Теги → ячейка
Быстрый переход

Завод «Хевел» в Чувашии вдвое увеличит выпуск солнечных модулей

Группа компаний «Хевел» (совместное предприятие ГК «Ренова» и АО РОСНАНО) провела модернизацию завода по производству солнечных модулей в Новочебоксарске Чувашской Республики.

Русмонтаж

Русмонтаж

Это единственный в России завод полного цикла по выпуску солнечных панелей. Благодаря разработке учёных принадлежащего «Хевел» Научно-технического центра, резидента Сколково, он будет теперь выпускать продукты по новой технологии — гетероструктурной, отличающейся наибольшей эффективностью в выработке электроэнергии. Средний КПД солнечных ячеек, изготовленных по этой технологии, составляет более 22 %. Они более эффективно работают при высоких и низких температурах, что существенно расширяет географию их применения. Мощность модуля, состоящего из 60 солнечных элементов на базе новой технологии, достигает 300–320 Вт.

Вместе с переходом на новую технологию проектная мощность завода была увеличена вдвое — до 160 МВт солнечных модулей в год. Этого объёма достаточно, чтобы обеспечить до 50 % потребности российского рынка солнечной энергетики.

Работы по модернизации действующей производственной линии были проведены при поддержке Фонда развития промышленности. Инвестиции «Хевел» в модернизацию составили 3,8 млрд руб., включая 300 млн руб., предоставленных ФРП в качестве льготного займа. 

Kaneka Corporation продемонстрировала кремниевый фотоэлемент с рекордным КПД

Преобразование солнечной энергии в электрическую с помощью кремниевых фотопанелей является на сегодня одним из самых простых способов приобщения к возобновляемым источникам. Однако имеется у солнечных батарей помимо явных преимуществ в виде низкой стартовой цены на систему, удобства в её эксплуатации, не слишком требовательных условий для организации инфраструктуры в сравнении с теми же ветроагрегатами, и ряд своих недостатков.

Генерация электричества от энергии солнца хоть и бесплатный процесс, но с чёткими ограничениями по временным и сезонным рамкам. А потому энергию необходимо накапливать в аккумуляторных батареях. О несовершенстве последних на данном этапе лучше не упоминать, так как в обозначенном сегменте никаких серьёзных изменений не наблюдается вот уже почти два десятка лет. Вторым немаловажным фактором значится КПД солнечных батарей, который для коммерческих экземпляров на основе кремниевых фотоэлементов как правило не превышает 15 %.

www.encorsolar.com

www.encorsolar.com

Даже при большой номинальной мощности среднесуточное количество произведённой фотопанелями энергии может варьироваться в очень широком диапазоне из-за климатических особенностей региона. Учёные пытаются «выжать» из кремниевых панелей максимум от их потенциала. Но часто подобные попытки оказываются пусть и успешными, но коммерчески нецелесообразными. 

Решением проблемы низкой эффективности потребительских солнечных панелей занялись специалисты японской Kaneka Corporation. В конечном итоге им всё-таки удалось побить существующий рекорд КПД кремниевой фотопластины, отмеченный значением 25,6 %. Инженеры добились прироста в 0,7 %, сделав солнечную панель с КПД 26,3 % лучшей в своём классе.

Но главная заслуга Kaneka Corporation заключается в том, что зарегистрированный показатель КПД стал следствием неглубокой доработки фотоэлектрической панели. К её массовому изготовлению можно приступить без серьёзных затрат на модернизации производственной линии. Добившись снижения оптических потерь — потерь вследствие неполного использования спектра солнечного излучения и потерь на отражение света от поверхности преобразователя — Kaneka Corporation создала кремниевую ячейку с возросшей продуктивностью.

Наладить серийный выпуск солнечных батарей с рекордным значением КПД, сделав их доступными широкому кругу потребителей, теоретически станет реальным уже в ближайшие несколько лет.

Panasonic анонсировала солнечные модули с рекордным КПД

Компания Panasonic Corporation заявила о создании фотогальванического модуля с эффективностью преобразования энергии 23,8 %. Это рекордное значение для модулей такого типа на основе кристаллического кремния (предыдущий рекорд — 22,8 %).

