэлементов толщиной 80 микрометров, герметика толщиной 150 микрометров и заднего защитного листа толщиной 50 микрометров. Фотоэлементы соединяются с помощью медных проводников толщиной 250 микрометров, для пайки которых используется низкотемпературный припой. Каждая панель размером 563 на 584 мм весит всего 218,5 грамма, что на единицу площади составляет 665 граммов на квадратный метр.

Сейчас специалисты LONGi и Fujipream продолжают работать над улучшением характеристик солнечных панелей, стремясь к достижению целевого веса в 500 граммов на квадратный метр. Это позволит не только повысить производительность и надежность стратосферных дирижаблей, но и значительно снизить стоимость эксплуатации. Успешное внедрение таких панелей откроет возможности и для наземного применения, например, в строительстве, автомобилестроении и на других объектах, где доступные, но неровные поверхности могут быть использованы для сбора солнечной энергии.

Потенциал подобных солнечных панелей велик: их гибкость и легкость делают их пригодными для установки на самых разных конструкциях, где необходим автономный источник питания. Массовое производство также позволит сделать их более доступными, что принесет пользу не только для технологий связи, но и для множества других сфер, где требуется легковесное, но эффективное энергоснабжение.

Усилия Softbank, LONGi и Fujipream нацелены на создание уникального продукта, способного улучшить связь и повысить доступность интернета в самых удаленных точках планеты. Новые солнечные панели - важный шаг на пути к тому, чтобы сделать энергоэффективные воздушные платформы реальностью, что может радикально изменить подход к телекоммуникациям на Земле.