В Саранске строится уникальный для России завод по производству тонкопленочных солнечных батарей
Альтернативная энергетика в России стала еще на один шаг ближе к простым потребителям. Скоро в столице Мордовии городе Саранске начнется производство инновационных солнечных панелей, которые можно будет легко интегрировать в различные материалы, покрывающие крыши домов и даже их фасады. Это может быть и гибкая черепица, и мягкие кровельные материалы, вроде рубероида, и облицовочная плитка, которые перестанут бесполезно греться на солнце и начнут питать электросети своих хозяев. Благодаря Группе РОСНАНО каждый дом без тяжелых крышных кремниевых батарей можно будет легко превратить в маленькую электростанцию.
Центр нанотехнологий и наноматериалов Республики Мордовия, входящий в инвестиционную сеть Фонда инфраструктурных и образовательных программ Группы РОСНАНО, договорился о поставке производственной линии интегрированных солнечных панелей со своим шведским партнером — компанией Midsummer.
Это первый заказ в рамках подписанного в сентябре 2019 года соглашения между Группой РОСНАНО и Midsummer о развитии рынка некремниевых гибких фотоэлектрических устройств в России и Евразийском союзе. Стоимость оборудования будет находиться в обычном диапазоне для подобного типа производственной линии — от 3,5 до 5 млн долларов США.
«Мы очень рады, что наконец стали частью российского рынка по производству интегрированных солнечных панелей. С нетерпением ждем начала поставок из России панелей для европейского рынка, где спрос превышает текущие производственные мощности Midsummer», — сказал генеральный директор шведской компании Свен Линдстрем.
Производственная линия изготавливается на заводе Midsummer в Ерфелле близ Стокгольма и будет поставлена на завод «Стилсан» в Саранске к концу 2020 года. Под новое предприятие сейчас готовится производственное помещение площадью почти в 1000 кв. метров на территории Технопарка Мордовии. Здесь заново проводятся инженерные коммуникации, обустраиваются чистые комнаты.
Управляться предприятие будет Центром нанотехнологий и наноматериалов Республики Мордовия и компанией Solartek, которая в составе Группы «ТехноСпарк» с 2015 года продвигает решения солнечных крыш на базе тонкопленочных фотоэлектрических панелей.
«Запуск этого завода рассчитан на спрос со стороны коммерческого сектора на интегрированные солнечные крыши. Мы продвигаем уникальные продукты — различные кровельные материалы со встроенными солнечными батареями. Технология Midsummer идеально подходит для этого. С передачей технологий и локализацией производства гибких солнечных батарей в Саранске мы рассчитываем расширить бизнес солнечных крыш в России и за рубежом», — сказал руководитель Solartek Дмитрий Крахин. Он не исключает, что в перспективе, когда в России в полной мере заработает механизм «зеленых» тарифов, солнечные крыши заинтересуют и владельцев коттеджей.
Завод «Стилсан» будет производить солнечные ячейки и модули по перспективной тонкопленочной технологии диселенида галлия-индия-меди (CIGS).
Средний КПД модулей составляет около 15%, но они смогут работать также в условиях рассеянного света и частичного затемнения. Проектная мощность производства составляет 10 МВт в год.
Основным рынком сбыта планируемой к производству продукции станет сегмент коммерческого строительства и реконструкции России и других стран Евразийского экономического союза (Армении, Беларуси, Казахстана и Кыргызстана). При этом и в дальнем зарубежье уже проявляют интерес к продвижению ячеек и модулей, планируемых к производству в Саранске. В мировой солнечной энергетике сегмент гибких встраиваемых модулей является наиболее динамично растущим. Крупнейшие мировые производители строительных материалов (полимеров, стекла, стали) активно работают над созданием решений с встроенными солнечными элементами.
Поставленное оборудование обеспечит трансфер в Россию уникальной технологии интегрируемой некремниевой фотовольтаики. В перспективе Фонд инфраструктурных и образовательных программ намерен инвестировать в апгрейд освоенной технологии за счет отечественных разработок и в дальнейшее развитие отрасли.
