Теги → солнечные батареи
Быстрый переход

Илон Маск назвал электрический фургон с подзарядкой от солнечных батарей лучшим транспортом для апокалипсиса

Идея использования солнечных панелей на крыше автомобилей далека от новизны. Фактически, Volkswagen и Toyota для ряда моделей соответствующие опции уже предлагают, но накапливаемого с их помощью заряда обычно хватает только для вентиляции салона в жаркую погоду. Tesla хочет добиться использования солнечных панелей для увеличения запаса хода электромобилей.

Источник изображения: Electrek

Источник изображения: Electrek

Как отмечает ресурс Electrek, солнечная панель гибридного автомобиля Toyota Prius Prime способна увеличить пробег без использования бензинового двигателя максимум на три с небольшим километра. В недавнем интервью Илон Маск (Elon Musk) выразил свою уверенность в целесообразности применения солнечных панелей большой площади на коммерческом электротранспорте. Напомним, недавно глава Tesla признался, что компания может начать выпуск коммерческих фургонов на электротяге после того, как будет располагать достаточными объёмами производства тяговых аккумуляторов.

По мнению Маска, в случае с грузовыми фургонами имеет смысл использовать солнечные панели для подпитки тяговых аккумуляторов, поскольку они обладают большими плоскими поверхностями. Но даже в этом случае глава Tesla предлагает размещать солнечные панели не только на крыше фургона, но и на выдвижных элементах, увеличивающих итоговую площадь до троекратной величины. Во время стоянки фургона такие выдвижные панели могут создавать дополнительную тень по бокам от транспортного средства. По расчётам Маска, в хороший солнечный день такие панели позволят фургону накопить достаточный заряд для передвижения на расстояние до 48 км. В каком-то смысле, по его словам, даже в условиях апокалипсиса на таком электромобиле можно будет хоть как-то передвигаться.

Китайские конкуренты окончательно выдавили Panasonic из бизнеса по производству солнечных панелей

Конкуренция с Китаем тяжело даётся японским производителям. Сперва юго-западные соседи обошли японских конкурентов в сегменте жидкокристаллических панелей, теперь очередь дошла до солнечных. Китайские производители готовы предложить более низкие цены, что делает японскую продукцию неконкурентоспособной на мировом рынке. Panasonic по этой причине свернёт выпуск солнечных панелей в 2022 году.

Источник изображения: Nikkei Asian Review

Источник изображения: Nikkei Asian Review

Как отмечает Nikkei Asian Review, в 2009 году компания Panasonic ещё вынашивала планы войти в тройку мировых лидеров по производству солнечных панелей, для чего в 2011 году превратила профильный бизнес Sanyo Electric в собственное подразделение. С 2012 года цены на солнечные панели были снижены примерно на 30 %, преимущественно стараниями китайских конкурентов, что сделало этот бизнес Panasonic убыточным. Теперь компания намеревается к марту 2022 года прекратить профильную деятельность на предприятиях в Малайзии и Японии. Сотрудничество с Tesla на данном направлении было прекращено ещё в прошлом году.

Одно из японских предприятий Panasonic сосредоточится на производстве преобразователей питания для солнечных батарей, сотрудники второго будут переведены на другую работу. Кроме того, компания рассчитывает найти применение своим компетенциям в системах управления умными городами. После ухода Panasonic из этого бизнеса в Японии останется два производителя солнечных батарей и панелей: Kyocera и Sharp. Около 30 % мирового рынка солнечных панелей теперь принадлежат китайским производителям.

Учёные создали прозрачную солнечную панель, которую можно интегрировать в смартфон

Немалая часть человечества пытается идти по пути замещения невозобновляемых источников энергии возобновляемыми. Корейские учёные из Инчхонского национального университета сделали небольшой шаг на этом пути — они создали первый, по их словам, полностью прозрачный солнечный элемент.

