Как устанавливать и монтировать солнечные батареи

При покупке солнечных модулей неизменно возникает вопрос о месте и способе их установки. В большинстве случаев фотоэлектрические модули устанавливаются на крышу. При этом модули не обязательно монтировать на крышу жилого дома, для этого подойдут крыши расположенных рядом гаражей и других хозяйственных построек. Также модули могут устанавливаться на землю, либо специальную опору.

Установка на крышу позволяет экономить место на участке. Если нужно удобство обслуживания или если нужно разместить солнечную батарею в другом месте, то применяются специальные монтажные конструкции для установки на земле, на столбке, навесе и т.п.

Удобным и надежным способом является установка солнечных модулей с помощью специальных монтажных конструкций для солнечных батарей.

Мы предлагаем несколько вариантов монтажных конструкций:

1. На наклонной крыше. Данная система подходит для установки солнечных модулей на металлической, либо черепичной крыше. Самый дешевый комплект, регулировать угол наклона нельзя.
2. Комплект с регулируемым углом наклона. Варианты изменения угла наклона:  15-30° и 30-60°
3. Каркасная система на опоре для 4, 6, 8, 10 модулей. Угол наклона системы регулируется вручную от 10° до 50°.
4. Каркасная система для монтажа фотоэлектрических модулей на земле или плоской крыше.

Монтажные конструкции для солнечных модулей являются универсальным решением для частных и промышленных объектов. Они отличаются высоким качеством, длительным сроком эксплуатации и большим ресурсом прочности.

Комплект для монтажа на опоре PM-06

Специальная технология крепления элементов повышает эффективность и сокращает затраты времени на монтаж системы. Оптимально подобранная длина конструкций позволяет исключить обрезку направляющих.

Рифленая поверхность реек и зажимов повышает трение и предотвращает скольжение элементов креплений. А особая форма реек обеспечивает равномерное распределение нагрузки. Все элементы каркасных систем изготовлены из высококачественных материалов и отвечают требованям международных стандартов.

Преимущества каркасных систем:

• Простота установки. Модули закрепляются на крыше при помощи специальных реек и зажимов. Это позволяет сэкономить время и усилия при монтаже. Комплект для монтажа ФЭМ на земле, плоской крыше
• Длительный срок службы. Элементы каркасных систем изготовлены из высококачественного алюминиевого сплава 6005-T5 и нержавеющей стали SUS304 и соответствуют требованиям международных стандартов. Специальная технология соединения элементов обеспечивает прочность всей системы, срок службы которой составляет 25 лет.
• Универсальность. Система подходит к большинству каркасных солнечных модулей.
• Высокое качество. Строгий контроль всего процесса производства обеспечивает высокое качество и надежность каркасных систем.

Процесс установки карскасной системы на крыше состоит из нескольких этапов:

Комплектующие монтажных систем для крыши

• Установка скоб или опор для крыши.
  Выбор скоб зависит от типа крыши (металлическая или черепичная).
• Установка реек на скобы/опоры. Особая форма реек обеспечивает равномерное распределение нагрузки. Рифлёная поверхность реек и специальных гаек повышает трение и предотвращает скольжение элементов креплений.
• Размещение модулей на рейках . Модули закрепляются с помощью специальных зажимов, что позволяет минимизировать затраты времени и сил при монтаже системы.

Системы монтажа солнечных батарей со слежением за Солнцем

Для увеличения выработки энергии солнечными батареями нужно следить за положением Солнца в течение дня. Солнечная батарея должна поворачиваться с востока на запад таким образом, чтобы угол падения солнечных лучей был как можно ближе к 90 градусам. Для этого нужно поворачивать солнечную батарею по 2 осям – восток-запад и по отношению к горизонтали. Есть трекеры с 2 осями слежения, но удорожание система за счет добавления еще одной оси слежения обычно не оправдывается увеличением выработки энергии. Обычно по оси восток-запад применяют автоматические трекере, а по вертикальной оси наклон меняют 2-4 раза в год вручную.

У нас можно заказать трекеры с такой конструкцией. Это трекеры нового поколения, в которых положение Солнца определяется не по световым датчикам, а по данным со спутников GPS.

Солнечные панели устанавливаются на бетонном основании и металлическом столбе. 

Дополнительная информация по трекерам, порядке заказа и ценам – по запросу через форму заявки на главной странице нашего сайта, или по электронной почте в свободной форме.

Более подробную информацию о технических характеристиках и комплектации каркасных систем вы можете посмотреть в соответствующем разделе нашего Интернет-магазина

Эта статья прочитана 9213 раз(а)!

Продолжить чтение

• 76

  Конструкции для монтажа солнечной батареи Важной частью солнечной фотоэлектрической системы является поддерживающая конструкция для солнечных панелей. Поддерживающая конструкция обеспечивает правильный угол наклона панелей, а также необходимую жесткость конструкции. Комбинация поддерживающей конструкции с солнечными модулями должна выдерживать порывы ветра и другие…

• 56

  Китайские солнечные модули — как не ошибиться при покупке? В последнее время на рынке появилось много предложений по китайским солнечным модулям. Действительно, в Китае сейчас производится бОльшая часть всех производимых в мире солнечных модулей. Есть среди них и качественные, отвечающие…

• 56

  Правильный выбор солнечной батареи для сетевого инвертора Правильная и эффективная работа солнечного инвертора определяет эффективность работы всей солнечной энергосистемы, потому что именно инвертор преобразует постоянный ток от солнечных батарей в переменный ток, потребляемый нагрузкой. Нас часто спрашивают, как должны соотноситься…

• 55

  Солнечные модули: какие можно у нас купить? Наш ассортимент фотоэлектрических модулей включает монокристаллические и поликристаллические модули мощностью от 15 до 340 Вт, а также аморфные кремниевые модули мощностью 120 Вт. В продаже с доставкой по всей России транспортными компаниями у…

• 54

  Покупать и устанавливать солнечные батареи зимой дешевле, чем летом Все больше домовладельцев открывают для себя преимущества установки солнечных батарей для полного или частичного электроснабжения в загородном доме. Но вот что многие еще не до конца понимают это то, что зима…

• 54

  Как правильно установить солнечные батареи? Солнечные панели наиболее эффективно работают, когда они направлены на солнце и их поверхность перпендикулярна солнечным лучам. Как определить такое положение солнечных батарей, при котором они будут вырабатывать максимальное количество энергии за день? Какая ориентация солнечных…

Солнечные батареи: как это работает

Солнечные батареи уже сейчас используются для питания самой разнообразной техники: от мобильных гаджетов до электромобилей. Как устроены, какими бывают и на что способны современные солнечные батареи, вы узнаете из этой статьи.

История создания

Так исторически сложилось, что солнечные батареи – это уже вторая попытка человечества обуздать безграничную энергию Солнца и заставить ее работать себе на благо. Первыми появились солнечные коллекторы (солнечные термальные электростанции), в которых электричество вырабатывает нагретая до температуры кипения под сконцентрированными солнечными лучами вода.

Солнечная термальная электростанция в испанском городе Севилья

Солнечные же батареи производят непосредственно электричество, что намного эффективнее. При прямой трансформации теряется значительно меньше энергии, чем при многоступенчатой, как у коллекторов (концентрация солнечных лучей, нагрев воды и выделение пара, вращение паровой турбины и только в конце выработка электричества генератором).

Современные солнечные батареи состоят из цепи фотоэлементов – полупроводниковых устройств, преобразующих солнечную энергию напрямую в электрический ток. Процесс преобразования энергии солнца в электрической ток называется фотоэлектрическим эффектом.

Данное явление открыл французский физик Александр Эдмон Беккерель в середине XIX века. Первый же действующий фотоэлемент спустя полвека создал русский ученый Александр Столетов. А уже в двадцатом столетии фотоэлектрический эффект количественно описал не требующий представления Альберт Эйнштейн.

Беккерель, Столетов и Эйнштейн – именно этому «трио» ученых мы обязаны созданием солнечных батарей

 

Принцип работы

Полупроводник – это такой материал, в атомах которого либо есть лишние электроны (n-тип), либо наоборот, их не хватает (p-тип). Соответственно, полупроводниковый фотоэлемент состоит из двух слоев с разной проводимостью. В качестве катода используется n-слой, а в качестве анода – p-слой.

Лишние электроны из n-слоя могут покидать свои атомы, тогда как p-слой эти электроны захватывает. Именно лучи света «выбивают» электроны из атомов n-слоя, после чего они летят в p-слой занимать пустующие места. Таким способом электроны бегут по кругу, выходя из p-слоя, проходя через нагрузку (в данном случае аккумулятор) и возвращаясь в n-слой.

Схема работы фотоэлемента

Первым в истории фотоэлектрическим материалом был селен. Именно с его помощью производили фотоэлементы в конце XIX и начале XX веков. Но учитывая крайне малый КПД (менее 1 процента), селену сразу же начали искать замену.

Массовое же производство солнечных батарей стало возможным после того как телекоммуникационная компания Bell Telephone разработала фотоэлемент на основе кремния. Он до сих пор остается самым распространенным материалом в производстве солнечных батарей. Правда, очистка кремния – процесс крайне затратный, а потому мало-помалу пробуются альтернативы: соединения меди, индия, галлия и кадмия.

Селен – исторически первый, а кремний – самый массовый материал в производстве фотоэлементов

Понятное дело, что мощности отдельных фотоэлементов недостаточно, чтобы питать мощные электроприборы. Поэтому их объединяют в электрическую цепь, тем самым формируя солнечную батарею (другое название – солнечная панель).

На каркас солнечной батареи фотоэлементы крепятся таким образом, чтобы их в случае выхода из строя можно было заменять по одному. Для защиты от воздействия внешних факторов всю конструкцию покрывают прочным пластиком или закаленным стеклом.

Мобильный телефон Samsung E1107 оснащен солнечной батареей

 

Существующие разновидности

Классифицируются солнечные батареи по мощности вырабатываемого электричества, которая зависит от площади панели и ее конструкции. Мощность потока солнечных лучей на экваторе достигает 1 кВт, тогда как в наших краях в облачную погоду она может опускаться ниже 100 Вт. В качестве примера возьмем средний показатель (500 Вт) и в дальнейших расчетах будем отталкиваться от него.

Наручные часы Citizen Eco-Drive с солнечной батареей вместо циферблата

Самым низким коэффициентом фотоэлектрического преобразования обладают аморфные, фотохимические и органические фотоэлементы. У первых двух типов он равен примерно 10 процентам, а у последнего – всего лишь 5 процентам. Это означает, что при мощности солнечного потока в 500 Вт солнечная панель площадью один квадратный метр будет вырабатывать соответственно 50 и 25 Вт электроэнергии.