Российский рынок солнечной энергии
Российская Федерация намерена расширить и диверсифицировать использование возобновляемых источников для производства электроэнергии. В соответствии с текущими планами и политикой государства, возобновляемые источники энергии к 2030 году обеспечат почти 5% от общего конечного потребления электроэнергии. Между тем, согласно оценкам Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (IRENA), доля альтернативных источников в России может достичь более чем 11%. Чтобы воспользоваться этим потенциалом потребуются инвестиции в возобновляемую энергетику в размере 300 миллиардов долларов США до 2030 года.В России создали рекордно эффективный материал для солнечных батарей
https://ria.ru/20200901/material-1576579898.html
В России создали рекордно эффективный материал для солнечных батарей
В России создали рекордно эффективный материал для солнечных батарей — РИА Новости, 01.09.2020
В России создали рекордно эффективный материал для солнечных батарей
Инновационная технология создания материала для фотовольтаики (раздел науки на стыке физики, фотохимии и электрохимии, изучающий процесс возникновения.
.. РИА Новости, 01.09.2020
2020-09-01T14:33
2020-09-01T14:33
2020-09-01T14:33
санкт-петербургский электротехнический университет
открытия — риа наука
россия
/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content
/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content
https://cdnn21.img.ria.ru/images/07e4/08/15/1576100550_0:144:3384:2048_1920x0_80_0_0_418387d5c6a983fa67347be5758f4537.jpg
МОСКВА, 1 сен — РИА Новости. Инновационная технология создания материала для фотовольтаики (раздел науки на стыке физики, фотохимии и электрохимии, изучающий процесс возникновения электрического тока в различных материалах под действием падающего на него света), разработанная в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете «ЛЭТИ», позволит повысить эффективность солнечных батарей до рекордных значений, рассказали РИА Новости в пресс-службе вуза.Солнечная энергетика как одна из разновидностей альтернативных источников энергии является перспективным и востребованным направлением науки.
Существующие высокоэффективные многопереходные солнечные элементы по уровню КПД уже приблизились к своему теоретическому пределу, поэтому сегодня все усилия мирового научного сообщества направлены на создание и внедрение более эффективных и экономически выгодных подходов к их изготовлению.»Инновационная технология создания материала для фотовольтаики позволит повысить эффективность солнечных элементов до рекордных значений. Разработку предложил профессор кафедры фотоники Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» (вуз – участник Проекта 5-100), доктор технических наук Александр Гудовских. Технология основана на использовании кремниевых подложек, формируемых с помощью совмещения технологии атомно-слоевого осаждения на начальном этапе роста, и метода газофазной эпитаксии из металлорганических соединений (МОС-гибридной эпитаксии)», — говорится в сообщении.Уточняется, что принципиальное отличие от предыдущих разработок состоит в том, что рост «нуклеационного слоя осуществляется методом плазмохимического атомно-слоевого осаждения при сравнительно низких температурах с последующим эпитаксиальным ростом верхнего перехода на основе A3B5 квантоворазмерных структур методом МОС-гидридной эпитаксии».
Автор проекта профессор Гудовских рассказал, что «существующие способы создания фотоэлементов предполагают высокотемпературный (900-1000 °C) отжиг кремниевой подложки на начальной стадии роста для удаления оксида и реконструкции поверхности, что в дальнейшем приводит к деградации времени жизни в подложке». «Новая технология предполагает уменьшение температуры эпитаксиального роста GaP на Si подложках до 600-750 °C, а также формирование структур GaP/Si с нуклеационным слоем GaP методом атомно-слоевого плазмохимического осаждения при температуре 380 °C», — сообщают разработчики.Результаты научного исследования опубликованы в журнале Physica Status Solidi (a) – applications and materials science.
https://ria.ru/20200204/1564243961.html
россия
РИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
2020
РИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.
xn--p1ai/awards/
Новости
ru-RU
https://ria.ru/docs/about/copyright.html
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/
РИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
https://cdnn21.img.ria.ru/images/07e4/08/15/1576100550_314:0:3045:2048_1920x0_80_0_0_ae6a23c16296cd3205bb7370512b82fb.jpgРИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
РИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
санкт-петербургский электротехнический университет, открытия — риа наука, россия
МОСКВА, 1 сен — РИА Новости. Инновационная технология создания материала для фотовольтаики (раздел науки на стыке физики, фотохимии и электрохимии, изучающий процесс возникновения электрического тока в различных материалах под действием падающего на него света), разработанная в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете «ЛЭТИ», позволит повысить эффективность солнечных батарей до рекордных значений, рассказали РИА Новости в пресс-службе вуза.
