Согласно исследованию американских учёных, к 2050 году только в США накопится свыше 10 млн тонн отработавших солнечных панелей, что эквивалентно весу трёх десятков 102-этажных небоскрёбов Эмпайр-стейт-билдинг. Дешевле всего всё это закопать на полигонах, но остаётся надежда на повторное использование панелей и переработку.

Солнечная ферма после урагана в Пуэрто-Рико. Источник изображения: Твиттер @mariagallucci

Доклад аналитиков Национальной лаборатории возобновляемой энергии (NREL) по заказу Министерства энергетики США учитывал современное положение дел с ремонтом, переработкой, повторным использованием фотоэлектрических панелей и захоронением. Эти данные легли в базовый сценарий, что даёт представление о том, что нас ожидает, если ничего не менять. Но в доклад впервые введены социальные моменты — осведомлённость потребителей, производителей и утилизаторов, что может заметно изменить всю статистику.

Согласно базовой модели, к 2050 году в США будут установлены фотоэлектрические панели суммарной мощностью 500 ГВт. Для сравнения, по итогам 2020 года таковых было на 104 ГВт. Запланированные мощности приведут к образованию 9,1 млн т отходов, преимущественно из отработавших панелей. С учётом расчётов, к тому времени стоимость переработки составит $28 за модуль, $65 за модуль в случае ремонта (восстановления и повторного использования при продаже по цене 36 % от стоимости новых модулей) и $1,38 за модуль при захоронении на полигоне.

С 2020 по 2050 год в смоделированных базовых условиях примерно 80 % модулей выбрасываются на свалку, 1 % используется повторно, а 10 % перерабатываются. При сегодняшнем уровне переработки и восстановления материалов общая масса вторичного использования в 2050 году составит всего 0,7 млн т (около 8 %).

«При сегодняшней технологии фотоэлектрические модули трудно разделить, и в процессе переработки из них извлекаются в основном малоценные материалы, — сказал ведущий автор исследования Жюльен Вальцберг. — Из-за этого в настоящее время доходы от переработки не позволяют компенсировать высокие затраты, и поэтому перерабатывается очень мало массы. Наша модель показывает, что это может привести к серьезной проблеме с отходами к 2050 году».

Снизить объём захоронений позволят субсидии на переработку и новые материалы и технологии, которые будут лучше и с большей пользой перерабатываться. Поэтому сценарии рассматривать можно, но особого смысла в этом нет. Другое дело, что авторы исследования на моделях доказали, что осведомлённость всех групп участников процесса от производства до установки и эксплуатации фотоэлектрических панелей позволит повысить процент ремонта и повторного использования солнечных панелей, что существенно — на десятки процентов — может снизить объёмы захоронения панелей. Реклама и сарафанное радио должны убедить потребителей, что б/у-панели — это не так плохо, как они себе представляли. Подробности по ссылке.

Стеклоочистители являются незаменимой, но довольно архаичной системой транспортных средств. Несомненно, они научились работать автоматически по команде датчика дождя, но в их конструкции мало что изменилось за последние десятилетия. Tesla пытается предложить инновационные методы очистки стёкол не только в автомобилях, но и в системах генерации электроэнергии при помощи солнечных панелей.

Источник изображения: Electrek, Tesla, USPTO

Соответствующий патент удалось обнаружить ресурсу Electrek в базе американского ведомства USPTO. Оно удовлетворило заявку Tesla на регистрацию патента, описывающего метод удаления загрязнений со стеклянной поверхности при помощи лазерных импульсов. Совокупность датчиков и излучателей, по замыслу американских инженеров, должна способствовать удалению загрязнений с отдельных областей ветрового стекла, посылая направленные импульсы лазерного излучения регулируемой мощности.

В патенте упоминаются и боковые стёкла электромобиля — нельзя исключать, что система очистки будет предусмотрена и для них. Одновременно Tesla предполагает использовать такую систему на солнечных панелях. Известно, что слой пыли и грязи способен существенно снизить эффективность работы солнечных батарей, поэтому в сфере энергетики описываемый патент может найти не менее актуальное применение.

