Компания SolarBotanic Trees представила металлические деревья с семиметровой кроной, которые будут улавливать солнечную энергию через нанофотоэлектрические «листья» и хранить её в аккумуляторе, размещённом в стволе дерева. Накопленную электроэнергию предполагается использовать для зарядки электромобилей (EV). Недавно компания завершила создание первичного прототипа и теперь собирается построить и испытать полноразмерную версию. Коммерческое производство деревьев намечено на конец года.

Источник изображений: SolarBotanic

«В Великобритании существует огромный дефицит (зарядной) инфраструктуры, поэтому мы стремимся работать рука об руку с поставщиками инфраструктуры EV» — говорит Крис Шелли (Chris Shelley), генеральный директор SolarBotanic Trees. Ряд компаний уже предлагают навесы с солнечными батареями, которые располагаются над парковочными местами, однако они «эстетически непривлекательны». Солнечные деревья, ранее представленные в сингапурском парке Gardens by the Bay и в павильоне устойчивого развития на выставке Expo 2020 Dubai, могут предложить именно это. Помимо прочего, такие деревья занимают меньше места, поэтому их легче разместить в общественных местах.

Стоимость одного дерева SolarBotanic ожидается в пределах от 18 000 до 25 000 фунтов стерлингов ($22 000 — 30 000), что значительно больше, чем у обычных солнечных батарей. Мощность зарядки от дерева составит пять киловатт, что типично для стандартной зарядной станции. При такой мощности зарядка автомобиля с 50-киловаттной батареей с 20 до 80% займёт почти семь часов. «Такая скорость зарядного пункта больше подходит для тех случаев, когда автомобиль простаивает в течение длительного времени» — говорит Рейчел Свитек (Rachel Swiatek), руководитель программы по транспорту в EST. Стартап также планирует разработать более компактную и доступную версию дерева на 3,2 киловатта, которая, будет стоить от 10 000 до 15 000 фунтов стерлингов ($12 000 — 18 000). Эта модель подойдёт для университетских кампусов, торговых центров и других мест.

Каждое дерево получит систему хранения энергии и управления питанием, управляемую искусственным интеллектом, которая объединит несколько деревьев в локальные микросети или подключит дерево к общей сети, чтобы избыток произведённой энергии мог быть возвращён в сеть. Также дерево сможет отдавать энергию ночью или в тёмные зимние дни, когда нет солнечного света, подключаясь к электросети. Чтобы уменьшить зависимость от сети, стартап планирует интегрировать в ствол дерева систему аккумуляторов, чтобы избыток энергии в дневное время сохранялся для использования ночью.

SolarBotanic Trees уже привлекла 340 000 фунтов стерлингов ($420 000) и собирается начать раунд финансирования в конце года после испытаний полномасштабного прототипа. К 2025 году компания хочет создавать не менее 1000 устройств в год. Первые солнечные деревья будут установлены в Великобритании, а затем в Европе и Северной Америке.

Крупнейший в Японии производитель стекла — консорциум Nippon Sheet Glass (NSG) — собирается на практике испытать фотоэлектрические окна. Они будут пропускать видимый свет, но станут улавливать инфракрасные и ультрафиолетовые длины волн, чтобы превращать их в электрический ток. Здание станет получать «зелёное» электричество и в процессе эксплуатации значительно сократит выбросы парниковых газов.

Те самые окна. Источник изображения: Eneos

Фотоэлектрические стёкла компания NSG производит по технологии, разработанной Массачусетским технологическим институтом (MIT) и Университетом штата Мичиган (MSU). В 2011 году для рыночного продвижения разработки была создана компания Ubiquitous Energy. На сегодняшний день на основе фотоэлектрических стёкол Ubiquitous Energy реализовано несколько пилотных проектов. Затеянный NSG проект, возможно, станет самым масштабных из них.

Остекление прозрачными фотоэлектрическими панелями будет сделано на железнодорожной станции Takanawa Gateway Station в Токио. Фотоэлектрические окна будут установлены на два месяца, но если они себя покажут с хорошей стороны, то смогут работать дольше. Окна будут передавать выработанное электричество на аккумуляторы и дальше через интерфейс в раме. Также в окна будут встроены датчики освещённости, температуры и скорости ветра. Это позволит развернуть «умное» регулирование климата в помещении, когда систему фотоэлектрических окон с датчиками подключат к местной системе отопления/кондиционирования.

Проекты по остеклению оконных проёмов зданий и фасадов целиком прозрачными или декоративными фотоэлектрическими панелями пока можно пересчитать по пальцам одной руки. Самым масштабным из них можно считать строительство многоэтажки в Австралии, чей фасад будет целиком покрыт фотоэлектрическими панелями. Проект NSG будет намного скромнее, но его легче будет реализовать и проанализировать.