Солнечная энергетика как одна из разновидностей альтернативных источников энергии является перспективным и востребованным направлением науки. Существующие высокоэффективные многопереходные солнечные элементы по уровню КПД уже приблизились к своему теоретическому пределу, поэтому сегодня все усилия мирового научного сообщества направлены на создание и внедрение более эффективных и экономически выгодных подходов к их изготовлению.
4 февраля 2020, 15:15НаукаПетербургские ученые создали высокоэффективные солнечные батареи«Инновационная технология создания материала для фотовольтаики позволит повысить эффективность солнечных элементов до рекордных значений. Разработку предложил профессор кафедры фотоники Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» (вуз – участник Проекта 5-100), доктор технических наук Александр Гудовских. Технология основана на использовании кремниевых подложек, формируемых с помощью совмещения технологии атомно-слоевого осаждения на начальном этапе роста, и метода газофазной эпитаксии из металлорганических соединений (МОС-гибридной эпитаксии)», — говорится в сообщении.
Уточняется, что принципиальное отличие от предыдущих разработок состоит в том, что рост «нуклеационного слоя осуществляется методом плазмохимического атомно-слоевого осаждения при сравнительно низких температурах с последующим эпитаксиальным ростом верхнего перехода на основе A3B5 квантоворазмерных структур методом МОС-гидридной эпитаксии».
«Одним из направлений фотовольтаики является формирование решеточно-рассогласованных A3B5 солнечных элементов на кремниевых подложках. Однако такой подход имеет существенный недостаток – значительная плотность дислокаций в приборах за счет несоответствия постоянных решетки приводит к низкому качеству слоев соединений A3B5 и их сильной деградации, что ограничивает их использование для фотоэлектрического преобразования солнечной энергии», — поясняют разработчики.
Автор проекта профессор Гудовских рассказал, что «существующие способы создания фотоэлементов предполагают высокотемпературный (900-1000 °C) отжиг кремниевой подложки на начальной стадии роста для удаления оксида и реконструкции поверхности, что в дальнейшем приводит к деградации времени жизни в подложке».
«Новая технология предполагает уменьшение температуры эпитаксиального роста GaP на Si подложках до 600-750 °C, а также формирование структур GaP/Si с нуклеационным слоем GaP методом атомно-слоевого плазмохимического осаждения при температуре 380 °C», — сообщают разработчики.
Результаты научного исследования опубликованы в журнале Physica Status Solidi (a) – applications and materials science.
Регионы России, в которых целесообразно устанавливать солнечные батареи
С каждым годом в России уделяется все большее внимание «зеленым» источникам электроэнергии. В частности, во многих регионах страны со стороны рядовых потребителей и коммерческих организаций наблюдается повышение спроса на солнечные панели и аккумуляторы к ним. Следует отметить, что целесообразность данного подхода к получению электроэнергии в промышленных масштабах во многом зависит от климатических условий и энергетического потенциала местности. Для каких же именно регионов России актуально размещение солнечных батарей?
Интересно знать
Довольно перспективным в плане получения электроэнергии за счет панелей с фотоэлементами является Хабаровский край.
Согласно данным метеорологов, количество солнечных часов в году здесь обычно превышает 2400. Таким образом, затраты на покупку батарей с фотоэлементами быстро окупятся, и многие владельцы частных домов из Хабаровского края смогут себе позволить обеспечивать жилье электроэнергией из автономного источника. Излишки же аккумулируемых ресурсов всегда можно будет с выгодой использовать для обогрева помещений, так как регион газифицирован лишь на 20 %, а уголь завозится из других субъектов РФ.
Также установка солнечных батарей в промышленных масштабах актуальна и для Забайкальского края. Количество солнечных часов в регионе превышает 2700 в год, что делает получение электроэнергии из альтернативного источника весьма выгодным с экономической точки зрения. В отличие от Хабаровского края, в Забайкальском зимой выпадает намного меньше снега, что позволяет избегать значительных усилий по расчистке солнечных батарей.
В список российских регионов, являющихся перспективными в плане получения электричества за счет панелей с фотоэлементами, входит и Астраханская область.
