Солнечная энергия, по сути, использовалась людьми всегда — ведь мы же едим то, что выросло под солнцем. Считается, что солнечную энергию люди стали «приручать» еще в VII веке до н. э., когда научились собирать солнечный свет для зажигания огня с помощью увеличительных стекол. Позднее, в III веке до н. э., греки и римляне, как известно, тоже использовали солнечную энергию ― они зажигали с помощью зеркал факелы для религиозных обрядов. Эти зеркала стали общеизвестным инструментом, называемым «горящими зеркалами».
Не будем останавливаться на известной легенде о том, как Архимед сжег неприятельский флот. Хотя это тоже было искусственное использование солнечной энергии.
В XXI в. актуален другой вопрос: как лучше преобразовать солнечную энергию в электрическую?
Солнечный свет преобразуют в электричество с помощью фотоэлектрических солнечных панелей, которые представляют собой тонкие кремниевые пластины. Разработка первой солнечной панели была итеративной — велась на основе собрания идей и технологий нескольких ученых. Конечно, до сих пор продолжаются споры о том, когда именно она была создана и кто изобрел ее первым.
История современной солнечной энергетики берет начало в 1839 г., когда французский физик Александр Эдмон Беккерель открыл фотоэлектрический эффект. Он провел серию опытов и увидел, что некоторые материалы под воздействием солнечного света производят электрический ток.
В 1860-х гг. французский изобретатель Огюст Мушо экспериментировал с созданием парового двигателя на солнечной энергии и в результате получил первый параболический солнечный коллектор. Ученый вместе со своим помощником Абелем Пифре сумел создать такой двигатель, но в тот период стоимость энергии, получаемой из ископаемого топлива, во Франции стремительно подешевела, и интерес к использованию солнечной энергии исчез.
В 1873 г. Уиллоуби Смит обнаружил фотопроводимость селена. Это открытие в 1876 г. позволило Уильяму Гриллс Адамсу и Ричарду Эвансу понять, что при воздействии света селен производит электричество. После этого в 1883 г. американский изобретатель Чарльз Фриттс создал первый солнечный элемент.
Реальный скачок в области инноваций касательно производства солнечной энергии произошел в 1954 г., когда Дэрил Чапин, Калвин Саутер Фуллер и Джеральд Пирсон пришли с фотоэлементом из кремния в исследовательский центр «Bell Labs». Ячейка этого фотоэлемента была способна преобразовывать солнечную энергию с такой скоростью, которая сделала его использование выгодным. Первая ячейка работала с КПД 4 %. В 1958 г. фотоэлектрические системы были успешно использованы в спутниках.
В 1970-х Эллиот Берман совместно с крупной частной нефтяной компанией «Exxon Mobil Corporation» разработал недорогие солнечные батареи. В результате цена солнечной энергии снизилась со 100 долларов до 20 за 1 Ватт. Компания «Exxon» использовала солнечные панели на морских нефтяных и газовых буровых установках.
В 1980―2000-е годы ученые продолжали совершенствовать солнечные панели, делая их более энергоэффективными и дешевыми. Это позволило предприятиям и частным лицам использовать солнечные системы для покрытия собственных энергетических потребностей по доступной цене. Рынок солнечных панелей для жилых домов продолжает расти, и в ближайшей перспективе это делает альтернативную солнечную энергию доступным выбором для многих.
Подобные технологии использовались и для космических полетов: солнечная энергия применялась для питания спутников. В 1958 г. спутник «Vanguard I» использовал крошечную одноэлементную панель для питания своих радиоприемников. В том же году «Vanguard II», «Explorer III» и «Sputnik-3» были запущены с технологией «PV» на борту. В 1964 г. НАСА отвечало за запуск первого космического аппарата «Nimbus» — спутника, способного работать только на солнечной батарее мощностью 470 Вт. В 1966 г. НАСА запустило первую в мире орбитальную астрономическую обсерваторию, работающую на солнечном массиве 1 кВТ.
В 1973 г. Делавэрский университет построил первое «солнечное» здание под названием «Солнечная энергия». Система работала на гибридных источниках солнечной тепловой и фотоэлектрической энергии. Это также был первый случай создания фотоэлектрических систем, интегрированных в здание (BIPV), — солнечная батарея была встроена в крышу.
В 1957―1960-х гг. компания «Hoffman Electronics» произвела прорыв в повышении эффективности фотогальванических элементов, улучшив их КПД с 8 % до 14 %.
Следующее крупное достижение датировано 1985 г., когда в Университете Южного Уэльса КПД кремниевых ячеек достиг 20 %.
В 1999 г. Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии начала сотрудничество с «SpectroLab Inc.» для создания солнечного элемента с КПД 33,3 %. Университет Южного Уэльса снова побил этот рекорд в 2016 г., когда исследователи достигли эффективности 34,5 %.
В 1981 г. Пол МакКриди построил «Solar Challenger» ― первый самолет, который работал на солнечной энергии, ― и перелетел из Франции в Великобританию через Ла-Манш.
В 1998 г. дистанционно управляемый солнечный самолет «Pathfinder» поднялся на высоту 24,384 км.
В 2016 г. Бертран Пиккар завершил первый полет с нулевым уровнем выбросов на «Solar Impulse 2» ― самом большом и мощном самолете, работающем на солнечной энергии.
В 1979 г. президент Джимми Картер установил солнечные батареи в Белом доме. В 1981 г. президент Рональд Рейган приказал снять солнечные панели с Белого дома. В 2010 г. президент Барак Обама во время своего первого президентского срока вернул солнечные батареи и установил в Белом доме солнечный водонагреватель.
Цены на солнечные панели за последние несколько десятилетий значительно снизились. В 1956 г. солнечные панели стоили примерно 300 долларов за 1 ватт. Сегодня солнечная панель может стоить и 50 центов за 1 ватт.
Резкое падение стоимости солнечной энергии в значительной степени обуславливает растущую популярность солнечных панелей как надежного источника энергии в современном мире. Сторонники солнечной энергетики утверждают, что количество солнечного излучения, достигающего поверхности Земли каждый год, могло бы легко обеспечить все потребности в энергии.
Главная 