Четыре месяца назад учёные из Германии установили очередной рекорд по эффективности тандемных солнечных элементов с перовскитом, создав ячейку с КПД 32,5 %. Сегодня их обошли учёные из Саудовской Аравии. Группа инженеров из Научно-технологического университета имени короля Абдаллы (KAUST) изготовила перовскитно-кремниевый солнечный элемент с эффективностью 33,2 %, что подтвердили в ESTI и внесли в реестр рекордов NREL.

Источник изображения: KAUST

Сегодня рынок заполняют обычные солнечные ячейки из кристаллического кремния с КПД 20–22 %. Очевидно, что для достижения глобальных целей в возобновляемой энергетике этого недостаточно. Эффективность солнечных элементов должна быть выше, чтобы электрическая энергия, добываемая с помощью Солнца, оказалась хотя бы отдалённо сравнима по стоимости с «ископаемой» энергетикой. Такие элементы могут быть созданы из пары кремний-перовскит, когда каждый элемент эффективно поглощает волны своей длины. Ожидается, что рынок подобных тандемных элементов достигнет к 2032 году стоимости около $10 млрд.

Созданный исследователями KAUST тандемный солнечный элемент сочетает в себе верхние элементы из перовскита на промышленно совместимых нижних элементах из кремния с двухсторонней текстурой. Верхний слой перовскита лучше всего поглощает синий свет, в то время как кремниевая основа лучше всего поглощает красный свет. Более того, авторы разработки утверждают, что они не только создали самый эффективный тандемный кремний-перовскитный элемент, но также превзошли солнечные элементы с двумя p-n переходами, в которых не используется концентрированный солнечный свет.

На новом этапе команда разработчиков будет изучать возможность масштабировать производство тандемных ячеек до площадей свыше 240 см², а также намерена создать и сертифицировать тандемные ячейки, которые прошли бы критические промышленные испытания стабильности. Перовскит, как известно, не отличается стабильностью в полевых условиях и для массового использования необходимы технологии его защиты от влаги и, в целом, от атмосферного воздействия.

Ветряные турбины и солнечные электростанции Китая вырабатывают почти столько же электроэнергии, сколько требуется для обеспечения почти каждого жилого дома в стране, пишет издание Bloomberg, ссылающееся на данные Национальной энергетической администрации (National Energy Administration, NEA).

Источник изображения: Sungrow EMEA / unsplash.com

В отчёте ведомства указывается, что объёмы генерации ветряной и солнечной энергии в прошлом году увеличились на 21 % и составили 1190 ТВт·ч (тераватт-часов). Согласно тем же данным, совокупный уровень энергопотребления жилых помещений в Китае составил 1340 ТВт·ч, что на 14 % больше, чем было годом ранее.

Отчёт NEA говорит о стремительном росте источников возобновляемой энергии в стране на фоне миллиардных инвестиций Китая в этом направлении для решения экологических проблем и сокращения зависимости от дорогостоящих видов ископаемого топлива. Однако следует иметь в виду, что на жилые помещения в Китае приходится относительно малая часть всех энергозатрат страны, в сравнении с другими странами. По данным Международного энергетического агентства, в 2020 году лишь 17 % от общего производимого объёма электричества в Китае использовались непосредственно домовладениями. В то время как в Японии на жилые помещения в том же году приходились 29 %, а в США — 39 % от всего объёма вырабатываемой энергии. В Китае основными потребителями по-прежнему являются фабрики и заводы. На производства приходятся 60 % от всего добываемого объёма электроэнергии.

Таким образом, даже если возобновляемые источники и способны обеспечить практически каждый дом в Китае чистой энергией, китайским производителям по-прежнему приходится сжигать огромное количество топлива и как следствие выбрасывать в атмосферу огромные объёмы парниковых газов для поддержания темпов экономического роста.

По мнению аналитиков, после отмены в этом году жёстких антиковидных ограничений в Китае ожидается более бурный экономический рост. А это в свою очередь также указывает на потенциальный рост объёмов вредных выбросов в атмосферу, даже несмотря на то, что ветряная и солнечная энергетика покрывает практически все нужды обычного населения.

Калифорнийский технологический институт сообщил, что сегодня компанией SpaceX в 17:56 мск с площадки SLC-40 на мысе Канаверал (Флорида) будет запущена ракета Falcon 9. В ходе миссии Transporter-6 ракета-носитель выведет в космос ряд полезных нагрузок, включая собранный в Калтехе демонстратор для сбора и передачи солнечной энергии на Землю. Демонстратор поможет проверить работу ряда ключевых элементов будущих орбитальных солнечных электростанций.