Несмотря на то, что на Волге имеется целый каскад ГЭС, все они расположены в верхней и средней части реки, а получаемые энергетические ресурсы расходуются на удовлетворение нужд городов ЦФО и крупных промышленных предприятий Урала. В Астраханском крае же количество солнечных часов в году превышает 2400, а расположение региона на сравнительно низкой широте позволит аккумулировать электричество в больших объемах.
Весьма перспективной в плане получения энергии за счет панелей с фотоэлементами является Омская область. Количество солнечных дней здесь в среднем составляет 223 в году, а продолжительность светлого времени суток летом превышает 17 часов ввиду расположения региона на одной из самых южных широт России. Несмотря на то, что через Омскую область протекает Иртыш, равнинный рельеф местности не позволяет полноценно задействовать энергетический потенциал ГЭС, а проблема снабжения субъекта РФ электричеством может быть частично решена как раз за счет массовой установки солнечных батарей.
Размещение панелей с фотоэлементами в промышленных масштабах актуально и для Краснодарского Края. Регион характеризуется интенсивным развитием экономики и ростом населения, и в долгосрочной перспективе массовая установка солнечных батарей способна уберечь распределительные сети от перегрузки, а местных жителей — обезопасить от дефицита энергетических ресурсов. Средняя продолжительность светового дня и количество солнечных часов в Краснодарском крае, в свою очередь, позволят сделать получение электричества за счет панелей с фотоэлементами рентабельным.
Установка солнечных батарей актуальна и для Приморского края. Не секрет, что регион плохо газифицирован, большую часть производимой электроэнергии потребляют крупные горнодобывающие предприятия, а использование угля в обеспечении работы местных ТЭЦ оказывает крайне негативное влияние на здешнюю экологию. Таким образом, массовая установка солнечных батарей жителями и предприятиями Приморского края позволит решить сразу несколько важных задач устойчивого развития региона.
Еще одним субъектом РФ, на территории которого получение электроэнергии за счет панелей с фотоэлементами является целесообразным, выступает Республика Крым. После вхождения в состав РФ регион остался отрезан от ресурсов, ранее поставлявшихся Херсонской и Запорожской ТЭЦ, и нуждается в восполнении дефицита мощностей. Решить проблему можно как раз за счет размещения солнечных батарей в Ялте и Севастополе, климат которых характеризуется большим количеством ясных дней в году. Жители вышеуказанных регионов России, убедившиеся в целесообразности получения электроэнергии за счет панелей с фотоэлементами, могут приобрести профильное оборудование и купить аккумулятор к нему у нас.
Бери от Солнца все: в России создали самую эффективную гелиостанцию | Статьи
Российские ученые создали солнечный модуль для автономных потребителей c концентратором энергии и системой слежения за Солнцем. Это устройство преобразует солнечное излучение в электрическую и тепловую энергию в полтора раза эффективнее существующих российских и зарубежных аналогов: оно производит на 50–70% больше тепловой энергии и на 30% — электрической.
Установка может быть использована в частных домах или небольших фермерских хозяйствах.
Энергосбережение представляет собой одну из наиболее актуальных мировых проблем в области экономики и экологии. Поэтому ученые постоянно находятся в поиске новых источников энергии, а также совершенствуют существующие. Больших успехов на этом поприще достигли научные сотрудники из Федерального научного агроинженерного центра ВИМ. Они разработали установку, эффективность преобразования солнечной энергии которой выше, чем у аналогичных и российских, и зарубежных систем.
Устройство состоит из модулей преобразования солнечного излучения в электроэнергию и тепло, систем протока воды и слежения за Солнцем.
— В обычных солнечных батареях около 20% энергии солнечного излучения преобразуется в электричество, остальная часть просто рассеивается в пространстве, — рассказал один из авторов работы Леонид Сагинов. — В нашей же установке этот остаток солнечной энергии не теряется, а утилизируется в виде тепла — поглощаемое солнечное излучение нагревает воду до 70°C, и ее потом можно использовать для питья, мытья, отопления.
Устройство работает следующим образом. Солнечное излучение попадает на концентраторы, сделанные в форме изогнутых листов из алюминия со специальным покрытием, хорошо отражающим свет. Оттуда он попадает на фотоприемники, на которые наклеены небольшие кремниевые солнечные элементы. Часть энергии идет на выработку электричества. Также внутрь фотоприемника поступает вода, нагрев которой происходит от солнечных элементов. Благодаря треугольной форме фотоприемника общая температура вытекающей жидкости выше, чем если бы элемент был прямоугольным, — зауженный конец детали нагревается быстрее и сильнее, чем его остальная часть.