Panasonic

Panasonic

Японский производитель разработал уникальную гетероструктуру, состоящую из кремниевой основы и слоёв аморфного кремния. Высокий КПД пока достигнут только в лабораторных условиях. Для достижения нового рекордного значения специалисты Panasonic использовали структуру солнечных ячеек с «задним контактом». Эта технология предназначена для уменьшения потерь от тени, которая создаётся передним электродом. Благодаря размещению электродов на тыльной стороне ячеек удаётся добиться более высокой эффективности.

Panasonic

Panasonic

Отметим, Panasonic является одним из крупнейших поставщиков коммерческих фотогальванических модулей. В октябре прошлого года она добавила в серию N новую модель N330 с КПД 19,7 % и номинальной выходной мощностью 330 Вт.  

Новая батарея даст толчок солнечной тепловой энергетике

Инженеры Орегонского государственного университета нашли новый способ хранения концентрированной солнечной тепловой энергии, который отличается низкой себестоимостью и в будущем может использоваться для широкого практического применения. Изобретение основано на новом открытии в области термохимического хранения энергии, которое предусматривает использование химического преобразования в повторяющихся циклах удержания тепловой энергии. Предлагаемое решение способно «законсервировать» полученную от солнца энергию и использовать её тогда, когда это необходимо.

physorg.com

physorg.com

Солнечная тепловая энергетика интересна и перспективна, а в мире уже возведено несколько таких электростанций. В отличие от традиционных фотогальванических солнечных ячеек, которые преобразовывают солнечное излучение непосредственно в электричество, солнечная тепловая генерация предусматривает использование огромной станции с большим количеством отражателей, которые с высокой точностью направляют солнечное излучение на специальный приёмник. Эта концентрированная энергия используется для нагревания газа, который, в свою очередь, вращает турбину электрического генератора. Тепловые солнечные системы отличаются безопасностью, но их эффективность сравнительно низкая.

engadget.com

engadget.com

Новая термохимическая батарея может использоваться для хранения и высвобождения энергии. По сравнению с другими решениями, изобретение отличается 10-кратным увеличением плотности хранения энергии, а также имеет меньшие габариты и дешевле в производстве.

В экспериментах инженеры выявили снижение ёмкости термохимической батареи после сорока пяти циклов нагрева и охлаждения, что вызвано некоторыми изменениями в материалах устройства. На следующем этапе исследователи изучат возможность восстановления материалов, чтобы существенно увеличить жизненный цикл устройства.

Марокко станет крупнейшим центром солнечной энергетики

Учитывая географическое положение Африки, она имеет огромный потенциал для развития солнечной энергетики. Пока что многие страны этого континента не могут себе позволить строительства солнечных электростанций, поскольку это требует немалых вложений. Но поезд понемногу трогается с места. Ярким примером перспективности развития здесь солнечной энергетики служит проект Марокко по возведению в Сахаре крупнейшей в мире концентрированной солнечной электростанции.

theguardian.com

theguardian.com

В центре внимания — город Уарзазат, в котором размещена одна из крупнейших киностудий в мире. Теперь этот регион станет известен не только своим «голливудом», но и также сможет удостоиться званий одного из самых «зелёных» городов мира. Здесь наряду с гидроэлектростанцией и ветряными установками будет построен целый комплекс из четырёх солнечных электростанций. До 2020 года Марокко планирует половину своих потребностей в энергии удовлетворять с помощью таких возобновляемых источников. Возможно, часть энергии будет даже экспортироваться в Европу.

theguardian.com

theguardian.com

Первая фаза проекта, получившая имя Noor 1, завершится уже в ноябре. Новые электростанции будут использовать так называемую зеркальную технологию, которая дороже традиционных фотоэлектрических ячеек и не получила столь широкого распространения. Такие зеркальные модули используются, например, в одной из крупнейших солнечных электростанций США Иванпа. Зеркальная технология позволит вырабатывать энергию даже по ночам.

Новый комплекс будет по площади сравним со столицей Марокко. Четыре электростанции в совокупности смогут генерировать 580 мегаватт, чего достаточно для обеспечения электропитанием миллиона домохозяйств. Первая электростанция комплекса, Noor 1, будет генерировать 160 МВт.

