Несмотря на то, что Австралия является очень солнечной страной, она все еще отстает в гонке за солнечной энергией. В то время как солнечные батареи украшают сотни тысяч крыш по всей стране, мы еще не видели логического следующего шага: здания с солнечными фотоэлектрическими элементами в качестве неотъемлемой части их структуры.

Наша лаборатория надеется это изменить. Мы разработали солнечную черепицу с солнечными элементами, интегрированными на их поверхность с помощью специально разработанного клея. Сейчас мы проверяем, как они работают в суровых условиях Австралии.

Наши предварительные результаты испытаний показывают, что наша солнечная черепица может вырабатывать на 19% больше электроэнергии, чем обычные солнечные панели. Это происходит потому, что плитка может поглощать тепловую энергию более эффективно, чем солнечные панели. А это означает, что поверхность плитки нагревается медленнее при постоянном солнечном свете, это позволяет солнечным элементам больше времени работать при более низких температурах.

Солнечная черепица на крыше

Выбросы парниковых газов в Австралии продолжают расти, что затрудняет выполнение ее обязательств по Парижскому соглашению.

Во всем мире на долю коммерческих и жилых зданий приходится около 40% потребления энергии. Поэтому другие страны упорно стремятся сократить свои выбросы парниковых газов за счет повышения энергоэффективности зданий. Европейский Союз, например, обязался сделать все крупные здания углеродно-нейтральными к 2050 году. И Европа, и Соединенные Штаты работают над строительством зданий из материалов, которые могут использовать солнечную энергию.

Здесь, в Австралии, на здания приходится лишь около 20% потребления энергии, а это означает, что общее сокращение выбросов, предлагаемое за счет повышения эффективности, меньше.

Это не значит, что мы не должны идти на это, особенно учитывая количество доступного солнечного света. Тем не менее, по сравнению с другими странами, Австралия является новичком, когда речь заходит о солнечных умных строительных материалах.

Принимая температуру Австралии

В недавнем обзоре, опубликованном в журнале Solar Energy, мы выявили и обсудили проблемы, препятствующие внедрению солнечных электростанций — известных как «интегрированные в здания фотоэлектрические системы», или BIPV-здесь, в Австралии.

Согласно исследованиям, которые мы рассмотрели, большая часть страха перед принятием этих технологий сводится к простому отсутствию понимания. Среди выявленных нами факторов были: неверные представления о первоначальной стоимости и сроках окупаемости; отсутствие знаний о технологии; беспокойство по поводу будущих изменений микроклимата зданий; и даже пропаганда против изменения климата и возобновляемых источников энергии.

Подробнее: являются ли солнечные панели покупкой среднего класса? Данный опрос говорит «Да».

Во всем мире на долю систем BIPV приходится всего 2,5% рынка солнечной фото электрики (и практически ноль в Австралии). Но по прогнозам, к 2022 году этот показатель вырастет до 13% во всем мире.

Разработка новых технологий BIPV, таких, как солнечная черепица и солнечные фасады, позволит не только сократить выбросы парниковых газов, но и откроет огромный потенциал для бизнеса и экономики.

Согласно национальному опросу, австралийские домовладельцы по-прежнему гораздо более комфортно себя чувствуют с солнечными панелями на крыше, чем с другими системами, такими как наземные.

Поэтому, по нашему мнению, вполне логично, что если мы хотим повысить эффективность систем BIPV в Австралии, то наша солнечная черепица-идеальное место для начала работы. Наши плитки имеют ряд преимуществ, таких как низкие эксплуатационные расходы, привлекательный внешний вид, простота замены и отсутствие дополнительной нагрузки на крышу по сравнению с обычными крышными солнечными батареями.

Предстоящие задачи

Тем не менее, основными проблемами для этой технологии являются нынешняя высокая стоимость, низкая осведомленность потребителей и отсутствие промышленного производственного процесса. Мы сделали наши плитки с помощью установки 3D-печати в Университете Западного Сиднея, которая может быть присоединена к существующей машине для производства плитки с незначительными изменениями.

Текущая стоимость установки коммерческих солнечных плиток может достигать 600 долларов за квадратный метр, включая инвертор.

Более того, у нас мало информации о том, как черепица будет работать в долгосрочной перспективе, и нет данных о том, повлияет ли солнечная черепица на условия внутри здания. Вполне возможно, что плитка могла бы повысить температуру внутри, тем самым увеличив потребность в кондиционировании воздуха.

Чтобы ответить на эти вопросы, мы проводим полный анализ затрат на жизненный цикл наших солнечных плиток, а также работаем над способами снижения стоимости. Наша цель-снизить стоимость до 250 долларов за квадратный метр или даже меньше, включая инвертор. Такие цены, как мы надеемся, дадут австралийским домовладельцам возможность использовать солнечную энергию в структуре своего дома.