Vai atvērtā zinātne var palīdzēt sekmēt fotoelektriskās enerģijas ražošanu?
Fotoelementu (PV) tehnoloģijai ir būtiska loma mūsu pārejā no fosilajām degvielām uz videi nekaitīgākiem enerģijas avotiem. Tā kā PV inovācijas skar dažādas vides, tostarp mājsaimniecības un rūpniecību, atgriezeniskā saite no plaša ieinteresēto pušu loka attiecībā uz izstrādi un pielietojumu varētu palīdzēt paātrināt to plašāku izmantošanu. ES atbalstītajā projektā GRECO (Fostering a Next Generation of European Photovoltaic Society through Open Science) tika īstenota izmēģinājuma projektu sērija, lai izmēģinātu to, kā atvērtās zinātnes instrumenti var palīdzēt veidot PV produktu izstrādi. “Neskatoties uz atvērtās zinātnes principiem un vispāratzītu atbildīgu pētniecību un inovāciju, kā arī to vērtības plašu atzīšanu, pastāv plaisa starp teoriju un praktisku izmantošanu enerģētikas un inženierzinātņu jomās,” skaidro projekta koordinators Karloss del Kanjizo (Carlos del Cañizo).
Izmēģinājuma projekti un produkti
Lai izprastu šķietamos šķēršļus attiecībā uz atvērtās zinātnes integrāciju, projektā GRECO darbojās PV pētnieki Brazīlijā, Bulgārijā, Vācijā, Portugālē, Spānijā un Apvienotajā Karalistē. Komanda konstatēja, ka daudzi pētnieki to neuzskatīja par savu pienākumu, savukārt citi baidījās, ka tas varētu apdraudēt viņu intelektuālo īpašumu vai bija norūpējušies par papildu darba apjomu. Projektā GRECO tika organizēti pasākumi ar vairāk nekā 100 PV ieinteresētajām pusēm — tostarp uzstādītājiem, ražotājiem, patērētāju grupām un politikas veidotājiem —, lai noteiktu pētījuma prioritātes. Šajās prioritātēs ir ietverta tehniskā un izmaksu pieejamība, augsta kvalitāte un efektivitāte, pārstrādājamība un zems piesārņojums, kā arī pielāgošana apkārtējai videi. GRECO izmēģinājuma projekti ļāva komandai izstrādāt inovācijas, kas palīdzēja pievērsties dažiem no šiem rezultātiem. Vienā no izmēģinājuma projektiem, strādājot ar PV sistēmu īpašniekiem, komanda izstrādāja novecošanas un degradācijas modeļus, kas ar video pamācību palīdzību ļāva veikt in situ remontdarbus. “Tas nes labumu aprites ekonomikai, jo samazinās atkritumu daudzums,” atzīmē projekta uzņēmējs Kanjizo no Madrides Politehniskās universitātes Spānijā. Citā projektā apūdeņošanas nodrošinātājiem, kas izmanto PV lielapjoma sistēmās, tika lūgts pārformulēt sākotnējos pētījuma jautājumus. Rezultāts bija jauns PV dizains (video spāņu valodā), ar ko darbināt sūkņus, kam nepieciešams augstspriegums un kuru izstrāde notiek turpmākajā projektā SolaQua. Lai palielinātu PV pielāgošanu pilsētu vajadzībām, projektā GRECO tika strādāts ar dažu konkrētu produktu inovācijām. Piemēram, projektā GRECO tika izmēģināta bateriju arhitektūra, kombinējot perovskīta bateriju ar silikona saules bateriju, lai izveidotu jaunu trīs termināļu ierīci. Komanda izstrādāja arī progresīvu PV moduli, kura pamatā ir īpaši efektīva mikrokoncentrācijas tehnoloģija, kuru šobrīd, papildus PV arhitektūrai, ar ko darbināt siltuma sūkņus gaisa kondicionēšanai, uzlabo projekta partneris Insolight.
Labākā atvērtās zinātnes risinājuma integrēšana
Projektā GRECO tika noteiktas labākās atvērtās zinātnes pieejas katram darba virzienam. Piemēram, tika īstenota atvērtā inovācija apūdeņošanas jomā, kurā tehnoloģiju gatavības līmenis (TGL) ir augsts. Savukārt saules bateriju tehnoloģiju jomā, kurā TGL ir zems, tika izveidota atvērtā datubāze, lai kopīgotu informāciju par perovskītu, kuras pamatā ir 44 000 publicētu literatūras datu punktu, kas savākti no 25 000 zinātniski recenzētiem rakstiem, iesaistot 80 brīvprātīgos. Projektā GRECO pat tika aizsākta amatierzinātnes iniciatīva, izveidojot lietotni un platformu, lai vāktu un kartētu datus par PV iekārtām globālā mērogā. Izmantojot šo eksperimentālo pētījumu secinājumus, tika izveidota praktiska rokasgrāmata, lai palīdzētu pētniekiem pielietot atvērtās zinātnes pieejas. “Mūsu augšupējā vīzija jau ir iedvesmojusi pētniekus, un mūsu praktiskā rokasgrāmata ir palīdzējusi viņiem īstenot pārmaiņas savas ietekmes jomās,” atzīmē Kanjizo. “Lai gan Generation Solar ir pamata līmenis, tas parāda, ko var sasniegt ar atbilstošiem resursiem,” saka Kanjizo. Viņš piebilst: “Ir nepieciešama kampaņa, kas parāda to, ka atvērtā zinātne ir abpusēji izdevīga stratēģija gan zinātnei, gan sabiedrībai. Tas nozīmē, ka pētnieku iniciatīvām ir jāmainās, galveno uzmanību pārvirzot no publikāciju citēšanas uz vairāk uz sadarbību vērstu rādītāju sistēmu, un mums ir jāpārliecina iedzīvotāji par to, ka ir pienācis laiks izbeigt uzskatīt sevi par pasīviem tehnoloģiju patērētājiem, tā vietā kļūstot par galvenajiem līdzdalībniekiem enerģētikas revolūcijā.” Projekta rezultāti, tostarp zinātniskās publikācijas, ir pieejamas tīmekļa vietnē Zenodo.
Keywords
GRECO, saules, fotoelementu, apūdeņošana, atvērtā zinātne, enerģētika