Создан гель для повышения эффективности солнечных ячеек

Группа исследователей под руководством профессора Института материаловедения Чалы Кумара (Challa V. Kumar) разработала гель, повышающий способность солнечных ячеек поглощать энергию. Несмотря на высокий потенциал солнечных лучей, которые являются источником неисчерпаемой энергии, получение такой энергии эффективным способом и сохранение её является сложной задачей. Поэтому новая разработка имеет важное значение.

PhysOrg

PhysOrg

Кремниевые фотогальванические солнечные ячейки (самый распространённый тип солнечных ячеек) не способны поглощать большую часть спектра солнечного излучения. Решение, созданное Кумаром и его коллегами, захватывает неиспользуемые «синие» фотоны и с помощью процесса искусственного фотосинтеза преобразовывает их в фотоны с меньшей энергией, которые кремниевая ячейка может превратить в электричество. Учёные применили механизмы, используемые растениями. В частности, для собирания солнечной энергии использованы биологически разлагаемые материалы, схожие с хлорофиллом. Изобретенное гелеобразное вещество включает протеин коровьей крови, жирные кислоты кокоса и разнообразные органические пигменты. Такой гель смог увеличить поглощающую способность солнечных ячеек Гретцеля.

store.sundancesolar.com

store.sundancesolar.com

Как отмечается, многие учёные работают над созданием такого вещества, но Кумар и его команда стали первыми. Полученный гель является сравнительно недорогим способом повысить выходную мощность солнечных батарей. Правда, изобретателям предстоит ещё обеспечить стабильность его структуры, чтобы он мог служить хотя бы несколько лет. Только в таком случае он сможет найти применение в коммерческих проектах. На данный момент Кумар подал патентную заявку. Ведутся переговоры с одной из компаний Коннектикута о возможности применения геля в серийном производстве.

КПД солнечных ячеек, генерирующих водород, увеличили в 10 раз

Исследователи из Университета технологий Эйндховена и организации FOM Foundation представили интереснейшую разработку. Им удалось создать солнечную ячейку, которая производит топливо вместо электричества. Такая солнечная ячейка всё же генерирует электричество, но здесь имеется ввиду, что это промежуточный результат, и оно сразу же преобразовывается в топливо.

Nature

Nature

Используемый материал фосфид галлия позволяет солнечной ячейке выделять чистый водород из воды с помощью реакции электролиза. Фишка разработки кроется в том, что фосфид галлия формируется в форме очень маленьких нанонитей, благодаря чему коэффициент полезного действия ячейки вырастает в десять раз.

Nature

Nature

Фосфид галлия имеет хорошие электрические свойства, но его слабым местом является слабая светопоглощающая способность. Исследователям удалось обойти этот недостаток, создав массив из множества тонких нанонитей фосфида галлия специфической геометрии. Эти нити имеют длину порядка пятисот нанометров и толщину всего девяносто нанометров. Благодаря такой структуре удалось резко повысить выход водорода в десять раз — до 2,9 %. Это рекорд для ячеек такого типа.

Немаловажной также является экономия материала. При использовании нанонитей количество требуемого фосфида галлия сокращается в десять тысяч (!) раз. Это позволит существенно удешевить конечный продукт. Пока что создан лишь прототип. Надеемся, эта перспективная разработка не задержится в стенах лабораторий.

Apple предлагает интегрировать солнечные батареи в тачпады

Управление США по патентам и торговым маркам (USPTO) раскрыло информацию о новой технологии Apple, предназначенной для подзарядки различных мобильных устройств и компьютерной периферии.

«Яблочная» империя предлагает интегрировать солнечные батареи в тачпады. Теоретически солнечные элементы могут быть расположены по всей поверхности сенсорной панели Magic Trackpad или беспроводной мыши Magic Mouse. Это позволит постоянно генерировать энергию (при условии  достаточного освещения) и подзаряжать аккумуляторную батарею.

Кроме того, отмечается, что прозрачные солнечные элементы могут располагаться перед сенсорным дисплеем гаджетов вроде iPhone и iPad. Это позволит существенно продлить время автономной работы смартфонов и планшетов, хотя и не избавит полностью от необходимости подзарядки от электрической сети.

Предложенная технология также может найти применение в портативных компьютерах MacBook и карманных мультимедийных плеерах.

