Океанът с огромните си тайни, скрити в дълбините му, отдавна е завладял човешкото любопитство. От древните карти, украсени с дракони и морски чудовища, до съвременните технологии, ние сме постигнали ограничен напредък в разкриването на тайните на сините дълбини. Въпреки технологичния напредък до момента са картографирани само около пет процента от световния океан.
Макар че морските технологии, като например енергията на вълните и приливите и отливите, са обещаващи, те често зависят от местоположението и не са преносими. Изключение прави преобразуването на топлинната енергия в океана (OTEC), при което се използват температурните градиенти между повърхността на морето и по-дълбоките води.
Въпреки това зависимостта на OTEC от специфични модели на гмуркане и ограничената му пригодност за тропически и субтропически региони възпрепятстват приложението му за стационарни подводни устройства.
Слънчевата енергия, от друга страна, предлага повсеместен и мощен източник на енергия, дори под повърхността на океана. Слънчевата светлина, особено в зелено-синия спектър, може да проникне във водите на дълбочина до 50 метра, осигурявайки достатъчно енергия за работа на основни уреди.
Изследователите от Ню Йоркския университет “Тандон” проучиха потенциала на слънчевите клетки за подводни приложения, като изтъкнаха успешните им реализации за захранване на безпилотни летателни апарати и комуникационни устройства и същевременно разгледаха пречките.
Едно от основните предизвикателства се крие в конструкцията на съществуващите силициеви соларни технологии, които не са подходящи за подводна среда. Освен влагата и съдържанието на сол, които са вредни за електрониката като цяло, силициевите соларни клетки са оптимизирани да абсорбират червена и инфрачервена светлина, които не проникват ефективно през водата.
Алтернативни технологии като галиево-индиев фосфид (GaInP) и кадмиев телурид (CdTe) показват по-висока ефективност и потенциал за оптимизация в океански условия. Разглеждат се и соларни клетки от следващо поколение, като органични и перовскитни соларни клетки (OSC и PSC).
Друг критичен проблем, с който се сблъскват подводните соларни клетки, е биологичното замърсяване – постепенното натрупване на органични вещества, включително микроорганизми и растения, върху клетките. Това натрупване възпрепятства достъпа на светлина, което пречи на фотоволтаичния процес и на ефективността.
Освен това то влияе на самите потопени превозни средства, като увеличава теглото им и създава хидродинамично съпротивление. Предишни експерименти показаха, че само след 30 дни под вода биологичните налепи покриват над 50 % от повърхността, което сериозно затруднява работата на слънчевите клетки.