Монтаж солнечных панелей на крыше жилого дома

В противовес вышеупомянутым типам фотоэлементов выступают солнечные батареи на основе кремниевых полупроводников. Коэффициент фотоэлектрического преобразования на уровне 20%, а при благоприятных условиях — и 25% для них привычное дело. Как результат, мощность метровой солнечной панели может достигать 125 Вт.

Гоночный электромобиль Honda Dream на солнечных батареях появился еще в 1996 г.

Конкурировать по мощности с кремниевыми солнечными батареями способны разве что решения на основе арсенида галлия. Используя это соединение, инженеры научились создавать многослойные фотоэлементы с КФП свыше 30% (до 150 Вт электричества с квадратного метра).

Портативная солнечная панель Solarland мощностью 130 Вт и стоимостью $860

Если же говорить о площади солнечных батарей, то существуют как миниатюрные «пластинки» мощностью до 10 Вт (для частой транспортировки), так и широченные «листы» на 200 Вт и более (сугубо для стационарного использования).

Беспилотный самолет, разработанный NASA Ames Research Center, способен на солнечной энергии пролететь от восточного побережья США до западного

На работу солнечных батарей может негативно влиять ряд факторов. К примеру, с ростом температуры снижается КФП фотоэлементов. Это при том, что солнечные батареи как раз-то и устанавливают в жарких солнечных странах. Получается своеобразная палка о двух концах.

Солнечную батарею Voltaic можно носить у себя за спиной

А если затемнить часть солнечной панели, то неактивные фотоэлементы не только прекращают вырабатывать электричество, но и становятся дополнительной, зловредной нагрузкой.

«Солнечное дерево – культурный и одновременно научный символ австрийского городка Глайсдорф

 

Крупнейшие производители

Лидерами глобального производства солнечных батарей являются компании Suntech, Yingli, Trina Solar, First Solar и Sharp Solar. Первые три представляют Китай, четвертая – США, а пятая, как нетрудно догадаться, является подразделением японской корпорации Sharp.

Гольфкар на солнечных батареях – бесшумное и экологически чистое средство передвижения

Американская компания First Solar не только производит солнечные батареи, но и принимает непосредственное участие в проектировании и строительстве солнечных электростанций. Мощнейшая в мире СЭС Агуа-Калиенте, которая находится в штате Аризона, США – дело рук инженеров First Solar.

Крупнейшую же украинскую СЭС «Перово» строила и снабжала солнечными панелями австрийская компания Activ Solar.

Китайская же компания Suntech прославилась тем, что готовила к летней Олимпиаде-2008 футбольный стадион под названием «Птичье гнездо» в Пекине. Вырабатываемая на протяжении дня с помощью солнечных батарей электроэнергия аккумулируется, а затем используется для освещения стадиона, полива травы на футбольном поле и работы телекоммуникационного оборудования.

Национальный стадион в Пекине густо усеян солнечными батареями производства Suntech

 

Выводы

Еще два десятилетия назад диковинкой казались микрокалькуляторы с фотоэлементами, что позволяло не менять в них «батарейку-таблетку» годами. Сейчас же мобильные телефоны со встроенной в заднюю крышку солнечной панелью никого не удивляют. А ведь это мелочь в сравнении с автомобилями и самолетами (пусть и беспилотными), которые научились передвигаться при помощи одной лишь солнечной энергии.

Будущее солнечных батарей видится точно таким же светлым, как само солнце. Хочется верить, что именно солнечные батареи позволят наконец-то вылечить смартфоны и планшеты от «розеткозависимости».

Созданы солнечные батареи с максимальным КПД — Российская газета

Ученые Национальной лаборатории по изучению возобновляемой энергии (США) разработали солнечные батареи с максимальным на сегодняшний момент КПД. Он составляет 39,2 процента при естественной освещенности солнцем, и при концентрированном солнечном свете — более 47 процентов. Оба показателя побили мировой рекорд для солнечных батарей. Сообщение об этом появилось в издании Nature Energy.

Такого эффекта разработчикам удалось достигнуть за счет инновационной конструкции пластин. Фотоэлемент представляет собой слоеный пирог из шести слоев, каждый их которых изготовлен из отдельного материала. Это фосфид алюминия-галлия-индия, арсенид алюминия-галлия, арсенид галлия и три разновидности арсенидов галлия-индия. Подобное разнообразие материалов позволяет использовать для выработки электричества фотоны с самой разной энергией.

Помимо этого, между слоями размещены прослойки вспомогательных веществ. В итоге всего в «слоеном пироге» 140 уровней. Любопытно, что сама батарея при этом втрое тоньше человеческого волоса.

Подобные фотоэлементы имеют высокую стоимость из-за сложности их производства. Однако авторы разработки имеют ответ и на этот вопрос. Стоимость, считают они, можно существенно снизить, если уменьшить площадь фотоэлемента. Сделать это можно, фокусируя свет с помощью вогнутых зеркал.

Подобная разработка имеет перспективное значение как для энергетики в целом, так и для космической промышленности. Сейчас в космических аппаратах используются кремниевые фотоэлементы, КПД которых составляет всего около 20 процентов. Поэтому на спутниках для выработки энергии применяются фотопанели большой площади. Новые компактные и эффективные батареи — будущее космической отрасли.

Кстати, уже изобретен фотоэлемент, устойчивый к космической радиации. КПД у него невысокий, 24,1 процента, но состав — перовскит, соединения меди, индия, галлия и селена придает устойчивость перед протонным облучением, что важно в условиях космоса для межпланетных зондов, не защищенным магнитным полем Земли.

Nissan представил свое видение будущего электромобилей и системы автономного управления

На втосалоне в Токио компания Nissan Motor Co., Ltd. представила концептуальный автомобиль Nissan IDS Concept, отражающий видение Nissan на будущее электромобилей и систему автономного управления.
Присутствовавший на автосалоне президент и исполнительный директор компании Nissan Карлос Гон (Carlos Ghosn) сказал: «Грядущие технологии Nissan произведут революцию во взаимосвязи водителя и автомобиля, а также будущей мобильности».

Вслед за завоеванием лидерства в разработке и продвижении технологий электромобилей компания Nissan снова находится «на передовой». Объединяя новейшие технологии управления и обеспечения безопасности с искусственным интеллектом, Nissan выходит на лидирующие позиции в области применения технологий автономного управления в реальных условиях эксплуатации.

В августе 2013 года Карлос Гон сообщил, что компания Nissan планирует к 2020 году внедрить инновационные системы автономного управления на нескольких своих моделях. В данный момент ведутся интенсивные работы для достижения этой цели.

Nissan Intelligent Driving – это концепция автономного управления Nissan, отражающая представление компании о том, какими должны быть автомобили следующего поколения. «Nissan Intelligent Driving повышает возможности водителя видеть, думать и реагировать. Эта система компенсирует человеческие ошибки, которые являются причиной более чем 90% дорожно-транспортных происшествий. В результате езда на автомобиле становится более безопасной, экологически чистой, эффективной и приятной», – продолжил Карлос Гон.

Опыт Nissan IDS
Некоторые сравнивают будущее автономного управления с лентами конвейеров, способных перенести людей из точки А в точку Б. Nissan IDS Concept предлагает совершенно иное видение этого будущего. Даже когда водитель выбирает режим Piloted Drive (автономное управление) и доверяется автоматике, та продолжает управлять автомобилем в том же стиле, что и водитель – она ускоряет, замедляет автомобиль и проходит повороты так же, как это сделал бы водитель, копируя его манеру и предпочтения.

В режиме Manual Drive (ручное управление) водитель имеет полный контроль над автомобилем. Линейное ускорение и прохождение поворотов впечатляет своей естественностью. При этом, оставаясь в «тени», искусственный интеллект Nissan IDS Concept продолжает помогать водителю. Датчики отслеживают условия движения, позволяя системе помогать водителю и в те моменты, когда включено ручное управление. Даже в случае неминуемой опасности Nissan IDS Concept поможет водителю предпринять действия по уклонению от нее.

Искусственный интеллект Nissan IDS Concept не только обучает, но и заботливо общается с водителем. Во всем, начиная с информации о дорожных условиях и заканчивая графиком личных дел водителя, искусственный интеллект Nissan IDS Concept старается создать для него комфортную, приятную и безопасную атмосферу.

Дизайн — мы едем вместе
«Главное в Nissan IDS Concept — это общение. Чтобы автономное управление стало реальностью, как неотъемлемая часть общественной жизни, мы должны наладить связь не только между автомобилем и водителем, но и между автомобилями и людьми. Дизайн Nissan IDS Concept отражает видение Nissan будущего автономного управления, выраженное фразой «Мы едем вместе» (Together, we ride)», сказал директор по дизайну Митсунори Морита (Mitsunori Morita).

Два вида интерьера предлагают два пути получения водителем приятных впечатлений
Концепция «Together, we ride» отчетливо прослеживается в дизайне интерьера. «Дизайн интерьера Nissan IDS Concept меняется в зависимости от того, какой режим выберет водитель – Piloted Drive или Manual Drive. Это, как мы считаем, было совершенно необходимо сделать, чтобы выразить нашу идею автономного управления», – сказал Митсунори Морита.

Несмотря на то, что Nissan IDS Concept является хэтчбеком, его длинная колесная база обеспечивает комфорт и простор для четверых пассажиров. А когда водитель выбирает режим Piloted Drive, салон становится еще просторнее. В этом режиме рулевое колесо прячется за панель приборов, а вместо него появляется большой монитор. Искусственный интеллект берет на себя все операции по управлению автомобилем, водитель же дает ему указания голосом и жестами.

Интерьер, выполненный из натуральных материалов, таких как перфорированная кожа, подсвечивается мягким светом. Все четыре сиденья немного повернуты внутрь, располагая к общению, как в уютной гостиной.

Когда водитель выбирает режим Manual Drive, просторный интерьер трансформируется, чтобы предоставить водителю полный контроль над автомобилем. Рулевое колесо в стиле вожжей и панель приборов с дисплеем выдвигаются из передней панели. В концепте использованы «прозрачные» стойки ветрового стекла, улучшающие обзорность за счет устранения «мертвых зон» и дополнительно усиливающие ощущение открытости пространства.

«В любой ситуации водитель имеет больше возможностей выбора и лучший контроль. Разработки наших новых технологий, как и прежде, сфокусированы на водителе» – сказал Карлос Гон на автосалоне.

Переход в режим Manual Drive осуществляется простым переключателем между передними сиденьями, названным PD Commander. Это единственный «физический» орган управления, которым водитель может оперировать в режиме Piloted Drive: когда водитель будет готов взять управление на себя, ему нужно будет предпринять физическое действие для начала трансформации.