Нужно, впрочем, отметить, что пока Apple только патентует описанную систему и о возможных сроках её практического применения ничего не сообщается. 

Военные предложили более компактные и дешёвые солнечные панели

Военные исследователи Редстонского арсенала армии США заявили о существенном прорыве в производстве солнечной энергетики. Им удалось создать фотогальваническую солнечную панель, которая меньше, надёжнее и при этом дешевле по сравнению с аналогичными решениями на рынке.

engadget.com

engadget.com

Большинство современных панелей используют конструкцию из чистого кремния. Диапазон волн света, который панель может поглотить и преобразовать в электричество, сравнительно мал по сравнению с полным спектром солнечного излучения. Таким образом, традиционные панели не только не могут использовать весь свой потенциал, но и страдают от ультрафиолетового и инфракрасного излучения, которое приводит к перегреву и разрушению.

inhabitat.com

inhabitat.com

Новая разработка предусматривает включение сверхтонких металлических слоёв (таких как серебро и золото) между полупроводниковыми слоями. Благодаря этому панель преобразовывает более широкий спектр излучения, а также получает способность отражать вредные лучи. Кроме того, новинка способна генерировать одинаковое количество энергии независимо от угла падения солнца на неё. То есть для таких панелей отпадает необходимость устанавливать их на специальные дорогие моторизованные подставки.

Как отмечают разработчики, технология всё ещё находится на зачаточной стадии развития. Исследования подтверждают превосходства технологии, но о серийном производстве говорить пока ещё очень рано. 

В MIT спрогнозировали рост солнечной энергетики до триллионов ватт

Исследователи Массачусетского технологического института (MIT) провели масштабный анализ развития отрасли солнечной энергетики. В результате были сделаны два важных вывода. Солнечная энергия имеет самый высокий потенциал среди других видов энергии, удовлетворяя долгосрочные потребности человечества и позволяя сократить выбросы парниковых газов. Кроме того, учёные считают, что правительство США проявляет мало внимания к проблемам развития отрасли и недостаточно способствует популяризации этого направления.

Computer World

Computer World

В MIT уверены, что главной целью «солнечной» политики США следует выбрать построение масштабных энергетических систем нового поколения в ближайшие десятилетия. При должном внимании к себе солнечная энергетика может стать важным двигателем экономики, отмечает профессор MIT Ричард Шмаленси (Richard Schmalnsee). На 365 страницах огромного отчёта «Будущее солнечной энергетики» учёные показали, что даже с использованием современных фотогальванических технологий на кристаллическом кремнии можно развернуть инфраструктуру солнечной энергетики тераваттного масштаба к 2050 году, и это без учёта более эффективных инновационных технологий, которые, возможно, появятся в будущем.

Computer World

Computer World

Учёные акцентируют внимание на необходимости массового распространения солнечной энергетики к середине текущего столетия не только в локальном, а и в мировом масштабе. Это, по их мнению, является неотъемлемой частью любой сколь-нибудь серьёзной стратегии по борьбе с негативными изменениями глобального климата. Исследователи отметили, что, к счастью, в последние годы себестоимость солнечных батарей существенно упала, а количество солнечных установок значительно выросло.

TSMC создала солнечный модуль с КПД 16,5 %

Предприятие TSMC Solar, являющееся дочерней компанией крупнейшего контрактного производителя полупроводниковых устройств TSMC, установило рекорд в своей отрасли. Как утверждается в официальном пресс-релизе, немецкая экспертная организация TUV SUD подтвердила эффективность солнечных модулей C2 коммерческого размера (площадью 1,09 м2) на уровне 16,5 %. TSMC Solar удалось побить собственный рекорд 15,7 %, установленный в 2013 году.

Производственная линия TSMC Solar

Производственная линия TSMC Solar

Модуль-рекордсмен использует ячейки на основе селенида меди, индия и галлия. Устройство было создано на уже существующем оборудовании на заводе TSMC в Тайчжуне (Тайвань), которое задействовано в серийном производстве современных солнечных модулей.



Технология CIGS (на основе селенида меди, индия и галлия)

Технология CIGS (на основе селенида меди, индия и галлия

Кроме того, TSMC Solar также анонсировала выпуск нового модуля C2 HV, который дополнит серию продуктов TS-CIGS. Новинка с номинальной мощностью 150–160 Вт характеризуется максимальным рабочим напряжением 1000 вольт.

