Сегодня 03 августа 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Теги → солнечная энергия
Быстрый переход

Google выкупила всю мощность крупной солнечной электростанции, которую ещё не построили

Google заключила сделку на покупку полного объёма электроэнергии, которую будет вырабатывать крупная солнечная электростанция. Поисковый гигант будет получать 100 % электроэнергии, производимой комплексом Steel River Energy Center в Арканзасе, после ввода объекта в эксплуатацию в 2029 году. Это составит 1,6 ГВт солнечной генерации и 2 ГВт мощности систем накопления энергии — этого достаточно, чтобы обеспечить электричеством 315 тыс. жилых домов.

 Источник изображения: American Public Power Association / unsplash.com

Источник изображения: American Public Power Association / unsplash.com

Технологический гигант будет платить фиксированную цену за электроэнергию от солнечной электростанции, но не станет использовать её напрямую. Компания продолжит получать электроэнергию из сети, работающей на разных источниках: угольных электростанциях, атомной энергетике, возобновляемых источниках, природном газе и собственных генерирующих мощностях — обычно это газовые турбины.

Мощность солнечной электростанции Steel River Energy Center войдёт в состав энергетического баланса этой сети. Когда строительство проекта завершится, он будет обеспечивать 2,45 ГВт солнечной генерации при ёмкости батарей 2,9 ГВт·ч. В рамках двух из трёх этапов проект уже получил финансирование в размере $3,5 млрд — приоритет отдаётся стальным конструкциям и солнечным панелям американского производства.

В прошлом году Google нарастила потребление электроэнергии на 37 % и на ту же величину увеличила выбросы; аналогичную тенденцию продемонстрировали Meta✴ и Amazon — техногиганты вводят в эксплуатацию новые центры обработки данных для искусственного интеллекта. Значительную часть роста потребления обеспечило ископаемое топливо, а значит, увеличились и выбросы углекислого газа. Крупные технологические компании заключают партнёрские соглашения с проектами в области чистой энергетики, чтобы компенсировать потребление энергии, полученной за счёт ископаемого топлива. Meta✴ ранее выкупила всю мощность в 200 МВт, вырабатываемую солнечной электростанцией в Техасе; Amazon приобрела проблемный проект Sunstone мощностью 1,2 ГВт, включающий солнечную электростанцию и системы накопления энергии в Орегоне.

Китай запустил крупнейшую в мире гибридную солнечную электростанцию, работающую и после заката

Китайская государственная корпорация China Three Gorges («Три ущелья») начала опытно-коммерческую эксплуатацию крупнейшей в мире гибридной солнечной электростанции, объединяющей солнечные панели и гелиоконцентратор. При этом гелиоконцентратор отличается оригинальной конструкцией, совершенно непохожей на привычные решения с полем зеркал и башней в центре. В новом исполнении он полностью «лежачий».

 Источник изображения: China Three Gorges

Источник изображения: China Three Gorges

Новый энергетический комплекс общей мощностью 1 ГВт расположен около города Хами в Синьцзян-Уйгурском автономном районе, на южной окраине пустыни Гоби. В его состав входят классическая солнечная станция мощностью 900 МВт и солнечный гелиоконцентратор мощностью 100 МВт. Комплекс занимает площадь около 1817 га, а объём инвестиций оценивается в 3,53 млрд юаней ($480 млн). Опытно-коммерческая эксплуатация началась 1 июля 2026 года.

Тепловая часть станции построена с использованием линейных отражателей Френеля. Около 260 тыс. плоских зеркал с системой слежения за Солнцем общей отражающей площадью 800 тыс. м2 направляют излучение на расположенные над ними неподвижные приёмники в виде труб. Нагретая примерно до 550 °C расплавленная соль в трубах используется одновременно как теплоноситель и средство хранения энергии. По мере необходимости её тепло передаётся воде, а образующийся пар вращает обычную паровую турбину с электрогенератором. Такая схема позволяет тепловому энергоблоку выдавать до 100 МВт в течение восьми часов после захода солнца или во время облачной погоды.

Разработчики разделили поле концентраторов на 46 относительно независимых контуров, благодаря чему обслуживание отдельных участков не требует полной остановки станции. Общая автоматизированная система координирует работу фотоэлектрической и тепловой частей, регулируя их вклад в сеть с заявленной точностью поддержания частоты около 0,02 Гц и временем реакции менее секунды. Днём основную мощность обеспечивают фотоэлектрические панели, тогда как блок гелиоконцентратора накапливает тепловую энергию и работает на выработку электроэнергии в вечерние и ночные часы пиковой нагрузки.

Впервые комплекс подключили к сети 18 сентября 2025 года, после чего его тепловая часть передала в региональную энергосистему около 6,54 ГВт·ч электроэнергии. Проектная годовая выработка всего комплекса оценивается в 2,07 ТВт·ч, чего теоретически достаточно для обеспечения электроэнергией примерно 830 тыс. домохозяйств. Непосредственно гелиоконцентратор должен производить свыше 145 ГВт·ч ежегодно.

По суммарной мощности установка превзошла гибридный комплекс Noor Energy 1 в Дубае мощностью 950 МВт, однако этот рекорд может быть вскоре побит строящейся неподалёку китайской станцией мощностью 1,5 ГВт с башенными гелиоконцентраторами. Впрочем, у корпорации «Три ущелья» есть абсолютно уникальный проект двухбашенного гелиоконцентратора, подключённого к сети ещё осенью 2025 года, но это уже отдельная история.