Sciencemint

Sciencemint

В новом исследовании профессор Джундонг Ким (Joondong Kim) описывает новаторский метод, касающийся слоя гетероперехода солнечной ячейки. Согласно исследованию, благодаря комбинации полупроводников из оксида никеля и диоксида титана был создан эффективный и полностью прозрачный солнечный элемент.

Диоксид титана (TiO2), являющийся эффективным полупроводником, в настоящее время используется в технологии солнечных батарей. Он эффективен, нетоксичен и экологически чист, а также в изобилии имеется на Земле. Оксид никеля (NiO), с другой стороны, также является полупроводником с высокими характеристиками оптической прозрачности. Сочетание этих двух элементов позволяет создавать прозрачные солнечные панели, которые являются при этом экологичными и простыми в использовании.

ScienceDirect

ScienceDirect

На солнечную энергию (наряду с ветром и водой) неизменно возлагаются самые большие надежды в деле перехода на возобновляемые источники энергии. Поэтому многие учёные трудятся в этой области. За последние годы солнечная энергия стала более доступной и экологически чистой, растёт и коэффициент преобразования ультрафиолетового излучения в электричество.

Однако современные солнечные элементы ограничены возможностью их повседневного использования из-за непрозрачности. Солнечные панели можно увидеть только на крышах, в удалённых районах и в местах, скрытых от глаз общественности. Джундонг Ким возлагает большие надежды на своё исследование — по словам учёного, уникальные свойства прозрачных фотоэлектрических элементов открывают для них широкий спектр применений. Полностью прозрачные панели в будущем удастся использовать в окнах зданий и даже в мобильных телефонах. Впрочем, о коммерциализации говорить рано, поскольку эффективность преобразования энергии исследуемых панелей составила 2,1 %.

Российские учёные повысили эффективность перовскитных солнечных батарей

Научный коллектив НИТУ «МИСиС» вместе с итальянскими коллегами представил улучшенную версию солнечных батарей на основе перовскитов. В ходе исследования учёные выявили присадки (модификаторы), которые без заметных затрат и усложнения техпроцессов повышают КПД панелей и улучшают стабильность отдаваемой мощности.

Источник изображения: НИТУ «МИСиС»

Источник изображения: НИТУ «МИСиС»

Перовскит считается одним из самых перспективных материалов для солнечных панелей будущего. На его основе можно выпускать тончайшие многослойные солнечные элементы, которые можно наносить хоть на оконные стёкла, хоть на элементы архитектуры любой кривизны. При этом важно отметить, что панели на основе перовскита можно будет печатать струйным способом, избегая использования дорогих вакуумных установок и другого сложного промышленного оборудования.

Для повышения КПД перовскитных солнечных элементов исследователи подмешали в рабочий раствор для нанесения плёнок так называемые максены (MXenes). Максены — это тончайшие (фактически — двумерные) карбиды титана с высокой электропроводностью. Максены производятся путём травления и отшелушивания атомарно тонких слоёв предварительно нанесённого алюминия на слоистые шестиугольные карбиды и нитриды. Их производство довольно простое.

Созданные на основе предложенного состава фотоэлементы показали повышенные характеристики с эффективностью преобразования мощности, превышающей 19 %, что на 2 % больше мощности аналогов. Предложенный подход может быть легко масштабирован до формата модулей и панелей большой площади, поскольку легирование MXenes (максенами) не меняет технологическую цепочку производства и осуществляется только на первичном этапе создания растворов для нанесения.

Источник изображения: НИТУ «МИСиС»

Источник изображения: НИТУ «МИСиС»

«В работе мы демонстрируем полезную роль легирования MXenes как для фотоактивного слоя, так и для слоя переноса электронов в транспортных слоях фуллеренов перовскитных солнечных элементов на основе оксида никеля, — рассказала соавтор исследования, сотрудник лаборатории перспективной солнечной энергетики НИТУ «МИСиС», аспирант Анастасия Якушева. — Добавление максенов позволяет, с одной стороны, легко настраивать выравнивание уровней энергии на границе перовскит/фуллерены, а с другой стороны, контролировать концентрацию дефектов в структуре ячейки, что, в свою очередь, улучшает сбор фототока».

