Если вечный двигатель еще не изобретен, то практически вечной, возобновляемой энергией мы уже пользуемся. В первую очередь это энергия солнца и ветра. По самым оптимистичным прогнозам, ожидается, что к 2040 году солнечные и ветряные электростанции будут генерировать 41% всего электричества в мире.
Мы в «ПрофХолоде» уже 7 лет используем солнечную энергию. В мае этого года мы ввели в эксплуатацию солнечную электростанцию мощностью 552 кВт! Солнечные панели расположились на крышах наших цехов, в которых стоят автоматические линии по производству сэндвич-панелей.
В нашем сегодняшнем дайджесте технологий сохранения энергии вы узнаете про самые необычные новинки в области солнечной энергетики: от усовершенствования солнечных панелей до солнечных охладителей грунта.
Ученые наноимпринтили на перовскит
Очередной научно-исследовательский центр представил новую технологию создания фотоэлектрических элементов из перовскита, которые по своим характеристикам значительно превосходят традиционные кремниевые.
Ученые предложили использовать метод наноимпринтинга, технологии создания микро- и наноструктур на поверхности материалов с помощью специальных методов, чтобы создать антиотражающую структуру с сотовидной симметрией на перовскитовом солнечном элементе.
Сообщается, что в результате усовершенствованные солнечные элементы смогли показать коэффициент полезного действия свыше 26%, тогда как КПД обычных солнечных панелей составляет около 18%. Среди других преимуществ новых ячеек называются экономичность, простота производства и экологичность.
Ученые продолжают эксперименты, стараясь повысить устойчивость нового материала к атмосферным явлениям и интегрировать с кремниевыми ячейками.
Солнечные панели научатся фотосинтезу
Студент из Ставропольского края сделал необычные солнечные панели на основе ячеек Гретцеля. Утверждается, что такие панели будут работать по принципу окислительно-восстановительной реакции, как у растений: должен получиться искусственный аналог природного фотосинтеза.
Сообщается, что в этих солнечных панелях не используются тяжелые металлы: роль традиционных поликристаллических, монокристаллических или аморфных составляющих выполняют титан и кремний. Добавление наночастиц серебра и золота увеличивает спектр поглощения солнечной энергии и коэффициент полезного действия до 30-35%.
Отмечается также, что новые солнечные элементы можно будет использовать в одежде, сумках и протезах.
Энергия солнца не даст планете растаять
Изменения климата приводят к таянию вечной мерзлоты и последующим разрушениям зданий и другой инфраструктуры, поэтому сегодня ученые озаботились охлаждением не только домов, но и грунта: создан инновационный «охладитель» на солнечных батареях.
Система такая:
- солнечная батарея генерирует энергию
- тепловой насос качает воду и охлаждает фреон — хладагент, который используют в кондиционерах и холодильниках
- холодный фреон забирает тепло у грунта
Тепловой насос работает с разной частотой в зависимости от объемов вырабатываемой энергии и не тратит свой заряд впустую. Когда солнце светит ярко, насос работает на полную мощность, а когда солнца мало — слабее.
Чтобы проверить, какие установки выгоднее в северных регионах, на аккумуляторах или с насосами с адаптивной нагрузкой, ученые проанализировали погодные условия и качества работы обоих устройств. Выяснилось, что адаптивные системы снижают стоимость охлаждения на целых 44%.
Электротрактор поедет на солнечных панелях
Инженеры показали инновационный электротрактор, питающийся солнечной энергией. Судя по фотографиям, он отлично подойдет для новых серий «Кибердеревни».
Среди преимуществ вездехода называются:
- Экономия на топливе до 45%
- Минимализм в конструкции
- Интуитивное управление
- Расширенное время работы – 8 часов без подзарядки в пасмурную погоду и до 10 часов – в ясную
Сообщается, что в трактор планируется интегрировать беспилотные технологии, чтобы он смог работать самостоятельно. Добавим, что хорошо бы он умел еще менять наклон солнечных панелей – это наверняка проще, чем установить в него автопилот.
У суперконденсаторов появятся новые функции
Исследователи представили новый структурный суперконденсатор, который может выполнять сразу две функции: обеспечивать структурную поддержку и накапливать энергию извне, от солнца. Существующие суперконденсаторы хранят энергию, но не могут выполнять роль структурных компонентов. А конструкционные материалы могут обеспечить поддержку, но не предназначены, чтобы накапливать и отдавать энергию.
В качестве примера совмещения защиты и накопления электричества ученые создали миниатюрную лодку, корпус которой и стал тем самым суперконденсатором, который работает на солнечной энергии. Корпус лодки снабдили двигателем и схемой, подключенной к небольшим солнечным панелям. Под воздействием солнечного света солнечный элемент заряжал суперконденсатор, который, в свою очередь, приводил в действие мотор лодки.
Сообщается, что в ходе испытаний лодка смогла успешно пройти по воде.
И хотя использование возобновляемых источников энергии – безусловно эффективное решение с точки зрения экономии затрат на охлаждение или отопление, снижения нагрузки на планету и получения доступа к энергии в самых отдаленных уголках планеты, как показали недавние кризисы, чрезмерный упор на зеленую энергетику в ущерб углеводородам может привести к неожиданным последствиям для мировой экономики. И вот уже представитель Китая по вопросам изменения климата – страны, которая в этом году планирует ввести в строй от 160 до 200 ГВт солнечных электростанций, что станет абсолютным мировым рекордом – заявляет: полностью отказаться от ископаемого топлива нереально.
В Международном валютном фонде полагают, что главным драйвером перехода к потреблению зеленой энергии должен стать частный сектор, который всегда активнее применяет инновационные решения. Однако эксперты отмечают, что у инвесторов нет мотивации для наращивания вложений. Вопрос, как получить максимальный эффект от государственных и частных инвестиций в достижение углеродных целей, будет обсуждаться на предстоящей через два месяца Конференции ООН по изменению климата.