Отметим, что в прессе периодически появляются сообщения об очередных рекордных показателях КПД солнечных ячеек. Например, в 2013 году было заявлено о создании крохотного элемента с эффективностью 44,7 %. Но это, скорее, для научных исследований. Для промышленного производства интерес представляют лишь модули коммерческого размера. 

Монитор температуры тела в виде повязки на солнечных ячейках

Исследователи из Университета Токио разработали так называемую нарукавную повязку с оповещением о лихорадке. Это носимое устройство отличается автономным питанием на основе солнечных ячеек и выдаёт сигнал при повышении температуры тела человека выше нормы. Новинка будет представлена в ходе конференции 2015 IEEE International Solid State Circuits Conference, которая проходит сейчас в Сан-Франциско.

Eureka Alert

Eureka Alert

В устройстве использованы гибкие органические компоненты, которые подойдут для любых медицинских гаджетов, постоянно следящих за такими показателями как температура, частота сердцебиения и другие. Учёные объединили гибкую солнечную панель из аморфного кремния, пьезоэлектрический динамик, температурный датчик, схему источника питания в одном корпусе носимого формата. Все гибкие компоненты могут быть напечатаны струйным принтером на полимерной плёнке.

sciecelive.org

sciecelive.org

Как утверждают разработчики, их устройство включает первую в отрасли органическую схему, воспроизводящую звук, а также имеющую интегрированный органический источник питания. В него можно встроить также и другие датчики, что позволит создать многофункциональное healthcare-устройство.

Органические солнечные панели могут стать стильным украшением вашего жилища

Лучшим способом украсить интерьер вашего «умного» дома, одной из главенствующих целей при создании которого является рациональное и экономное использование электроэнергии, может стать разработка финских специалистов — дизайнерские органические солнечные панели. Их отличительной чертой является метод производства, вследствие чего обычные полимерные плёнки превратились в покрытия с оригинальным рисунком, сохранив при этом свои первоначальные свойства.

В сравнении с классическими кремниевыми пластинами, скучный внешний вид которых не позволит гармонично вписаться в декор вашего стильного и современного жилища, детище инженеров Технического Центра Финляндии способно не просто освежить интерьер, но и с помощью модных «преобразователей» заряжать датчики и различную некрупную электронику.

Радующие глаз органические панели представляют собой плёнку-лист из нескольких слоёв с общей толщиной всего 0,2 мм, которая изготавливается методом трафаретной печати на типографских станках и напоминает при первом знакомстве свёрнутые в рулон обои. Генерирующее электроэнергию покрытие можно компоновать таким образом, чтобы в итоге получались различные фигуры и даже целые рисунки. А затем размещать плёнку на стенах или окнах в вашем доме/квартире, наносить её на бытовые приборы внутри комнаты или даже украсить ею кузов транспортного средства.

Органические панели способны заряжаться как от попадающих на них солнечных лучей, так и от осветительных приборов внутри помещения. Правда, стоит отметить, что основанные на углеродных полимерах ячейки подобного рода солнечных батарей хоть и привлекают своим необычным внешним видом и гибкостью, однако их КПД при преобразовании солнечной энергии значительно меньше, нежели у кремниевых аналогов.

Для понимания технических нюансов и эффективности представленной панели разработчики создали из них композицию, имитирующую листву с деревьев. При этом один квадратный метр из таких листьев — свыше 200 штук — способен генерировать электричество с силой тока 3,2 А и напряжением 10,4 В. 

Следующим шагом авторов проекта станет производство аналогичным рулонным способом уже перовскитовых фотоэлементов, которые, по результатам предварительных испытаний, позволят добиться видимых невооружённым глазом улучшений в качестве исполнения конечной продукции и заодно снизят её себестоимость. 

В РФ готовы к производству кремниевых панелей с КПД 20 %

Российские учёные из «Роснано», занятой разработками в области нанотехнологий, совместно со специалистами из «Ренова» сумели добиться рекордного показателя КПД фотоэлементов отечественного производства. Для создания солнечных модулей была выбрана применяемая в аналогичных разработках компанией Panasonic технология Heterojunction with Intrinsic Thin-layer (HIT), позволившая инженерам достичь максимальной эффективности преобразования солнечной энергии среди серийно изготавливающихся в РФ систем. Данный параметр представленных и одобренных членами научного совета кремниевых фотопанелей практически достиг значения 20 %.

