Снежные регионы планеты мало подходят для использования солнечных батарей. Панелям затруднительно производить какую-либо энергию, если они погребены под снежным покровом. Поэтому команда из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) разработала новое устройство, которое может производить электричество из самого снега.

Новый наногенератор может собирать энергию непосредственно из снега, помогая солнечным батареям справляться с зимними условиями (Фото: karin59 / Depositphotos)

Команда называет новое устройство снежно-трибоэлектрическим наногенератором или Snow TENG (snow-based triboelectric nanogenerator). Как следует из названия, оно работает за счёт трибоэлектрического эффекта, то есть использует статическое электричество для генерации заряда посредством обмена электронами между положительно и отрицательно заряженными материалами. Устройства такого типа используются для создания маломощных генераторов, которые получают энергию от движений тела, прикосновений к сенсорному экрану и даже шагов человека по полу.

Снег положительно заряжен, поэтому при его трении о материал с противоположным зарядом из него можно извлечь энергию. После серии экспериментов команда исследователей выяснила, что силикон является лучшим материалом для трибоэлектрического эффекта при взаимодействии со снегом.

Snow TENG можно напечатать при помощи 3D-принтера, устройство сделано из слоя силикона, прикреплённого к электроду. Разработчики заявляют, что его можно интегрировать в солнечные панели, чтобы они могли продолжать вырабатывать электроэнергию даже при покрытии снегом, что делает его похожим на представленный в марте прошлого года китайскими учёными гибридный солнечный элемент, который также при помощи трибоэлектрического эффекта генерирует энергию от столкновения капель дождя с поверхностью солнечных панелей.

В марте прошлого года группа учёных из Китая представила схожее устройство, использующее для генерации энергии на солнечных панелях капли дождя (evetodew/Depositphotos)

Проблема в том, что Snow TENG вырабатывает довольно небольшое количество электроэнергии в своём текущем виде — его удельная мощность составляет 0,2 мВт на квадратный метр. Это означает, что вы вряд ли станете подключать его напрямую к домовой электросети, как саму солнечную панель, но тем не менее его можно использовать, например, для маленьких и автономных погодных датчиков.

«Погодный датчик на базе Snow TENG может работать в отдалённых районах, так как он самостоятельно обеспечивает своё питание и не требует других источников», — говорит Ричард Канер, старший автор исследования. «Это очень умное устройство — метеостанция, которая может сказать вам: сколько снега падает в данный момент, направление падения снега, а также направление и скорость ветра.»

Исследователи приводят и другой пример использования Snow TENG, например, датчик, который можно прикрепить к нижней части ботинок или лыж и использовать для сбора данных для зимних видов спорта.

Исследование было опубликовано в журнале Nano Energy.

Датская энергетическая компания Dong Energy, специализирующаяся на разработке и производстве ветроагрегатов, ввела в эксплуатацию на территории Великобритании ветроустановки рекордной мощности. В рамках программы по развитию альтернативных источников энергии британские власти взялись за расширение ветровой электростанции Burbo Bank, размещающейся в Ливерпульском заливе и состоящей из «ветряков» всё той же Dong Energy.

www.offshorewind.biz

В обозначенной акватории было принято решение установить ветрогенераторы, прежде существовавшие лишь в виде экспериментальных образцов. Новые турбины превосходят по мощности своих 10-летних предшественников почти вдвое, что позволяет при схожих затратах на монтаж конструкции, прокладку подводных кабелей и организацию инфраструктуры для подключения к системе получать с каждого агрегата до 8 МВт. 

Передовые ветроустановки от Dong Energy привлекают к себе внимание исполинскими размерами, достигая в высоту 195 м. Размер лопасти винта здесь составляет 80 м. Один полный оборот ротора обеспечит электроснабжение небольшого дома при среднестатистических потребностях на протяжении 29 часов.   

К тенденции замещения традиционных источников энергии возобновляемыми с каждым годом приобщаются, если так можно сказать, всё больше мировых организаций. И если генерируемой небольшими солнечными электростанциями и ветроустановками мощности недостаточно, чтобы обеспечить непрерывный производственный цикл крупному промышленному предприятию, то снабжать электричеством небольшой аэропорт при должной экономии ресурсов оказалось вполне реальным. 

