Исследователь Дан-Би Ум из Корейского морского института представил оригинальную конструкцию солнечных панелей в форме деревьев, которая способна производить электроэнергию, не нанося вреда лесам. Такая концепция призвана стать альтернативой традиционным солнечным электростанциям, для которых часто вырубаются большие площади леса, что негативно сказывается на экосистемах.
Об этом сообщает ProIT
Преимущества солнечных деревьев для сохранения природы
Традиционные солнечные панели обычно размещают на открытых пространствах, где для их установки необходимо уничтожать растительность. Вместо этого новые солнечные деревья имеют вертикальную конструкцию, а ячейки фотоэлементов расположены подобно листьям на ветвях. Это позволяет размещать их непосредственно в лесных массивах, не вырубая деревья. Солнечный свет продолжает проникать в подлесок, а электроэнергия накапливается в верхних элементах.
«Линейное расположение этих структур обеспечивает отличную энергоемкость по сравнению с обычными стационарными панелями, сохраняя при этом существующий лесной покров», — объясняют авторы исследования.
Моделирование на основе спутниковых снимков показало: внедрение солнечных деревьев позволяет сохранить до 99% леса, тогда как традиционные плоские панели оставляют лишь 2% лесного покрова. В Южной Корее, где стоимость земли одна из самых высоких в мире, вырубка лесов для солнечных электростанций возросла с 529 гектаров в 2016 году до 2 443 гектаров в 2018 году. Подобные тенденции наблюдаются и в других странах — от Амазонии до Аппалачей.
Экологические и городские преимущества новой технологии
Солнечные деревья можно устанавливать вдоль пешеходных троп или по краям леса с интервалом в 20 метров. Исследование демонстрирует, что 63 таких дерева с эффективными солнечными панелями способны генерировать электроэнергию на уровне обычной электростанции мощностью 1 мегават без вреда для леса. В городских условиях подобные конструкции не только производят электроэнергию, но и создают тень. Некоторые модели оборудованы портами для зарядки электромобилей и беспроводными зарядными лавками, а также обеспечивают охлаждающий эффект в зонах «островов тепла».
В мире уже появились прототипы солнечных деревьев, в частности в Южной Корее рядом с Национальной ассамблеей и в Индии, где CSIR-CMERI создала самое большое солнечное дерево, производящее 11 500 киловатт-часов электроэнергии в год. В то же время большинство предыдущих исследований фокусировались на отдельных модулях, а не на сравнении целых массивов солнечных деревьев с традиционными солнечными фермами.
Стоимость установки новых систем пока что выше, а производством специальных панелей для деревьев занимается немного компаний. Эффективность может снижаться из-за затенения между ветвями, но инженеры уже работают над решением этой проблемы, внедряя винтовые или вертикальные конструкции, похожие на подсолнухи. Ученые считают, что для массового внедрения инновации необходима поддержка со стороны международных фондов и государственных программ.
Исследование опубликовано в журнале Scientific Reports.
Самая большая в мире солнечная электростанция-дерево CSIR-CMERI в Индии/CSIR-CMERI