Конечно, озвученное достижение не претендует на звание мирового рекорда эффективности преобразования солнечной энергии, который принадлежит японский фирме Panasonic и для аналогичного типа продукции составляет 25,6 %. Однако продемонстрированные успехи говорят о стремлении российских научных организацией не отставать от своих западных коллег и постепенно переходить на более совершенные в техническом плане решения. Это, в свою очередь, может способствовать популяризации среди населения альтернативного источника электроснабжения. 

Выход на рекордные для отечественного производства параметры при создании солнечных батарей принадлежит Научно-техническому центру тонкоплёночных технологий в энергетике при институте им. Иоффе, собственником которого является компания «Хевел» — совместное предприятие озвученных выше компаний «Ренова» и «Роснано».

Что касается использованной технологии HIT, то она представляет собой метод изготовления фотоэлементов, при котором используются преимущества как кристаллической, так и тонкоплёночной технологий для создания высокопроизводительных солнечных батарей. Это позволяет сочетать в конечном продукте сразу два ключевых преимущества — максимальное значение КПД кремниевых панелей в совокупности со сведённой к нулю световой деградацией. Дополняют перечисленные преимущества невысокая себестоимость и тот факт, что для HIT-фотомодулей с ростом температуры характерны минимальные потери КПД, что лишь способствует применению установок в условиях жаркого климата.

science.opposingviews.com

science.opposingviews.com

www.cnet.com

www.cnet.com

Установка тонкоплёночных солнечных батарей

Но главное, что солнечные батареи с 20-процентной эффективностью преобразования являются не просто поводом для гордости сотрудников «Хевела», «Роснано» и российской науки в целом, но и имеют важное практическое значение. Опробованную технологию не составит труда адаптировать с минимальными затратами под текущее производство тонкоплёночных модулей, выпускаемых российскими предприятиями. К примеру, кремниевые HIM-панели нового образца после модернизации оборудования могут пополнить перечень продукции завода «Хевел» в Новочебоксарске, где прежде серийно выпускались менее производительные солнечные установки. 

www.hevelsolar.com

www.hevelsolar.com

Производственная линия по выпуску солнечных модулей на заводе «Хевел»

Toshiba разработала искусственный фотосинтез рекордной эффективности

Компания Toshiba относится к тем крупным промышленным группам, сфера деятельности которых выходит далеко за пределы потребительской и корпоративной электроники. Японский производитель анонсировал разработку новой технологии, которая использует солнечную энергию для генерации углеродных соединений из углекислого газа и воды, в том числе для получения ценного химического сырья или топлива. Свою новинку Toshiba представила в рамках Международной конференции ICARP2014 (2014 International Conference on Artificial Photosynthesis).

Toshiba

Toshiba

Концентрация углекислого газа в атмосфере продолжает расти, что является одной из причин глобального потепления. В то же время повышается интерес к перспективным возобновляемым источникам энергии. Для решения обеих проблем предлагается искусственный фотосинтез, который использует солнечную энергию для получения полезных углеродных соединений и в то же время утилизирует углекислый газ.

slkcap.com

slkcap.com

Toshiba разработала собственную технологию искусственного фотосинтеза, которая преобразовывает энергию из углекислого газа с эффективностью 1,5 %. Это самый высокий показатель в отрасли, уверяют разработчики. Солнечный свет преобразовывает углекислый газ с водой в окись углерода (углеродный монооксид), который является источником для производства метанола (он, в свою очередь, может в некоторых случаях заменить бензин, а также использоваться в качестве сырья в производстве разнообразных продуктов, таких как клеи, медикаменты, пластиковые бутылки).

Особенностью разработки Toshiba является использование золотого катализатора и нанотехнологий (структур наномасштаба). Центральной проблемой исследования является изучение производственных условий для получения золотого нанокатализатора нанометрового масштаба, что позволит увеличить активную площадь, которая используется для преобразования углекислого газа в моноокись углерода.

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