Момент установки модуля DOLCE на спутниковое шасси. Источник изображения: Калтех

Проект родился по инициативе филантропа Дональда Брена (Donald Bren), председателя компании Irvine Company и пожизненного члена попечительского совета Калтеха. Из статьи в журнале Popular Science бизнесмен узнал о потенциале космического производства солнечной энергии. Вскоре он пожертвовал значительную сумму на исследования, которая в конечном итоге превысила $100 млн. Первое пожертвование в 2013 году запустило работу над проектом.

Запускаемый сегодня в космос демонстратор Space Solar Power Demonstrator (SSPD) — это аппарат весом 50 кг на спутниковой платформе Momentus Vigoride компании российского бизнесмена Михаила Кокорича (бывшего владельца «Техносилы»). Демонстратор содержит три ключевых элемента для испытания технологий: это блок развёртывания массива панелей на орбите (DOLCE), набор из 22 различных типов фотоэлементов для оценки эффективности каждого (ALBA) и модуль для передачи микроволновой энергии на Землю (MAPLE). Компьютер демонстратора подключён к компьютеру платформы Momentus Vigoride для создания в космосе условий для поставки экспериментов с узлами демонстратора.

Как считают разработчики, ракете потребуется около 10 мин для достижения заданной высоты. Затем предстоит отделение полезной нагрузки и космический аппарат Momentus будет выведен на рабочую орбиту. Первые эксперименты с демонстратором начнутся через несколько недель после этого. Одни будут проведены быстро — буквально за считаные дни, другие потребуют недель и месяцев сбора данных.

Самым быстрым станет опыт с развёртыванием демонстратора массива батарей DOLCE. На демонстраторе будет только каркас прототипа солнечного массива. За этим процессом будут наблюдать камеры и команда на Земле. В перспективе проект SSPD предполагает, что в космосе из квадратных рам будут собираться километровые массивы, а пока всё будет испытано на раме со сторонами 1,8 м.

Когда-нибудь из запускаемого сегодня демонстратора может родиться технология промышленного производства разворачиваемых в космосе массивов солнечных панелей. В космосе нет преград солнечным лучам в виде атмосферы и облаков, а также отсутствует понятие ночи. Солнечную энергию на орбите можно вырабатывать непрерывно, передавая на Землю чистую энергию, что особенно пригодится для тех уголков Земли, где чистую энергетику развить нельзя по природным или экономическим причинам.

Компания Northrop Grumman сообщила, что успешно испытала ключевой компонент будущей системы передачи солнечной энергии с орбиты на земные приёмники. Энергетический луч был передан с возможностью мгновенной перестройки направления с помощью фазированной антенной решётки. Этот опыт открыл дорогу к созданию прототипа орбитальной солнечной электростанции, которая полетит в космос в 2025 году.

Проект Arachne. Источник изображения: AFRL

«Что касается технологий, мы очень уверены в нашем проекте и доказали его эффективность, — сказала в интервью SpaceNews Тара Терет (Tara Theret), директор программы дополнительных демонстраций и исследований космической солнечной энергетики (SSPIDR) компании Northrop Grumman. — Теперь остается только построить, испытать и интегрировать остальное оборудование в сжатые сроки».

Соответствующий контракт Исследовательская лаборатория ВВС США заключила с компанией Northrop Grumman в 2018 году. Его стоимость составила $100 млн. Компания обязалась разработать демонстратор компонентов прототипа космической солнечной энергосистемы. Орбитальные испытания демонстратора намечены на 2025 год в рамках более широкой программы Arachne. По задумке военных, передача солнечной энергии с орбиты могла бы обеспечить питанием удалённые базы и оперативно решать проблемы подачи питания в районы стихийных бедствий.

Год назад Northrop Grumman продемонстрировала сэндвич-панель, которая могла преобразовывать солнечную энергию в электричество, а электричество в радиочастотный луч для передачи энергии без проводов на расстояние. Панели из такой плитки должны размещаться на спутниках подобно обычным солнечным панелям — ничего особенного для развёртывания и обслуживания они не требуют, как и не нуждаются в механизме для точного наведения на земные приёмники. Точное наведение осуществляется благодаря настройке антенной решётки исключительно силами электроники.

Источник изображения: Northrop Grumman

Именно этот «механизм» наведения компания Northrop Grumman успешно испытала в безэховой лаборатории на Земле. «Это была очень захватывающая демонстрация, которая позволила нам показать кульминацию различных технологических этапов, которые мы разрабатывали с самого начала этого проекта», — заявил один из участников эксперимента. Дальше компания начнёт собирать демонстрационную установку на спутниковом шасси собственной разработки, чтобы вывести испытания технологии в космос.

Вопросами передачи солнечной энергии с орбиты на земные приёмники занимаются также другие компании и лаборатории в США, создаются проекты в России и готовятся эксперименты в Китае. Великобритания год назад потратила внушительный грант на технико-экономическое обоснование подобного проекта. Земле нужна чистая и бесконечная энергия. Осталось только создать мостик, по которому она из космоса потечёт на Землю.

