Олег Манчулянцев - Как вырастить компанию на миллиард. Прописные истины венчурного бизнеса
Тем не менее в 1955 году на рынок выпущены первые коммерческие фотоэлементы с КПД всего 2 %, мощностью всего 14 мВт и стоимостью 1500 $/Вт.
Битвы за космос
Следующий толчок в развитии солнечных технологий дало освоение космоса. Космические аппараты необходимо было как-то питать. Использование ядерных источников сулило возможные негативные последствия, производить дозаправку на тот момент не умели, да и сейчас это стоит значительных денег. Необходимо было учиться использовать энергию Солнца.
В 1958 году США запускает «Vanguard I» – первый спутник с питанием от солнечных батарей. Советский Союз включается в гонку и 15 мая 1958 г. запускает свой спутник с питанием от фотоэлементов. И сразу же появляется первый позитивный результат гонки технологий – КПД увеличен до 9 %!
В 1959 году КПД уже возрос до 10 %! На земле научились передавать фотоэлектричество в электросеть, а в космос запущен уже второй спутник.
В 1960 году КПД кремниевых элементов начало приближаться к коммерчески выгодному порогу – 14 %.
В 1968 году США запускают в космос первый спутник с фотоэлементами на селениде кадмия (CdS).
В 1970 году Советский Союз отвечает запуском «Лунохода-1» с фотоэлементами на базе арсенида галлия (GaAs). Это стало возможным благодаря Жоресу Алферову, который создал солнечные элементы на арсениде галлия методом послойного напыления веществ величиной в один атом.
В 1973 году Советский Союз выводит в космос пилотируемую орбитальную станцию «Салют» с огромными крыльями солнечных батарей. Успешная и эффективная работа солнечных батарей и основанных на их использовании систем энергообеспечения позволила Советскому Союзу организовать постоянную работу орбитальных станций «Мир». КПД фотоэлементов достигает 17 %.
Однако успехи космических госпрограмм никак не отражаются на использовании фотоэлементов на земле. Стоимость батарей высокая, срок службы низки, производить электроэнергию по-прежнему дорого.
Битвы за землю
Не было бы счастья, да несчастье помогло. Нефтяное эмбарго со стороны арабских стран повысило стоимость нефти в несколько раз и пробудило интерес к альтернативным источникам энергии.
В 1981–1983 годах фотовольтаика выходит за пределы космоса и находит применение на земле. Кроме фотоэлементов на крышах, устанавливаются солнечные батареи в Африке для трансляции обучающих программ по телевидению, в Саудовской Аравии запускают опреснительные установки, в Тунисе строят ирригационные насосные станции с питанием от солнечных батарей. Объем производства за 5 лет вырастает в 20 раз до 20 МВт. Стоимость ватта снижается до 12,26 $/Вт. Объем рынка составляет уже значимые 250 млн долларов.
В период с 1985 по 1990 год наиболее актуальной задачей является снижение стоимости ватта установленной мощности. Во многих институтах начинаются исследования над созданием одно– и многослойных тонких пленок. Так рождается второе поколение солнечных элементов на базе кадмий-теллура (CdTe), халькопиритов (CIS, CIGS) и уже упоминавшегося арсенида галлия (GaAs).
В 1991 году швейцарский ученый Михаэль Гретцель заявляет о 9 % КПД на органических солнечных элементах – и открывает третье поколение фотоэлементов.
В 1996 году First Solar начинает работы над коммерческим производством фотоэлементов на теллуриде кадмия (CdTe), которое через десять лет выйдет на рекордную стоимостью ватта в 1,47 $/Вт.
В 2001 году Aртур Нозик открывает эффект мультиэмиссии электронов и предлагает концепты солнечных элементов на квантовых точках.
В 2005 году Валентин Самойлов, Игорь Проценко и Олег Займи дорога, ученые Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) г. Дубна, заявляют о создании солнечного элемента, позволяющего конвертировать инфракрасное излучение и работать даже ночью.
В 2007 году Мартин Грин с коллегами увеличивают КПД кремниевого солнечного элемента в инфракрасном диапазоне на 33 % с помощью наночастиц серебра.
В 2008 году цены на нефть взлетают до $150 за баррель и помогают стоимости электроэнергии от солнечных батарей в Калифорнии сравняться со стоимостью электроэнергии в сети. Паритет достигнут. Стало выгодным переходить на собственное энергообеспечение. С момента открытия фотоэффекта прошло 170 лет.
Существуют ли законы для изобретений?
Можно ли было пройти путь разработки фотоэлементов не за 170 лет, а короче? Нет ли каких-нибудь универсальных законов создания изобретений? Вот было бы классно с их помощью ускорить прогресс!
А если законы создания изобретений существуют, то где бы их можно было искать? Где бы они могли находиться?
Может быть, в древних книгах? Ведь там много историй про создателей нашего мира. Но в древних книгах не было ответа.
В Академии наук? Ведь там находятся труды величайших ученых – лорда Кельвина, Луи Пастера, Ломоносова. К сожалению, среди стопок томов с законами физики, химии, астрономии не нашлось места законам создания технологий и изобретений.
Что же делать? Где искать? Может их вообще не существует?
Многие приходили к этому выводу и опускали руки. Но не Генрих Саулович Альтшуллер. Он выбрал другое место – патентное ведомство. И решительно направился туда. Если где и могли находиться такие законы, то только там. Вдумайтесь только, там находятся десятки, сотни и тысячи тысяч правильных ответов на поставленную задачу!
Анализируя патенты, Генрих Саулович заметил, что в разных патентах из разных областей используются похожие приемы. Например, телевизор со встроенным DVD, тройной стеклопакет и шампунь с кондиционером похожи тем, что содержат два, а то и три в одном. А что общего в гидроусилителе руля и пульте дистанционного управления? Желание, чтоб было легче и удобнее управлять. А что объединяет огурчики в банках и качественные фотографии? Чем мельче огурчики и чем меньше на фотографиях размер точки, тем лучше они продаются.
Это очередная попытка создать «теорию всего», сомневались скептики. Даже Эйнштейн не смог объять необъятное, куда уж остальным! Но Генрих Саулович упорно шел к своей цели.
В результате Альтшуллер сформулировал два закона развития технических систем:
1. Развитие технических систем идет в направлении увеличения управляемости.
2. Развитие современных технических систем идет в направлении увеличения степени дробления (дисперсности) рабочих органов.
Хорошо проведенный анализ существующих изобретений – дело нехитрое, не унимались скептики. Найти похожие решения и объяснить, что они родственники? Да это просто статистика! Если взять два больших города, в них всегда найдутся два одинаковых человека, и даже фамилии у них могут быть одинаковыми! Так что не факт, что знание законов развития технических систем поможет в создании новых изобретений. Тем более новых мощных изобретений.