Tesla также ранее подавала заявку на регистрацию патента, описывающего электромагнитный очиститель ветрового стекла в виде единой щётки, перемещающейся от левой стойки кузова к правой. У этой конструкции гораздо больше шансов на реализацию в серийных электромобилях, но Tesla привыкла удивлять публику смелыми техническими решениями, поэтому нельзя исключать, что и лазерной системе очистки найдётся достойное применение на практике. Кстати, это не первая попытка среди автопроизводителей заменить «дворники» более прогрессивными решениям. Ещё в прошлом веке компания Renault предлагала очищать стёкла автомобиля при помощи ультразвука.

Солнечные ячейки из гибких материалов позволят покрывать генерирующей поверхностью структуры любой формы, что значительно расширит сферу использования солнечных панелей. Кроме того, производство рулонным способом значительно удешевит выпуск панелей. Гибкие панели уже существуют, но их КПД оставлял желать лучшего. Но теперь вплотную к решению этой проблемы подошли учёные из Швейцарии.

Источник изображения: EMPA

Исследователи из Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологии (EMPA) представили гибкий солнечный элемент на основе так называемого CIGS-соединения с рекордной эффективностью 21,38 %. Предыдущее достижение учёных — это CIGS-ячейка с КПД 20,8 %. Разница представляется небольшой, но швейцарцы свыше двух десятков лет упорно движутся вперёд.

Самая первая ячейка CIGS из соединения меди, индия, галлия и селена была создана в EMPA в 1999 году и обладала КПД на уровне 12,8 %. В 2005 году учёные подняли эффективность ячейки до 14,1 %, а ещё через пять лет — до 17,6 %. В 2011 году КПД удалось увеличить до 18,7 % и 20,4 % в 2013 году. Ещё спустя 6 лет КПД смогли увеличить до 20,8 %. Долгий путь, который сегодня приблизил эффективность CIGS-ячеек к показателям лучших массовых кремниевых (кристаллических) панелей.

Очередной шаг вперёд произошёл благодаря совершенствованию технологии низкотемпературного совместного испарения материалов для выращивания полупроводниковой пленки поверх тонкого полимерного слоя. Новая настройка состава плёнки и щелочных легирующих добавок позволила ещё немного улучшить эффективность гибкого фотоэлектрического элемента, что было подтверждено независимым тестированием, проведённым учёными из немецкого Института солнечных энергетических систем Фраунгофера.

Новый элемент сохранял КПД 21,38 % неизменным в течение нескольких месяцев тестирования, что представляется хорошим доказательством надёжности технологии, хотя о коммерческом производстве речь пока не идёт и вряд ли это вопрос ближайшего времени.

Добавим, ячейки CIGS хорошо показали себя также в тандемных парах с другими фотоэлектрическими элементами. Например, команда из Берлинского центра материалов и энергии имени Гельмгольца (Helmholtz Zentrum Berlin, HZB) создала солнечный элемент с КПД 24,16 %. Их ячейка состояла из слоя CIGS и перовскита. Один слой преобразовывал энергию инфракрасного излучения, а второй ― видимого.

Учёные Австралийского национального университета разработали новый тип солнечных батарей повышенной эффективности. Сделав панели двусторонними, они поставили мировой рекорд — электричество вырабатывается от света, падающего и на переднюю, и на заднюю стороны батареи.

Источник: scitechdaily.com

По словам главы исследовательской группы доктора Кин Чен Фона (Kean Chern Fong), панели нового типа с лёгкостью обходят традиционные односторонние конструкции на базе кремния. Одна сторона такой батареи вырабатывает электричество от прямого солнечного света, вторая же захватывает свет, отражённый от земли и других объектов, давая прирост энергии в 30 %. По мнению авторов проекта, при возрастающей популярности солнечных панелей батареи нового типа уже в течение ближайших пяти лет смогут занять до 50 % рынка.

Новая технология не предполагает критического роста материальных затрат, все решения полностью совместимы с существующими производственными линиями. С учётом того, что эффективность передней панели составляет до 24,3 %, а задняя демонстрирует до 23,4 %, общий прирост в теории достигает 96,3 % по сравнению с традиционными односторонними решениями. На практике эффективность двусторонней панели составляет 29 %, что в любом случае является мировым рекордом.

Работа над проектом велась при поддержке Австралийского агентства по возобновляемым источникам энергии (ARENA) и Австралийского центра передовой фотоэлектрической энергии (ACAP).

На этой неделе представители Корейского института энергетических исследований заявили, что им удалось разработать технологию вторичной переработки солнечных панелей, которая не только сокращает долю профильных отходов, но и позволяет создавать из полученного сырья панели, не уступающие по характеристикам изделиям из свежего сырья.