Оборудованный солнечными батареями электромобиль Sunswift 7, который был построен инженерами Университета Нового Южного Уэльса в Сиднее (Австралия), преодолел 1000 км менее чем за 12 часов без подключения к внешним источникам питания.

Источник изображений: unsw.edu.au

Максимальных показателей скорости и эффективности удалось достичь за счёт полной оптимизации: электромобиль Sunswift 7 лишился кондиционера, системы ABS, подушек безопасности, стеклоочиститетей и многого другого, что есть у машин, предназначенных для движения по дорогам общего пользования. Но если у Tesla Model S коэффициент аэродинамического сопротивления составляет 0,208, то у Sunswift 7 он составил всего 0,095.

Работа над проектом заняла у учёных около двух лет — они с самого начала хотели установить рекорд Гиннесса в категории самого быстрого электромобиля на солнечной энергии на дистанции более 1000 км. Заезд производился на испытательном треке Highway Circuit в Австралийском автомобильном исследовательском центре, где Sunswift 7 на одной зарядке преодолел 240 кругов за 11 часов 53 минуты и 32 секунды, показав среднюю скорость 85 км/ч. Комиссия Книги рекордов Гиннесса пока ждёт дополнительных данных для регистрации рекорда.

Авторы проекта отметили, что в ходе заезда машина показала потребление энергии на отметке 3,8 кВт·ч на 100 км, тогда как наиболее эффективные серийные модели показывают 15 кВт·ч на 100 км, а средний уровень — 20 кВт·ч на 100 км. Учёные признали, что в случае с Sunswift 7 пришлось пойти на компромиссы в отношении комфорта, а стоимость прототипа оказалась непомерно высокой. Своим рекордом они хотели показать, что всегда есть возможность сделать эффективнее любую машину.

Инженеры Массачусетского технологического института разработали ультратонкие солнечные батареи на тканевой основе, которые могут быстро и легко превратить любую поверхность в источник энергии. Новинка обладает способностью вырабатывать в 18 раз больше энергии на каждый килограмм своего веса, чем обычные солнечной панели. Для крыш, палаток первой помощи и даже плащей спасателей — это возможность получать энергию без существенных физических нагрузок.

Источник изображений: Melanie Gonick, MIT

Около шести лет назад команда исследований из США разработала технологию производства легчайших солнечных элементов. Например, такие элементы могли свободно удерживаться на вершине мыльного пузыря. Впрочем, технология производства таких панелей была довольно сложной, поскольку сопровождалась процессами осаждения вещества в вакууме. Команда MIT взялась усовершенствовать процесс производства легчайших солнечных элементов, чтобы со временем довести его до масштабного коммерческого производства.

Многолетние эксперименты позволили приблизиться к лабораторному производству тончайших солнечных элементов довольно простым способом — с помощью «электронных» красок, наносимых через трафарет и штампами. Краски и электроды послойно наносятся на подложку толщиной всего 3 мкм. Затем готовая солнечная панель толщиной меньше волоса человека отделяется от подложки и дальше закрепляется на подложке из синтетической ткани.

Учёные специально отделили процесс производства элемента от закрепления на ткань, поскольку так они могут предложить широкий выбор основы, не учитывая её влияния на техпроцесс производства ячеек (химическую, температурную и другую совместимость). После нанесения ячейки на ткань её предложено ламинировать — помещать в герметичную среду, поскольку на открытом воздухе ячейки из «электронной» краски быстро деградируют.

Ячейка без тканевой основы и упаковки генерирует до 730 Вт на кг. На синтетической ткани Dyneema, выбранной учёными за свою удивительную прочность и лёгкий вес (всего 13 г на м²), тонкая ячейка вырабатывает 370 Вт на кг, что примерно в 18 раз больше мощности на кг, чем у обычных солнечных батарей.

«Типичная солнечная установка на крыше в Массачусетсе выдаёт около 8 000 Вт. Чтобы генерировать такое же количество энергии, наши тканевые фотоэлектрические элементы добавят на крышу дома всего около 20 кг (44 фунта)», — сказал один из авторов работы.

Учёные пока не готовы передавать разработку в коммерческое производство. Предстоит ещё много исследований и работы по улучшению характеристик тончайших панелей.

Во втором квартале Tesla достигла рекордных объёмов установки солнечных панелей на рынке США, в третьем квартале они также выросли на 13 % в годовом сравнении до 94 МВт, но многие клиенты профильного подразделения этой компании сейчас столкнулись с отказом от выполнения обязательств по договору и возвратом средств. В некоторых частях США Tesla просто сворачивает свой бизнес, связанный с солнечными панелями.