Volkswagen наняла сотню овец для борьбы с растительностью на солнечной ферме

Развитие возобновляемой энергетики порой порождает интересные идеи. Поскольку для строительства солнечных электростанций требуются большие площади, пространство под солнечными панелями обычно стараются использовать рационально. Volkswagen в рамках эксперимента на своём автосборочном предприятии в польской Познани поручил уход за газоном под 31 000 солнечных панелей стаду из примерно 100 овец.

 Источник изображения: Rafal Pijanski

Источник изображения: Rafal Pijanski

Эти травоядные животные должны на регулярной основе употреблять в пищу растительность, расположенную на участке с солнечными панелями, не позволяя природе затруднять доступ солнечного света к панелям, генерирующим электроэнергию. Подобная идея не нова сама по себе, но представители польского подразделения Volkswagen подчёркивают, что проводят эксперимент в сотрудничестве с экологами и специалистами по разведению скота. Цель этого эксперимента, который в существующем виде продлится до осени текущего года, заключается в определении оптимальных условий соседства солнечных панелей и пастбищ для мелкого скота, а также общего его влияния на экосистему территории.

Овцы не только уничтожают растительность с пользой для животноводческой отрасли, они могут комфортно себя чувствовать под навесами, формируемыми солнечными панелями. В жару они дают тень, а во время выпадения осадков укрывают животных от дождя. Солнечная ферма в Познани вырабатывает 18,3 МВт электроэнергии в пике. В солнечный день этого хватает для полного обеспечения автосборочного предприятия Volkswagen электроэнергией, а при менее благоприятных погодных условиях этот источник способен покрывать от 25 % потребности.

Организаторы эксперимента надеются, что его итоги позволят лучше понять, как сочетать разведение животных и развитие альтернативной энергетики. Владелица «экспериментального стада» отметила, что овцы чувствуют себя комфортно на солнечной ферме, поскольку они разбились на небольшие группы и пасутся в разных частях площадки. Если бы их что-то настораживало, они держались бы одним большим стадом.

Китайцы совершили прорыв в опреснении морской воды — её обещают сделать дешевле бутилированной

Китайские учёные представили солнечную систему опреснения морской воды, которая в перспективе может производить пресную воду дешевле бутилированной. Это станет возможным при масштабировании технологии, но основу для прорыва заложила уникальная разработка — новый фототермический материал, буквально сшитый полимерными нитями.

 Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT/3DNews

Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT/3DNews

Работа выполнена Институтом инженерии процессов (Institute of Process Engineering) Китайской академии наук совместно с Шэньчжэньским университетом (Shenzhen University). Учёные решили проблему повышения эффективности испарения воды за счёт естественного нагрева солнечными лучами.

Традиционные материалы для опреснения морской воды, широко используемые в промышленных опреснителях, должны быть предельно мелкодисперсными, что ограничивает их практическое применение: они слёживаются, слипаются, а полимерная основа для удержания материала достаточно быстро разрушается. По этой причине большинство современных промышленных установок по опреснению воды использует обратный осмос — это позволяет получать качественную воду, но влечёт за собой большие энергозатраты на её подачу к мембранам.

Китайские учёные разработали опреснитель, практически не требующий затрат энергии, — на основе естественного испарения. Основой системы стал новый трёхмерный фототермический испаритель: он поглощает солнечное излучение и превращает его в тепло, за счёт чего морская вода испаряется, а затем конденсируется уже без солей. В материале полимерные цепи полиэтилентерефталата сшивают между собой полые многослойные наноструктуры, образуя устойчивую пространственную решётку без слипания наночастиц. По данным авторов, такая архитектура обеспечивает поглощение солнечного света на уровне 90,2 %, что снижает необходимую для испарения воды энергию на 45,7 %.

Конструктивно установка относится к системам солнечного фототермического опреснения с активной конденсацией (пар сдувается системой вентиляции в конденсатор). В опубликованных данных указана рекордная скорость испарения — 38,14 ± 0,57 кг/м2 в час. Это в 8,5 раза выше прежних показателей для двумерных мембранных систем. Демонстрационный модуль площадью 0,75 м2 под естественным солнечным светом выдавал 20,16 л пресной воды в сутки, а качество воды, по заявлению исследователей, соответствовало требованиям ВОЗ к питьевой воде.

Отдельно была испытана применимость установки для опреснения воды в сельском хозяйстве. Материал подвергли ускоренному старению в морской воде. После 30 дней непрерывного перемешивания в жидкой среде отслоения частиц не наблюдалось, а получаемая на прототипе вода использовалась для полива участка площадью 5 м2, где с нуля вырастили шпинат, кукурузу и пекинскую капусту.

Расчёты показывают, что промышленная установка окупится уже после двух лет эксплуатации, обеспечивая более дешёвое опреснение морской воды, чем производство бутилированной воды.

В Китае заработала крупнейшая в мире солнечная электростанция с аккумуляторами и производством водорода

Китай сделал ещё один шаг к сбалансированной энергетике, с чем у него пока заметные проблемы. В провинции Цзянсу заработал крупнейший в мире комплекс по выработке солнечной энергии с одновременным производством «зелёного» водорода. Также в составе комплекса развёрнуты буферные аккумуляторы, которые сглаживают скачки в генерации солнечной энергии. Это один из самых совершенных «зелёных» проектов в мире, к чему остальным остаётся только стремиться.