Источник изображения: Business Korea

Срок службы современных систем получения электроэнергии из солнечного излучения измеряется максимум тремя десятилетиями, а количество эксплуатируемых панелей резко растёт на фоне стремления человечества перейти на использование возобновляемых источников энергии. В обозримом будущем обретёт актуальность проблема вторичной переработки солнечных панелей, и корейским специалистам удалось предложить жизнеспособное решение этой проблемы, как отмечает издание Business Korea.

В составе солнечной батареи достаточно химических элементов и материалов, подвергаемых вторичной переработке: стекло, алюминий, кремний и медь. При правильном подходе можно повторно использовать более 80 % материалов, применяемых при изготовлении первичной панели. Процесс переработки имеет свои сложности — например, нужно разделять стеклянную подложку и защитное покрытие. Корейским инженерам удалось разработать технологию переработки, которая не только минимизирует образование примесей в материалах, но и потребляет минимум электроэнергии.

В рамках эксперимента специалистам удалось получить кремниевую болванку типоразмера 150 мм из переработанных солнечных панелей, а затем изготовить с её использованием новую панель, обеспечивающую коэффициент полезного действия более 20 %, на уровне лучших серийных экземпляров.

Намерение южнокорейских властей построить самую большую в мире морскую «ферму» для добычи солнечной энергии столкнулось с непреодолимым природным бедствием — солнечные элементы, инсталлированные в районе огромной дамбы Сэмангым, постоянно загрязняются тысячами птиц, не давая энергетическим установкам работать достаточно эффективно.

koreatimes.co.kr

Ожидается, что к концу строительства ферма будет закрывать 28 квадратных километров прибрежной полосы 5,2 миллионами солнечных панелей, вырабатывая тысячи мегаватт энергии. Но в ходе тестирования выяснилось, что процесс идёт недостаточно гладко — в регионе присутствуют сотни тысяч мигрирующих птиц, полюбивших отдыхать на появившихся «островках», оставляя там немало отходов жизнедеятельности, закрывающих панели от света.

По данным экспертов Korea Testing Laboratory загрязнение существенно снизит производительность хаба. По рассказам местных жителей, панели загрязняются буквально через несколько дней после очередной очистки. Если ранее власти считали, что «грязь смоется дождями», и «никакой дополнительной очистки не понадобится», то теперь выяснилось, что этого явно недостаточно.

При этом для очистки не рекомендуется использование моющих средств — они разрушают антибликовое покрытие панелей. Впрочем, кислотная составляющая гуано уничтожает его не менее эффективно. По данным исследователей Singapore Solar Research Institute, птичьи отходы не только блокируют солнечный свет, но и ведут к точечным перегревам поверхности. Всё это означает, что миллионы солнечных панелей в районе Сэмангым нужно регулярно чистить, но как это сделать, пока непонятно.

Известно, что другие страны приняли к сведению опыт Южной Кореи и теперь ищут способы держать птиц подальше от мощностей, генерирующих электроэнергию. Рассматриваются даже такие экзотические варианты, как стрельба лазерами, генерация неприятного для птиц шума или натягивание проволоки, не дающей птицам приземлиться.

Хотя одной из главных целей использования солнечной энергии является сохранение мировой экосистемы, получается, что птиц придётся силой выдворять из привычной им среды обитания. При этом власти пока не придумали ни одного действительно работающего решения.

Обычного человека окружает всё больше мелкой электроники, на зарядку которой приходится тратить время и внимание. Часть этих проблем может снять получение энергии от окружающего освещения, а поскольку доля городского населения растёт не по дням, а по часам, то комнатное освещение как источник возобновляемой энергии начинает привлекать серьёзных разработчиков и учёных.

Сегодня на виртуальной конференции AIP Publishing Horizons по теме «Хранение и преобразование энергии» представители американского Национального института стандартов и технологий (NIST) доложили об экспериментах с фотогальваническими датчиками в условиях комнатного светодиодного освещения. В опыте оценена эффективность датчиков из фосфида галлия-индия (GaInP), арсенида галлия (GaAs) и традиционного кремния (Si). Во всех случаях источником света служил белый светодиод с цветовой температурой 3000 К яркостью 1000 люкс.