Дизайн кузова — способ общения, создающий уверенность и гармонию
Для того чтобы автономное управление получило широкое распространение, необходимо, чтобы люди полностью доверяли этой технологии. Nissan IDS Concept — это инновационная коммуникационная платформа, создающая уверенность и ощущение гармонии, в том числе и для тех, кто находится снаружи автомобиля. Различные наружные световые приборы и дисплеи предупреждают пешеходов и водителей других автомобилей о наличии на дороге транспортного средства с автономным управлением и уведомляют о дальнейшем направлении его движения. Например, серебристая полоса по бокам кузова — это светодиоды, которые в Nissan называют Intention Indicator (индикатор намерения). Если рядом с автомобилем находится пешеход или велосипедист, полоса начинает светиться красным светом, сигнализируя им о том, что автомобиль их «заметил». Дисплей на обратной стороне панели приборов может отображать короткие сообщения для пешеходов, например, «After you» (После вас). Эта естественная и гармоничная система коммуникации является новинкой в автомобильном мире.

Передовая аэродинамика для увеличения пробега на одной зарядке
Директор по дизайну Митсунори Морита сказал: «К тому времени, когда технология Nissan Intelligent Driving станет доступной на серийных автомобилях, электромобили смогут проезжать без подзарядки гораздо большее расстояние, чем сейчас. Для этого, конечно, потребуется дальнейшая эволюция аккумуляторных батарей, но и аэродинамика также очень важна. В дизайне Nissan IDS Concept мы реализовали наши самые передовые достижения в этой области».

Для снижения коэффициента аэродинамического сопротивления Сх высота полностью карбонового кузова составляет 1380 мм. Разместив колеса как можно ближе к «углам» кузова, конструкторы смогли добиться максимального простора в салоне и обтекаемости кабины. Колеса большого диаметра были выбраны для того, чтобы подчеркнуть спортивность и достичь высоких динамических характеристик, однако ширина шин составляет всего 175 мм для уменьшения как аэродинамического сопротивления, так и сопротивления качению. Дизайн колесных дисков напоминает пропеллер, создающий поток воздуха, проходящий сквозь колеса. Их дизайн также внес вклад в улучшение аэродинамики всего автомобиля.

Ледяной узор на решетке радиатора Nissan IDS Concept символизирует чистоту дизайна, идеально сочетающуюся с электромобилем. Форма решетки напоминает стену из ледяных блоков, а серебристый с голубым отливом цвет внушает чувство комфорта и безопасности.

Электромобильные технологии для большой дальности пробега на одной зарядке
На ежегодном собрании акционеров компании Nissan, прошедшем в июне этого года, исполнительный вице-президент Хидеюки Сакамото (Hideyuki Sakamoto) сказал: «В центре нашей стратегии мобильности с нулевыми выбросами вредных веществ — электромобили. Мы стремимся улучшить электрические компоненты, такие как электродвигатели, аккумуляторные батареи и инверторы, что позволит нам массово производить и продавать электромобили, сопоставимые по удобству использования с традиционными автомобилями, оснащенными бензиновыми и дизельными двигателями».

Nissan IDS Concept оснащен аккумуляторной батареей емкостью 60 кВт·ч. Благодаря своей превосходной аэродинамике, небольшой высоте, обтекаемым формам и минимальной массе, обеспеченной полностью карбоновым кузовом, он удовлетворяет потребность в увеличенном пробеге на одной зарядке. Среди других технологий, примененных на Nissan IDS Concept, можно отметить систему Piloted Park, которой можно управлять через смартфон, а также беспроводную зарядку. Благодаря им водитель может оставить электромобиль на парковке и подзаряжать его.

Цели Nissan — нулевая смертность на дорогах и нулевые выбросы вредных веществ
Чтобы наше автомобилизированное общество стало более ответственным по отношению к себе и к природе, необходим целый комплекс мер – от экологически чистого производства энергии до противостояния негативному изменению климата, загрязнению воздуха, а также повышение безопасности дорожного движения. Компания Nissan поставила себе такие желательные цели в миссии по созданию социально-ответственного автомобильного общества, как достижение нулевой смертности на дорогах и нулевых выбросов вредных выбросов.

Более 90% дорожно-транспортных происшествий являются результатом человеческих ошибок. Развитая система датчиков Nissan IDS Concept и его искусственный интеллект созданы обеспечивать более высокий уровень безопасности в сравнении с возможностями водителя-человека. Эта технология делает нас еще на шаг ближе к нашей цели – нулевой смертности на дорогах.

Электромобиль не выбрасывает в атмосферу CO2, а его аккумуляторные батареи могут запасать электроэнергию, полученную из возобновляемых источников, и отдавать ее для питания домов и зданий. С ростом количества электромобилей люди смогут создавать сообщества совместного пользования электроэнергией, что является частью плана экологичного энергопотребления. А когда электромобили начнут играть главенствующую роль в электропитании, мы максимально приблизимся к созданию общества с нулевыми выбросами.

Компания Nissan верит, что Nissan IDS Concept станет одной из лидирующих инноваций нового поколения мобильности. Нашей целью является воплотить в реальность нулевую смертность и нулевые выбросы вредных веществ.

Оснащенный самыми передовыми технологиями Nissan в области безопасности, управления и электропривода, поднятыми на новый уровень благодаря искусственному интеллекту, Nissan IDS Concept является отражением многообещающего будущего. 

Подробнее о Nissan в Украине

Прорыв года! Большой и производительный Poco X3 Pro.

Самая популярная и удачная модель, которую представили весной этого года.
Отличительной чертой стал его мощный флагманский процессор Snapdragon 860.
Ранее такие производительные процессоры были недоступны в среднем ценовом сегменте, и устанавливались только в дорогих смартфонах.
Первым порадовать нас решил бренд Poco, задав планку другим производителям, установкой мощного процессора.

Для тех кто не знаком с брендом Poco, то компания POCO является суббрендом компании Xiaomi. В 2020 году компания Xiaomi объявила об отделении линейки премиальных смартфонов POCO в самостоятельный бренд.

Поэтому на всех смартфонах данного производителя, стоит логотип и оболочка от Xiaomi с небольшими изменениями.

Помимо хорошего процессора, он может удивить и другими характеристиками, которые редко встречаются. Но обо всём по порядку, рассмотрим в данном обзоре.

Как и стандартно упакован в картонную коробку обтянутая пленкой

Открыв коробку, встречаем приветственный лист, и благодарность за приобретение смартфона

На рекламной пленке вынесены преимущества данного смартфона

Комплектация состоит из
Инструкций, гарантийного талона, силиконового чехла, наклеек, зарядное устройство с Usb-C кабелем.

Мощность зарядного блока 33W

Скрепка

И сам смартфон

Имеет комбинированный слот под 2 нано сим, либо 1 см и micro sd карточка

С правой стороны расположены кнопки регулировки громкости, кнопка блокировки там же встроен сканер отпечатка пальцев

Сверху находится инфракрасный порт для управления техникой, антенна, разговорный динамик

Снизу разъем 3.5мм, гнездо для зарядки, динамик

На задней стороне вынесены крупным по середине название бренда, и большой блок камер со вспышкой

Смартфон является достаточно крупным
В длину 16. 5 см

В ширину 7.6 см

Первое включение и настройка

Имеет много предустановленных приложений

Имеется стандартная решетка Xiaomi, её можно настроить под себя

Настройки

Имеет два варианта плавности экрана 60Гц и 120Гц

Из 6 гб оперативной памяти доступно 3.2

Встроенная память 128 гб, но честных 115 гб, из которых занято системой.
И для пользователя при подключений к компьютеру доступно 107 гб


Протестируем наш смартфон в нескольких популярных программах.









Имеет мультитач на 10 касаний

Аида 64

Скорость чтения 1436 мб
Скорость записи 521 мб

Geekbench
Баллов в одноядерном режиме 765
Баллов в многоядерном режиме 2601

Форма блока камер выполнена довольна большой и широкой
Всего 4 камеры
Основная на 48 мп
Широкоугольная на 8 мп
Макро 2 мп
Датчик глубины 2 мп

Фронтальная камера на 20 мп, среднего размера расположена сверху по центру

Настройки камеры

Возможности камер

Для наглядности сфотографируем один объект на разные камеры, чтобы можно было увидеть между ними различия. А также их характеристику

Фото на основную камеру

Широкоугольная

Макро

При хорошей солнечной погоде получаются яркие, красивые фотографии.
Даже макро режим способен получить хорошие кадры, хотя сенсор там всего на 2 мп.
Широкоугольная камера захватывает больше объектов, но чувствительна и ухудшается при недостатке света.
Основная просто радует глаз, фотки можно смело выставлять в социальных сетях

При комнатном освещений дела обстоят немного хуже, немного падает четкость, детализация. На широкоугольную и макро в таких условиях лучше не снимать, только в крайних случаях
Будем разбирать основную камеру в различных условиях, так как акцент был сделан производителем именно на ней и установлен сенсор от Sony Imx 582

Фото при комнатном освещений

Фото в темноте с выключенным светом

Ночной режим, картинку делает немного светлее

Фото в темноте со вспышкой

Имеется 10 кратное цифровое увеличение

Фронтальная камера снимает хуже основной, но для селфи подходит отлично, желательно фотографировать при хорошем освещений, тогда снимки получатся детализированными и четкими

Фото на фронтальную камеру

Чтобы увидеть различие в основной камере и сверхчетким разрешением в 48 мп, сделаем фотографию в дневное время, и обратите внимание на выделенный в кружок здание.
И увеличим на компьютере эти два снимках для сравнения, на сколько интерполяция улучшает наш снимок.

Обычный авто режим

В режиме 48 мп

Высокое разрешение дает о себе знать и на компьютере мы можем приблизить объект ещё ближе, также показывает себя лучше по деталям. И в целом можно сказать, что этот режим улучшит фотографию. Но только такие фотографии веся в несколько раз больше обычного.

