Международное энергетическое агентство подвело итоги 2024 года: солнечная энергетика выросла на 30% год к году. Солнечные и ветровые электростанции принесли 80%, или 660 миллиардов кВтч, прироста энергии в мире, при этом на солнечные электростанции пришлось 480 миллиардов кВтч.
Наибольшая доля роста общего объема поставок энергии пришлась на возобновляемые источники энергии (38%), смотрите график ниже. За ними следуют природный газ (28%), уголь (15%), нефть (11%) и атомная энергетика (8%).
В сегодняшнем дайджесте технологий сохранения энергии рассказываем вам о новых разработках в мире солнца и других источников возобновляемой энергии.
Солнечные панели лягут на железнодорожные пути
Сети железных дорог охватывают огромные площади практически в каждой стране, и этим полезным площадям нашли необычное применение. Швейцарский стартап Sun-Ways запустил железную дорогу, в которой солнечные панели уложены прямо между рельсами.
Стартап договорился со швейцарскими властями, которые разрешили оснастить участок протяженностью в 100 метров солнечными элементами. Поезда на этом участке сбрасывают скорость до 70 километров в час, а для установки солнечных панелей была разработана специальная укладочная машина. Чтобы поддерживать солнечные панели в чистоте, все поезда, проходящие по этому участку, снабдят специальной щеткой-валиком, прикрепленной к последнему вагону. Ожидается, что пилотный проект позволит добавить в местную энергосеть 16 000 кВтч электроэнергии в год. По расчетам авторов проекта, если оснастить солнечными элементами всю железнодорожную сеть Швейцарии, то годовая выработка электроэнергии составит 2 ГВтч, или 2% от всей потребности страны в электроэнергии.
Гибкие панели побили рекорд эффективности
Японские ученые разработали гибкий солнечный элемент на основе перовскита и кремния, вновь побив рекорд по энергоэффективности.
Верхний слой элемента – полупрозрачная перовскитная ячейка, а нижний слой – гибкий кремниевый солнечный элемент с гетеропереходом. Чтобы сделать нижний слой тоньше, ученые применили метод мокрого химического травления. Для создания верхнего слоя команда использовала монослой под названием MeO-2PACz. Также в составе конструкции стеклянная подложка, покрытая оксидом индия и олова, перовскитный поглотитель, материал для транспортировки электронов, и антибликовое покрытие на основе фторида магния и серебра.
В собранном состоянии гибкий солнечный элемент демонстрирует эффективность 26,5%, напряжение холостого хода 1,83 В, плотность тока короткого замыкания 17,9 мА/см2 и коэффициент заполнения 81%. И на сегодняшний день, по данным ученых, это лучшие показатели для гибких солнечных элементов.
Трехслойные панели прослужат дольше
Ученые из Гонконга разработали особую структуру солнечных панелей, которая повышает их КПД и срок службы.
Структура представляет собой 3 слоя, прямо как в сэндвич-панелях: молекулярный пассивизирующий, который уменьшает количество дефектов; промежуточный слой метилового эфира [6,6]-фенил-С61-масляной кислоты, поддерживающий однородность и чистоту перовскитного слоя; и слой перовскита, стабилизирующий всю конструкцию.
В результате испытаний конструкция показала КПД 25,97%, срок службы составил более 1000 часов в условиях влажности 85% и при температуре 85°С. Сообщается, что новая разработка будет доступнее и дешевле панелей из кремния, элементы можно сделать прозрачными и полупрозрачными, чтобы включать их в фасады и окна зданий.
Антибликовое покрытие для солнечных панелей
Команда ученых разработала антибликовое покрытие для солнечных панелей, которое снижает уровень светоотражения до 2%. При помощи компьютерного моделирования и искусственного интеллекта ученые создали ультратонкий слой из наноструктур поликристаллического кремния.
Существуют уже подобные антибликовые покрытия, но основной их минус – многослойность и повышенные затраты на внедрение, когда речь идет о солнечных панелях. Простейшие антибликовые покрытия, по заявлениям ученых, включают в себя двух- или трехслойные пленки и позволяют подавлять отражение вплоть до 1%, но только для ограниченного диапазона длин волн, как правило, для спектральных окон шириной от 100 до 300 нм.
Новая же разработка показала способность отражать 2% прямого света и 4,4% направленных под углом до 60° лучей. Полученные результаты превосходят все известные антибликовые покрытия для кремниевых солнечных элементов.
Новая российская орбитальная станция будет запитана от солнечных панелей
Российскую орбитальную станцию (РОС), которая находится в стадии активной разработки, планируют оснастить источниками энергии, значительно превосходящими по мощности те, что используются на МКС. Об этом сегодня сообщил президент Российской академии наук.
В 2023 году ученые выяснили, что строительство солнечных электростанций в космосе возможно за счет недорогих и легких фотоэлементов. Заключение специалистов основано на результатах эксперимента, в ходе которого тестовый спутник с солнечными панелями из теллурида кремния провел на орбите 6 лет, совершив 30 000 витков вокруг Земли.
Тест показал, что легкие фотоэлементы устойчивы к солнечному излучению и стабильно работают в суровых условиях космоса, хотя их выходная мощность со временем снижается.
Среди преимуществ получения солнечной энергии в космосе выделяют постоянный доступ к солнечному свету и отсутствие помех из-за плохой погоды. В то же время существуют и проблемы: солнечные системы много весят, поэтому в космос их удобнее отправлять в разобранном виде, чтобы собирать на орбите с помощью роботов.