Учёные выяснили, что самым эффективным по выработке электричества оказался фосфид галлия-индия. На втором месте шёл арсенид галлия, а хуже всего показал себя обычный кремний. В то же время исследователи предупреждают, что в условиях реального комнатного освещения источники света могут быть разными, от лампочек накаливания до люминесцентных ламп и светодиодов с целым букетом излучающих спектральных максимумов, поэтому утверждать о неоспоримом преимуществе тех или иных материалов нельзя.

В новых опытах учёные воспроизведут комнатное освещение с множеством источников, включая имитацию событий по нерегулярному включению света. В серии экспериментов исследователи рассчитывают подобрать оптимальную комбинацию материалов фотодатчиков для достаточного сбора энергии от комнатного освещения.

В штате Невада затормозили крупнейший в США проект по созданию солнечной электростанции. Солнечная ферма мощностью 850 МВт на севере Лас-Вегаса могла бы закрыть 10 % потребностей штата в дневной коммунальной электроэнергии. Против проекта выступили многочисленные активисты, которые сочли ферму «бельмом на глазу» на фоне популярных туристических пейзажей.

Красным обозначена площадь солнечной фермы, а зелёным — её подключение к энергосети штата

Протесты местных жителей, экологов и операторов туристических маршрутов по окрестностям Лас-Вегаса заставили партнёров проекта Battle Born Solar Project — калифорнийские компании Arevia Power и Solar Partners VII LLC — отозвать заявки на приобретение земель под солнечную ферму. Электростанцию планировалось построить на вершине одного из холмов в округе на площади 37 км². Установка могла бы обеспечить энергией 500 тыс. домохозяйств в дневное время и была бы крупнейшей в США.

При выработке электроэнергии Невада в основном полагается на угольные и газовые электростанции, а недостаток покрывает закупкой электричества у других штатов. Солнечная и ветряная энергия для пустынного, жаркого и продуваемого ветрами штата могла бы стать серьёзным подспорьем. Это есть в планах развития Невады: штат рассчитывает к 2030 году 50 % энергии добывать с помощью возобновляемых источников. Сегодня он использует такие ресурсы только для удовлетворения 28 % коммунальных услуг, куда, похоже, не входят промышленные потребители.

В целом местные жители не против декарбонизации, но когда дело касается угрозы личному бизнесу, преимущества прогресса становятся очевидными далеко не всем.

Голландский стартап Lightyear будет выпускать свой дебютный автомобиль на солнечных батареях в Финляндии. С этой целью компания объединилась с Valmet Automotive. В январе 2022 года первый электромобиль Lightyear One должен сойти с производственной линии в Финляндии. К лету будущего года Lightyear планирует выпустить около тысячи машин для потребителей. Стоимость одной будет составлять около $165 тыс.

По словам Lightyear, компания Valmet Automotive, ранее производившаяся компоненты, в частности, для Mercedes-Benz, Porsche и Saab, имеет опыт, необходимый для производства электромобилей подобного класса. Кроме того, производитель имеет собственную линию по выпуску аккумуляторов.

В настоящее время Lightyear проводит финальные испытания модели One. В ходе недавних практических тестов автомобиль преодолел расстояние в 710 километров на одном заряде батареи ёмкостью 60 кВт⋅ч. В ходе тестирования в полном ездовом цикле прототип двигался со скоростью 85 км/ч. По заявлениям Lightyear, модель One будет очень энергоэффективной и сможет генерировать за счёт установленных на её крыше солнечных панелей около 12 км запаса хода в час.

На сегодняшний день Lightyear привлекла более $100 млн инвестиций. При этом три четверти этого финансирования пришлись на первую половину 2021 года. В апреле компания подписала соглашение с японским производителем автомобильных шин Bridgestone, а в начале июля опубликовала тесты, выводы которых говорят о том, что Lightyear действительно ставит перед собой амбициозные цели по производству практичных автомобилей на солнечных батареях.

На долю компании Panasonic приходится около 30 % поставок стабилизаторов для японского рынка систем питания, использующих солнечные батареи. В конце прошлого месяца она вынуждена была заявить о задержке поставок своей продукции в розничном сегменте из-за последствий пожара на предприятии Renesas и общего дефицита полупроводниковых компонентов в мире.

Источник изображения: Nikkei Asian Review

Как отмечает Nikkei Asian Review, июньские заявления Renesas Electronics об успешном восстановлении производства на предприятии, пострадавшем от пожара в марте, мало помогают клиентам внутри Японии, поскольку приоритет отдаётся поставкам компонентов для нужд автомобильной промышленности, а прочие заказчики сталкиваются с дефицитом в размере до 20‒30 % от потребности. Предложение должно догнать спрос где-то в январе следующего года, если говорить о силовых компонентах для стабилизаторов напряжения.