 Источник изображения: CHN Energy

Источник изображения: CHN Energy

Проект Guohua Rudong, реализованный компанией CHN Energy в уезде Жудун провинции Цзянсу, расположен в приливно-отливной зоне у порта Янкоу. Энергетическая часть проекта включает прибрежную фотоэлектрическую станцию мощностью 400 МВт, береговую подстанцию 220 кВ и аккумуляторную систему хранения энергии мощностью 60 МВт с ёмкостью 120 МВт·ч. По расчётам CHN Energy, солнечная электростанция должна вырабатывать около 468 ГВт·ч электроэнергии в год — этого достаточно для покрытия годового потребления примерно 200 тыс. домохозяйств. Аккумуляторный блок нужен не только для сглаживания колебаний солнечной генерации, но и для стабилизации питания электролизёра водорода.

Водородная часть комплекса рассчитана на выпуск 482 тонн высокочистого «зелёного» водорода в год. Производственная установка имеет номинальную мощность 1500 м3 водорода в час, а связанная с ней инфраструктура заправки рассчитана на отдачу потребителям 500 кг водорода в сутки. Важная техническая особенность проекта — прямая связь фотоэлектрической станции с электролизёрами через выделенный подводный кабель: при избытке солнечной генерации часть энергии может идти на электролиз воды без предварительной передачи через общую сеть. Во время пиковой выработки солнечной энергии на производство водорода каждый час расходуется примерно 1/40 часть получаемой электростанцией энергии.

Солнечная электростанция была подключена к сети 29 апреля 2025 года, а о завершении пусконаладочных работ на всём объекте CHN Energy объявила 10 июня 2026 года. Однако водородная установка ещё находится на завершающем этапе наладки и должна начать работу в августе 2026 года. Помимо энергетической функции, проект совмещён с восстановлением прибрежных экосистем: площадка занимает около 2,9 км2 приливных земель, а сопутствующая программа контроля инвазивного многолетнего травянистого растения Spartina alterniflora и восстановления водно-болотных угодий охватывает примерно 4,3 км2.

Впервые солнечная энергетика в США на целый месяц затмила угольную

Точный учёт почасовой выработки электроэнергии в США показал, что в течение мая 2026 года солнечная генерация впервые в течение целого месяца давала больше электроэнергии, чем угольная. В структуре энергобаланса страны солнце стало третьим базовым источником энергии, дополнив газовую и атомную отрасли генерации.

 Источник изображения: Ember

Источник изображения: Ember

Как уточняют аналитики компании Ember, в мае солнечная энергия обеспечила рекордную долю электроэнергии в США, достигнув показателя 12,8 %, в то время как доля от угольной генерации упала до 12,2 %, что для неё стало четвертым самым низким показателем за всю историю наблюдений.

В показателях выработки объём полученной от солнца электроэнергии составил 45,5 ТВт·ч, превысив этот показатель за май 2025 года на 17 % и установив новый рекорд, достигнутый в июле прошлого года. Более того, этот рекорд может быть снова побит в ближайшие летние месяцы. Добавим, в то время как общая выработка солнечной энергии обычно достигает своего пика в июне или июле, её доля в структуре производства электроэнергии часто бывает самой высокой именно в апреле или мае, поскольку солнце уже довольно активное, а кондиционеры ещё не работают с повышенной нагрузкой, свойственной летним месяцам (что заставляет активнее сжигать летом тот же уголь).

В апреле 2026 года выработка от угольной генерации достигла рекордно низкого месячного уровня в 39,3 ТВт·ч. Хотя в мае генерация с помощью угля незначительно выросла до 43,4 ТВт·ч., она осталась на 11 % ниже уровня мая 2025 года. Скромный рост был компенсирован увеличением солнечной генерации, что позволило солнечной энергетике впервые на целый месяц обогнать уголь в структуре производства электроэнергии в США.

Доля угольной генерации в структуре производства электроэнергии в США за последние пять лет сократилась почти вдвое — с 19,7 % в мае 2021 года до 12,2 % в мае 2026 года. Напротив, доля солнечной энергетики в общем объеме производства электричества за тот же период более чем удвоилась — с 5,4 % до 12,8 %.

«Солнечная энергетика США продолжает устанавливать новые рекорды. Впервые весь месяц она опережает уголь, что свидетельствует о том, как далеко продвинулась солнечная энергетика, превратившись из нишевого источника энергии в третий по величине и быстрорастущий источник энергии в электроэнергетической системе США, — сказал Николас Фулгам (Nicolas Fulghum), старший аналитик Ember. — От Техаса до Калифорнии рынки по всей территории США делают ставку на солнечную энергию для удовлетворения растущих потребностей в электроэнергии».

Cолнечная и ветровая энергетика впервые обогнали газовые электростанции по выработке электричества

Рано или поздно это должно было случиться — совокупная мировая солнечная и ветровая энергетика впервые обогнала газовые электростанции по выработке электроэнергии. Это произошло в апреле 2026 года, что зафиксировали аналитики компании Ember. Рекорд был установлен на фоне развивающегося мирового энергетического кризиса, что только подчёркивает важность возобновляемых источников энергии в замещении ископаемого топлива, включая природный газ.

 Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT/3DNews

Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT/3DNews

Как подсчитали аналитики, в апреле на долю этих двух возобновляемых источников пришлось 22 % мировой выработки электроэнергии, в то время как на долю газовых электростанций — 20 %, или 531 ТВт·ч против 477 ТВт·ч. Это очевидным образом снижает зависимость ряда развитых стран от импорта газа.

Ещё сильнее прогресс заметен в ретроспективе: всего пять лет назад — в апреле 2021 года — выработка электроэнергии на газовых электростанциях находилась на современном уровне (476 ТВт·ч), но почти вдвое превышала совокупную выработку ветровой и солнечной энергии, которая составляла 245 ТВт·ч.

«Значимый результат, достигнутый в апреле 2026 года, стал возможен благодаря устойчивому и значительному росту производства ветровой и солнечной энергии. Этого роста было достаточно, чтобы удовлетворить большую часть растущего мирового спроса на электроэнергию, ограничив при этом рост выработки на газовых электростанциях», — заявили аналитики.

«Нынешний энергетический кризис ещё раз продемонстрировал экономические преимущества возобновляемых источников энергии по сравнению с импортируемым газом, а также усилил политическое давление в пользу ускорения их внедрения», — заявила аналитик Ember Костанца Рангелова (Kostantsa Rangelova). Для многих стран, зависящих от импорта энергоносителей, электроэнергия, вырабатываемая из сжиженного природного газа, становится всё менее конкурентоспособной по сравнению с ветровой и солнечной энергией, которые считаются доступными, локальными и надежными источниками энергии.

Следует добавить, что пока речь идёт о рекорде одного месяца — наиболее выигрышного с точки зрения активности ветров в Западной Европе. В другие месяцы ситуация, вероятно, будет иной и пока не в пользу возобновляемой энергетики. К тому же, потребность в мощностях для ИИ разгоняет сферу потребления природного газа, так что ископаемая энергетика вскоре нанесёт ответный удар возобновляемой.

Китайские учёные впервые в истории запитали несколько движущихся по воздуху целей микроволновым лучом

В Китае, как и в других странах, изучают вопрос сбора солнечной энергии на орбите Земли для передачи наземным потребителям. В последнее время актуальность такого решения возросла в связи с интересом к орбитальным ЦОД, а также к выводу в космос аппаратов с более мощной полезной нагрузкой. В этих сценариях собранная на орбите солнечная энергия могла бы питать как отдельные спутники, так и серверные станции. Настала пора переходить к испытаниям.

 Испытательный комплекс по беспрводной передаче энергии в Китае. Источник изображения: Xinhua

Испытательный комплекс по беспроводной передаче энергии в Китае. Источник изображения: Xinhua

Стало известно, что занятая в проекте беспроводной передачи энергии из космоса группа учёных Университета Сидянь в Сиане первой в мире смогла передать питание по микроволновому лучу одновременно на несколько движущихся целей. В университете для экспериментов с беспроводной передачей энергии ещё в 2022 году была построена специальная башня высотой 75 м. Прежде чем отправлять новую технологию в космос, учёные отрабатывали её компоненты на Земле, на сравнительно малых высотах. Впрочем, в будущем такие платформы будут испытывать также на воздушных шарах и самолётах, постепенно набирая высоту и повышая точность наведения на цель.

В ходе эксперимента система передала 1180 Вт на расстояние около 100 м, удерживая микроволновый луч с заданной точностью на удалённом приёмнике. Общий КПД передачи составил 20,8 %. Отдельно был испытан режим питания беспилотника: дрон летел со скоростью 30 км/ч и получал 143 Вт стабильной мощности примерно с 30 м. До этого никто в мире не смог продемонстрировать ничего подобного. Все аналогичные эксперименты в США, например, были либо в лаборатории, либо на полигоне в стационарных наземных условиях, либо с воздуха или из космоса, но сильно расфокусированным лучом на пределе чувствительности приёмников.

Источник добавляет, что университетская группа изменила концепцию солнечной орбитальной станции. Если ранее в варианте OMEGA космическая станция представлялась как единая геостационарная система с солнечным коллектором, фотоэлектрическим массивом, блоком управления и распределения мощности и микроволновой передающей антенной, то в новом варианте речь идёт о распределённой платформе с антенными решётками. Вероятно, также приоритет может быть отдан системе беспроводного питания космических аппаратов — чему-то вроде беспроводных заправок на орбите. По крайней мере, для людей на Земле и инфраструктуры на поверхности планеты это будет относительно безопасно, если что-то пойдёт не так.

Солнечная энергетика обгонит уголь и газ в 2030-х, но ИИ не даст отказаться от ископаемого топлива

В следующем десятилетии «звезда по имени Солнце» станет крупнейшим источником электроэнергии для человечества, превзойдя уголь, нефть и природный газ. Этот тектонический сдвиг произойдёт одновременно с историческим ростом использования энергии, обусловленным развитием ИИ и электрификацией целых отраслей промышленности. По словам исследователей аналитической компании BloombergNEF, «солнечная энергия слишком дешева, чтобы её игнорировать».

