Автопроизводители до сих пор скептически оценивали целесообразность использования бортовых солнечных панелей для генерации электричества в серийных электромобилях. Тем не менее, исследования в этом направлении продолжаются и отраслевые источники считают направление перспективным. Прорыв может случиться за счёт применения перовскитных панелей вместо традиционных кремниевых.

Источник изображения: Tesla

По информации издания Business Korea, ссылающегося на отраслевые источники, перспективные солнечные панели из перовскита, размещаемые на крышке электромобиля, позволят в течение ясного дня накапливать заряд до 5 кВт‧ч. Электромобили Hyundai IONIQ 5 и Kia Niro, например, расходуют 1 кВт‧ч для перемещения на расстояние от 4,5 до 5,3 км. Другими словами, после стоянки на солнцепёке в течение дня электромобили с солнечными панелями нового типа на крыше смогут увеличить запас хода на 25 км и более без каких-либо затрат со стороны владельца.

Солнечные панели на базе перовскита интересны для электромобилей потому, что обладают большей гибкостью и меньшей массой. Последнее, пожалуй, особенно важно: будет странно увеличивать запас хода за счёт солнечной зарядки, и при этом сокращать его увеличенной массой авто. Кроме того перовскитные панели способны генерировать электроэнергию за счёт поглощения ультрафиолетовой части спектра солнечного света, поэтому их эффективность оказывается выше многих кремниевых панелей.

Проблему с долговечностью панелей из перовскита тоже можно решить, как показывают новейшие эксперименты. Кстати, даже Илон Маск (Elon Musk) положительно оценивает идею подзарядки электромобилей от солнечных панелей во время стоянки, хотя он говорил в этом контексте исключительно о крупных грузовых авто с большой площадью поверхностей, на которых можно разместить солнечные панели, включая откидные боковые секции.

Учёные из Стэнфордского университета разработали линзу в виде перевёрнутой усечённой пирамиды, которая всегда фокусирует свет на солнечном элементе, как бы тот ни был ориентирован по отношению к Солнцу. Это позволит собирать солнечную энергию с максимальной эффективностью без системы ориентирования панелей и в условиях далёких от идеальных.

Источник изображения: Nina Vaidya / Stanford University

Впрочем, линза только похожа на усечённую перевёрнутую пирамиду. На деле это многослойная структура из разных полимерных материалов со множеством граней. Учёным пришлось учиться как направлять свет в нужную точку и с заданным коэффициентом преломления в каждом слое, так и учитывать температурное расширение, отличающееся для разных материалов. Иными словами, чтобы призмообразные линзы могли фокусировать свет на фотоэлементе от падающих под разными углами лучей Солнца и при этом не разрушались бы, пришлось провести серьёзное научное исследование, которое удостоилось публикации в престижном журнале Nature.

Источник изображения: Nature

Пассивная технология фокусирования света на фотоэлементах — Axially Graded Index Lenses (AGILE) — в ходе экспериментов показала способность собирать до 90 % падающего света и усиливать его яркость при фокусировке в 3 раза. Нетрудно представить, что это может помочь сократить площадь как самих солнечных панелей, так и занимаемых ими мест, которых, кстати, не так уж много, если во многом полагаться на солнечную энергетику. Например, достаточных площадей нет в Японии, а в Европе под это дело отдаются земли сельскохозяйственного назначения.

По данным источников, в Китае ускорили реализацию амбициозной программы по созданию на орбите Земли солнечной электростанции для передачи энергии земным потребителям. Первая такая электростанция будет выведена в космос в 2028 году или на два года раньше первоначальных планов. На Землю со станции с помощью лазера или микроволнового излучения будет передаваться всего 10 кВт энергии, но она станет первой ласточкой для будущих масштабных проектов.

Источник изображения: Dong Shiwei, National Key Laboratory of Science and Technology on Space Microwave, China Academy of Space Technology in Xian

Без малого год назад мы сообщали, что вблизи деревни Хэпин в районе Бишан (юго-запад Китая) на площади 2 га начали строить наземную станцию для испытаний технологий приёма энергии из космоса. Сначала эксперименты должны были провести с передачей энергии с воздушных шаров и дирижаблей с высот до 20 км и только затем перейти к созданию солнечной станции и передачи энергии из космоса. Запуск космической солнечной электростанции намечался на 2030 год. Новый план предусматривает ускорение выхода экспериментов с передачей «космической» энергии на орбиту на 2 года — на 2028 год.

Ведущие проект учёные предлагают в 2028 году вывести на высоту 400 км солнечную станцию с трансляцией на Землю до 10 кВт мощности. После проверки технологии в космосе в 2030 году на орбите может быть создан комплекс по добыче и отправке на Землю до 1 МВт мощности. Станция будет выведена на высоту 36 000 км на геостационарную орбиту. Следующим шагом станет 10-МВт станция и передатчик на той же геостационарной орбите. После всесторонней обкатки технологии к 2050 году Китай рассчитывает вывести на ГСО 2-ГВт электростанцию.

