…Но глобальная перестройка энергетики этой страны в итоге не оставила выбора, и, о чудо, местным специалистам частично удалось обратить суровый климат себе на пользу.
Казалось бы, с учётом географии этой страны, стоило бы застраивать солнечными батареями Рюкю — места много более южные, бесснежные и получающие в полтора раз больше солнечной энергии за год, чем самый северный японский остров. Но, как мы уже писали, в Японии никто не ищет лёгких путей, оттого, собственно, их и не находится.
Чтобы обуздать «снеговой фактор», хоккайдские энергетики с самого начала решили наклонить солнечные батареи покруче, на 40°, что, с одной стороны, снижает выработку энергии летом, а с другой — повышает зимой, когда в ней больше всего нужда. А самое главное — это позволяет снегу просто соскальзывать, без необходимости заделывать силиконовым герметиком швы между панелями.
Но на небольшой гелиоЭС «Асахикава Хокуто» мощностью 1,25 МВт, запущенной в ноябре 2013 года, пошли дальше и попробовали обратить снег из врага солнечной энергетики в друга. Для этого, впервые для крупных электростанций такого рода, были использованы двусторонние фотоэлементы, у которых вместо непрозрачного подстилающего пластика с обратной стороны находится прозрачный слой, благодаря чему солнечный свет, отражённый от снега, окружающего батарею, частично используется ею не с лицевой, а с задней стороны.
При этом общую толщину кремниевого слоя увеличивать нет нужды, что и позволяет производителю фотоэлементов, японской компании PVG Solutions, не задирать цены выше обычных.
Какова эффективность подобного решения? Обычно серийные однослойные кремниевые фотоэлементы дают КПД порядка 15–16%. А двусторонние солнечные батареи показали в эту зиму 18% — в период, когда поверхность под ними была покрыта снегом, и 16–17% в бесснежные дни, когда количество света, отражавшегося от поверхности под фотоэлементами, падало. Хотя цифры кажутся пустячными, стоит учесть, что общие мощности солнечной энергетики по всему миру сейчас существенно превышают 100 ГВт, и подобная оптимизация на 6–10% в странах с бореальным климатом (где вопреки экономической логике вводят в строй основную часть солнечных батарей) резко подняла бы их отдачу зимой без необходимости применения дорогих многослойных систем.
Важно и то, что подобный двусторонний формфактор можно реализовать не только для кремния, но и практически для любого другого вида полупроводниковых материалов: достаточно сделать покрытие задней части батареи прозрачным.
Как говорят специалисты «Асахикава Хокуто», результаты эксплуатации двусторонних фотоэлементов наводят их на мысль о целесообразности нанесения некоего недорогого белого покрытия из сравнительно гидрофобного, малопачкающегося материала, что обеспечивало бы повышение КПД солнечных батарей не только зимой, но и на протяжении всего года. После таяния снега гелиоэнергетики намерены провести эксперименты на эту тему, которые могут стать весьма ценным опытом для солнечной отрасли едва ли не любой страны со снежным климатом.