Google заказала более 100 тыс. солнечных панелей для офисов в Калифорнии

Компания Google продолжает активно развивать направление «зелёной» энергетики: как сообщают сетевые источники, американский IT-гигант заказал крупную партию солнечных панелей у хорватского поставщика Solvis.

Солнечные батареи будут установлены на крыше офисного информационного центра Google в Калифорнии. Его строительство близится к завершению, и в ближайшее время начнётся монтаж кровли.

В общей сложности американский интернет-гигант заказал у Solvis 120 000 панелей. Они были разработаны при участии собственно специалистов Google и швейцарского партнёра.

Солнечные батареи выполнены в серебристом цвете. Известно, что стандартные изделия Solvis имеют площадь в два квадратных метра и обеспечивают мощность до 500 Вт.

Компания Google рассчитывает полностью перевести свои офисы и центры обработки данных на энергию из возобновляемых источников к 2030 году. Это обеспечит нулевые выбросы углекислого газа в атмосферу.

Добавим, что «зелёную» энергию активно приобретает и другой интернет-гигант — компания Amazon: в прошлом году она стала крупнейшим корпоративным потребителем такой энергии. 

Солнечный элемент из кремния и перовскита установил новый рекорд эффективности

Перовскит начали изучать в качестве перспективного материала для солнечных панелей около десяти лет назад. Причём почти сразу его рассматривали как дополнение к традиционным панелям из кремния. Это так называемые тандемные панели, которые состоят из двух и более слоёв/материалов для поглощения солнечного излучения в более широком спектре. КПД тандемных панелей по определению выше, чем из одного материала, что учёные регулярно доказывают.

Экспериментальный солнечный тандемный элемент из кремния и перовскита. Источник изображения:

Экспериментальный солнечный тандемный элемент из кремния и перовскита. Источник изображения: Helmholtz-Zentrum Berlin

Немецкие исследователи из Берлинского центра материалов и энергии имени Гельмгольца (Helmholtz-Zentrum Berlin, HZB) добились впечатляющих результатов по эффективности тандемной солнечной ячейки из кремния и перовскита. Всего пять лет назад максимальная эффективность тандемных солнечных элементов составляла 13,7 %, два года назад — до 25,2 %, а в начале этого года — 27,7 %. Тандемная ячейка HZB показала эффективность преобразования солнечного света в электричество на уровне 29,15 % при теоретическом пределе КПД для таких элементов 35 %. Для сравнения, по отдельности каждый их этих материалов показывает эффективность преобразования до 20 %.

Экспериментальный элемент имеет площадь всего в 1 см2. Учёные уверяют, что технология позволяет довести размеры ячеек до коммерчески выгодных. Правда, они не берутся указать сроки осуществления коммерческих планов в отношении представленной разработки.

В представленной тандемной солнечной ячейке кремний в основном поглощает красную и инфракрасную часть падающего света, а перовскит — зелёную и синюю. Поставленный учёными рекорд эффективности сертифицирован Fraunhofer ISE и занесен в таблицу NREL, где с 1976 года отслеживается прогресс в технологиях солнечных элементов. Добавим, статья о разработке опубликована в журнале Science и открыта для прочтения.

Солнечные элементы из перовскита и органики работают в космосе даже без Солнца, подтвердил натурный эксперимент

Для солнечных панелей на космических аппаратах готовится замена. Перспективные перовскит и даже органика могут вытеснить кремний из космической энергетики. Во всяком случае, в космосе уже проведены первые испытания солнечных элементов из перспективных материалов, и они обнадёживают.

