אנרגיה סולרית תספק כוח לאינטרנט של הדברים

בזמן שאנרגיה סולרית חיצונית נעשית מקור מרכזי לאנרגיה מתחדשת בעולם, מהפכה נוספת מתרחשת, הפעם בתוך מבנים. סולר פנימי, טכנולוגיה חדשנית שנועדה לנצל את האור במקומות סגורים, נעשה כלי הכרחי להטענת חיישנים ובקרים של מכשירי IoT (אינטרנט של הדברים) במשרדים ובבתים.

עד שנת 2030 צפויים להיות חמישה מיליארד מכשירי IoT סלולריים בעולם. מספר זה עשוי להגיע ל-200 מיליארד בשנים שלאחר מכן. רובם המכריע יפעל בתוך מבנים. עם זאת שימוש בסוללות חד-פעמיות או נטענות אינו מתאים להיקף ולצרכים הגוברים של רשתות IoT. "אנחנו מצפים לראות חיישנים מפוזרים בכל מקום, כ-70% מהם בתוך מבנים", אומרת פרופ' מרינה פרייטג מאוניברסיטת ניוקאסל בבריטניה. לדבריה, רשת זו נועדה לשפר את הקיימות והיעילות האנרגטית, אך מצריכה פתרון הפעלה בר-קיימה.

האור במבנים פנימיים חלש בהרבה מאור חיצוני. אדם היושב ליד מנורה יקבל כ-200 לוקס, ואילו אור שמש ישיר מספק כ-100,000 לוקס. מרבית האור במבנים הוא באורך גל נראה, לעומת אור חיצוני שכולל גם קרינה אולטרה-סגולה ואינפרה-אדומה. בשל כך הטכנולוגיה הקיימת, כגון פנלים סולריים מסיליקון, אינה יעילה בסביבה פנימית.

כדי להתמודד עם אתגר זה, חוקרים מפתחים חומרים מתקדמים כגון תאים רגישים לצבע, פוטו-וולטאיים אורגניים ותאי פרובסקיט. כל אחד מהפתרונות מותאם לסביבה פנימית עם אור חלש ומספק יעילות גבוהה יותר בתנאים אלו.

תאים רגישים לצבע פותחו לראשונה בתחילת שנות ה-90 וממשיכים להשתפר. הם פועלים על ידי קליטת פוטונים באלקטרודות מצופות בצבע ואוקסיד מתכתי, שממיר את האור לזרם חשמלי. תאים אלו יכולים להיות מותאמים לסוגי אור ספציפיים ומספקים כיום יעילות של עד 40% בתנאי אור פנימי. חברות כגון Exeger משוודיה ו-Ambient Photonics מארצות הברית כבר משלבות את הטכנולוגיה הזו במוצרים כגון שלטים רחוקים ומכשירי IoT ביתיים.

תאים סולריים אורגניים המבוססים על חומרים פלסטיים מוליכים, מספקים גמישות פיזית ועלות ייצור נמוכה. הם עשויים להיות מיוצרים בתהליך גלגול-לגלגול, והדבר הופך אותם לאידיאליים לייצור המוני. חברות כגון Epishine השוודית מפתחות תאים סולריים אלו לשימוש במכשירי IoT, וחברת Dracula Technologies בצרפת משתמשת בטכניקות הדפסה ירוקות לייצור תאים דקיקים במיוחד.

לתאי פרובסקיט בעלי מבנה גבישי ייחודי, יתרונות בסביבות פנימיות. הם יכולים להיות מותאמים לספק יעילות גבוהה של קליטת אור וניצולו. לדוגמה, חברת Oxford PV הבריטית מפתחת תאים שמשלבים פרובסקיט וסיליקון ומספקים יעילות של יותר מ-30%.

למרות הפוטנציאל הרב, ישנן גם מחלוקות, בעיקר סביב השימוש בעופרת בתאים אלו. עם זאת רבים מאמינים כי כמויות העופרת בתאים זעירות ומוגנות, לפיכך הסיכון לצרכנים מינימלי.

אחד ההיבטים החשובים של טכנולוגיות סולריות פנימיות הוא האינטגרציה שלהן במוצרים יומיומיים. חברות כגון Exeger מייצרות תאים סולריים גמישים שאפשר לשלב בעיצובים כגון תיקים, שולחנות ואפילו בגדים. כך התאים אינם רק טכנולוגיה אלא גם חלק מעיצוב אסתטי.

מוצרים כגון חיישני איכות אוויר, מכשירי IoT ואפילו רהיטים חכמים כבר משלבים סולר פנימי. חברות כגון Ricoh ו-Epishine מדגימות את הפוטנציאל של טכנולוגיה זו לשנות את הדרך שבה אנו צורכים אנרגיה בתוך מבנים.

הביקוש לאנרגיה סולרית פנימית צפוי לגדול בהרבה בשנים הקרובות. פרופ' פרייטג מסכמת: "כשדיברתי על סולר פנימי לפני חמש שנים, אנשים חשבו שאני משוגעת. היום יותר חוקרים וחברות מבינים את הפוטנציאל העצום של הטכנולוגיה הזו."