По словам разработчиков, такая конструкция увеличивает концентрацию падающего излучения примерно в десять раз по сравнению с обычной солнечной батареей, а снижение общей стоимости устройства доходит до 30–40%.
Модули устанавливаются на специальной раме, положение которой контролирует автоматическая система слежения за Солнцем.
— На сегодняшний день только зарубежные промышленные солнечные электростанции и установки обеспечены устройствами слежения за Солнцем, — пояснил заведующий лабораторией солнечной энергетики ВИМ Владимир Майоров.
— Мы первыми создали солнечный теплофотоэлектрический модуль с концентратором и системой слежения за Солнцем для автономных потребителей, например для частного дома или небольшого фермерского хозяйства.
По сравнению с существующими промышленными солнечными модулями, произведенными за рубежом, годовая выработка электроэнергии новой установки в полтора раза больше. За счет концентрирования солнечного излучения на фотоприемниках и их особой формы, использования устройства слежения за Солнцем устройство производит на 50–70% больше тепловой энергии и на 30% — электрической.
— Крупные и мощные установки вроде этой требуют значительных затрат при установочных работах, — отметил инженер Центра энергоэффективности НИТУ «МИСиС» Данила Саранин. — На сегодняшний день и без того низкая доля концентраторных фотопреобразователей на рынке уменьшается, так как представлены более дешевые и легковесные аналоги, имеющие меньшие сроки окупаемости, — например, двусторонние панели на кремниевых гетероструктурах.
Однако представленный комплекс энергоустановки может быть с успехом использован в местах с полным отсутствием центральных электросетей, так как небольшие солнечные батареи не могут обеспечить электроэнергией частный дом или хозяйство.
На данный момент исследователи работают над повышением эффективности концентраторов для увеличения продуктивности работы солнечного модуля. Также в планах разработчиков переход на 3D-печать при изготовлении большей части созданной установки.
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ
Российские ученые создают красители для солнечных батарей
Ученые Южно-Уральского государственного университета занимаются разработкой новых красителей для солнечных батарей. Усовершенствованная структура красителей позволит получать на 10% больше энергии, чем это возможно в настоящее время.
По данной теме научным коллективом опубликована научная статья в журнале Solar Energy, индексируемом базами данных Scopus и Web of Science. Солнечные батареи, созданные с помощью новых красителей, смогут заменить существующее аналоги, так как их эффективность будет достигать 20%.
«Существующие солнечные батареи на основе органических красителей стоят значительно дешевле, но они не настолько эффективны, как солнечные батареи на основе неорганических веществ. Мы стремимся их усовершенствовать, поскольку они очень перспективны с точки зрения себестоимости и низкой экотоксичности. Другими словами, при эксплуатации они не причиняют вред окружающей среде. Те компоненты, которые мы разрабатываем, позволят значительно повысить эффективность конвертации солнечной энергии и ее превращения в электрическую. Получение высокоэффективных солнечных батарей возможно при создании новых структур органических красителей»
, — рассказывает главный научный сотрудник Лаборатории компьютерного моделирования лекарственных средств ЮУрГУ, доктор химических наук Мария Гришина.
Красители, прикрепленные к поверхности наночастиц оксида титана
Краситель солнечной батареи наносится на поверхность оксида титана, который покрывает фотоэлектрод.
«Если молекулы находятся на расстоянии в электролите, то процесс передачи электрона более затруднен, и срок службы таких батарей будет коротким. Мы же разработали структуры красителей, которые максимально эффективно будут прилипать к фотоэлектроду, и за счет этого близкого контакта будет обеспечена максимально эффективная передача электрона в электрическую цель. Мы спрогнозировали структуры молекул, которые будут обладать этими свойствами»,
— отмечает Мария Гришина.
Научным коллективом были использованы «строительные блоки» уже существующих красителей, которые варьировались и переставлялись местами с помощью особых расчетных методов.
Другими словами, были использованы положительные свойства каждого блока, и в результате сгенерирована структура, которая будет максимально эффективна.