Блок ракеты с солнечнми элементами на перовските и органике (Benjamin Predeschly, Chair of Functional Materials, Technical University of Munich)

Блок ракеты с солнечными элементами на перовските и органике (Benjamin Predeschly, Chair of Functional Materials, Technical University of Munich)

По своей эффективности перовскит и органические материалы уже приближаются к кремнию, который десятилетиями верой и правдой служит источником энергии для космических кораблей. Но дело даже не в эффективности, хотя это важнейший параметр для солнечных панелей. Для космических запусков важнее количество произведённой энергии по отношению к весу солнечных элементов. А по этому параметру перовскит и органика в десятки раз превосходят кремний. Оставалось только выяснить, как поведут себя новые материалы в космосе, где нет воздуха и присутствует агрессивное излучение.

Эксперимент с солнечными ячейками двух типов (даже не с панелями) на основе перовскита и органических материалов провели немецкие учёные из Технического университета Мюнхена (TUM). Данные об этой работе опубликованы в издании Joule, а сам запуск состоялся около года назад.

Вид на блок изнутри (Benjamin Predeschly, Chair of Functional Materials, Technical University of Munich)

Вид на блок изнутри (Benjamin Predeschly, Chair of Functional Materials, Technical University of Munich)

Проверку космосом солнечные элементы на новых материалах проходили в ходе семиминутного суборбитального полёта на метеорологической ракете для изучения верхних слоёв атмосферы. Ракета подняла испытательный стенд с солнечными элементами и множеством датчиков для анализа их работы на высоту около 240 км. Этого вполне достаточно, чтобы атмосфера Земли перестала защищать аппаратуру от космического излучения.

Запуск зонда с исптательным стеном (Benjamin Predeschly, Chair of Functional Materials, Technical University of Munich)

Запуск зонда с испытательным стендом (Benjamin Predeschly, Chair of Functional Materials, Technical University of Munich)

В ходе эксперимента солнечные элементы из перовскита и органики вырабатывали от 7 до 14 мВт мощности с каждого квадратного сантиметра. Ни излучение, ни отсутствие воздуха не повредили как перовскитные элементы, так и элементы из органических материалов. Более того, элементы продолжали вырабатывать ток даже тогда, когда уходили в тень от солнца. Интенсивности рассеянного света от Земли оказалось для них достаточно, чтобы продолжить выдавать мощность. Этот неожиданный факт даёт надежду, что солнечные элементы из перовскита или органики смогут питать космические аппараты в глубоком космосе и на дальних орбитах, где кремниевые солнечные панели попросту не работают.

Panasonic передумала выпускать солнечные панели вместе с китайской GS Solar

Panasonic выпустила пресс-релиз, в котором сообщила об отмене всех договорённостей с китайским производителем солнечных панелей компанией GS Solar. Более того, Panasonic не исключает «возможность судебного преследования GS Solar за нарушение договора». Компания GS Solar свыше десяти лет выпускает недорогие солнечные панели и её союз с Panasonic обещал много интересного для экономных строителей домашних солнечных ферм. Увы, не вышло.

Договор о создании совместного предприятия между Panasonic и GS Solar был подписан в средине мая прошлого года. В новом СП китайской компании должно было принадлежать 90 % акций, а Panasonic ― 10 %. Обе компании выпускают солнечные панели на ячейках одного типа ― с гетеропереходом, которые сочетают фотоэлектрические элементы на основе аморфного и монокристаллического кремния. Это придаёт им такие свойства, как высокая эффективность преобразования и устойчивость к колебаниям температур.

Совместное предприятие Panasonic и GS Solar должно было располагаться в Японии, а его производственной базой должен был стать малазийский завод Panasonic или компания Panasonic Energy Malaysia. Как сегодня сообщает Panasonic, компания GS Solar не выполнила договорённостей, предусмотренных прошлогодним соглашением. Причём японцы даже сделали скидку на пандемию коронавируса SARS-CoV-2, но должной реакции от китайской стороны они так и не дождались.