Первым в мире «зелёным» аэропортом, который с недавнего времени полностью перешёл на электроснабжение от альтернативных источников энергии, стал построенный в 2012 году эквадорский аэропорт Сеймур. Его взлётно-посадочная полоса и терминал для пассажиров расположены на острове Бальтра, входящем в состав Галапагосского архипелага.

Открытый для коммерческих перевозок аэропорт, принимающий до 400 тыс. пассажиров ежегодно, получает всё необходимое для его функционирования в штатном режиме электропитание от установленных на прилегающей к нему территории солнечных панелей и трёх ветроагрегатов. Кроме того, питьевую воду, доступную персоналу и прибывшим на остров туристам, получают при помощи опреснительных систем на специально построенном для этих целей заводе. 

Аэропорт Сеймур также может похвастаться тем, что после реконструкции он состоит на 80 % из переработанных материалов, которые были использованы при первоначальном строительстве. Взлётно-посадочная полоса была изготовлена без использования асфальта, который заменили на более дружелюбный в экологическом плане материал, а внутри терминала можно встретить обилие бамбуковых элементов и деталей, выполненных из дерева.

Стёкла в оконных проёмах здесь отсутствуют, оставляя внутреннее помещение открытым для здешних порывистых ветров. Также в Сеймуре ради экономии электричества решили отказаться от использования привычной системы кондиционирования воздуха. Единственное место, где установлены кондиционеры — это серверная. 

В 2014 году аэропорт получил золотой сертификат LEED Gold, который присваивается Советом по экологическому строительству США за лидерство в энергетике и экологичном дизайне. 

В округе калифорнийского города Сан-Луис-Обиспо (США) недавно было завершено развёртывание последней 40-мегаваттной фазы солнечной электростанции Topaz. В результате эта электростанция заработала в полную силу и стала самой масштабной работающей солнечной электростанцией не только в США, но и во всём мире.

Строительством Topaz занималась компания First Solar — совокупные затраты на проект составили $9 млрд долларов. В электростанции применено 9 миллионов солнечных батарей, занимающих площадь в 9,5 квадратных километров. Производство началось два года назад, а завершиться оно должно было лишь в следующем году. Так что запуск раньше срока — приятный сюрприз.

Ожидается, что проект сможет генерировать 550 мегаватт энергии, чего достаточно, например, для электроснабжения 160 тысяч домохозяйств. Запуск такой станции также позволит сократить объём выброса диоксида углерода на 377 тысяч тонн каждый год. При этом электростанция была возведена на расстоянии минимум в 10 километров от наиболее значимых районов национального памятника Карризо Плэйн и лучших сельскохозяйственных земель.

Стоит отметить, что Topaz вряд ли сможет долго удерживать звание самой масштабной и мощной солнечной электростанции в мире. Например, уже в следующем году 580-мегаваттный проект Solar Star компании SunPower должен достигнуть своей максимальной проектной мощности (в настоящее время его мощность составляет 309 МВт). А ещё раньше заработает 550-МВт электростанция Desert Sunlight от First Solar (сейчас её мощность достигает 524 МВт). Стоит отметить, что оба объекта тоже строятся в Калифорнии.

Кстати, в начале этого года в США была запущена крупнейшая в мире солнечная электростанция башенного типа.

Китай планирует быть впереди планеты всей не только как государство с самой мощной сетью гидроэлектростанций в мире или как первопроходцы в области практического освоения ториевой энергетики, но теперь и как обладатели второй по величине солнечной электростанции в мире. Первой, напомню, должен стать совместный проект шести крупнейших государственных компаний Индии по созданию электростанции  мощностью 4 ГВт, работающей от энергии солнца.

Парк солнечных модулей, который будет располагаться в провинции Ганьсу, в настоящий момент находится в стадии строительства. После завершения всех монтажных и пусконаладочных работ номинальная генерируемая мощность СЭС должна составить 1,1 ГВт.