Схематическое изображение процедур скрещивания, используемых в алгоритме, разработанном для моделирования новых перспективных молекул
Программное обеспечение, разработанное учеными, позволяет производить прогнозы свойств и эффективности батарей для каждой структуры. С его помощью оцениваются все детали взаимодействий между красителем и наночастицами, покрывающими фотоэлектрод. Исследование осуществляется в сотрудничестве с Институтом органической химии имени Н. Д. Зелинского РАН, полученные материалы переданы партнерам для синтеза новых красителей и изготовления на их основе новых батарей.
В настоящее время научный коллектив ЮУрГУ продолжает исследовать свойства наночастиц оксида титана. Помимо фотовольтаических свойств, обеспечивающих максимальную эффективность солнечных батарей, изучается адсорбция различных органических веществ на поверхности оксида титана.
Немецкий эксперт: Россия могла бы успешно развивать солнечную энергетику | Экономика в Германии и мире: новости и аналитика | DW
В Германии всерьез взялись за изучение российского потенциала солнечной энергетики и возможностей участия немецкого бизнеса в развитии этой отрасли в России. При содействии германского Федерального объединения солнечной энергетики BSW-Solar берлинская консалтинговая фирма eclareon провела широкомасштабное исследование российского рынка, о котором DW уже подробно рассказала. Его результаты, опубликованные на английском и русском языках, были представлены на прошедшей в Мюнхене 15-17 мая ярмарке The smarter E — крупнейшем в Европе смотре возобновляемой энергетики. О потенциале новой для РФ отрасли DW побеседовала с Давидом Ведеполем (David Wedepohl), заместителем исполнительного директора BSW-Solar, отвечающим за международные связи.
Deutsche Welle: Ваше отраслевое объединение представляло на ярмарке в Мюнхене среди прочего исследование по России. Какова была реакция?
Давид Ведеполь: Не буду утверждать, что интересующиеся выстраивались в очередь, ведь на The smarter E речь шла о рынках всего мира. Но определенный интерес у специалистов или, скажем, у поставщиков компонентов к такому абсолютно новому и пока незначительному рынку, как российский, несомненно, есть.
— Вы говорите, что российский рынок пока незначительный. Считаете, что в обозримом будущем это может измениться?
— Я уверен, что у России — большой потенциал для развития солнечной энергетики.
— Но зачем она ей? Многие в России говорят: у нас достаточно нефти, газа, угля.
Давид Ведеполь
— Нефти и газа много и в странах ОПЕК, тем не менее многие из них уже сделали ставку на возобновляемую и особенно солнечную энергетику. Наглядный пример тому — Объединенные Арабские Эмираты, которые направляют сейчас очень крупные инвестиции на строительство солнечных электростанций.
— Но ведь в тех краях постоянно светитсолнце! А Россия
— Ну и что? Это пока не так широко известно, но сегодня все арктические страны развивают солнечную энергетику за полярным кругом! Все без исключения: скандинавские государства Финляндия, Швеция, Норвегия и Дания (если иметь в виду принадлежащую ей Гренландию), Канада, США с Аляской. В том числе и Россия (крупнейшая солнечная электростанция на Крайнем Севере РФ действует с 2015 года в поселке Батагай в Якутии. — Ред.).
Сначала в такое верится с трудом, ведь за полярным кругом часть года царит ночь.
В результате в разных частях света именно фотовольтаика становится сегодня самой экономичной формой генерации электроэнергии. Особенно на изолированных, не подключенных к энергосетям территориях, где она конкурирует с самым дорогим способом производства электроэнергии — сжиганием в дизельных генераторах топлива, которое в сложных логистических условиях приходится доставлять издалека, нередко на грузовиках.
— Но вы же не будете отрицать, что потенциал для развития солнечной энергетики в южных странах выше, чем в северных?
— Если мы говорим о природных условиях, то солнца на юге, естественно, больше.
Зато у России имеется другое серьезное преимущество перед некоторыми странами, которые мы тоже изучали: высокий уровень образования населения и профессиональной подготовки специалистов. Это крайне важная предпосылка для развития фотовольтаики. Наличие инженерно-технических кадров, способных не только устанавливать и подключать солнечные батареи, но и планировать проекты, а также разбирающихся в статике, существенно повышает привлекательность российского рынка.