Также полезным окажется индикатор, который расположен на решетке разговорного динамика и почти не заметен пока не светит

Можно уделить внимание чехлу, где есть заглушка гнезда для зарядки
Первое можно считать это плюсом, меньше попадает пыль и не загрязняется
Второе это то что неудобно постоянно убирать эту заглушку во время зарядки

Смартфон поддерживает быструю зарядку
Способен зарядить полностью наш телефон примерно за 80 минут с комплектным зарядным устройством

Для примера включим фильм в Ютубе на средней яркости экрана и средней громкости динамиков.
За час просмотра видео по Wi fi ушло 8% заряда

Габариты сказались на его весе
Без чехла весит 215 грамм

С чехлом 245 грамм

Большие размеры обусловлены, увеличенным экраном в 6.67 дюймов, что уже догоняют планшетов
Пример сравнения габаритов с планшетом диагональю 7 дюймов

Звук

С каждым разом появляются больше смартфонов со стереозвучанием, где задействуются сразу два динамика, верхний и нижний, данный смартфон также не обделен этим преимуществом. И оба динамика играют одинаково громко, не перебивая друг друга, здесь полноценное стерео.
Ещё один момент во время громкого прослушивания чувствуется как вибрация от динамиков идет по задней крышке.

Ёмкость батарей 5160 mAh что является хорошим показателем, но учитывая большую диагональ экрана, мощную начинку, и Ips экран, то продолжительность работы от одного заряда хватает при активном использований на весь день.

Производительность наверное ключевое, что есть в этом аппарате, такой мощный процессор в лице Snapdragon 860 способен запустить любую игру на высоких настройках. Также сказывается это на быстродействий запуска приложений.
Но в играх процессор греется, и это чувствуется. Также оболочка мию ай тяжелая и по сравнению с чистым андройдом требует хорошей начинки.

Камеры здесь не сказать, что топовые, но хорошие это касается основного модуля и фронтальной камеры, широкоугольная и макро требуют очень хорошего освещения.

Связь ловит хорошо, собеседника слышно также отлично, учитывая что тут стерео, а верхний динамик по громкости ничем не уступает нижнему, и перекрыть верхний динамик пальцем невозможно звук проходит с минимальными потерями по громкости

Дисплей передает яркую картинку, изготовлен по технологий Ips отсутствует шим по сравнению с Амолед экранами, но менее яркий. Это не мешает ему на полной яркости пользоваться в солнечную погоду.
Стекло 6 поколения Gorilla Glass
Также с завода наклеена защитная пленка, на которой хорошо остаются отпечатки пальцев.

Кому подойдет этот смартфон
Людям которые, хотят получить самое мощное железо в этом ценовом сегменте
Тем кто играет в игры на высоких настройках графики.
И кому нужен большой экран.

Плюсы

Мощный процессор
Хорошая быстрая память и его объем
Хорошая основная и фронтальная камера
Стереозвук
Быстрая зарядка
Боковой сканер отпечатка пальцев
Ips Full HD Экран
120HZ
Ик порт
Nfc
Световой индикатор

Минусы

Большие размеры, не в каждый карман полезет и явно не для женских рук
Пластиковый корпус
Слабая широкоугольная камера и макро
Имеется нагрев в играх

В целом можно с уверенностью сказать, что это один из лучших смартфонов по характеристикам.
В нем собрано всё, что нужно для использования без компромиссов.
Единственное что может вызвать сомнения это необычный вид задней стороны и габариты. Ведь это важно, большой экран является плюсом, но вот носить такой телефон, ещё если в чехле и положить в карман, то удобство в переноске явно может оттолкнуть от покупки крупногабаритных смартфонов, в том числе и этого.
Поэтому исходя из всего если не пугают вас размеры, то смартфон может подойти каждому пользователю. И можно рекомендовать его к покупке.

Батареи, которые могут сделать ископаемое топливо устаревшим

В связи с резким падением цен и техническим прогрессом, который позволяет батареям накапливать все большее количество энергии, сетевые системы демонстрируют рекордный рост. Многие из достижений являются побочными эффектами гонки автомобильной промышленности за создание более компактных, дешевых и мощных литий-ионных аккумуляторов для электромобилей. В США требования штатов в отношении экологически чистой энергии, наряду с налоговыми льготами для систем хранения, работающих в паре с солнечными установками, также играют важную роль.

Массовое развертывание хранилищ могло бы преодолеть одно из самых больших препятствий на пути к возобновляемой энергии — ее цикличность между переизбытком, когда солнце светит или дует ветер, и нехваткой, когда солнце садится или ветер опускается. По словам сторонников, сглаживая дисбаланс между спросом и предложением, батареи могут заменить «пиковые» электростанции, работающие на ископаемом топливе, которые работают на несколько часов в день, когда потребность в энергии резко возрастает. Таким образом, повсеместное накопление энергии может стать ключом к расширению охвата возобновляемых источников энергии и ускорению перехода к безуглеродной энергосистеме.

«Хранение энергии — это настоящий мост к будущему экологически чистой энергии», — говорит Бернадетт Дель Кьяро, исполнительный директор Калифорнийской ассоциации солнечной энергии и накопителей.

Возможно вам понравится:

Насколько быстро наступит это будущее, во многом зависит от того, насколько быстро расходы будут продолжать падать. По данным Управления энергетической информации США, цена на аккумуляторные батареи для коммунальных предприятий в США уже резко упала, упав почти на 70% в период с 2015 по 2018 год.Это резкое падение цен последовало за развитием химии литий-ионных аккумуляторов, что привело к значительному повышению производительности. Емкость аккумуляторов также увеличилась, благодаря чему они могут накапливать и разряжать энергию в течение более длительных периодов времени. Конкуренция на рынке и рост производства аккумуляторов также играют важную роль; Согласно прогнозу Национальной лаборатории возобновляемой энергии США, средние затраты на литий-ионные батареи упадут еще на 45% в период с 2018 по 2030 год.

«Мы почти полностью опираемся на развитие технологии литий-ионных аккумуляторов, в основе которой лежат электромобили и бытовая электроника», — говорит Рэй Хоэнштайн, директор по рыночным приложениям компании Fluence, поставщика технологий хранения энергии с общим количеством проектов около 1. гигаватт (1000 мегаватт) должен быть введен в эксплуатацию в Калифорнии в течение года.По словам Хохенштейна, деньги, вложенные в исследования этих приложений, снижают расходы по всем направлениям. «Это похоже на то, что мы видели с солнечными батареями».

В Калифорнии падение цен на аккумуляторы в сочетании с агрессивным стремлением штата к безуглеродной электросети к 2045 году привело к появлению большого количества проектов по хранению. Законопроект 2013 года установил цель — 1,325 гигаватт хранилища, которые должны быть введены в эксплуатацию для энергосистемы штата к 2020 году. По данным California Public, в настоящее время утверждены проекты на 1,5 гигаватта, в том числе уже установлено более 500 мегаватт. Коммунальная комиссия.

Аккумуляторы нового поколения делают важный шаг к коммерческой жизнеспособности — ScienceDaily

Литий-серные аккумуляторы были провозглашены следующим большим шагом в технологии аккумуляторов, обещающим значительно более длительное использование для всего, от мобильных телефонов до электромобилей без подзарядки, в то время как быть более экологически безопасными в производстве, чем существующие литий-ионные батареи. Однако эти батареи не работают так долго, как их литий-ионные аналоги, и со временем они портятся.

Группа исследователей из инженерной школы Кокрелла Техасского университета в Остине нашла способ стабилизировать одну из самых сложных частей литий-серных батарей, приблизив технологию к тому, чтобы стать коммерчески жизнеспособной.Результаты исследования, опубликованные сегодня в Джоулях , показывают, что создание искусственного слоя, содержащего теллур, внутри батареи на месте поверх металлического лития, может продлить ее срок службы в четыре раза.

«Сера богата и экологически безвредна, и в США нет проблем с цепочкой поставок», — сказал Арумугам Мантирам, профессор машиностроения и директор Техасского института материалов. «Но есть инженерные проблемы. Мы уменьшили проблему, чтобы продлить срок службы этих батарей.«

Литий — это реактивный элемент, который имеет тенденцию разрушать другие элементы вокруг себя. Каждый цикл литий-серной батареи — процесс ее зарядки и разрядки — может вызвать образование мшистых игольчатых отложений на литий-металлическом аноде, отрицательном электроде батареи. Это запускает реакцию, которая может привести к общей деградации батареи.

Отложения разрушают электролит, который перемещает ионы лития вперед и назад. Это может улавливать часть лития, не позволяя электроду выдавать полную мощность, необходимую для сверхдлительного использования, что обещает технология.Реакция также может привести к короткому замыканию аккумулятора и потенциальному возгоранию.

Искусственный слой, сформированный на литиевом электроде, защищает электролит от разложения и уменьшает замшелые структуры, которые удерживают литий от образования во время зарядов.

«Слой, сформированный на поверхности лития, позволяет ему работать, не разрушая электролит, и это увеличивает срок службы батареи», — сказал Амрут Бхаргав, который вместе с аспирантом Санджаем Нандой стал соавтором статьи.

Мантирам добавил, что этот метод может быть применен к другим батареям на литиевой и натриевой основе. Исследователи подали предварительную заявку на патент на технологию.

«Стабилизирующий слой формируется с помощью простого процесса на месте и не требует дорогих или сложных процедур предварительной обработки или нанесения покрытия на литий-металлический анод», — сказал Нанда.

Устранение нестабильности этой части батареи является ключом к увеличению срока ее службы и более широкому распространению.Мантирам сказал, что литий-серные батареи в настоящее время лучше всего подходят для устройств, которым нужны легкие батареи, которые могут работать в течение длительного времени на одной зарядке и не требуют большого количества циклов зарядки, таких как дроны. Но у них есть потенциал, чтобы сыграть важную роль в расширении ассортимента электромобилей и более широком использовании возобновляемых источников энергии.

Как положительный, так и отрицательный электроды в литий-серных батареях имеют в 10 раз большую емкость заряда, чем материалы, используемые в современных литий-ионных батареях, сказал Мантирам, что означает, что они могут обеспечить гораздо больше пользы от одного заряда.Сера широко доступна в качестве побочного продукта нефтегазовой промышленности, что делает производство батарей недорогим. Сера также более экологична, чем металлооксидные материалы, используемые в литий-ионных батареях.

История Источник:

Материалы предоставлены Техасским университетом в Остине . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

Сменные и перезаряжаемые батареи / Goal Zero

Аккумуляторы AA (4 шт.

В упаковке) 14 долларов.95

Аккумуляторы AAA (4 шт.)