 Источник изображений: unsplash.com

Источник изображений: unsplash.com

«Солнечная энергия выигрывает гонку», — заявил руководитель отдела экономики энергетики BloombergNEF Матиас Киммель (Matthias Kimmel). Инвесторы рассматривают энергетику как одну из крупнейших возможностей для роста. ЦОД находятся в центре внимания, и данные BloombergNEF подтверждают масштаб открывающихся возможностей. По прогнозам компании, дата-центры потребуют выработки 1,4 ТВт солнечной электроэнергии, 370 ГВт от газовых и 110 ГВт от угольных электростанций.

Источник полагает, что, учитывая возможность круглосуточной работы газовых и угольных электростанций, к 2050 году эти ископаемые виды топлива по-прежнему будут обеспечивать 51 % дополнительной выработки электроэнергии для ЦОД. Таким образом, технологические компании и операторы дата-центров будут оказывать непосредственное влияние на используемые источники энергии.

Солнечные панели за последние годы получили широкое распространение, чему способствует постоянное снижение их стоимости и повышение КПД. К 2035 году цены на них упадут ещё на 30 %, сделав их использование дешевле, чем сжигание угля и природного газа. К 2050 году солнечные панели, как ожидается, будут производить более чем в два раза больше электроэнергии, чем электростанции на природном газе.

По словам Киммеля, «стоимость [выработки электроэнергии] снижается с каждым удвоением установленной мощности, а в случае с солнечной энергией этот процесс идёт ещё быстрее». Прибыльность автономных солнечных электростанций заметно снизилась из-за падения цен на электроэнергию в дневное время. Поэтому разработчики стали строить так называемые гибридные возобновляемые электростанции, которые сочетают солнечные панели с батареями, чтобы воспользоваться преимуществами более высоких цен в вечернее время.

Google в одном из своих ЦОД предусмотрела использование батарей Form Energy на сумму $1 млрд, которые обеспечивают до 100 часов автономной работы. Текущее состояние рынка промышленных аккумуляторов аналогично состоянию солнечной энергетики в 2020 году. В прошлом году во всём мире было установлено 112 ГВт батарей для энергосистем. По прогнозам, к 2035 году эта цифра практически утроится.

За долю рынка дата-центров борются и другие поставщики электроэнергии. Геотермальная и атомная энергетика демонстрируют многообещающие результаты после недавних громких IPO компаний Fervo Energy и X-energy.

Солнечная энергетика страдает от угольных ТЭС, установили учёные

Из-за загрязнения воздуха от угольных электростанций снижается эффективность солнечных панелей, установили исследователи из Китая, Великобритании и Австралии. Только в 2023 году аэрозольное загрязнение уменьшило выработку энергии на солнечных электростанциях на 5,8 %, что соответствует 111 ТВт·ч.

 Источник изображения: Andreas Gücklhorn / unsplash.com

Источник изображения: Andreas Gücklhorn / unsplash.com

Учёные проанализировали показатели работы более 140 тыс. солнечных электростанций по всему миру, подключив данные со спутников и алгоритмы машинного обучения — как выяснилось, из-за аэрозолей за год теряется до трети солнечной генерации, которую дают новые мощности. Основными виновниками исследователи считают угольные ТЭС, которые дают выбросы диоксида серы (SO2) — эти частицы поглощают и рассеивают солнечное излучение, в результате чего панелей достигает меньшее количество света; дополнительный эффект оказывают оксиды азота, углеродные аэрозоли и мелкодисперсная пыль.

В 2023 году в Китае были выработаны 793,5 ТВт·ч солнечной энергии, а потери из-за аэрозольного загрязнения составили 61,3 ТВт·ч — половину от показателя по всей Земле; в результате китайская солнечная генерация сократилась на 7,7 %. Интересно, что при таких высоких показателях Китай ежегодно сокращает потери солнечной энергии — с 2013 по 2023 годы средний темп снижения составил 1,4 % ежегодно. В стране ужесточаются экологические требования к электростанциям, отмечается крупномасштабная модернизация мощностей в соответствии со стандартами ультранизких выбросов.

США теряют из-за аэрозолей лишь 3,1 % солнечной выработки — здесь ниже уровень загрязнения, а география угольных и солнечных электростанций совпадает реже. В Китае же они часто соседствуют, в том числе в пустынных западных регионах, которые активно осваиваются под возобновляемые источники энергии. Если принять в расчёт не только аэрозольные выбросы ТЭС, но и погодный фактор, потери солнечной энергетики за 2023 год составили 515 ТВт·ч при общей генерации 1911 ТВт·ч в этом сегменте. По мере роста спроса на электроэнергию значение этого фактора будет расти, предупреждают учёные. До 2027 года среднегодовой рост мирового потребления энергии составит 4 % из-за технологий ИИ, промышленности и электрификации транспорта. Многие страны до сих пор рассматривают угольную энергетику как резервную, считая ветровую и солнечную генерацию нестабильными источниками.

Немецкие учёные добились рекордного КПД при превращении солнечного света в водород

Учёные из немецкого института Фраунгофера по солнечным энергетическим системам (Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems) сообщили о новом мировом рекорде эффективности преобразования солнечной энергии в водород — 31,3 %. Это означает, что почти треть всей энергии падающего солнечного света была непосредственно превращена в химическую энергию водорода, а это сравнительно простой путь получения данного топлива.