Panasonic не является единственным пострадавшим на рынке бытовых энергетических систем, использующих солнечные панели, хотя с этого месяца даже собирается приостановить выпуск определённых моделей стабилизаторов. Японская компания Tabuchi Electric тоже в заметной степени полагалась на поставки компонентов Renesas, и теперь признаёт, что их будет сложно заменить аналогами. Она тоже предупредила клиентов о возможных задержках с поставками. Конкурирующая компания Omron ограничилась лишь заявлениями о влиянии глобального дефицита компонентов на свой бизнес.

Переход производителей стабилизаторов на альтернативную компонентную базу тоже займёт какое-то время, поскольку им нужно убедиться в надёжности новых элементов, используемых взамен дефицитных. Попытки закупить компоненты в нужных количествах приводят к повышению цен, что не может не сказаться на себестоимости конечной продукции.

Долгие годы ведутся работы над удешевлением процесса получения электроэнергии с помощью солнечных панелей. В последнее время они сфокусированы на увеличении мощности каждой панели благодаря использованию новых технологий и материалов, с помощью которых можно будет получать больше энергии от ферм прежнего размера. Ожидается, что работа именно в этом направлении сделает солнечную энергию более доступной.

Изображение: Bloomberg

«В первые 20 лет XXI века наблюдалось значительное снижение стоимости модулей, но в последние два года эта тенденция заметно замедлилась. К счастью, новые технологии будут способствовать дальнейшему снижению стоимости электроэнергии», — считает Сяоцзин Сун (Xiaojing Sun), руководитель отдела глобальных исследований в области солнечной энергетики в компании Wood Mackenzie Ltd.

График снижения стоимости солнечных панелей / Изображение: PVinsights

Создание масштабных ферм солнечных панелей, автоматизация и интеграция эффективных технологий позволили добиться значительной экономии благодаря уменьшению затрат на рабочую силу и снижению отходов на производствах оборудования. Стоит отметить, что средняя стоимость солнечной панели в период с 2010 по 2020 годы снизилась на 90 %. Увеличение количества вырабатываемой энергии на каждую панель означает, что солнечным фермам будет достаточно предприятия меньшего размера для предоставления того же объёма энергии. Это также важный момент, поскольку стоимость земли под строительство, возведение фермы, проектирование и покупка сопутствующего оборудования снижается в цене не так быстро, как цена самих солнечных панелей.

Примечательно, что более мощные системы появляются уже сейчас. На протяжении большей части последнего десятилетия мощность многих солнечных панелей не превышала 400 Вт. В начале 2020 года производители начали поставлять 500-ваттные панели, а в этом году китайская компания Risen Energy Co. представила 700-ваттную модель.

Перовскитовый солнечный элемент / Изображение: Bloomberg

Повысить эффективность выработки электроэнергии могут современные материалы, наиболее эффективным из которых является перовскит. Более тонкий и прозрачный по сравнению с поликремнием, который традиционно использовался в солнечных панелях, перовскит можно наслоить поверх существующих солнечных панелей для повышения их эффективности. Кроме того, перовскит можно интегрировать в стёкла для создания окон в зданиях, которые способны генерировать энергию самостоятельно. Использовать перовскит ранее было нецелесообразно с финансовой точки зрения, но, похоже, в последнее время ситуация изменилась. В мае 2020 года компания Wuxi UtmoLight Technology Co. объявила о намерении выпустить пробную серию панелей на основе перовскита к октябрю, а массовое производство будет организовано к 2023 году.

Солнечная ферма в китайском Тунчуане

Ещё один вариант повышения эффективности заключается в использовании двухсторонних панелей. Стандартные солнечные панели могут вырабатывать энергию за счёт обращённой к солнцу стороны. Но они также могут собирать часть отражаемой от земли энергии. Заменив непрозрачный материал основы панелей специальным стеклом, можно получить дополнительную энергию. Панели такого типа начали пользоваться популярностью в 2019 году и с тех пор их стоимость существенно снизилась.