9,95 долл. США

Goal Zero Yeti 150 Запасной аккумулятор

49 долларов. 95

Goal Zero Yeti 400 Запасной аккумулятор

99,95 долл. США

Распродано

Goal Zero Yeti 1250 Запасной аккумулятор

249 долларов. 95

Powerwall | Tesla

Powerwall | Тесла Для оптимальной работы мы рекомендуем обновить или изменить ваш веб-браузер. Учить больше

Резервная энергия
Накопитель

Резервная энергия
Накопитель

Отказ
Защита

Отказ
Защита

Энергия
Независимость

Энергия
Независимость

Следующий герой

Используйте накопленную энергию для
питания вашего дома во время отключения электроэнергии

Использование энергии
во время отключений

Подзарядка солнечной энергией
вы производите

Перезарядка
С
Solar

Обеспечение бесперебойной работы устройств

Поддержание устройств
Работает

Powerwall — это интегрированная система аккумуляторов, в которой накапливается солнечная энергия для резервной защиты, поэтому при отключении сети ваша энергия остается включенной. Ваша система обнаруживает перебои в работе и автоматически заряжается от солнечного света, чтобы ваши приборы работали в течение нескольких дней.

Powerwall — это интегрированная система аккумуляторов, в которой накапливается солнечная энергия для резервной защиты, поэтому при отключении сети ваша энергия остается включенной. Ваша система обнаруживает перебои в работе и автоматически заряжается от солнечного света, чтобы ваши приборы работали в течение нескольких дней.

Накопитель солнечной энергии

Используйте накопленную энергию днем ​​или ночью

Или при отключении питания во время отключения электроэнергии

Зарядка от солнца

Настройка параметров
для персональной экономии

Настроить
для экономии

Оставайтесь на связи с
мгновенными предупреждениями перед суровой погодой

Мгновенное оповещение

Управляйте своей энергией

Управляйте
своей энергией

С помощью приложения Tesla вы можете контролировать свою солнечную энергию в режиме реального времени.Задайте свои предпочтения для оптимизации энергонезависимости, защиты от сбоев или экономии. Управляйте своей системой из любого места с помощью удаленного доступа и мгновенных предупреждений.

С помощью приложения Tesla вы можете контролировать свою солнечную энергию в режиме реального времени. Задайте свои предпочтения для оптимизации энергонезависимости, защиты от сбоев или экономии. Управляйте своей системой из любого места с помощью удаленного доступа и мгновенных предупреждений.

Подходит для детей и домашних животных без
оголенных проводов или горячих вентиляционных отверстий

Дети и
Разрешены домашние животные

Объедините в стек до 10 Powerwall
, чтобы удовлетворить ваши потребности

Масштабируемый

Водонепроницаемость и прочность
для любых погодных условий

Водонепроницаемость
и прочность

Благодаря простой установке и минималистичному дизайну Powerwall дополняет различные домашние стили и солнечные системы.Компактная конструкция «все в одном» предлагает универсальные варианты монтажа для внутренних и наружных пространств.

Благодаря простой установке и минималистичному дизайну Powerwall дополняет различные домашние стили и солнечные системы. Компактная конструкция «все в одном» предлагает универсальные варианты монтажа для внутренних и наружных пространств.

Powerwall Технические характеристики

Powerwall + Powerwall

• Инвертор

  КПД 97.5%
  Трекеры максимальной мощности: 4
  Солнечная мощность

• Установка

  Интегрированный инвертор и системный контроллер
  от -4 ° F до 122 ° F
  Защита от воды и пыли

• Сертификаты

  Соответствует требованиям безопасности и безопасности в Северной Америке. Стандарты EMI

• Гарантия

  10 лет

Развернуть список

Снизьте зависимость от электросети

Рекомендации и тенденции в области перезаряжаемых литиевых и литий-ионных батарей нового поколения

Коммерческие литий-ионные (Li-ion) аккумуляторы имеют низкую плотность энергии и не отвечают растущим требованиям рынка аккумуляторов энергии.Поэтому создание литий-ионных и литий-ионных аккумуляторных батарей нового поколения с более высокой плотностью энергии, лучшими характеристиками безопасности, более низкой стоимостью и более длительным сроком службы имеет первостепенное значение. Для создания более компактных и легких литий-ионных и литий-ионных аккумуляторов следующего поколения, которые могут превзойти коммерческие литий-ионные аккумуляторы, активно изучается несколько новых химических элементов хранения энергии. В этом обзоре мы суммируем текущие тенденции и предоставляем рекомендации по достижению этой цели, рассматривая батареи с использованием высоковольтных катодов, электродов из фторида металлов, халькогенных электродов, металлических анодов Li, анодов большой емкости, а также полезных растворов электролитов.Мы обсуждаем выбор активных материалов, практически достижимую плотность энергии и проблемы, с которыми сталкиваются соответствующие аккумуляторные системы. Кроме того, рассматриваются стратегии преодоления остающихся проблем для достижения энергетических характеристик в надежде предоставить полезную и сбалансированную оценку текущего состояния и перспектив литий-ионных и литий-ионных аккумуляторов.

У вас есть доступ к этой статье

Подождите, пока мы загрузим ваш контент… Что-то пошло не так. Попробуйте снова?

Solar-Plus-Storage 101 | Министерство энергетики

Размещение фотоэлектрической системы и системы хранения в одном месте, известное как совместное размещение, позволяет двум системам совместно использовать некоторые аппаратные компоненты, что может снизить затраты.Совместное размещение также может снизить затраты, связанные с подготовкой площадки, приобретением земли, трудозатратами на установку, выдачей разрешений, подключением, а также накладными расходами и прибылью застройщика.

Когда фотоэлектрические элементы и аккумуляторные батареи расположены вместе, они могут быть подключены по схеме со связью по постоянному току или по переменному току. Постоянный ток или постоянный ток — это то, что батареи используют для хранения энергии и как фотоэлектрические панели вырабатывают электричество. Переменный ток или переменный ток — это то, что используют электросети и приборы. В системе с постоянным током требуется двунаправленный инвертор для подключения аккумуляторов напрямую к фотоэлектрической матрице, в то время как в системе с переменным током требуется двунаправленный инвертор и инвертор , фотоэлектрический инвертор.На выбор системы влияют различные факторы, и владелец решает, какая из них будет работать лучше всего.

При выборе между постоянным и переменным током необходимо учитывать технические факторы, влияющие на производительность системы, а также затраты. Стоимость совместно размещенной системы с соединением по постоянному току на 8% ниже, чем стоимость системы с фотоэлектрической системой и хранилищем, расположенными отдельно, а стоимость совместно размещенной системы с соединением по переменному току ниже на 7%. Новую модель затрат NREL можно использовать для оценки затрат на солнечные системы плюс накопительные системы в масштабах коммунального предприятия и помочь направить будущие исследования и разработки для снижения затрат.

Куда все это идет?

По мере того, как солнечная энергия становится дешевле и все шире используется, рыночный потенциал устройств хранения энергии растет. Задача состоит в том, чтобы сделать хранилище доступным с более дешевыми батареями, одновременно улучшив методы управления и интеграции. Цель, конечно же, состоит в том, чтобы убедиться, что электрическая сеть США может использовать достаточно энергии для размещения всех в часы пик по доступной цене, обеспечивая надежность сети.

Узнайте больше об исследованиях солнечной энергии в Управлении энергоэффективности и возобновляемых источников энергии.

Аккумуляторные технологии: наступление новой эры

Континуум развития аккумуляторных технологий варьировался от периодов застоя до значительных прорывов почти непредсказуемым образом. Зарождение идеи электромобиля с заряженным аккумулятором действительно так же стара, как и сам автомобиль. Тенденция постоянно направляется от тяжелых и кислотных батарей к компактным, легким и гораздо более эффективным никель-металлическим (NiMH) аккумуляторам.Один из этих значительных достижений, упомянутых выше, произошел с внедрением литий-ионной технологии. Конечно, многие дополнительные технологические достижения кажутся неизбежными в ближайшие годы благодаря внедрению постлитий-ионной технологии.

---

Литий-ионные батареи названы в честь движения ионов лития внутри них, и сегодня они питают большинство перезаряжаемых устройств. Элемент литий (Li) обладает некоторыми интересными свойствами, которые позволяют батареям быть портативными и мощными; Нобелевская премия по химии 2019 года была присуждена ученым, работавшим над этой идеей в 1970-х годах.Но, несмотря на их широкое использование, литий-ионные батареи остаются чрезвычайно сложными и все еще интригуют ученых, чтобы раскрыть их секреты и открыть путь к оптимальной эффективности.

Эти новые батареи также вытеснили никель-кадмиевые (никель-кадмиевые) батареи, доминирующие на рынке портативных электронных устройств для смартфонов и ноутбуков. Литий-ионные аккумуляторы также широко используются в аэрокосмической сфере, например, в новом Boeing 787, где вес и экологичность являются важными факторами.

Литий-ионные аккумуляторы кажутся наиболее эффективными из имеющихся технологий, что указывает на наличие большого пространства для дальнейших улучшений. Они способны хранить очень высокое напряжение и заряд на единицу массы и единицу объема. Они также несравнимы со старыми батареями по качеству, мощности, периоду полураспада и стоимости. Литий-ионный (Li-ion) аккумулятор использует ионы лития в качестве ключевого компонента электрохимии. В частности, во время разрядного цикла атомы лития в аноде ионизируются и отделяются от своих электронов.Затем эти заряженные ионы лития движутся от анода и проходят через электролит, пока не достигнут катода, где они рекомбинируют со своими электронами и практически нейтрализуют. В принципе, у аккумуляторных батарей не должно быть срока годности, но их можно практически перезарядить ограниченное количество раз, прежде чем они потеряют способность удерживать заряд. Обычные типы батарей перестанут работать, когда их выводы, электроды, изменятся из-за того, что ионы переходят от одного вывода батареи к другому.В перезаряжаемой батарее электроды восстанавливаются, когда внешнее зарядное устройство отправляет эти ионы туда, откуда они пришли.

За последние два десятилетия литий-ионные батареи стали лидером автомобильного рынка. Это тот же технологический прогресс, который позволил автопроизводителям пересмотреть свое позиционирование в отношении ископаемого топлива и двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Мы наблюдаем глобальный переход к электромобилям (EV), который постоянно расширяет границы литий-ионных аккумуляторов для большей мощности, долговечности и рентабельности.

Например, запас хода в 500 км уже доступен для электромобилей, а время зарядки постоянно сокращается благодаря технологии быстрой зарядки. Запуск так называемых постлитий-ионных систем считается недосягаемым. Новые технологии, особенно те, которые направлены на улучшение материалов, а также постоянно растущие объемы производства, ведущие к дальнейшему снижению цен, будут определять этапы эволюционного развития в следующие несколько лет. Но красота аккумуляторной системы заключается не только в самом элементе и связанных с ним материалах, но и во всей системе, в которую он входит.Это включает в себя электронику, программное обеспечение, встроенное охлаждение и высокозащищенный корпус, специально созданный для автомобиля и элементов.