Каждый этап строительства подобного объекта будет сопряжён с множеством трудностей технического, экономического и политического характера. В космосе предстоит собирать конструкции площадью сотни и тысячи квадратных метров. Высокоэнергетические лучи со станций несут угрозу здоровью и жизни людей, а также земной флоре и фауне. Более того, направленные лучи могут стать оружием, хотя это вряд ли кого-то остановит, ведь подобные проекты есть у США, Великобритании и России.

Как сообщает Associated Press, в понедельник президент Джо Байден распорядился принять чрезвычайные меры для увеличения поставок ключевых товаров американским производителям солнечной энергии. Прежде всего — это солнечные панели, которые массово завозятся из Китая и других стран Юго-Восточной Азии. Важнейшим пунктом списка чрезвычайных мер стало снятие пошлин на солнечные панели сроком на два года.

Источник изображения: Panasonic

Действующему президенту США Джозефу Байдену пришлось принять непростое решение. С одной стороны, США важно не допустить финансирования китайских производителей, особенно тех, кто, так или иначе, связан с властями Китая. С другой стороны, необходимо поддержать в США развитие сектора возобновляемой энергетики.

В настоящее время в США невыгодно выпускать солнечные панели. Например, японская Panasonic свернула соответствующий бизнес в 2020 году и она такая не одна. Местным тоже тяжело. Заградительные пошлины на солнечные панели из Китая и других стран Юго-Восточной Азии отчасти могли бы помочь стимулировать становление производства солнечных панелей в США, но удержать там стоимость панелей в разумных пределах было и остаётся почти нереально.

Весной этого года Министерство торговли США начало расследование в отношении поставщиков солнечных панелей из Таиланда, Вьетнама, Малайзии и Камбоджи. Появились подозрения, что эти страны под видом собственной продукции продают панели китайского производства. На китайские панели в США накладываются пошлины в размере до 200 %, а других панелей на рынке, вероятно либо нет, либо крайне мало. Тем самым проекты по развёртыванию солнечных электростанций в США попали под угрозу замораживания: из Китая панели получить нельзя, а соседние страны, возможно, занялись перепродажей этой продукции из Китая, с чем американские власти пытаются бороться.

Сложившуюся ситуацию администрация Байдена расценила как угрозу национальной безопасности. В понедельник Байден воспользовался редким инструментом — Законом об оборонном производстве. К этому Закону прибегают в критических ситуациях, чтобы преодолеть тот или иной кризис (ручное регулирование, преодоление бюрократических преград и другое). Недавно, к примеру, Байден воспользовался этим Законом для экстренного завоза в США молочных смесей детского питания, а ранней весной использовал этот инструмент для получения доступа к источникам лития.

Право использовать Закон об оборонном производстве президент США использовал для снятия пошлин на ввоз в США солнечных панелей из Таиланда, Вьетнама, Малайзии и Камбоджи. Это затормозит расследование Министерства торговли США или вовсе его остановит на этот срок. Фактически власти США решили закрыть глаза на возможный источник происхождения солнечных панелей — Китай — и дали возможность продолжить развивать в стране солнечную энергетику без резкого удара по карманам местных производителей и потребителей.

Интересно, что в Европе планируют пойти по другому пути. Одна из мер для развития солнечной энергетики в ЕС предполагает значительное увеличение пошлин на ввозимые солнечные панели, что может помочь в становлении местного производства этих компонентов.

Санкции США и их союзников, как известно, прилично потрепали Huawei Technologies в части продаж смартфонов и базовых станций для сетей связи, но китайский гигант ищет новые ниши для дальнейшего развития, и поставки современного оборудования для энергетической сферы могут стать для компании путём спасения бизнеса в сложных современных условиях.

Источник изображения: Huawei Technologies

В июне прошлого года Huawei удалось выделить в самостоятельную структурную единицу бизнес по производству и поставкам компонентов энергетических систем — Huawei Digital Power, и глава отвечающего за Азиатско-Тихоокеанский регион подразделения Бохам Сунь (Boham Sun) в интервью Nikkei Asian Review заявил, что китайский гигант уже является мировым лидером по производству инверторов, используемых в системах энергоснабжения на базе солнечных панелей. Первоначально Huawei пришлось заниматься их производством для оснащения автономным питанием собственных базовых станций, но теперь соответствующие решения поставляются широкому кругу заказчиков. Интерес к энергетическим системам Huawei в азиатском регионе очень высок, по словам представителя компании.

Тогда как выручка Huawei Technologies в целом по итогам 2021 года сократилась на 28,5 % под гнётом санкций, энергетический бизнес продемонстрировал рост выручки на 30 %, и в текущем году он собирается сохранить подобную динамику. Штат подразделения насчитывает около 6000 человек, исследовательские центры соответствующего профиля рассредоточены по Китаю, Азии и Европе в количестве 12 штук.

Энергетическое оборудование Huawei производится на территории Китая с использованием компонентов из разных стран, но в случае необходимости компания готова организовать выпуск такой продукции и за рубежом. Диверсификация каналов поставки позволила компании избежать существенного влияния локдаунов в Китае на профильную деятельность. С грядущей миграцией на электромобили в Huawei связывают большие надежды — развитие зарядной инфраструктуры не обойдётся без использования энергетического оборудования этой марки. Сейчас солнечные электростанции в Сингапуре, Индонезии и Камбодже активно применяют решения Huawei, и профильная продукция марки очень востребована в регионе.