Czy otwarta nauka może pomóc stworzyć pokolenie twórców technologii fotowoltaicznych?
Technologia fotowoltaiczna odgrywa istotną rolę w przechodzeniu z paliw kopalnych na bardziej przyjazne dla środowiska źródła energii. Z racji tego, że innowacyjne rozwiązania fotowoltaiczne znajdują zastosowanie w wielu obszarach – od budynków mieszkalnych po przemysł – przekazywane przez różnych interesariuszy opinie o ich formie i wdrożeniu mogą przyspieszyć ich upowszechnienie. Zespół wspieranego przez UE projektu GRECO (Fostering a Next Generation of European Photovoltaic Society through Open Science) przeprowadził serię badań pilotażowych, by zobaczyć, jak narzędzia oparte na otwartej nauce mogą kształtować rozwój produktów fotowoltaicznych. „Choć zasady otwartej nauki oraz odpowiedzialnych badań i innowacji są dobrze znane, a ich wartość powszechnie doceniana, w sektorze energetyki i inżynierii teoria nie idzie w parze z praktyką”, wyjaśnia Carlos del Cañizo, koordynator projektu.
Pilotażowe badania i produkty
Aby zrozumieć bariery utrudniające wykorzystanie koncepcji otwartej nauki, zespół projektu GRECO podjął współpracę z zajmującymi się fotowoltaiką badaczami z Brazylii, Bułgarii, Niemiec, Portugalii, Hiszpanii i Zjednoczonego Królestwa. Zespół odkrył, że wielu naukowców nie uważa takich działań za część swoich obowiązków, a inni mają obawy związane z naruszeniem praw do własności intelektualnej lub koniecznością ponoszenia dodatkowych nakładów pracy. W ramach projektu GRECO zorganizowano wydarzenia z udziałem ponad 100 interesariuszy z sektora fotowoltaiki – w tym instalatorów, producentów, decydentów i grup konsumentów – by wskazać priorytety badawcze. Obejmują one: dostępność techniczną i ekonomiczną, wysoką jakość i sprawność, zdolność do recyklingu i niski poziom zanieczyszczeń, a także możliwość dostosowania do otoczenia. Dzięki pilotażowym badaniom zespół projektu GRECO opracował innowacyjne rozwiązania wspomagające realizację niektórych z tych ustaleń. W ramach jednego z takich badań, prowadzonego przy współudziale właścicieli systemów fotowoltaicznych, zespół opracował modele starzenia się i degradacji, co umożliwiło realizację napraw na miejscu w oparciu o filmy instruktażowe. „Pozwala to ograniczyć liczbę odpadów i wesprzeć budowanie gospodarki o obiegu zamkniętym”, wskazuje Cañizo z hiszpańskiej Politechniki w Madrycie, pełniącej rolę gospodarza projektu. W innym badaniu operatorów wielkoskalowych systemów irygacyjnych zasilanych fotowoltaiką poproszono o przeformułowanie wstępnych pytań badawczych. Rezultatem była nowa koncepcja instalacji fotowoltaicznej (film w języku hiszpańskim) zasilającej pompy wysokonapięciowe, której rozwojem zajmuje się zespół kolejnego projektu – SolaQua. Aby spopularyzować fotowoltaikę w miastach, zespół projektu GRECO skupił się na kilku innowacyjnych produktach. Na przykład badacze przetestowali architekturę, w której ogniwo perowskitowe połączono z krzemowym ogniwem słonecznym, aby otrzymać nowatorskie urządzenie trójzłączowe. Zespół opracował także zaawansowany moduł fotowoltaiczny oparty na wysokowydajnej technologii koncentratorowej – doskonalony obecnie przez partnera projektu, firmę Insolight – a także architekturę fotowoltaicznego zasilania pomp ciepła wykorzystywanych w klimatyzacji.
Wykorzystywanie najlepszego rozwiązania opartego na otwartej nauce
W przypadku każdej grupy roboczej zespół projektu GRECO wskazał najlepsze strategie oparte na otwartej nauce. Na przykład ze względu na wysoki poziom gotowości technologicznej (ang. technology readiness level, TRL) w przypadku irygacji zastosowano koncepcję open innovation. Z kolei technologia ogniw słonecznych cechuje się niskim poziomem gotowości technologicznej, dlatego utworzono otwartą bazę danych, która ma stanowić źródło informacji o perowskitach. Opiera się ona na 44 000 punktach danych pochodzących z 25 000 opublikowanych recenzowanych artykułów, za których zebranie odpowiadało 80 ochotników. Zespół projektu GRECO uruchomił nawet inicjatywę w zakresie nauki obywatelskiej, tworząc aplikację i platformę umożliwiającą gromadzenie i mapowanie informacji o instalacjach fotowoltaicznych na całym świecie. Na podstawie wniosków wyciągniętych z tych badań pilotażowych powstał praktyczny poradnik, który ma pomóc badaczom w stosowaniu strategii opartych na otwartej nauce. „Nasza wizja działań oddolnych zainspirowała już naukowców, a nasz praktyczny poradnik pomógł im wprowadzić zmiany w ich sferach wpływów”, zauważa Cañizo. „Choć GenerationSolar to raczej podstawowe rozwiązanie, demonstruje, co można osiągnąć, wykorzystując odpowiednie zasoby”, mówi Cañizo, dodając: „Potrzebna jest kampania, która pokaże, że koncepcja otwartej nauki przynosi korzyści zarówno środowisku naukowemu, jak i społeczeństwu. Oznacza to, że motywacją dla badaczy powinny stać się wskaźniki promujące współpracę, a nie liczba cytowań w pracach innych naukowców. Trzeba też przekonać obywateli, by przestali być pasywnymi konsumentami technologii i stali się współtwórcami rewolucji energetycznej”. Wyniki projektu, w tym publikacje naukowe, są również dostępne w witrynie Zenodo.
Słowa kluczowe
GRECO, słoneczny, fotowoltaiczny, irygacja, otwarta nauka, energia