Следует сказать, что бизнес по выпуску солнечных панелей испытывает трудности не только в Китае. Так, весной этого года Panasonic приняла самостоятельное решение прекратить производство солнечных панелей на территории США. В частности, свернуть работы на этом направлении вместе с компанией Tesla. Бизнес по производству солнечных панелей и развёртыванию солнечных электростанций держится преимущественно на государственных субсидиях и «зелёных» тарифах, а с 2019 года тяжёлая экономическая обстановка заставляет многие государства сворачивать субсидирование на этом направлении.

В MIT разработали технологию конвейерного производства графена с низким уровнем брака

Чудесный материал графен легко и недорого изготавливать, но использовать его в продукции очень сложно. Толщина листа графена меньше нанометра. При отделении от маточной подложки лист графена рвётся, сминается или повреждается иным способом. Исследователи из MIT нашли возможность избежать повреждения графеновых листов большой площади при производстве. В итоге это может привести к появлению сверхлёгких солнечных элементов или дисплеев.

Новый производственный процесс, который был разработан в Массачусетском технологическом институте и обещает оказаться относительно легко масштабируемым для промышленного производства, включает создание промежуточного «буферного» слоя материала. Этот буферный слой стал тем ключом к успеху, который может помочь в коммерциализации разработки.

Традиционно графен создаётся в процессе вакуумного осаждения из паровой фазы (CVD). Материал осаждается на медную подложку, с которой его потом необходимо поднять. Чтобы снять тончайший слой графена с медной основы, учёные предложили укрепить его буферным слоем из такого полимера, как парилен. Атомная структура парилена во многом похожа на атомную структуру графена, и один материал настолько хорошо ложится на другой, что происходит в некотором роде легирование графена париленом.

Опыты показали, что парилен эффективно укрепляет графен, и это исключает разрывы и деформацию больших графеновых листов при снятии с медной подложки. Более того, предложенный техпроцесс и опытная установка доказали, что процесс ламинирования графена на подложке и последующие операции по деламинизации и отделению графена от медной основы можно проводить конвейерным способом при обработке графена в рулонах, а это значительно ускоряет производство материала.

Опытная установка MIT для рулонного производства графена

Опытная установка MIT для рулонного производства графена

Теперь о том, что это даёт. Вероятно, вы слышали, что сегодня для изготовления прозрачных электродов в дисплеях, солнечных панелях и светоизлучающих приборах используется соединение из оксида индия и олова (ITO). Прозрачные и укреплённые париленом графеновые электроды могут заменить ITO-электроды. Это даст экономию по весу и материалу (стоимости) и покажет эффект в плане лучшего соотношения вырабатываемой энергии к весу элемента.

Так, созданный в MIT прототип солнечного элемента с прозрачными электродами из графена и парилена показал прозрачность слоя около 90 % для видимого света, а также 36-кратное улучшение соотношения вырабатываемой энергии к весу элемента (а это сверхлёгкие солнечные панели) при использовании 1/200 материала от обычно требуемого для выпуска панелей объема.

Система Xiaomi YEUX поможет подзарядить гаджеты вдали от цивилизации

На краудфандинговой площадке Xiaomi Youpin представлено изделие YEUX — система резервного питания, которая поможет восполнить запас энергии различных гаджетов в путешествиях или вдали от электрической сети.

YEUX — это портативный аккумулятор, совмещённый с раскладной солнечной панелью. Последняя позволяет подзаряжать батарею от солнечной энергии, причём работает система даже в пасмурные дни.

Защиту элементов YEUX от осадков и пыли обеспечивает ткань «Оксфорд» с покрытием PU (полиуретан), которое обладает водонепроницаемостью. Складная конструкция повышает удобство ношения.