Обеспечить увеличение мощности можно за счёт перехода от положительно заряженного кремниевого материала к отрицательно заряженным продуктам n-типа. Материал такого типа изготавливается путём легирования поликремния небольшим количеством элемента с дополнительным электроном, например, фосфором. Такой материал дороже в производстве, но он на 3,5 % эффективнее используемых в настоящее время аналогов. Ожидается, что панели на основе такого материала появятся на рынке в 2024 году, а уже к 2028 году будут преобладать на нем.

Линия сборки солнечных модулей в китайском Хайане / Изображение: Getty Images

Ещё одно направление повышения эффективности работы солнечных панелей связано с увеличением размера солнечных пластин. С 2010 года стандартный размер солнечной пластины составлял 156 мм. Последнее время производители стали увеличивать площадь, чтобы повысить эффективность и снизить производственные затраты. Согласно имеющимся данным в данный момент они продвигают 182- и 210-миллиметровые солнечные пластины, которые, как ожидается, займут больше половины рынка к 2023 году.

Компания Lightyear One из Нидерландов сообщила результаты тестирования последнего прототипа электромобиля Lightyear One, который оснащён солнечными панелями для дополнительного питания. В ходе теста, прошедшего на треке центра Aldenhoven Testing Center в Германии, прототип с батареей ёмкостью 60 кВт·ч преодолел в полном цикле езды 441 милю (710 км).

Lightyear One

С самого начала стартап обещал для Lightyear One впечатляющий запас хода в 450 миль на одном заряде батареи. Хотя немало экспертов подвергали сомнению это заявление, последний прототип Lightyear находится всего в нескольких милях от достижения обещанного рубежа.

Генеральный директор Lightyear Лекс Хефслот (Lex Hoefsloot) рассказал ресурсу Electrek, что в ходе тестирования в полном ездовом цикле прототип двигался со скоростью 53 мили в час (85 км/ч). В целом прототип ехал чуть менее девяти часов, хотя на весь тест ушло около 10 часов, поскольку каждые два часа производилась замена водителей.

Ранее стартап, рекламируя преимущества добавления солнечных панелей в свой электромобиль, говорил, что это обеспечивает дополнительный запас хода до 45 миль (72 км) в солнечный день. По словам Хефслота, в день тестирования было временами облачно, поэтому от солнечных батарей было получено в общей сложности около 3,4 кВт·ч, что составляет около 25 миль дополнительного запаса хода. То есть, если бы тесты проводились в солнечный день, Lightyear One мог бы пройти даже больше обещанных 450 миль на одном заряде батареи.

Проведённые тесты полного ездового цикла являются решающими для проверки и подтверждения всех характеристик автомобиля. Lightyear сообщила, что эксклюзивная серия 946 Lightyear One будет запущена в производство в первой половине 2022 года. Компания планирует выйти на массовый рынок в 2024 году.

Китай хочет стать первой страной, которая развернёт на околоземной орбите солнечную электростанцию. Объект планируется использовать для сбора, а также передачи собранной энергии на Землю. Конструкцию планируется разместить на геостационарной орбите, на высоте 35 786 километров, где она сможет постоянно находиться над выбранной точкой Земли, рассказал Лун Лэхао (Long Lehao), главный конструктор китайских ракет серии «Чанчжэн-9» на презентации, прошедшей в Гонконге, передаёт SpaceNews.

Источник изображения: CNSA

Проект предусматривает строительство на орбите больших солнечных панелей. Преимуществом электростанции станет возможность почти постоянного получения солнечной энергии, независимо от погодных условий. Передавать энергию на Землю планируется с помощью лазеров или микроволн.

По словам Луна, проект должен начаться с небольшого эксперимента по передаче энергии в 2022 году. К 2030 году на орбиту планируется вывести полноценную электростанцию мегаваттного класса. Коммерческую станцию гигаваттного класса китайские учёные хотят разместить на орбите к 2050 году. Согласно расчётам, для этого потребуется более ста запусков сверхтяжёлой ракеты «Чанчжэн-9», в ходе которых на орбиту будет доставлено около 10 тыс. тонн конструкций для сборки сооружения. Суммарная площадь солнечной электростанции, согласно ожиданиям, составит один квадратный километр.

Лун Лэхао и Ци Фарэнь (Qi Faren), ещё один ведущий конструктор китайской космической техники, отметили, что постройка станции будет сопряжена с рядом сложностей. Учёным предстоит решить задачи, связанные с экономической оправданностью проекта: необходимо снизить цену постройки, а также решить вопросы эффективности и безопасности передачи энергии на Землю.