 Источник изображения: Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems

Источник изображения: Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems

Результат был получен на экспериментальной установке фотоэлектролизного типа, в которой солнечные элементы напрямую питают электролизёр, расщепляющий воду на кислород и водород. Работа опубликована в журнале Communications Engineering и способна вызвать большой интерес в энергетическом сообществе как важный шаг к более эффективному производству «зелёного» водорода.

Ключевым элементом установки стала разработанная институтом система микроконцентрации солнечных лучей на миниатюрных фотоэлементах электролизёров (micro-CPV). Она использует массив миниатюрных линз Френеля, которые фокусируют солнечный свет на сверхэффективных четырёхпереходных фотоэлементах площадью всего около 7 мм² каждый. Материал фотоэлементов относится к III–V группам таблицы Менделеева. Такие многослойные полупроводниковые структуры способны поглощать разные участки солнечного спектра, по КПД значительно превосходя традиционные кремниевые панели. Электрическая энергия затем подаётся на два последовательно соединённых PEM-электролизёра (с протонно-обменными мембранами), обеспечивающих высокую плотность тока и быстрое выделение водорода даже при переменной солнечной освещённости.

Особая ценность достижения заключается в том, что рекорд установлен в реальных уличных условиях, а не в лаборатории под искусственным освещением. Система проработала на открытом воздухе непрерывно 107 часов, продемонстрировав способность эксплуатироваться вне помещений. Ранее аналогичные системы демонстрировали около 19,8 % эффективности на открытом воздухе, тогда как отметка в 30 % достигалась лишь в строго контролируемых испытаниях на стенде. Немецким исследователям удалось точно согласовать напряжение и ток фотоэлементов с характеристиками электролизёров, минимизировав потери при преобразовании энергии. Прототип имеет небольшую апертуру — всего 64 см2, однако именно такие компактные системы позволяют быстро тестировать архитектуру будущих масштабируемых солнечно-водородных модулей.

Несмотря на рекорд, технология пока находится на стадии доказательства концепции. До промышленного применения предстоит решить задачи удешевления многопереходных фотоэлементов, повышения долговечности линзовых концентраторов и создания крупных демонстрационных установок. Исследователи уже рассматривают вариант коммерциализации через стартап Clearsun Energy, который может заняться выводом подобных солнечно-водородных модулей на рынок. Если стоимость выработки водорода удастся снизить до $3 за кг и ниже, такие установки могут стать перспективным источником экологически чистого водорода для металлургии, химической промышленности и систем энергетического хранения в условиях глобального перехода к безуглеродной экономике.

Meta✴ договорилась о покупке 1 ГВт солнечной энергии из космоса — технология пока существует лишь на бумаге

Meta✴ договорилась со стартапом Overview Energy о поставках 1 ГВт солнечной энергии, собираемой в космосе. Эта мощность примерно равна выработке одного ядерного реактора. По замыслу проекта, спутники будут собирать солнечную энергию на околоземной орбите и передавать её на Землю. Старт коммерческих поставок электропитания для ИИ ЦОД Meta✴ намечен на 2030 год. Технология пока остаётся гипотетической.

 Источник изображения: Growtika / unsplash.com

Источник изображения: Growtika / unsplash.com

Финансовые условия сделки Meta✴ не раскрывает. Известно, что соглашение обеспечит ей первоочередной доступ к будущим мощностям стартапа. От проекта компания рассчитывает получить чистую «бесперебойную энергию», заявил её вице-президент по энергетике и устойчивому развитию Нат Сальстром (Nat Sahlstrom).

Главный аргумент Overview Energy прост: в космосе солнце не заходит. Если стартапу удастся наладить непрерывный сбор энергии и её передачу на наземные приёмники, технология сможет снять ряд ограничений наземных солнечных панелей, выработка которых зависит от погоды, времени суток и сезона. Илон Маск (Elon Musk), Джефф Безос (Jeff Bezos) и другие техномагнаты рассматривают иной вариант: размещать на орбите сами вычислительные мощности.

Сделка Meta✴ вписывается в её масштабные расходы на развитие ИИ. Компания направляет сотни миллиардов долларов на энергоснабжение, инфраструктуру и вычислительные мощности под эти проекты. До сих пор её основная инфраструктура строилась на природном газе. Meta✴ считает его более стабильным и надёжным источником, чем ряд более чистых альтернатив. Под крупнейший кластер ЦОД в сельской местности штата Луизиана компания возводит десять новых газовых электростанций.

Немцы придумали маскировку солнечных панелей с минимальной потерей КПД — под мрамор, кирпич и черепицу

Известный факт, что классические солнечные панели нарушают городскую эстетику, что особенно режет глаз в исторических районах городов. Разработчики давно пытаются создать приемлемый способ маскировки панелей, чтобы использовать возобновляемую энергетику в условиях городской среды и при этом не выпячивать её на фоне архитектурных решений. Свой вариант для этого предложили учёные из Германии, позаимствовав идею у… бабочек.

 Источник изображения: Fraunhofer ISE

Источник изображения: Fraunhofer ISE

Крылья этих насекомых не имеют окраски и создают узоры в результате интерференции падающих на них лучей. Свет преломляется на наноразмерных чешуйках крыльев бабочек, создавая яркие и красочные узоры. Отсутствие красящего пигмента в составе покрытия солнечных панелей — это ключевое требование к нему, поскольку только так можно избежать значительной потери эффективности фотоэлектрических ячеек панели. Безусловно, красота требует жертв, но лучше этого избежать.