Входящий в состав системы резервный аккумулятор имеет ёмкость 6400 мА·ч. Для подзарядки различных гаджетов, таких как смартфоны, планшеты и фотоаппараты, есть два порта USB Type-A (режим 5 В/3 A) и симметричный разъём USB Type-C (5 В/3 A). Кроме того, предусмотрен порт Micro-USB, функционирующий в режиме 5 В/2 А.

Специальные «ушки» позволяют закрепить YEUX, скажем, на рюкзаке для накопления энергии во время пеших путешествий или велосипедных прогулок. В настоящее время приобрести новинку можно по ориентировочной цене 50 долларов США. 

Зеленее зелёного: предложены солнечные элементы на квантовых точках без токсичных примесей

Квантовые точки рассматриваются как перспективные «присадки» не только при производстве дисплеев, в которых они испускают чистые спектры, но также и в солнечных панелях. За счёт квантовых точек солнечные панели могут вырабатывать электричество в более широком диапазоне улавливаемого излучения. Проблема в том, что для этого обычно используются токсичные материалы. Но если не гнаться за КПД, то солнечные панели можно сделать экологически чище.

Исследователи из Лос-Аламосской национальной лаборатории (LANL) разработали новый тип солнечных элементов с квантовыми точками, которые не используют токсичных материалов. Эффективность предложенных фотоэлектрических преобразователей оказалась чуть ниже средней для данной категории продуктов (с квантовыми точками), однако альтернативные технологии используют свинец, кадмий или другие токсичные материалы, что делает новую разработку привлекательнее с точки зрения защиты окружающей среды и заботы о здоровье человека.

Вместо токсичных материалов учёные соединили вместе четыре элемента ― создали ядро из меди, индия и селена и покрыли его цинком. Это объекты нанометрового размера, что позволяет судить о сложности процессов. Затем эти объекты ― квантовые точки ― были равномерно внесены в нанопоры тонкой плёнки из диоксида титана. Надо отметить, что сложность изготовления квантовых точек из четырёх элементов привела к росту дефектов в их кристаллической структуре, но эти дефекты не помешали новым солнечным элементам выполнять свою работу.

В ходе экспериментов, статья о которых опубликована в журнале Nature Energy, квантовые точки показали высокую эффективность: из каждых 100 падающих на солнечный элемент фотонов в электроны превращалось 85 из них. Общая эффективность фотоэлектрического преобразователя оказалась меньше ― около 9 %. По данным источника, это примерно средний показатель КПД для солнечный элементов на квантовых точках. Рекорд в этой области принадлежит «токсичным» панелям на квантовых точках и достигает 16,6 %. Разработчики отмечают, что они не гнались за эффективностью, а хотели создать экологически чистый продукт с приемлемым КПД.

Представлен гибкий солнечный элемент с рекордным КПД для работы внутри помещений

На первый взгляд идея размещения солнечных элементов в помещениях может показаться странной, но в этом есть смысл. Искусственное освещение достаточной интенсивности всегда сопровождает жизнь и деятельность человека. Зачем же пропадать добру? Новые рубежи эффективности на этом пути покорила сводная команда учёных из Италии, Колумбии и Германии. КПД новых преобразователей при слабом освещении удвоен, что стало новым рекордом в отрасли.

Образец перспективного гибкого фотоэлектрического преобразователя представила группа учёных из Университета Тор Вергата (государственный университет Италии), Южно-Колумбийского университета (Universidad Surcolombiana) и Института Фраунгофера. Данные об исследовании опубликованы в журнале Cell Reports Physical Science. В основе фотопреобразователя лежит популярный среди исследователей «российский» минерал перовскит.

Следует подчеркнуть, что рекордное значение КПД солнечного элемента для искусственного освещения заявлено для решений на гибкой подложке. Представленный экспериментальный элемент на перовските и тончайшей подложке из стекла с покрытием из оксида индия и олова (ITO) показал КПД на уровне 20,6 % при светодиодном освещении интенсивностью 200 люкс и 22,6 % при интенсивности 400 люкс. Предыдущие разработки аналогичного назначения показывали КПД до 10 % при низкой интенсивности освещения (источник не указывает абсолютные значения) и 26,1 % при освещении 1000 люкс.