Идеи по созданию орбитальных солнечных электростанций не раз предлагались разными странами, в том числе Японией и США. По данным китайского информационного издания Xinhua, проект орбитальной электростанции упоминался в числе китайских космических планов ещё в 2008 году. В 2019 году Китайская академия космических технологий в городе Чунцин приступила к строительству экспериментальной базы для испытания способов беспроводной передачи энергии.

Осуществлять доставку на орбиту элементов будущей солнечной электростанции планируется с помощью модернизированной сверхтяжёлой ракеты «Чанчжэн-9». Минувшей весной проект ракеты-носителя получил одобрение правительства Китая после нескольких лет разработки. Усовершенствованная версия ракеты сможет выводить на околоземную орбиту до 150 тонн полезной нагрузки, а на отлётную к Луне траекторию — от 50 до 53 тонн.

Через десять лет на орбите Венеры станет тесно. В начале 30-х годов по орбитам вокруг загадочной сестры Земли будут кружить зонды NASA, «Роскосмоса», японского и индийского космических агентств. Европейцы тоже решили не отставать и на днях утвердили миссию EnVision по изучению географии, геологии, тектоники и атмосферы Венеры. Европейский зонд будет отправлен к Венере в период с 2031 по 2033 годы, а его проект ещё предстоит разработать.

Источник изображения: NASA

«Нас ждет новая эра в исследовании нашего ближайшего, но совершенно другого соседа по Солнечной системе, — сказал Гюнтер Гейзингер (Günther Hasinger), научный директор ЕКА. — Вместе с недавно объявленными миссиями на Венеру под руководством NASA, в ближайшее десятилетие у нас будет чрезвычайно обширная научная программа на этой загадочной планете».

Главная загадка Венеры в том, что она при массе и размерах Земли кардинально отличается от нашей планеты по атмосфере и условиям на поверхности. Возникло даже предположение, что выбросы парниковых газов на Земле могут привести в итоге к возникновению похожих условий на нашей родной планете. Изучение геологии и состава атмосферы Венеры, чем также будет заниматься зонд европейской миссии EnVision, поможет прояснить путь эволюции нашей соседки по системе и больше узнать о процессах образования и развития планет.

На борту зонда EnVision будут установлены камеры, спектрометры и радиолокатор. В космос станцию отправит ракета-носитель «Ариан 6». До Венеры аппарат будет добираться около 15 месяцев. Миссия продлится до 16 месяцев с плановым сходом с орбиты. Минимальная высота орбиты, на которой станция ещё сохранит работоспособность, составит от 220 до 540 км. До этой миссии европейцы успешно изучали Венеру зондом Venus Express в период с 2005 по 2015 год.

На днях на одном из крупных предприятий в Китае по производству поликристаллического кремния возник пожар с последующим взрывом. Обошлось без жертв, но завод остановлен, что увеличило напряжённость на рынке солнечных панелей. Произошло это на фоне дефицита продукции, а это самый верный путь к росту цен на фотоэлементы и панели. Отрасли грозит серьёзный кризис.

Источник изображения: Sebastian Moss

Как и полупроводниками, производство фотопреобразователей и панелей замерло на период первого года пандемии коронавируса COVID-19. Когда жизнь стала возвращаться в прежнее русло, выяснилось, что запасов продукции нет, вывод производства на полную мощность требует времени, а цепочки поставок нарушены. Возник дефицит, и цены на всё начали расти. Компании по развёртыванию солнечных ферм с подписанными долгосрочными контрактами стали подумывать о банкротстве, а солнечная энергетика на годы вперёд начала терять перспективу.

Нечто подобное произошло в 2006 году, когда поликристаллический кремний стал дефицитной продукцией. Понадобились годы усилий, чтобы восстановить предложение до уровня спроса. Выходом из сложной ситуации может стать уменьшение толщины кремниевых ячеек со 160 мкм сегодня до 100 и даже 40 мкм в будущем. Это уменьшит потребность в сырье для изготовления солнечных панелей, но пока снижение толщины ячеек снижает КПД и увеличивает хрупкость изделий.

Для движения по пути экономии сырья требуются новые исследования. Они ведутся, например, учёными в MIT, но это требует времени, а глобальные погодные процессы, увы, не ждут и ждать не будут. Рост цен на фотоэлементы и солнечные панели — это наиболее вероятный сценарий ближайшего будущего.