Источник изображения: Tesla

Напомним, компания разрабатывает солнечные панели, которые устанавливаются на крыши жилых домов и других строений, позволяя вырабатывать электроэнергию не только для зарядки электромобилей, но и для бытовых нужд. В 2016 году толчок развитию этого бизнеса придала покупка SolarCity, но в дальнейшем руководство Tesla не раз жаловалось, что поставки литиевых аккумуляторов сосредоточены в сегменте электромобилей, а стационарные системы хранения электроэнергии, которые должны использоваться в сочетании с солнечными панелями, обеспечиваются батареями по остаточному принципу.

Как отмечает Electrek, за последние дни многие из клиентов Tesla в США столкнулись с отказом компании выполнять свои обязательства по предварительным договорам установки солнечных панелей, им были отправлены соответствующие уведомления с обещанием вернуть полученные средства на банковский счёт в течение семи или десяти дней. В некоторых случаях с отказом завершить работу по установке солнечных панелей Tesla сталкиваются даже те клиенты компании, которые уже согласовали проекты с местными регуляторами. Поставщик мотивирует свой демарш тем, что больше не будет вести профильный бизнес на конкретной территории. На такое поведение Tesla жалуются клиенты в Калифорнии, Орегоне и Флориде.

Одновременно становится известно о сокращении персонала Tesla в подразделении, которое занималось обслуживанием клиентов на данном направлении бизнеса. Вместо этого клиентам предлагается связаться с подрядчиками, которые осуществляли монтаж солнечных панелей Tesla и обладали соответствующим сертификатом. Официальных комментариев от представителей компании не поступало, и обычно подобную миссию берёт на себя Илон Маск (Elon Musk), но он сейчас слишком занят своим другим проектом.

Космический грузовик Cygnus, отправленный к Международной космической станции (МКС) 7 ноября и несущий порядка 3,7 тонны пищевых продуктов и других грузов для её обитателей, столкнулся с неожиданными проблемами. Хотя запуск прошёл успешно, отделившись от ракеты Antares, корабль смог развернуть только одну из своих солнечных панелей.

Один из предыдущих кораблей семейства Cygnus. Источник изображения: NASA

Команда миссии работает над устранением проблемы, но, даже если раскрыть вторую солнечную панель не удастся, грузовик попытаются довести до МКС с одной развёрнутой панелью к 9 ноября согласно расписанию. Как сообщила Northrop Grumman в NASA, корабль имеет достаточно энергии для того, чтобы добраться до МКС и осуществить стыковку в срок для выполнения основной миссии, а NASA рассчитывает параметры, необходимые для захвата и швартовки.

Корабль Cygnus, получивший имя SS Sally Ride в честь первой американской женщины, достигшей космоса, должен доставить на МКС больше грузов, чем прошлый корабль того же семейства, если всё пойдёт, как планировалось. Известно, что корабль несёт 1637 кг продуктов, 1077 кг корабельного оборудования, 850 кг научного оборудования, 66 кг оборудования для выхода в космос, а также 87 кг «компьютерных ресурсов».

В числе прочего речь идёт о 3D-принтере BioFabrication Facility, разработанном для печати органоподобных тканевых конструкций в условиях микрогравитации — данные этого исследования помогут в будущих дальних космических миссиях. Также в рамках данного проекта оценят, как космическая среда влияет на яйцеклетки.

Cygnus является одним из трёх роботизированных космических кораблей, доставляющих на МКС грузы. Кроме него, это делает российский «Прогресс» и американский SpaceX Dragon. При этом Cygnus и «Прогресс» сгорают при возвращении на Землю в атмосфере, а Dragon, напротив, возвращается для дальнейшего использования.

Команда учёных из Федеральной политехнической школы Лозанны в Швейцарии добилась прорыва в создании прозрачных, но при этом эффективных солнечных панелей. Такие панели откроют путь к остеклению, которое будет вырабатывать электричество для зарядки потребительской электроники.

Источник изображения: Федеральная политехническая школа Лозанны в Швейцарии

Подтверждённая независимой экспертизой эффективность преобразования энергии новых прозрачных фотоэлементов составила 15,2 % при имитации солнечного света. Образец с большей активной площадью (2,8 см²) показал значение эффективности от 28,4 % до 30,2 % в широком диапазоне интенсивности окружающего света, а также высокую стабильность. В частности, образец работал с заявленными характеристиками в течение 500 часов, о чём сообщается в свежей статье в издании Nature.

Секрет разработки кроется в синтезе особенных молекул красителей, которые в сочетании друг с другом способны собирать свет во всем видимом спектре и, в целом, повышают фоточувствительность солнечных элементов.