Яркость настольного искусственного освещения для тонких работ обычно не превышает 500 люкс. Тем самым новая разработка отвечает заданным критериям самым лучшим образом из существующих предложений. Этих мощностей будет недостаточно для электропитания даже сравнительно слабых потребителей энергии типа носимой электроники в виде фитнес-браслетов или вроде того. Например, с одного см2 новый элемент при освещении 400 люкс добывает всего 35 мкВт, а при освещении 100 люкс ― 16,7 мкВт. Но этого питания хватит для маломощных датчиков и чего-то из разряда умных вещей с подключением к Интернету. К тому же можно ожидать, что на этом исследования не завершатся и мы увидим дальнейшее развитие предложенной технологии.

Tesla к концу года хочет устанавливать 1000 солнечных крыш в неделю

Компания Tesla недавно отчиталась о выручке в $5,99 млрд за первый квартал этого года. Это уже третий прибыльный квартал для компании. В письме к акционерам Tesla также сообщила, что её нью-йоркская фабрика Gigafactory добилась значительных успехов за первую четверть 2020-го. Завод вышел на еженедельное производство солнечных панелей Solar Roof общей мощностью 4 МВт. 

Этого хватит для 1000 условных частных домов, о чём сам Маск заявлял ещё в марте, правда, жаловался, что компании не хватает рук для монтажа панелей.

В отчёте говорится, что Tesla продолжит увеличивать темпы производства и проследит за тем, чтобы объёмы произведенных панелей Solar Roof равнялись количеству установленных:

«Мы продолжим увеличивать производство и скорость монтажа панелей, а также постараемся проследить за синхронизацией этих двух показателей. Отзывы покупателей Solar Roof очень положительные», — говорится в отчёте.

«Спрос хороший, производство справляется. Основная проблема заключается в установке», — добавил генеральный директор Tesla Илон Маск (Elon Musk).

В то же время он уверен, что значительно повысить темпы установки получится в этом году. Для установки 1000 крыш в неделю необходимо иметь 1000 монтажных команд. Tesla даже рассматривает возможность сотрудничества с другими компаниями, которые помогли бы решить этот вопрос.

«Я уверен, что, возможно, уже к концу года мы сможем выйти на установку 1000 крыш в неделю», — заявил гендиректор Tesla. Маск также добавил, что интерес к Solar Roof высок и за пределами США, особенно в Китае.

Оконные стёкла могут вырабатывать электричество не хуже солнечных панелей на крыше

Исследователи давно мечтают о солнечных панелях для остекления фасадов зданий и для обычных оконных проёмов. Это означает, что здания и их обитатели получат доступ к условно бесплатной электроэнергии из возобновляемых источников. Оконные стёкла с функцией выработки электричества сэкономят огромные площади за счёт сравнительно небольшого увеличения вложений на этапе строительства. Помочь в этом может новая технология, разработанная в Австралии.

Типичный фасад многоэтажного здания. Сколько места пропадает зря.

Типичный фасад многоэтажного здания. Сколько места пропадает зря.

Функцию окон и остекления фасадов могут выполнять солнечные панели, которые частично пропускают свет. Традиционно окна в многоэтажных зданиях офисного назначения тонируют, что особенно актуально в странах с жарким климатом. Исследователи из Университета Монаша совместно с группой учёных из Австралийского национального научного агентства CSIRO под руководством представителей Центра передовых технологий ARC решили, что привычную тонировку вполне можно заменить остеклением с функцией выработки электричества. Разработанные таким образом стёкла-панели пропускали от 10 до 30 % света, что сопоставимо с обычным тонированием стекла.