Предложенная исследователями Института систем солнечной энергетики Фраунгофера (Fraunhofer ISE) технология ShadeCut крадёт всего 5 % КПД панели, но может быть реализована на любой современной солнечной панели, превратив её в подобие черепицы, каменной или мраморной кладки. Сначала на панель напыляют рабочее вещество, а затем лазером или фрезой убирают его таким образом, чтобы оставить характерный рисунок, свойственный тому или иному строительному материалу, например, создав рисунок черепичной кладки, как на фотографии выше.

«Модули с ShadeCut могут выглядеть как каменная кладка или кровельная черепица и идеально вписываться по цвету», — поясняет доктор Мартин Хайнрих (Martin Heinrich), один из руководителей проекта. Это решение для тех случаев, где обычные чёрные панели выглядят чужеродно: для фасадов зданий, встроенных в крышу элементов, балконных ограждений и, что особенно ценно, для реконструкции исторических построек, где строгие архитектурные нормы часто ставят крест на использовании солнечной энергии.

2025-й стал годом исторического роста мировой солнечной энергетики, но с одной оговоркой

Согласно данным Международного агентства по энергетике (EIA), выработка солнечной энергии в 2025 году превысила 2700 ТВт·ч, что более чем в два раза превышает показатель трёхлетней давности и составляет свыше 8 % глобального производства электроэнергии. В обычных обстоятельствах это стало бы первым и чистым триумфом солнечной генерации. Однако подобное уже было в недавней истории человечества, когда экономика возрождалась после кризисов.

 Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT/3DNews

Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT/3DNews

Аналитики не скрывают, что в посткризисный период восстановления мировой экономики, в частности после пандемии COVID-19, возобновляемая энергетика демонстрировала резкий рывок вперёд. Но тогда это означало лишь одно — традиционные ископаемые ресурсы не могли быть быстро востребованы в прежнем объёме. Это давало «зелёной» энергетике значительную фору и позволяло совершить скачок. По всей видимости, современная ситуация с блокадой Ормузского пролива также сыграет на руку возобновляемой энергетике, ограничив поставки и взвинтив цены на нефть и газ с Ближнего Востока, что в меньшей мере коснётся проектов ВИЭ.

Тем не менее, цифры говорят сами за себя — в 2025 году возобновляемые источники генерации с лидирующей солнечной выработкой закрыли более половины роста мирового энергопотребления, при этом одна только солнечная энергетика покрыла четверть прироста спроса на все виды энергии и более двух третей увеличения спроса только на электроэнергию. Была надежда, что солнечная энергетика покроет весь прирост спроса на электричество, но пока этого не произошло. Зафиксированный в 2025 году прирост выработки солнечной энергии по сравнению с 2024 годом составил 600 ТВт·ч.

Что не менее важно, быстро растут установленные мощности аккумуляторов для хранения и распределения электричества в часы спада генерации ВИЭ. В Калифорнии, например, аккумуляторов уже почти хватает для закрытия суточных потребностей в электричестве за счёт возобновляемых источников энергии. В целом, мощности аккумуляторных батарей в 2025 году выросли на 40 % и достигли 110 ГВт — это больше, чем прирост выработки от сжигания природного газа за тот же период. Общая установленная ёмкость батарей превысила достигнутый пять лет назад уровень в десять раз, что стало решающим подспорьем для более эффективной утилизации солнечной энергии.

Как и ожидалось, 60 % мирового прироста возобновляемой энергетики в 2025 году обеспечил Китай. Это автоматически привело к снижению использования угля для выработки электроэнергии в этой стране, хотя в предыдущие годы на фоне энергетических кризисов Китай построил серию новых угольных электростанций. В Европейском союзе доля угля в производстве электроэнергии впервые в истории опустилась ниже 10 %. Ядерная энергетика осталась практически стабильной: глобально добавлено и выведено по 3 ГВт мощностей, при этом Китай начал строить новые атомные станции общей мощностью 12 ГВт (9 из 10 запланированных в мире новых реакторов).

Глобальный спрос на электроэнергию в 2025 году рос в два раза быстрее, чем общий спрос на энергию, что аналитики назвали началом «Эры электричества». Потребление природного газа увеличилось на 1 % (из-за аномально холодной зимы), угля — на 0,4 %, нефти — на 0,7 %. Выбросы углерода выросли всего на 0,4 % и достигли рекордного уровня, однако при этом замедление роста выбросов наблюдается третий год подряд — во многом благодаря возобновляемым источникам энергии.

«Зелёные» технологии, внедрённые с 2019 года (возобновляемые источники, электромобили, тепловые насосы и ядерные реакторы), вытеснили около 7 % использования ископаемого топлива и снизили выбросы на 8 % по сравнению с прогнозируемыми значениями. Например, в плане потребления угля это было бы эквивалентно полному отказу от его сжигания в Индии в 2025 году, которая является крупнейшим в мире потребителем этого ресурса.