Технически это выглядит как нанесение светочувствительных красителей на поверхности нанокристаллических мезопористых плёнок диоксида титана (TiO₂) вместе с электролитами или твёрдыми материалами для переноса заряда. Такие красители обладают многими свойствами, включая прозрачность, многоцветность и дешевизну изготовления, и используются в стеклянных фасадах, световых люках и теплицах. Усиленные с помощью сенсибилизированных красителей солнечные элементы (СКС) могут быть гибкими и пригодными для изготовления рулонным методом, что обещает сделать их довольно недорогими.

В перспективе, уверены учёные, прозрачные солнечные панели СКС могут сравниться по стоимости выработки электрической энергии с источниками на ископаемом топливе, хотя они пока не видят решений для мощной генерации электричества с помощью предложенных решений и рекомендуют использовать генерирующие оконные стёкла для питания маломощной электроники.

General Motors сообщила о запуске бизнеса по продаже домашних систем накопления энергии (аккумуляторы и зарядки), солнечных панелей и программного обеспечения частным и коммерческим клиентам. Новое подразделение GM Energy позволит компании создать ряд аксессуаров, которые могут помочь в продаже её электромобилей.

Источник изображения: GM

По словам Трэвиса Хестера (Travis Hester), директора GM по производству электромобилей, компания попытается захватить часть рынка устройств для производства и хранения энергии, объём которого обещает в будущем составить $120–150 млрд. Автопроизводитель намерен сделать бренд GM синонимом не только электромобилей, но и целого ряда продуктов и услуг, связанных с электрическим транспортом и аккумуляторами.

На этом рынке уже работает конкурент GM в лице Tesla, которая помимо электромобилей предлагает солнечную черепицу Solar Roof, а также системы накопления энергии Powerwall для домов и хранилища промышленного масштаба Tesla Megapack. Также системы хранения энергии предлагают множество более мелких фирм, например, Generac, которая продаёт источники резервного питания и генераторы, а также Fluence Energy, занимающаяся хранением энергии.

«У них нет транспортных средств, — охарактеризовал Хестер эти небольшие компании в интервью The Verge. — И, честно говоря, у них нет такой дилерской сети, как у нас». GM заявила, что к 2025 году планирует продать один миллион электромобилей. И каждый из их владельцев, по словам Хестера, также является потенциальным клиентом GM Energy.

GM Energy будет состоять из трех отделов: Ultium Home, Ultium Commercial и Ultium Charge 360, который уже сейчас занимается реализацией программы компании по созданию сети для зарядки электромобилей. Подразделение будет предлагать ряд продуктов, в том числе оборудование для двунаправленной зарядки, оборудование для передачи данных от автомобиля к дому (V2H) и от автомобиля к сети (V2G), стационарные хранилища, солнечные панели, программные приложения, облачные технологии, инструменты управления, решения для микросетей и водородные топливные элементы.

GM ранее сотрудничала с PG&E из Калифорнии в рамках реализации технологии «автомобиль-сеть», позволяющей использовать аккумуляторы большой ёмкости не только для питания электромобилей, но и как резервные аккумуляторные батареи для домашней сети. GM также работает с Con Edison, Graniterock и New Hampshire Electric Cooperative над аналогичными проектами.

Что касается солнечной энергетики, GM объединит усилия с компанией SunPower из Сан-Хосе для продажи солнечных панелей и устройств для хранения энергии в домашних условиях частным клиентам. SunPower и другие партнёры будут поставлять солнечные панели и производить их установку, а GM разработает для этого дополнительное программное обеспечение.

В отличие от Tesla или Volkswagen, у GM пока нет собственной сети зарядки электромобилей, и сейчас она в партнёрстве с EVgo занимается созданием сети зарядных устройств под брендом Ultium 360, устанавливаемых на стоянках для грузовиков.

Однако для запуска новых продуктов потребуется время. Сейчас GM продолжает тестировать услугу V2H в партнёрстве с PG&E на небольшом количестве бытовых потребителей в Калифорнии, планируя расширить охват домовладений в начале 2023 года. А её солнечные панели и другие продукты будут доступны не ранее 2024 года.

Рабочие характеристики перовскитных солнечных элементов значительно превосходят аналогичные параметры кремниевых панелей. Однако у перспективных солнечных батарей из перовскитов есть один большой недостаток — это высокая чувствительность к окружающей среде. Они быстро деградируют даже в лабораторных условиях, а на открытом воздухе такие процессы только ускоряются. Решить эту проблему смогла международная группа учёных с участием специалистов из России.

Источник изображения: НИТУ МИСИС

Исследователи из НИТУ МИСИС, Университета Гренобль Альпы и Римского университета Тор Вергата предложили технологию стабилизации перовскитных батарей и повышения их коррозионной устойчивости с помощью максенов (MXenes) — двумерных карбидов или нитридов переходного металла. Решение представлено в виде «интерфейса» — тончайшей прослойки из максенов между катодом и n-слоем элемента. Самое важное в этом открытии — технология очень проста для адаптации к массовому производству солнечных панелей из перовскита. Фактически «стабилизирующий» материал добавляется в краску для печати солнечных элементов, что делает техпроцесс предельно простым.

