Солнечная подводная лодка? Космические технологии в толще океанских вод

Солнечная энергетика развивается семимильными шагами. Такие страны, как Германия, ставят солнечные рекорды промышленного производства энергии солнечными панелями. Солнечные автомобили соревнуются в скорости и дальности пробега, солнечные самолеты летают по ночам, а солнечная яхта совершила кругосветное путешествие.

Что еще можно придумать, ради демонстрации возможностей солнечных технологий? Как насчет солнечной подводной лодки? Не «Yellow Submarine» из песни Beatles, и не «Золотой рыбки», которую швейцарская компания BKW обещала продемонстрировать в этом году, а настоящей подводки с солнечными панелями в качестве источника энергии. Миф? Пока да, однако «мы рождены, чтоб сказку сделать былью»…

Как часто бывает, застрельщиками новой технологии выступают военные. Пока речь не идет о боевых кораблях. Ученые из Военно-морской исследовательской лаборатории отдела электронной науки и технологии (Naval Research Laboratory, Electronics Science and Technology Division) американского флота исследуют возможности использования солнечных панелей на глубине.

Военные ученые решают прикладную задачу обеспечения работоспособности автономного навигационного и другого военного оборудования в морских глубинах. Не секрет, что Соединенные Штаты обладают достаточно развитой системой подводного слежения на подступах к своим берегам. Множество различных гидроакустических датчиков, детекторов, буев и прочих образцов военного оборудования требует постоянной замены источников питания, что накладно и неудобно.

Казалось бы, работа солнечных панелей под океанскими волнами невозможна, учитывая, что солнечный свет рассеивается и поглощается водой. Однако на деле оказалось совершенно не так.

Как рассказывает Филлип Дженкинс (Phillip Jenkins), руководитель Секции детекторов лаборатории: «Использование подводных автономных систем с целью получения ситуационной информации и долгосрочного мониторинга окружающей среды постоянно расширяется. Хотя вода поглощает солнечный свет, техническая задача состоит в разработке солнечных элементов, которые смогли бы эффективно преобразовывать имеющиеся фотоны в электричество».

Определенный успех был достигнут флотскими учеными в использовании кристаллических кремниевых панелей и панелей из аморфного кремния. Однако проблема состоит не только в том, что под водой снижается интенсивность света. Изменяется также и его спектральный состав. Исследования показали, что необходимой степени эффективности фотоэлектрических преобразователей все же можно достичь и в этих условиях.

Выяснилось, что наиболее подходящий материал для солнечных ячеек фосфид индия галлия (GaInP). Ячейки из него проявили наивысшую эффективность в диапазоне волн видимого света от 400 до 700 нанометров и у них очень малое значение темнового тока. Солнечные панели на основе фосфида индия галлия широко используются в космической технике.

Исследователи US Navy установили, что на максимальной глубине 9,1 метра, один квадратный метр солнечных ячеек из фосфида индия галлия может производить до 7 Вт электроэнергии. Полученных цифр достаточно, чтобы сделать вывод о жизнеспособности новой технологии.

Источник: facepla.net