Když přemýšlíme o celosvětovém závodě o energetickou přeměnu, často si představujeme Spojené státy jako lídra v oblasti solární kapacity. Japonsko však nedávno učinilo odvážný krok vpřed s převratnou inovací: fotovoltaickými koulemi.
Tradiční konstrukce solárních panelů byla vždy plochá, což je standard, který až dosud zůstal v podstatě nezpochybněn. Důvodem této konstrukce je především výrobní jednoduchost a nákladová efektivita. Shuji Nakata, vizionářský inženýr ze společnosti Kyosemi, však tuto normu zpochybnil. Uvědomil si, že zatímco Slunce se pohybuje po obloze, ploché panely mají omezenou schopnost zachytit sluneční světlo z různých úhlů.
V laboratorních podmínkách jsou zdroje světla pevné, ale v reálném světě přichází sluneční světlo z různých úhlů v průběhu dne i roku. Toto zjištění vedlo Nakatu k myšlence sférických solárních mikročlánků, které jsou schopny zachytit světlo ze všech směrů a maximalizovat tak absorpci energie.
Zrod fotovoltaických koulí
Cesta k vývoji těchto koulí začala v 80. letech minulého století na japonském ostrově Hokkaidó. Společnost Kyosemi, která chtěla rozšířit své aktivity, navázala spolupráci s Japan Microgravity Center (JAMIC) v Kamisunagawě. V rámci této spolupráce byla využita vertikální šachta bývalého uhelného dolu k provádění experimentů v mikrogravitaci, které jsou pro formování křemíkových koulí klíčové .
Spuštěním roztavených křemíkových kapslí do 490 metrů dlouhé šachty umožnila dočasná absence gravitace ztuhnutí materiálu do dokonalých koulí. Tento inovativní postup překonal problém vytváření P-N spojů na zakřivených plochách, což ploché panely nevyžadují.
Praktické aplikace a tržní potenciál
V roce 1998 společnost Kyosemi založila vlastní laboratoř pro mikrogravitaci a v roce 2004 se zrodila značka Sphelar. Zpočátku byl trh opatrný a nebyl si jistý praktickým využitím koulí. Brzy se však ukázala jejich všestrannost. Články Sphelar lze integrovat do oken, oděvů, batohů, mobilních zařízení, elektromobilů, a dokonce i do zakřivených povrchů budov. Předčí ploché panely při slabém osvětlení, v částečném stínu a ve vnitřním prostředí, a nabízejí tak významnou výhodu v různých prostředích.
Tyto koule představují významný pokrok v solární technologii, který může změnit městskou krajinu i osobní zařízení. Díky své schopnosti zachycovat rozptýlené a odražené světlo jsou ideální pro prostředí, kde tradiční panely nedostačují.
Budoucnost solární energie
Vzhledem k tomu, že svět hledá udržitelná energetická řešení, jsou inovace, jako jsou fotovoltaické koule, klíčové. Nabízejí pohled do budoucnosti, kdy bude solární energie dostupnější a účinnější, a připraví tak cestu pro ekologičtější města a technologie šetrnější k životnímu prostředí.
Přestože stále přetrvávají problémy, jako je například rozšíření výroby a snížení nákladů, potenciální dopad těchto koulí je nepopiratelný. Vzhledem k tomu, že do obnovitelných zdrojů energie investuje stále více průmyslových odvětví a vlád, mohly by technologie jako Sphelar hrát klíčovou roli při dosahování globálních energetických cílů.