Толщина фотоэлементов из перовскита порядка 1 мкм. Для сравнения, толщина кремниевых фотоэлементов в среднем достигает 200 мкм. Перовскитную солнечную панель можно банально напечатать на любой поверхности, что делает технологию дешевле и с едва ли ограниченным охватом. Солнечные панели могут появиться на любой свободной поверхности произвольной кривизны. Перейти к практической реализации этой идеи в основном мешает быстрая деградация панелей в присутствии влаги, с чем вместе научились разбираться учёные из России, Италии и Франции. По крайней мере, предложенная технология в пять раз продлевает срок службы перовскитных панелей.

«Эксперименты подтвердили, что добавление гибрида батокупроина и максена в качестве "интерфейса" между n-слоем и катодом не только повышает КПД перовскитного солнечного элемента, но и способствует долгосрочной стабилизации между слоями. Максен предотвращает химическое разложение и повышает износостойкость устройства», — говорится в пресс-релизе НИТУ «МИСИС».

В совместной статье в издании Small учёные поясняют, что наилучший образец прослойки был выявлен при концентрации батокупроина в изопропаноле 0,5 мг/мл, а максена — 0,75 мг/мл. КПД этого образца составил 17,46 % против 16,45 % образца без добавления максена. При проверке термической стойкости при 80 °C КПД солнечного элемента с максеном снизился до 80 % от первоначального значения через 1080 часов работы, в то время как элемент без максена — уже через 330 часов. Тест на поглощение света выявил, что благодаря максену КПД снизился на 4 % от исходного значения через 2300 часов, КПД образца без максена снизился до 80 % за 430 часов.

На следующем этапе команда разработчиков приступила к адаптации метода для промышленной реализации, что в итоге приведёт к пилотному прототипированию на широком формате.

Правительство Токийского столичного округа анонсировало новую политику, предусматривающую обязательную установку солнечных панелей на некоторые из новых домов — как часть мер по продвижению использования солнечной энергии. Как сообщает The Japan News, старт инициативы запланирован на 2025 год, она станет первой в своём роде для Японии.

Губернатор Юрико Койке //Источник изображения: The Yomiuri Shimbun

Под действие новых правил, обязывающих устанавливать солнечные панели, будут попадать около 50 застройщиков, возводящие здания общей площадью не менее 20 тыс. м² в год.

Впрочем, доля необходимых к установке солнечных панелей будет отличаться от района к району с учётом степени инсоляции в том или ином месте. Например, если в районах Тиёда и Тюо, где расположено много высоких зданий, должно будет покрываться панелями 30 % крыш, то в малоэтажных районах — до 85 %. Поскольку жизненный цикл панелей составляет порядка 20-30 лет, правительство округа также создаст систему продвижения их переработки с прицелом на подготовку массовой замены панелей в будущем. Не исключён и лизинг панелей, а также субсидии для покупателей домов и другие льготы.

По данным издания, некоторые застройщики выражают обеспокоенность дополнительными расходами, способными поднять стоимость жилья. В ответ власти с началом реализации программы обещают усилить меры поддержки.

С весны 2025 года новые дома по всей стране должны будут соответствовать определённым стандартам энергосбережения — например, застройщики должны будут использовать материалы с высоким уровнем теплоизоляции. Местные власти решили запустить свою «солнечную» инициативу одновременно с началом внедрения общенациональных стандартов для того, чтобы упростить задачу строителям.

По словам губернатора Токийского столичного округа Юрико Койке (Yuriko Koike), она надеется, что новая инициатива станет поворотной точкой в истории, после которой можно будет заявить, что «Токио изменился».

В прошлом году Amazon была вынуждена отключить системы выработки солнечной энергии на всех своих объектах в США — на значительной части из них по разным причинам произошли пожары, поставившие под угрозу экологическую программу гиганта электронной коммерции.

Источник изображения: schropferoval / pixabay.com

Один из таких инцидентов произошёл 14 апреля 2020 года — возгорание было зафиксировано на крыше склада FAT1 в калифорнийском Фресно. Тогда были повреждены около 220 солнечных панелей и другое электрическое оборудование, но прибывшие на место пожарные смогли справиться с огнём. Около года спустя аналогичный инцидент был зафиксирован на объекте Amazon в городе Перривилле (шт. Мериленд). Между этими двумя событиями на складах компании были зафиксированы ещё четыре возгорания, согласно внутренним документам Amazon, с которыми удалось ознакомиться журналистам CNBC. Иными словами, с апреля 2020 по июнь 2021 гг. 6 из 47 оборудованных солнечными электростанциями объектов компании в Северной Америке столкнулись с серьёзными сбоями в работе — то есть 12,7 % центров обработки заказов.