Ответственность за масштабное строительство экологически чистого источника энергии взял на себя крупнейший производитель солнечных элементов в Поднебесной — компания China Singyes Solar Technologies Holdings. Строительство будет разделено на несколько этапов: задачей первой стадии является выход на генерируемую мощность, равную 300 МВт. Общая проектная мощность, обозначенная в 1100 МВт, станет доступной после введения в эксплуатацию всех установок электростанции в течение последующих 5 лет.

www.picstopin.com

Если работы китайских инженеров пойдут по плану и в соответствии с графиком, то уже к концу этого года энергетическая система Поднебесной сможет получать дополнительные 300 МВт, вырабатываемых солнечной электростанцией. По оценкам специалистов, итоговой цифрой после окончания первого этапа станет 480 млн кВт·ч энергии, вырабатываемой установкой за год. В число приоритетных потребителей электроэнергии после запуска электростанции, согласно отчётам руководства Singyes Solar, попадут местные сельскохозяйственные районы и пустынные области, где на сегодня доступ к электричеству является серьёзной проблемой. 

www.picstopin.com

А пока что лидером в области солнечной энергетики считается вовсе не азиатская страна, а Германия. Именно там 20% всей электроэнергии вырабатывается благодаря СЭС, а их суммарная мощность в системе уже превысила отметку в 22 ГВт. По статистике каждый год в Германии генерируемая солнечными батареями мощность имеет тенденцию к росту примерно на 2,5–7,6 ГВт, а ежемесячное число  введённых в эксплуатацию солнечных панелей измеряется тысячами. 

В планах министерства энергетики Иордании сделать страну лидером по использованию альтернативных источников энергии на Ближнем Востоке. Огромная по площади территория будет выделена под строительство ветроэлектростанций, первых по масштабу в своём роде за время существования государства. По предварительной информации, производство электроэнергии на ветровых установках начнется уже в следующем году, а полноценный запуск всех мощностей может состояться уже в 2015 году.

Номинальная мощность ветропарка, получившего название Tafila Wind Farm, составит 117 МВт. Показатель производимой комплексом ветроустановок электроэнергии за год будет находиться в пределах 400 ГВт·ч.

Согласно ресурсу Business Green, энергетические реформы поспособствуют увеличению общей мощности производимой электроэнергии Иордании на 3%. Но самое главное, что применение альтернативного источника энергии должно компенсировать 235 000 тонн выбросов углекислого газа ежегодно в сравнении с использованием тепловых электростанций.

"Наша страна страдает от отсутствия собственных традиционных источников энергии и обязана решать серьезные проблемы безопасности при поставках импортных энергоносителей. Если проект будет реализован в соответствии с представленным планом, то для нас это станет стимулом поставить акцент на альтернативную энергетику, как приоритетное направление развития", — заявил глава Иорданской Ветроэнергетической Проектной Компании Самер Джудех (Samer Judeh).

По сообщению всё того же Business Green, в 2010 году Иордания приняла закон о возобновляемых источниках энергии. Согласно данному законопроекту, 7% производимой в стране электроэнергии обязано генерироваться из природных источников, а к 2020 году эта цифра должна составить 10%. Можно с уверенностью резюмировать, что строительство ветропарка Tafila Wind Farm заложило фундамент развития альтернативной энергетики и нового направления в энергетической политике Иордании. На реализацию "зеленого" проекта было выделено $290 млн.  

Специалисты считают, что как только комплекс ветроустановок заработает на полную силу, то его генерируемая мощность составит 10% от указанной на 2020 год цифры в законопроекте.   

Компании Google и KKR заключили соглашение о совместном инвестировании более $400 млн в постройку шести новых заводов, конвертирующих солнечную энергию в электроэнергию. Возведением этих заводов в Калифорнии и Аризоне займется компания Recurrent Energy LLC.

Напомним, это не первая сделка трёх партнёров. В конце 2011 года Google и KKR вложили деньги в четыре «солнечных» завода на юге Сакраменто, и их постройкой также занималась Recurrent. Кстати, Recurrent является подразделением японской компании Sharp. Эта сделка была оценена в $350 млн.

В рамках нового проекта будет возведено пять заводов в Калифорнии и один в Аризоне. Совместно они будут производить порядка 106 МВт электроэнергии, чего достаточно для обеспечения электропитанием 17 тысяч домашних хозяйств. Google, со своей стороны, вложит в постройку заводов $80 млн.

Для инвестиций в солнечную энергетику в США созданы благоприятные условия. В частности, действуют правительственные программы, поддерживающие альтернативную энергетику. Аризона и Калифорния принадлежат к тем штатам, в которых всячески поддерживают это направление.

Интересно отметить, что Google вложила в проекты альтернативной энергетики уже более $1 млрд.