Дивный новый мир

Дивный новый мир грядет, и многие пионеры движутся вперед. Tesla — одна из лидирующих компаний, которая подталкивает рынок электромобилей к новым рубежам и, возможно, в конечном итоге к доминированию над автомобилями с ДВС. Важным катализатором здесь является то, что двигатели внутреннего сгорания заменяются автомобилями, работающими исключительно от литий-ионных аккумуляторов, поэтому характеристики аккумулятора в конечном итоге определяют характеристики автомобиля.Тем не менее, по-прежнему существуют проблемы, поскольку время зарядки и пропускная способность по-прежнему остаются препятствиями, которые необходимо преодолеть. Для быстрой зарядки и разрядки литий-ионных аккумуляторов до сих пор использовались методы, уменьшающие размер частиц электродных материалов. Однако уменьшение размера частиц имеет недостаток, заключающийся в уменьшении объемной плотности энергии батарей.

В свете этого исследовательская группа POSTECH (Южнокорейский университет) разработала материал батарей с гораздо более быстрой зарядкой и более длительным сроком службы.Профессор Бёнву Кан и доктор Минкён Ким с факультета материаловедения и инженерии вместе с профессором Вон-Суб Юн с факультета энергетических наук Университета Сунгюнкван провели несколько действительно интересных исследований. Их выводы были опубликованы в недавнем выпуске журнала Energy & Environmental Science и доказали, что они обеспечивают дальнейшую долговечность литий-ионных аккумуляторов, что привело к производству литий-ионных аккумуляторных электродов, которые заряжаются до 90% за шесть минут и разряжаются на 54% за 18 секунд. .Профессор Byoungwoo Kang отметил, что: «Традиционный подход всегда был компромиссом между его низкой плотностью энергии и быстрой скоростью заряда и разряда из-за уменьшения размера частиц. Это исследование заложило основу для разработки литий-ионных аккумуляторов, которые могут обеспечить быструю зарядку и разрядку, высокую плотность энергии и длительную работу ».

Создание европейского рынка аккумуляторных технологий

В условиях массового перехода от ископаемого топлива к электрическому, наличие подходящих аккумуляторов является серьезной проблемой.Потребность в эффективных батареях — для транспорта, энергетики и промышленности — растет быстро и все более быстрыми темпами.

Для решения этой промышленной проблемы в октябре 2017 года Европейская комиссия учредила Европейский союз аккумуляторных батарей. Годовая рыночная стоимость с 2025 года оценивается в 250 миллиардов евро. Для Европы создание полной производственно-сбытовой цепочки отечественных аккумуляторных батарей является обязательным условием перехода к чистой энергии и конкурентоспособной отрасли.

Программа промышленного развития Европейского союза батарей EBA250 находится под управлением EIT InnoEnergy.Сегодня EBA250 — это проектное сообщество, которое объединяет около 600 промышленных и инновационных участников, от горнодобывающей промышленности до переработки, с общей целью построить сильную и конкурентоспособную европейскую аккумуляторную промышленность.

План производства аккумуляторов нового поколения

Northvolt разрабатывает план производства литий-ионных аккумуляторов следующего поколения, который принципиально отличается от производства традиционных аккумуляторов.Благодаря концепции, основанной на масштабировании, вертикальной интеграции и автоматизированном производстве, они стремятся раздвинуть границы производительности, качества и стоимости аккумуляторов.

Хотя проект Northvolt ориентирован на технологическое совершенство, он основан на приверженности к устойчивому развитию. Чистая энергия станет источником энергии для производства аккумуляторных элементов, кольцевые системы будут встроены в их процессы, а эффективные решения по переработке будут предоставлены для восстановления материалов из батарей с истекшим сроком службы и их перенаправления обратно в производство.

По сравнению с традиционными производителями литий-ионных аккумуляторов, этот производственный процесс охватывает многие звенья производственно-сбытовой цепочки, а гига-заводы Northvolt спроектированы для достижения оптимальных масштабных преимуществ. Такой подход обеспечивает им структурно более низкий уровень затрат и позволяет обеспечить высокую степень затрат и контроля качества.

Первый крупный завод по производству аккумуляторных батарей создается в Скеллефтео на севере Швеции. Northvolt Ett будет служить основной площадкой Northvolt для производства активного материала, сборки ячеек, переработки и вспомогательного оборудования.Завод работает на 100% чистой энергии. Крупномасштабное производство начнется в 2021 году, а годовая мощность вырастет как минимум до 32 ГВтч к 2024 году с потенциалом расширения до 40 ГВтч в будущем.

Совместное предприятие Northvolt – Volkswagen Group открывает завод по производству аккумуляторов в Зальцгиттере, Нижняя Саксония, Германия. В основе конструкции Northvolt Zwei лежит концепция производства аккумуляторов Northvolt, разработанная для Northvolt Ett. Начало строительства намечено на 2021 год, а ввод в эксплуатацию — на начало 2024 года.Первоначальная годовая выработка составит 16 ГВтч.

Демонстрационная производственная линия и исследовательский центр Northvolt находятся в Вестеросе, в 100 км к западу от Стокгольма. Northvolt Labs используется для квалификации и индустриализации аккумуляторных элементов и производственных процессов вместе с клиентами. Когда элементы будут готовы к массовому производству, они будут производиться на заводе Northvolt Ett. По состоянию на декабрь 2019 года Northvolt Labs производит элементы и наращивает годовую мощность до 350 МВтч в год.

Самый маленький объект Northvolt — Northvolt R&D, построен для проверки концепции проектирования электролизеров и находится в Вестеросе, Швеция.Оснащенный всеми мощностями, необходимыми Northvolt для разработки, производства и проверки литий-ионных материалов и элементов, предприятие работает с весны 2019 года.

Завод компании по сборке аккумуляторных модулей и систем накопления энергии был открыт в Гданьске, Польша. . Northvolt Battery Systems Jeden располагает современными производственными мощностями и служит платформой для исследований и разработок для индустриализации аккумуляторных решений. По состоянию на весну 2019 года завод находится в производстве, и его производительность будет увеличиваться до 10 000 модулей в год.

Французская компания NAWA Technologies заявила, что они уже производят электроды новой конструкции, которые могут радикально повысить производительность существующих и будущих аккумуляторов, утроить плотность энергии и обеспечить десятикратное увеличение мощности при значительно более быстрой зарядке и гораздо более длительном сроке службы. срок службы батареи увеличился почти в пять раз. Все сводится к тому, как активный материал удерживается в электроде, и по маршруту, по которому ионы в этом материале должны доставить свой заряд. Технический директор компании Паскаль Буланже объясняет это так: «Расстояние, на которое должен пройти ион, составляет всего несколько нанометров через литиевый материал, а не микрометры при использовании простого электрода.Он продолжает: «С самого начала производства аккумуляторов наибольшее повышение производительности происходило за счет материалов, но сегодня они достигли своего плато. Объедините обилие углерода с достижениями наноразмерной архитектуры электродов, и вы измените правила игры. Ультрабыстрый углеродный электрод NAWA кардинально меняет конструкцию и характеристики электродов благодаря нашей технологии вертикально ориентированных углеродных нанотрубок. Предлагая огромное увеличение мощности, хранения энергии и жизненного цикла, а также будучи чистым и экономичным, потенциал огромен.”

Эта разработка может радикально увеличить удельную мощность, которую можно перевести как способность батареи обеспечивать более быструю зарядку и разрядку. Под радикальным пониманием мы подразумеваем десятикратное увеличение, в результате чего батареи меньшего размера могут предлагать в 10 раз больше энергии при меньшем времени зарядки. Например, NAWA утверждает, что короткий заряд в течение нескольких минут может дать 0-80% заряда. Кроме того, NAWA утверждает, что при надлежащих изменениях площади поверхности батареи и использовании нанотрубок срок службы может увеличиться в пять раз.Буланже заявил: «Изготовить батарею очень сложно; вам предстоит освоить множество параметров. Но если вы хотите овладеть этими параметрами, вам нужна самая высокая электропроводность. У вас должна быть самая высокая теплопроводность. У вас должна быть самая высокая ионная проводимость. И это именно то, что наш материал может дать производителям аккумуляторов ».

Ульрик Грейп, генеральный директор NAWA Technologies, также сказал: «Ультрабыстрый углеродный электрод NAWA позволит нам заряжать батареи быстрее, работать дольше и дольше — и все это с помощью продукта, основанного на одном из самых распространенных и экологически чистых материалов в мире: углерод.Наша аккумуляторная технология может помочь значительно снизить воздействие аккумуляторных систем на окружающую среду, настолько, что мы считаем, что эта инновационная электродная технология может вдвое сократить время, за которое электромобиль окупает СО2, созданный при его производстве, а также возможность перезарядки столько же времени требуется, чтобы заправиться и проехать на электричестве то же расстояние, что и бензобак ».

Научный сотрудник Школы химических и физических наук Университета Флиндерса, доктор Кэмерон Ширер и эксперт по батареям указали по этому поводу: «Исследования показали, что вертикально расположенные — или даже просто хорошо распределенные — углеродные нанотрубки обладают гораздо более высокими свойствами. чем случайно размещенные углеродные нанотрубки.Я не удивлен, что возможно увеличение проводимости в 10 раз. Управление размещением углеродных нанотрубок — действительно способ раскрыть их потенциал. Проблема коммерциализации заключается в стоимости, связанной с производством ориентированных углеродных нанотрубок. Я предполагаю, что стоимость будет намного больше, чем в 10 раз ».

Буланже ответил фактами: «Чтобы дать вам некоторые цифры, стоимость нанесения антибликового покрытия внутри фотоэлектрической панели составляет несколько центов за квадратный метр. То же самое, мы просто сдаем свой материал, потому что мы освоили процесс.Скорость роста вертикально ориентированных углеродных нанотрубок известна как очень и очень высокая. Мы можем выращивать вертикально ориентированные нанотрубки со скоростью, скажем, 100 микрон в минуту. Для этого требуется всего одна минута в печи. Мы масштабировали этот процесс на очень большие поверхности, и с помощью процесса, который работает при атмосферном давлении и более низкой температуре, мы можем сделать это немного похоже на создание газеты. Не так быстро, но идея почти такая же ».

