КРАТКА ИСТОРИЈА СОЛАРНИХ ПАНЕЛА

Много пре него што се 22. априла 1970. прославио први Дан Земље, стварајући свест о животној средини и подршку заштити животне средине, научници су вршили прва открића у вези са соларном енергијом. Све је почело са Едмондом Бецкуерелом, младим физичаром из Француске, који је 1839. године уочио и открио фотонапонски ефекат - процес који производи напон или електричну струју изложен светлости или зрачењу. Неколико деценија касније француски математичар Аугустин Моуцхот био је инспирисан радом физичара. Патенте за моторе са соларним погоном почео је да региструје 1860-их. Из Француске у САД, изумитељи су били инспирисани патентима математичара и већ су 1888. поднели захтеве за патенте на уређајима са соларним напајањем.

Цхарлес Фриттс је инсталирао прве соларне панеле на крову Њујорка 1884. године (љубазношћу Џона Перлина)

Лагано крените ка 1883. години када је њујоршки проналазач Цхарлес Фриттс створио прву соларну ћелију обложивши селен танким слојем злата. Фриттс је известио да је селенски модул производио струју „која је континуирана, константна и од велике силе.“ Ова ћелија је постигла стопу претварања енергије од 1 до 2 процента. Већина модерних соларних ћелија ради са ефикасношћу од 15 до 20 процената. Дакле, Фриттс је створио соларну ћелију са малим утицајем, али ипак, то је био почетак иновације фотонапонских соларних панела у Америци. Назван по италијанском физичару, хемичару и пиониру електричне енергије и струје, Алессандру Волта, фотонапонски је технички термин за претварање светлосне енергије у електричну енергију и користи се наизменично са појмом фотоелектрични.

Едвард Вестон "Апарат за коришћење сунчеве зрачења", патентиран 4. септембра 1888. (УС патент 389, 124)

Само неколико година касније 1888., проналазач Едвард Вестон добио је два патента за соларне ћелије - амерички патент 389, 124 и амерички патент 389, 425. За оба патента, Вестон је предложио, „да трансформишу енергију зрачења добијену од сунца у електричну енергију или преко електричне енергије у механичку енергију.“ Светлосна енергија је фокусирана преко сочива (ф) на соларну ћелију (а), „термопиле (електронски уређај који претвара топлотну енергију у електричну) састављен од шипки различитих метала. “Светлост загрева соларну ћелију и изазива ослобађање електрона и струјање струје. У овом случају светлост ствара топлоту, која ствара и електричну енергију; ово је тачно обрнуто начин рада жаруље са жарном нити, претварајући електричну енергију у топлоту која затим ствара светлост.

Исте године руски научник по имену Александар Столетов створио је прву соларну ћелију засновану на фотоелектричном ефекту, а то је када светлост пада на материјал и ослобађају се електрони. Овај ефекат је први приметио немачки физичар Хајнрих Херц. У свом истраживању, Хертз је открио да више снаге ствара ултраљубичасто светло него видљива светлост. Данас соларне ћелије користе фотоелектрични ефекат за претварање сунчеве светлости у снагу. 1894. амерички проналазач Мелвин Севери добио је патенте 527, 377 за „Апарат за монтирање и руковање термопиловима“ и 527, 379 за „Апарат за производњу електричне енергије сунчевом топлотом“. Оба патента су у основи ране соларне ћелије заснована на открићу фотоелектричног ефекта. Прво је генерисана „електрична енергија дејством сунчеве топлоте на термо-гомилу“ и могла је да ствара константну електричну струју током дневних и годишњих кретања сунца, што је било коме олакшало да мора да помера термопиле у складу са кретањем сунца. Други патент компаније Севери из 1889. године такође је намењен коришћењу сунчеве топлотне енергије за производњу електричне енергије за топлотну, светлосну и електричну енергију. „Термо-гомиле“, или соларне ћелије како их данас називамо, постављене су на стандард како би им се омогућило управљање у вертикалном смеру, као и на грамофону, што им је омогућило кретање у хоризонталној равни. "Комбинацијом ова два покрета, лице гомиле се може одржавати насупрот сунцу у свако доба дана и у свако доба године", пише у патенту.

Мелвин Л. Севери "Апарат за монтирање и руковање термопиловима", патентиран 9. октобра 1894. (амерички патент 527, 377)

Мелвин Л. Севери "Апарат за производњу електричне енергије соларном топлином", патентиран 9. октобра 1894. (амерички патент 527.379)

Скоро деценију касније, амерички проналазач Харри Реаган добио је патенте за термалне батерије, које су структуре које се користе за складиштење и ослобађање топлотне енергије. Термичка батерија је измишљена за сакупљање и складиштење топлоте тако што има велику масу која може да загреје и ослобађа енергију. Не складишти електричну енергију, већ „топлоту“, међутим, системи данас користе ову технологију за производњу електричне енергије конвенционалним турбинама. Реаган је 1897. године добио амерички патент 588, 177 за „примену соларне топлоте на термо батерије“. У патентним захтевима Реаган је рекао да је његов проналазак обухватио „нову конструкцију уређаја у коме се сунчеви зраци користе за загревање термо- батерије, чији је циљ да концентришу сунчеве зраке до фокуса и да имају један спој спојница термо-акумулатора у фокусу зрака, док се одговарајући уређаји за хлађење примењују на остале спојеве наведене термо-батерије. “Његов проналазак било је средство за прикупљање, складиштење и дистрибуцију соларне топлоте по потреби.