— А почему ваше объединение, в которое в основном входят средние и малые предприятия, уделяет так много внимания зарубежным рынкам, в том числе весьма далеким от Германии странам?
— В наше объединение, которое отмечает в этом году, кстати, свое 40-летие, входят несколько крупных компаний, но большинство из наших примерно 800 членов — это действительно средние предприятия. У них нет возможности проводить собственные исследования зарубежных рынков. В то же время две трети выручки наши фирмы делают именно за рубежом.
______________
Подписывайтесь на наши каналы о России, Германии и Европе в | Twitter | Facebook | Youtube | Telegram | WhatsApp
Смотрите также:
Технологии хранения энергии из возобновляемых источников
Электростанция из аккумуляторов
Как хранить в промышленных масштабах излишки электроэнергии, выработанной ветрогенераторами и солнечными панелями? Соединить как можно больше аккумуляторов! В Германии эту технологию с 2014 года отрабатывают в институте общества Фраунгофера в Магдебурге (фото). По соседству, в Шверине, тогда же заработала крупнейшая в Европе коммерческая аккумуляторная электростанция фирмы WEMAG мощностью 10 МВт.
Технологии хранения энергии из возобновляемых источников
Большие батареи на маленьком острове
Крупнейшие аккумуляторные электростанции действуют в США и странах Азии. А на карибском острове Синт-Эстатиус (Нидерландские Антилы) с помощью этой технологии резко снизили завоз топлива для дизельных электрогенераторов. Днем местных жителей, их около 4 тысяч, электричеством с 2016 года снабжает солнечная электростанция, а вечером и ночью — ее аккумуляторы, установленные фирмой из ФРГ.
Технологии хранения энергии из возобновляемых источников
Главное — хорошие насосы
Гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС) — старейшая и хорошо отработанная технология хранения электроэнергии. Когда она в избытке, электронасосы перекачивают воду из нижнего водоема в верхний. Когда она нужна, вода сбрасывается вниз и приводит в действие гидрогенератор. Однако далеко не везде можно найти подходящий водоем и нужный перепад высот.
В Хердеке в Рурской области условия подходящие.Технологии хранения энергии из возобновляемых источников
Место хранения — норвежские фьорды
Оптимальные природные условия для ГАЭС — в норвежских фьордах. Поэтому по такому кабелю с 2020 года подводная высоковольтная линия электропередачи NordLink длиной в 623 километра и мощностью в 1400 МВт будет перебрасывать излишки электроэнергии из ветропарков Северной Германии, где совершенно плоский рельеф, на скалистое побережье Норвегии. И там они будут храниться до востребования.
Технологии хранения энергии из возобновляемых источников
Электроэнергия превращается в газ
Избытки электроэнергии можно хранить в виде газа. Методом электролиза из обычной воды выделяется водород, который с помощью СО2 превращается в метан. Его закачивают в газохранилища или на месте используют для заправки автомобилей. Идея технологии Power-to-Gas родилась в 2008 году в ФРГ, сейчас здесь около 30 опытно-промышленных установок.
На снимке — пилотный проект в Рапперсвиле (Швейцария).Технологии хранения энергии из возобновляемых источников
Водород в сжиженном виде
Идея Power-to-Gas дала толчок разработкам в разных направлениях. Зачем, к примеру, превращать в метан полученный благодаря электролизу водород? Он и сам по себе отличное топливо! Но как транспортировать этот быстро воспламеняющийся газ? Ученые университета Эрлангена-Нюрнберга и фирма Hydrogenious Technologies разработали технологию его безопасной перевозки в цистернах с органической жидкостью.
Технологии хранения энергии из возобновляемых источников
В чем тут соль?
Соль тут в тех круглых резервуарах, которые установлены посреди солнечной электростанции на краю Сахары близ города Уарзазат в Марокко. Хранящаяся в них расплавленная соль выступает в роли аккумуляторной системы. Днем ее нагревают, а ночью используют накопленное тепло для производства водяного пара, подаваемого в турбину для производства электричества.
Технологии хранения энергии из возобновляемых источников
Каверна в роли подземной батарейки
На северо-западе Германии много каверн — пещер в соляных пластах. Одну из них энергетическая компания EWE и ученые университета Йены превратили в полигон для испытания технологии хранения электроэнергии в соляном растворе, обогащенном особыми полимерами, которые значительно повышают эффективность химических процессов. По сути дела, речь идет о попытке создать гигантскую подземную батарейку.