В 2026 году электрификация мировой экономики и жизни людей продолжится. С одной стороны, это уже устоявшийся процесс, с другой — к этому неизбежно подтолкнёт кризис на Ближнем Востоке. При этом солнечная генерация продолжит наращивать свою долю в энергетике как наиболее простой способ решить проблему нехватки электроэнергии в краткосрочной перспективе и продолжит устанавливать новые рекорды.

Японцы придумали солнечную панель с запредельным КПД — с квантовой эффективностью 130 %

Даже в научно-фантастических произведениях КПД источников энергии не может быть больше 100 % — это физика нашей Вселенной. Потери есть всегда. Задача учёных снизить объём потерь, что тем сложнее, чем ближе к его теоретическому пределу. Для классического солнечного элемента на p-n-переходе предел — это 33 % КПД. Но физика солнечного света сложнее. И учёные из Японии нашли возможность далеко выйти за пределы этой теории.

 Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT/3DNews

Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT/3DNews

Идею проработали исследователи из Университета Кюсю (Kyushu University) в сотрудничестве с Университетом Йоханнеса Гутенберга (Johannes Gutenberg University) из Германии. В классическом фотоэлементе один поглощённый фотон создаёт в полупроводнике один экситон (электрон и дырку). Фотон — это один квант света (минимально возможная единица энергии электромагнитного излучения данной длины волны). Он не может создать больше одного электрона. Эта энергия поглощается электроном и переводит его в возбуждённое состояние, отправляя путешествовать по материалу в виде электрического тока.

При этом электроны реагируют только на свет (фотоны) определённой длины волны. Они не поглощают кванты энергии в нижнем и верхнем диапазоне излучения. Таких материалов просто нет в природе или учёные не научились их создавать. В то же время такие «запредельные» фотоны попадают на солнечную панель, но не создают в ней поток электронов, а только рассеиваются в виде тепла. Это тот резерв, который смогли привлечь к выработке электричества учёные. Конкретно — они смогли с пользой использовать высокоэнергетические фотоны из синей части спектра.

Механизм работы технологии основан на двух ключевых процессах. Высокоэнергетические (синие) фотоны в материале подвергаются синглетному расщеплению: один экситон делится на два с более низкой энергией и уже каждый из этих двух экситонов захватывается встроенным в фотоэлемент «молибденовым комплексом» в комбинации с определённым материалом. Тем самым вместо одного электрона «синий» фотон фактически возбуждает в материале два электрона для генерации тока. Попутно комбинация материалов подавляет так называемый Фёрстеровский перенос энергии, который в обычных условиях блокировал бы возбуждение определённого количества электронов и понижал бы КПД.

Эксперименты показали впечатляющие результаты, а именно квантовый выход около 130 % (1,3 экситона на фотон). По оценкам исследователей, такая технология способна поднять теоретическую эффективность однопереходных солнечных элементов до 35–45 %, что существенно превышает предел Шокли–Квейссера (33 %) для традиционных кремниевых панелей и реальные показатели коммерческих модулей (20–25 %). Достижение носит пока характер доказательства концепции и реализован в растворе молекул, однако он закладывает основу для прорыва в производстве солнечной энергии.


window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Московский суд не признал сгенерированные ИИ изображения творчеством 7 ч.
OpenAI запуталась в приоритетах и теперь пытается догнать конкурирующую Anthropic 18 ч.
Новая статья: Gamesblender № 787: дата выхода God of War Laufey, бета Gears of War и томский «стимулятор» таксиста 02-08 00:02
Microsoft научит Windows 11 экономить оперативную память — улучшения выйдут уже осенью 01-08 21:13
Торговать в Crimson Desert стало удобнее и выгоднее — подробности обновления 1.16.00 01-08 20:01
Утверждён список приложений для предустановки в России на 2027 год 01-08 13:32
Google сделает исключение для стран под санкциями — Android-разработчиков там не будут проверять 01-08 11:31
Ещё несколько ИИ-агентов OpenAI вышли из-под контроля — до взломов, кажется, не дошло 01-08 11:23
OpenAI сообщила, что её сервисами теперь пользуются более миллиарда человек и свыше двух миллионов компаний 01-08 09:47
Такой Google Earth нам не нужен: функцию генерации спутниковых снимков отключили из-за злоупотреблений 01-08 07:36
Новая статья: Выбираем лучшие игровые ноутбуки на российском рынке (вторая половина 2026 года) 2 ч.
Apple собирается превратить будущие умные очки в гаджет для фитнеса 4 ч.
Sony заявила о достаточных запасах памяти для производства PS5 в этом году даже с учётом выхода GTA 6 6 ч.
Supermicro представила серверные стойки со статической нагрузкой до 2500 кг 11 ч.
Arm объявила о растущем спросе на её процессор для ЦОД, но акции упали из-за ожидаемого снижения роялти от смартфонов 11 ч.
Samsung отмечает рост спроса на 2-нм и 1,4-нм продукцию, будет расширять профильные мощности 17 ч.
Акции SpaceX опустились на 20 % ниже цены июньского размещения 19 ч.
Alibaba предоставила Moonshot вычислительные мощности на 20 000 чипов Nvidia для обучения моделей Kimi 20 ч.
В Китае появилась «квантовая» подстанция — электросети никогда ещё не были так защищены 01-08 21:09
AM4 снова в моде: Gigabyte представила плату B550 Aorus Elite WIFI7 для процессоров Ryzen 5000 01-08 17:26