ХЦ Реаган-ова „Примјена соларне топлине на термо-батерије“, патентирана 17. августа 1897. (амерички патент 588, 177)

1913. Виллиам Цоблентз из Васхингтона, ДЦ, добио је патент 1, 077, 219 за „топлотни генератор“, уређај који је користио светлосне зраке „да би створио електричну струју таквог капацитета за обављање корисних послова.“ Такође је мислио на изум да има јефтину и јаку конструкцију. Иако овај патент није био за соларни панел, ови топлотни генератори су изумљени да претварају топлоту директно у електричну енергију или да ту енергију трансформишу у снагу за грејање и хлађење.

Цоблентз-ов „Термички генератор“, патентиран 28. октобра 1913. (амерички патент 1, 077, 219)

До 1950-их, Белл Лабораториес схватиле су да су полуводички материјали попут силицијума ефикаснији од селена. Успјели су створити соларну ћелију која је била ефикасна за 6 посто. Изумитељи Дарил Цхапин, Цалвин Фуллер и Гералд Пеарсон (приведени Националној дворани славних 2008) били су мозак иза силицијумске соларне ћелије у Белл Лабс. Иако се сматрао првим практичним уређајем за претварање соларне енергије у електричну енергију, већина људи је и даље коштала велике трошкове. Силицијумске соларне ћелије је скупо произвести, а када комбинујете више ћелија да бисте направили соларни панел, јавност је још скупља за куповину. Универзитет у Делаверу заслужан је за стварање једне од првих соларних зграда, „Солар Оне“, 1973. године. Конструкција је текла комбинацијом соларне топлотне и соларне фотонапонске енергије. Зграда није користила соларне панеле; уместо тога у кров је уграђена соларна енергија.

ДМ Цхапин и други, "Апарати за претварање соларне енергије", патентирани 5. фебруара 1957. (амерички патент 2, 780, 765)

Отприлике у то доба 1970-их појавила се енергетска криза у Сједињеним Државама. Конгрес је усвојио Закон о истраживању, развоју и демонстрацији соларне енергије из 1974. године, а савезна влада је била посвећена више него икад „да учини соларно одрживом и приступачном и пласира је на тржиште.“ Након дебија „Солар Оне“, људи су видели соларну енергију енергија као опција за њихове домове. Раст је успорен 1980-их услед пада традиционалних цена енергије. Али у наредним деценијама, савезна влада била је више укључена у истраживање и развој соларне енергије, стварајући бесповратна средства и пореске олакшице за оне који користе соларни систем. Према Удружењу индустрије соларне енергије, соларна енергија је имала просечну годишњу стопу раста од 50 процената у последњих 10 година у Сједињеним Америчким Државама, највећим делом захваљујући кредиту за порез на соларну инвестицију донесеном 2006. Инсталација соларне енергије такође је сада приступачнија због инсталације трошкови падају преко 70 одсто у последњој деценији.

То је, бар донедавно, рекло да је средство за проналажење одрживог и приступачног енергетског решења важније од стварања соларних ћелија естетски пријатним или лепим. Традиционални соларни панели на америчким крововима нису баш суптилни или пријатни за око. Понекад су гледали према комшијама и засигурно су били болови за удружења власника кућа, али користи за животну околину су велике. Па, где је равнотежа? Данас компаније теже ка бољем изгледу и напреднијој соларној технологији, као што је фотонапонски систем (БАПВ). Ова врста дискретне соларне ћелије интегрисана је у постојеће кровне плочице или керамичке и стаклене фасаде зграда.

Солус Енгинееринг, Енпулз, Гуардиан Индустриес Цорпоратион, СоларЦити Цорпоратион, Унитед Солар Системс и Тесла (након спајања са СоларЦити-ом) сви су издали патенте за соларне ћелије који су много дискретнији од традиционалних соларних панела. Сви патенти садрже фотонапонске системе, који светлост претварају у електричну енергију користећи полуводичке материјале као што је силицијум. Соларни панели и соларна технологија прешли су дуг пут, тако да су ови патентирани изуми доказ да та технологија још увек побољшава своју ефикасност и естетику.

Фотоволтаична кровна плочица компаније СоларЦити Цорпоратион, патентирана 26. јуна 2018. (амерички патент Д821, 614)

„Фотонапонски систем шиндре“ Унитед Солар Системс Цорпоратион, патентиран 1. августа 1995. (амерички патент 5, 437, 735)

"Фотонапонски системи и придружене компоненте које се користе на зградама и / или придруженим методама компаније Гуардиан Индустриес Цорп." патентирали су 1. децембра 2015. (амерички патент 9, 202, 958)

„Буилдинг Буилдинг интегрисани фотонапонски систем за кровне кровове корпорације“ СоларЦити Цорпоратион, патентиран 8. маја 2018. (амерички патент 9, 966, 898)