Компания наращивает производственные мощности, поставляя вертикально ориентированные углеродные нанотрубки для своих ультраконденсаторных устройств.Они считают электрод более или менее гибким; его можно использовать на цилиндрических элементах или плоских элементах всех размеров, и множество возможностей можно найти в том факте, что он не обязательно должен быть литий-ионным. Компания изучает кремний, никель-марганец-кобальт и серу, а также более экзотические материалы, которые они не могут раскрыть. Батареи на основе кремния могут иметь удвоенную плотность энергии, чем литий-ионные, но активный материал увеличивается в четыре раза по мере зарядки и снова сжимается при разряде, вызывая механические проблемы, которые приводят к трещинам.Итак, если принять во внимание определенные ограничения, никто не может представить себе, что нас ждет в будущем. Более конкретно, Буланже заявляет: «Нанотрубки нерушимы; любое расширение является боковым, а не зависит от толщины электрода. А структура нанотрубок действует как клетка. Что касается кремния, кажется, решение могло бы состоять в создании наночастицы оболочки, в которой расширяющийся-сжимающийся кремниевый материал удерживается внутри проводящей углеродной оболочки ».

Аккумуляторные технологии в Румынии: Rombat будет производить аккумуляторы для электромобилей около Бухареста

Румыния появляется на карте стран, производящих литий-ионные аккумуляторы высокого напряжения для электромобилей благодаря контролируемому производителю автомобильных аккумуляторов Rombat из Бистрицы южноафриканской группой Metair, которая открыла новый завод в Чернике, графство Илфов, недалеко от Бухареста.

Таким образом, цех по производству литий-ионных аккумуляторов для электромобилей занимает площадь 5000 квадратных метров на двух уровнях с общей производственной мощностью аккумуляторов, которая может хранить 100 МВтч в месяц, благодаря инвестициям в 12 миллионов евро. Аккумуляторы большой емкости становятся все более востребованными на автомобильном рынке, учитывая множество проектов электромобилей, запущенных всеми крупными автомобильными компаниями, включая не только полностью электрические автомобили, но также гибридные и мягкие гибридные автомобили. Батареи производства Cernica выпускаются двух типов — литий-никель-марганцевые (NMC) емкостью 20 Ач / 3.65 В и LPF (фосфат лития-железа) 20 Ач / 3,2 В. Установленная производственная мощность составляет до 1 миллиона элементов в год, чего достаточно для оснащения более 20 000 электромобилей средней мощности.

Перспективная аккумуляторная технология

Как уже говорилось ранее, внедрение электромобилей становится катализатором для дальнейшего развития аккумуляторной индустрии и наоборот. Например, литий-ионная батарея на 85 кВтч в Tesla Model S стоит примерно 1200 фунтов, состоящая из 7104 элементов.Он имеет большой запас хода до 265 миль, но зарядка от стандартного источника 220 В. может занять до 3-4 часов.

Китайский производитель аккумуляторов, снабжающий большинство крупных автопроизводителей (включая Tesla), сообщил, что они выпустили первую «батарею на миллион миль». Современная технология Amperex (CATL) заявляет, что ее новая батарея способна питать автомобиль на расстояние более миллиона миль (1,2 миллиона, если быть точным, или 1,9 миллиона км) в течение 16 лет.

Вот почему Tesla, которая сегодня, возможно, считается лидером отрасли, постоянно повторяет и продвигает новые аккумуляторные технологии.Новым достижением являются катоды из литий-железо-фосфата, не содержащие кобальта, что решает проблему нехватки сырых ресурсов. Кобальт не только в дефиците, но и связан с жестокими и неэтичными методами добычи в развивающихся странах по всему миру. И железо, и фосфор легко найти и добыть ресурсы, и они могут резко снизить воздействие на окружающую среду добычи из-за дефицитного кобальта для использования в батареях. Они также предлагают батареи с более длительным сроком службы и более высокой скоростью разряда и перезарядки.Компромисс заключается в том, что фосфат железа из-за более низкой плотности может привести к увеличению размера батареи. Tesla работает над поиском инженерного решения с точки зрения формы батареи, чтобы оптимизировать использование пространства.

Как и в случае фосфата лития-железа, литий-сера может стать еще одним очень многообещающим подходом в качестве замены тяжелых металлов в батареях. Исследователи из Университета Монаша работали и наконец разработали конструкцию литий-серной батареи, протестированную на сотовом телефоне, которая держала заряд в течение пяти дней.Это может многообещать с точки зрения автомобильных приложений; Исследователи Monash предполагают, что литий-серные батареи могут хранить больше энергии, чем литий-ионные, в шесть раз. Они рассчитывают коммерциализировать приложение в ближайшие годы.

Другой многообещающей аккумуляторной технологией является технология стеклянных батарей. Идея состоит в том, чтобы добавить в стекло натрий или даже литий и сформировать электрод внутри батареи. Это приложение может сделать его подходящим для мобильных приложений, а также кажется, что оно более стабильно, чем другие источники, лучше справляется с экстремальными температурами и дешевле в производстве.Сообщается, что технология стеклянных батарей способна хранить в три раза больше энергии, чем традиционные литий-ионные батареи аналогичного размера, и выдерживать гораздо больше циклов зарядки и разрядки, чем типичные батареи электромобилей. Это подразумевает уменьшение размера батареи при сохранении того же диапазона и производительности или сохранение размера транспортного средства и увеличение дальности до трех раз. В конце концов, барьер в 1000 миль электромобилей может быть преодолен.

Между тем, Echion Technologies — стартап из Англии, заявляет, что они разработали анод для литиевых батарей большой емкости, чтобы значительно сократить время перезарядки.Анод, который работает как отрицательный полюс во время использования и как положительный полюс во время заряда, был назван анодом из смешанного оксида ниобия. Анод из смешанного оксида ниобия можно использовать взамен анода любого другого типа для улучшения перезарядки. Он совместим с обычными катодами и электролитами, поэтому может быть широко применен. Смелое заявление о смешанных анодах из оксида ниобия состоит в том, что они позволяют заряжать литиевые батареи большой емкости всего за шесть минут.

Применение и значение аккумуляторной технологии

Как уже упоминалось, электромобили каталитически стимулировали потребность в усовершенствовании аккумуляторной технологии, и это сегмент, который новые технологии определенно будут формировать в будущем.Ведущие производители электромобилей, такие как Tesla, GM, Honda, BMW, NIO, Ford и Porsche, предлагают разнообразные варианты, начиная от гибридных автомобилей и заканчивая полностью электрическими автомобилями. Это просто означает, что электромобили с батарейным питанием (BEV) полагаются только на электроэнергию для привода, тогда как подключаемые гибридные электромобили (PHEV) и полностью гибридные электромобили (FHEV) работают вместе с двигателями внутреннего сгорания (ICE) для выработки энергии. для автомобиля.

При разработке аккумуляторов электромобилей инженеры должны учитывать не только емкость, но и время зарядки, деградацию, химические аспекты и, конечно же, безопасность.Пороги энергии и плотности мощности были реализованы в большинстве приложений электромобилей, однако производители транспортных средств постоянно настраивают размеры модулей и ячеек для достижения оптимальных уровней производительности. Независимо от размеров литий-ионных батарей и модулей, системы высоковольтных батарей, питающие электромобили, требуют тщательно разработанных систем управления батареями (BMS) для обеспечения максимальной мощности и безопасности.

Tesla вместе с выскочкой NIO, похоже, в настоящее время лидируют на крупнейшем мировом рынке электромобилей, создавая автомобили с аккумуляторными системами мощностью до 110 кВтч.Эти автомобили могут хранить достаточно энергии, чтобы питать стандартную лампочку мощностью 60 Вт в течение 80 дней и заряжать Tesla Model S на 400 миль. В их самые последние аккумуляторные блоки помещается несколько тысяч литий-ионных аккумуляторов Tesla 2170. Литий-ионные элементы 2170 Tesla на 10-15% более энергоэффективны, чем элементы Panasonic 18650, использовавшиеся в предыдущих моделях. Аккумуляторная система Tesla на 100 кВтч, построенная на 18650 элементах, содержит 8256 элементов (12 Ач / элемент), равномерно распределенных по 16 аккумуляторным модулям.

Между тем, Porsche Taycan, попытка Porsche создать высокопроизводительный электромобиль, содержит батарею на 93,4 кВтч, которая выдает 800 В вместо стандартных 400 В, которые есть в большинстве других электромобилей. Аккумулятор Taycan состоит из 33 аккумуляторных модулей по 12 ячеек в каждом, всего 396 литий-ионных элементов, способных хранить колоссальные 235,8 Втч / элемент. Поскольку скорость зарядки аккумулятора ограничена током, более высокое напряжение, вырабатываемое этими элементами, означает меньший вес аккумуляторной системы и более быструю зарядку.

Когда дело доходит до гибридных решений, Toyota является лидером.Их самый популярный PHEV, Prius, может похвастаться аккумуляторной батареей 8,8 кВтч, что позволяет автомобилю разгоняться почти до 55 миль на галлон в городе. Водители могут заряжать аккумулятор на 8,8 кВтч дома или в дороге, а поскольку Prius Prime потребляет больше электроэнергии, чем бензин, он экономит деньги на насосе. Prius Prime питается от пяти батарейных блоков, каждый из которых содержит 19 ячеек LI (95 ячеек), общая емкость которых составляет 8,8 кВтч. Для сравнения: стандартный Prius — самый популярный в мире FHEV — содержит батарею гораздо меньшего размера: всего два стека по 28 ячеек (всего 56 ячеек), что дает окончательную емкость 0.745 кВтч. Многие другие производители предлагают несколько моделей с системами разной емкости и степени использования батареи.

Другие футуристические идеи связаны с самолетами с вертикальным взлетом и посадкой (VTOL), дронами и многими другими очень интересными приложениями. Теперь для коммерциализации такси вертикального взлета и посадки или, для отрасли логистики, чтобы использовать электромобили в полной мере и для более широкого использования электромобилей, нам потребуется несколько вещей, например, долговечность аккумулятора, повышенная доступность накопленной энергии (даже в наших домах — с решениями). как электрическая стена Tesla) и более быстрые зарядные устройства.

Джефф Дан, профессор кафедры физики и атмосферных наук, вместе со своей командой в своей канадской лаборатории уже давно проводят ведущие исследования аккумуляторов, но в течение последних четырех лет продолжают сотрудничать с Tesla. Они также изучали новую технологию аккумуляторов, которая не только немного улучшает аккумуляторы, но и полностью меняет их. Но исследования Дана и Теслы показывают совершенно другой путь — безанодные литиевые ячейки с двойным солевым жидким электролитом LiDFOB / LiBF4.Профессор Дан вместе с командой ученых Теслы заявил в одной из своих статей: «Недавно мы продемонстрировали безанодные элементы с длительным сроком службы с использованием двойного солевого карбонатного электролита. Здесь мы охарактеризуем деградацию безанодных ячеек с этим обедненным (2,6 г AG-1) жидким электролитом. Мы наблюдаем ухудшение исходной морфологии лития с помощью сканирующей электронной микроскопии и рентгеновской томографии и диагностируем причину разложения и истощения электролита с помощью спектроскопии ядерного магнитного резонанса и ультразвукового картирования.Для проверки характеристик безопасности мы измеряем температуру ячеек во время проникновения гвоздя ».