Частично пропускающие свет панели показали эффективность в пределах от 15 до 20 %. Например, при эффективности 17 % через солнечные панели для остекления проходило более 10 % падающего видимого света. Это показатели, которые открывают потенциальную возможность для появления в зданиях окон с возможностью вырабатывать электроэнергию. С этой целью исследователи начали совместную работу над коммерческим продуктом с крупнейшим австралийским производителем стекла компанией Viridian Glass.

«Разработка таких солнечных окон предоставляет возможность, которая может привести в будущем к новшествам в технологиях остекления», ― сказала представитель Viridian Glass Джатин Ханна (Jatin Khanna). «Хотя до того, как мы увидим первое коммерческое применение, может пройти до 10 лет, в зависимости от того, насколько хорошо технология масштабируется».

По мнению учёных, новая технология стоит потраченных на неё усилий. С каждого квадратного метра «солнечного» стекла можно вырабатывать до 140 Вт электричества. Секрет изобретения кроется в использовании в солнечных панелях-окнах перовскита и органического материала poly-VNPB для увеличения стабильности панели вместо традиционного в таких случаях Spiro-OMeTAD. Статья об этой работе будет опубликована в мае в журнале Nano Energy, но есть бесплатный доступ к предварительной публикации.

На этом исследователи не остановились и начали изучать возможность создания тандемных конструкций солнечных стёкол, когда вместе соединяются два типа ячеек для сбора энергии от разных диапазонов излучения и для повышения КПД.

Европейские институты и производители вместе разработают лучшие солнечные панели в мире

Очевидным образом все производители солнечных панелей в мире проиграли китайцам. Выпускать так много и так дёшево, как в Китае, сегодня не может никто. Это вредит как национальным производителям, так и тормозит развитие технологий по добыче энергии из этого возобновляемого ресурса. Сегодня в Европе решили, что с таким положением дел необходимо кончать, и поможет в этом европейский проект HighLite.

Проект HighLite запущен в рамках финансирования по программе ЕС Horizon2020. Он рассчитан на три года и предусматривает затраты в объёме 12,9 млн евро. Координатором проекта стал бельгийский исследовательский центр Imec. В целом в проект вовлечены девять европейских исследовательских институтов и восемь производителей из всей цепочки изготовления солнечных панелей от выпуска соответствующего производственного оборудования до производства элементов панелей и создания конструкций со встроенными панелями.

Размах мероприятия до сегодняшнего дня небывалый. Европейцы намерены создать собственные национальные производства всех уровней сложности и вернуть себе хотя бы часть рынка солнечных панелей. Выпускать солнечные панели дешевле чем китайцы они явно не смогут. В этом они отдают себе отчёт. Поэтому решено брать качеством и экологичностью. Будущие европейские солнечные элементы и панели должны иметь самый высокий КПД из возможных и оставлять меньший так называемый углеродный след.

По ожидаемой эффективности будущих панелей информации пока нет, хотя опорные цифры исследователи вполне могли предоставить, а по снижению углеродного следа кое-что нам сообщили. Так, европейские панели будут создаваться из сверхтонкого кристаллического кремния толщиной до 100 микрон. Это примерно в два раза тоньше, чем у современных китайских и других солнечных панелей. Снижение толщины панели в два раза обещает снизить расходы на производство и материальные ресурсы.

Также будущие европейские панели будут иметь повышенный рабочий ресурс и поддаваться вторичной переработке. Повышение рабочего ресурса, в частности, должно произойти за счёт использования так называемой технологии пассивации контактов. Эта технология сродни защите металлов от коррозии за счёт покрытия оксидными плёнками, нейтральными к внешним воздействиям. Между металлическими контактами и пластиной создаётся тончайшая оксидная плёнка, продлевающая срок работы солнечной панели. Европейцы утверждают, что знают толк в этой технологии.

Что же, фактически европейские исследователи должны за три года совершить небольшую революцию в отрасли, если они хотят отнять часть рынка у китайцев. Неужели у них получится? Будем надеяться, ведь конкуренция это хорошо.

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