Было бы ошибкой полагать, что подобные проблемы переживает только Amazon: в том или ином виде они затронули все компании, пытающиеся реализовывать экологические программы, уменьшив воздействие на окружающую среду и снизив зависимость от ископаемого топлива. Хотя Amazon, возможно, оказалась активнее прочих на этом пути. В 2019 году её основатель Джефф Безос (Jeff Bezos) пообещал к 2040 годы вывести компанию на нулевые выбросы, в том числе внедрив возобновляемые источники энергии и отказавшись от фургонов с ДВС.

В июне прошлого года Amazon пришлось отключить выработку солнечной энергии на всех объектах в США — руководство компании решило убедиться, что все системы спроектированы, развёрнуты и обслуживаются должным образом, чтобы повторно ввести их в эксплуатацию. Представитель компании Эрика Ховард (Erika Howard) уточнила CNBC, что технические сбои возникали на системах, которыми управляли её партнёры, а решение их отключить в Amazon приняли по собственной инициативе. Однако всех этих сведений в официальных экологических отчётах компании не было — там говорилось, что в середине 2021 года 90 центров обработки заказов обеспечивались энергией от солнечных батарей, к концу года их стало 115, а в апреле 2022 года — уже 176. Программа по внедрению солнечной энергии была запущена ещё в 2017 году.

Из публикуемых отчётов компания исключила и сведения о расходах, которые приходится нести при подобных инцидентах. Но один из сотрудников Amazon подсчитал, что в среднем речь идёт об издержках в размере $2,7 млн за каждый масштабный сбой: эти суммы складываются из расходов на проведение технических инспекций, а также на ремонт или замену неисправного оборудования. С другой стороны, недёшево обходится и простой солнечных батарей — $20 тыс. долларов за каждый из 47 американских объектов в месяц или $940 тыс. за все вместе взятые.

Источник изображения: StockSnap / pixabay.com

Технические инспекции для Amazon проводит её партнёр — компания Clean Energy Associates (CEA). Ей поручено обследование объектов не только в США, но и в других регионах присутствия ретейлера: в Европе, Азиатско-Тихоокеанском регионе, на Ближнем Востоке и в Африке. Причём CEA работала не только с объектами Amazon, но и с центрами принадлежащей ей сети Whole Foods. По состоянию на конец 2021 года, то есть через четыре года после поглощения сети супермаркетов, у нового владельца всё ещё не было технического отчёта по состоянию систем возобновляемой энергии на объектах Whole Foods. Тем не менее, представленный CEA отчёт в конце 2021 года содержал 259 стандартных замечаний и одну отметку критического характера. Замечания касались несоответствия разъёмов между модулями, неправильную установку разъёмов, ошибки при обслуживании проводки и признаки проникновения воды в инверторы, преобразующие солнечную энергию в электричество. К слову, пожарный инспектор во Фресно пришел к выводу, что возгорание на объекте FAT1 «возникло на двух инверторах или рядом с ними».

Похоже, конец 2021 года стал переломным моментом в этой истории — тогда подразделения Amazon запросили у руководства компании финансирование на сумму $3,6 млн на проведение повторных технических инспекций, которые установили бы, что системы солнечной энергии можно снова вводить в эксплуатацию. Сотрудники компании также обратились к руководству с призывом снизить зависимость Amazon от внешних поставщиков и заменить их работниками в штате. Со временем компания действительно стала нанимать больше специалистов по солнечной энергетике для представительств по всему миру.

Однако в отдельных случаях руководство реагировало недопустимо медленно. Ряд отделов обратился «наверх» за утверждением планов найма, проведения повторных инспекций и возобновления работы солнечных систем, а в ответ Кара Хёрст (Kara Hurst), вице-президент Amazon по вопросам экологии, и Алисия Болер-Дэвис (Alicia Boler-Davis), старший вице-президент по обслуживанию клиентов приостановили все работы по данному направлению на несколько месяцев. В июне 2022 года Хёрст и Болер-Дэвис покинули компанию.

На официальном уровне Amazon, конечно, отрицает, что члены руководства затягивают работу по запросам сотрудников — в списках вакансий компании до сих пор значатся специалисты по солнечной энергетике. Сейчас руководство Amazon понимает, что смена экологической стратегии при колоссальных масштабах деятельности неизбежно сопряжена с препятствиями. «Но мы в Amazon не уклоняемся от серьёзных проблем. Ответов на все вопросы у нас сегодня нет, но мы верим в потребность действовать сейчас», — написала Кара Хёрст в сопроводительном письме к экологическому отчёту за 2021 год.