Если Tesla продолжит продвигаться в этом направлении, эффективность аккумуляторных элементов вырастет до предела, а это означает, что мы не только будем иметь в своем распоряжении высококачественные элементы, но также сможем правильно использовать силовые стены в наших помещениях. дома, наша работа и почему бы не в общественных местах. Теоретически это означало бы, что мы могли бы лучше хранить нашу собственную солнечную энергию, или, в случае коммерциализации, энергетические компании могли бы хранить ветровую, солнечную и приливную энергию, которую они производят во внепиковые периоды, экономя ее на время увеличения спроса, а не чем позволить ему пропасть зря.Стоимость энергии резко упадет, и, поскольку общественность будет доверять как диапазону, так и долговечности электромобилей, скорее всего, произойдет значительное изменение в привычках покупки автомобилей. Особенно, если это будет сочетаться с государственным стимулом, аналогичным нынешнему немецкому предложению. Когда мы экономим производимую энергию, вместо того, чтобы оставлять ее тратиться впустую, нам нужно будет использовать ископаемое топливо только для пополнения наших энергетических потребностей, а не использовать его для обеспечения большей ее части.

Еще в 2017 году Tesla помогла австралийскому правительству с огромным хранилищем мощностью 150 МВтч в южной части континента, рядом с ветряной электростанцией Хорнсдейл.После шести месяцев эксплуатации Hornsdale Power Reserve отвечал за 55% управления частотой и вспомогательные услуги в Южной Австралии. К концу 2018 года было подсчитано, что Power Reserve позволил сэкономить 40 миллионов австралийских долларов, в основном за счет устранения необходимости в вспомогательной службе управления частотой 35 МВт, работающей на топливе. Tesla также заложила основу для нового хранилища энергии в Монтерее, Калифорния, которое станет крупнейшей установкой в ​​мире. Аккумуляторный парк сможет отдавать в сеть 730 мегаватт-часов (МВтч) с максимальной скоростью 182.5 МВтч на срок до четырех часов. Вскоре после завершения Tesla и PG&E увеличат пропускную способность системы до 1,2 гигаватт-часов, что, по словам Tesla, обеспечит электроэнергией каждый дом в Сан-Франциско в течение шести часов.

На большинство автомобильных аккумуляторов предоставляется гарантия на 60 000–150 000 миль в течение периода от трех до восьми лет. По словам председателя CATL Цзэн Юйцюня, это значительное увеличение срока службы батареи, но оно будет стоить всего на 10% дороже, чем существующие продукты. Наличие аккумулятора на весь срок службы — это, безусловно, хорошая новость для индустрии электромобилей.Но более долговечные батареи также необходимы для так называемого «стационарного» хранения. Это батареи, которые мы можем прикрепить к ветровым турбинам или солнечным панелям, чтобы возобновляемая энергия была доступна, когда не светит солнце или не дует ветер. Довольно скоро вам может понадобиться стационарный аккумулятор в вашем доме для хранения дешевой электроэнергии в непиковые часы или для сбора энергии, которую генерируют ваши собственные солнечные панели.

Когда дело доходит до Европы, Daimler AG и его дочерние компании, похоже, являются сегодня единственным немецким производителем, у которого налажено собственное производство аккумуляторов, и они уже наращивают производство, рассматривая глобальную сеть аккумуляторов.Компания инвестирует более одного миллиарда евро в мировое производство аккумуляторов с двумя заводами в Каменце, Саксония и другими предприятиями в Штутгарте-Унтертюркхайме, Пекине и Таскалузе.

Еще одно важное значение, связанное с развитием аккумуляторных технологий, связано с солнечной энергией. В 2020 году Йоркский университет в сотрудничестве с Лиссабонским университетом NOVA значительно увеличил способность солнечных панелей поглощать свет на потрясающие 125% благодаря трехмерной геометрии, подобной лабиринту с квадратными блоками.Это увеличивает скорость дифракции, означающую вероятность поглощения света. Доктор Кристиан Шустер из Департамента физики Йорка утверждает: «В принципе, мы могли бы использовать в десять раз больше солнечной энергии для того же количества поглощающего материала: в десять раз более тонкие солнечные элементы могли бы способствовать быстрому распространению фотоэлектрической энергии, увеличению производства солнечной электроэнергии, и значительно уменьшить углеродный след ». Это неизбежно наводит на мысль об установке этих более легких, дешевых и эффективных панелей на автомобили, чтобы сделать их самодостаточными.Hyundai уже установила солнечную крышу на своем гибридном автомобиле Sonata, вырабатывающем до 10% мощности. Теперь на некоторые аккумуляторные автомобили Hyundai обещают полупрозрачные солнечные панели. Были продемонстрированы солнечные панели, которые открываются при остановке автомобиля, а также солнечные батареи на транспортных средствах. Автомобильные зарядные устройства на солнечных батареях ARC и наземные солнечные батареи большой площади отслеживают солнце в одном направлении, увеличивая выработку электроэнергии на 30%.

В ход идут и другие революционные идеи: сельское хозяйство и лесоводство.Agrivoltaics — это очевидный беспроигрышный вариант: он собирает энергию и увеличивает сельскохозяйственное производство. Двусторонние вертикальные панели фраунгофера работают с обеих сторон, оставляя землю открытой для сельского хозяйства. В садоводстве используются полупрозрачные теплицы, которые производят электричество, оптимально фильтруя свет для роста растений. Есть также фотоэлектрические элементы, которые «раскрываются», как подсолнухи, и следуют за светом солнца. Эти цветы можно установить на полях, на крышах и даже в транспортных средствах. В Бразилии исключительно высокая температура снижает производительность, поэтому Sunew использовала органическую фотоэлектрическую пленку на грузовиках, чтобы избежать этой проблемы.Большая часть солнечной энергии использует инфракрасное излучение, поэтому оно может попадать даже на днище некоторых транспортных средств, движущихся по горячим дорогам, поскольку расходы продолжают стремительно падать.

Грузовики и автобусы могут не достичь независимости от солнечной энергии в течение некоторого времени, но все они могут без остановки перезаряжаться от солнечных поверхностей земли и зданий, при необходимости, с помощью расположенных поблизости ветряных и водяных турбин. Поезда могут эффективно заряжаться в основном от поездок под солнечными навесами на дальние расстояния с помощью солнечного кузова и путевых солнечных лучей и ветра. Исследования идут.Роботы-челноки, автомобили и небольшие транспортные средства легко станут энергонезависимыми. Действительно, филиал Эйндховенского университета в Нидерландах готовит коммерческий энергетический семейный автомобиль Stella Era, и Audi присоединилась к нему в качестве партнера.

Глобальное экономическое влияние аккумуляторных технологий

Мировой рынок аккумуляторных технологий обусловлен более широким использованием электрических и гибридных транспортных средств, растущим глобальным интересом к бытовой электронике и ужесточением правительственных нормативов по выбросам.Рынок в 2020 году оценивался в чуть более 90 миллиардов долларов США. Ожидается, что он будет расти среднегодовыми темпами около 10%, достигнув более 150 миллиардов долларов всего за 5 лет. Литий-ионный аккумулятор окажет наибольшее влияние на рост, учитывая его широкий спектр применения и потенциал дальнейшего развития.

Согласно отчету IEA Global EV Outlook 2020, электромобили, на которые приходилось 2,6% мировых продаж автомобилей и около 1% мирового автомобильного парка в 2019 году, продемонстрировали рост на 40% в годовом исчислении.Основной движущей силой является резкое снижение затрат за счет развития технологии литий-ионных аккумуляторов. С 2010 по 2018 год стоимость литий-ионного аккумулятора упала на 85%. Ожидается, что к 2030 году средняя стоимость аккумуляторной батареи будет значительно ниже 100 долларов за киловатт-час. Государственные субсидии производителям аккумуляторов — еще одна причина такого стремительного роста. В конце концов, для электромобилей батареи являются основным компонентом затрат, составляющим около 40% от общих затрат. Однако ожидается, что рост рынка электромобилей замедлится по сравнению с текущими темпами; общий автомобильный рынок сократился в 2019 и 2020 годах, а программы закупок были сокращены на ключевых рынках, таких как Китай и США.S. Потребители ищут усовершенствования технологий и новые модели, поскольку профиль смещается от ранних адаптеров к раннему и позднему большинству.

Переход от нефти к электричеству может привести к потенциальным экономическим потерям для правительств, если не будет должным образом учтен. Хороший пример этого можно найти в диссертации, опубликованной Стипендией Университета Ла Саль Digital Commons. В этом документе показано, как увеличение продаж электромобилей и, соответственно, увеличение количества электромобилей в процентном отношении к автомобильному парку оказывает прямое влияние на доходы от налога на газ для каждой единицы.С. состояние. Калифорния, штат с наибольшим количеством транспортных средств в США и крупнейшими поступлениями от налогов на газ (по оценкам, 8,4 миллиарда долларов в 2019 году), потеряет 27,53 миллиона долларов в 2021 году (что составляет 0,3% от расчетной выручки в 2019 году) и 532,03 миллиона долларов валовой выручки в период с 2019 по 2028 годы. Это серьезная потеря, учитывая, что налог на газ является основным источником средств для содержания, замены и строительства государственных автомагистралей и транспортных объектов.

Как предлагается в документе, это может быть скорректировано путем введения ежегодной надбавки за электромобиль.Это решение также следует рассмотреть в Европе, которая занимает 39% рынка электромобилей и поступления от налога на электроэнергию в размере более 360 миллиардов долларов в 2019 году. В этом случае налог на энергию включает всю деятельность КДЕС плюс домашние хозяйства, нерезиденты и не распределяется. Налогообложение энергии состоит из четырех видов налогов, составляющих экологические налоги; остальные — это налоги на загрязнение, налоги на ресурсы и транспортные налоги.

Заключение

В общем, кажется, что небо является пределом в отношении приложений и последствий новой аккумуляторной технологии.От электромобилей до летательных аппаратов, от более эффективных энергосетей до садоводства — на данный момент очень трудно предсказать или даже вообразить возможные экономические последствия; мы не можем не использовать безумные догадки и воображать футуристические решения завтрашнего дня. То, как мы проектируем, производим и используем батареи в будущем, кажется, станет одним из главных катализаторов окончательной трансформации наших отношений с энергией; это может на самом деле приблизить человечество на один шаг к тому, чтобы стать экологически чистым видом, вместо того, чтобы вырезать планету и сжигать ее для получения энергии.