Технологии хранения энергии из возобновляемых источников
Крупнейший «кипятильник» Европы
Человечество давно уже использует тепло для производства электроэнергии. Возобновляемая энергетика поставила задачу, наоборот, превращать электричество, в том числе и избыточное, в тепло (Power-to-Heat). Строительство в Берлине крупнейшего «кипятильника» Европы мощностью 120 МВт для отопления 30 тысяч домашних хозяйств компания Vattenfall намерена завершить к концу 2019 года.
Технологии хранения энергии из возобновляемых источников
Накопители энергии на четырех колесах
Когда по дорогам мира будут бегать миллионы электромобилей с мощными аккумуляторными батареями, они превратятся в еще один крупный накопитель энергии из возобновляемых источников. Этому поспособствуют умные сети энергоснабжения (Smart grid): они будут стимулировать подзарядку по низким ценам в моменты избытка электричества. (На фото — заправка для электромобилей в Китае).
Автор: Андрей Гурков
В Хердеке в Рурской области условия подходящие.
На снимке — пилотный проект в Рапперсвиле (Швейцария).
Российские ученые нашли способ повысить эффективность солнечных батарей: Статьи экологии ➕1, 20.06.2019
Фото: flickr.com/JulesFoto
Ученые из Сибирского федерального университета (СФУ) совместно с сотрудниками Королевского технологического института в Стокгольме открыли новые свойства диселенида палладия — материала, использование которого может повысить эффективность солнечных батарей. Об этом сообщает ТАСС со ссылкой на пресс-службу СФУ.
Диселенид палладия — это бинарное неорганическое соединение палладия и селена в виде кристаллов. Ранее ученым удалось синтезировать его одно- и двухслойные варианты, но свойства этих образцов оставались неизвестными. Чтобы выявить электронные и оптические характеристики вещества, исследователи использовали суперкомпьютер «Академик Матросов» — на базе Института динамики систем и теории управления имени В. М. Матросова Сибирского отделения РАН. В дальнейшем ученые планируют изучать эффективность диселенида палладия при использовании в солнечных батареях.
По словам экспертов, этот материал, в отличие от элементов на основе кремния, более эффективно конвертирует солнечную энергию в электрическую за счет более широкого спектра ее поглощения. Диселенид палладия можно применять в том числе при конструировании космических кораблей и искусственных спутников Земли. «Эффективность материала в большинстве случаев оправдывает затраты в космической отрасли», — говорится в сообщении.
В статье отмечается, что в настоящее время на территории России работает 10 солнечных станций общей мощностью около 100 МВт, что составляет 0,04% от всей энергомощности страны. Солнечные установки помогут существенно снизить затраты на электричество — например, в Якутии, где электроэнергия от дизель-генераторов обходится очень дорого. «Наша цель — разработать более совершенные материалы для того, чтобы эффективность солнечных батарей повышалась», — отметил один из авторов исследования, младший научный сотрудник исследовательской части СФУ Артем Куклин.
Согласно отчету Программы по фотоэлектрическим энергосистемам Международного энергетического агентства, в 2018 году установленная мощность солнечной генерации в мире превысила 500 ГВт. Пятерка лидеров выглядит следующим образом: Китай (176,1 ГВт), США (62,2 ГВт), Япония (56 ГВт), Германия (45,4 ГВт) и Индия (32,9 ГВт). По прогнозу консалтинговой компании IHS Markit, в 2019 году в мире будут установлены солнечные электростанции суммарной мощностью 129 ГВт.
Евгения Чернышёва
В Ледяной России интерес к солнечной энергии растет
Солнечная энергетика в России может оказаться на пороге значительного расширения благодаря государственной программе поддержки возобновляемых источников энергии, сообщили The Moscow Times отраслевые эксперты.
Россия, четвертый в мире производитель парниковых газов, исторически полагалась на свои огромные запасы нефти и газа для поддержки своей экономики. Но Кремль начал обращать внимание на глобальную климатическую чрезвычайную ситуацию, и перед решающим климатическим саммитом COP26 на этой неделе в Глазго президент Владимир Путин пообещал, что Россия достигнет углеродной нейтральности к 2060 году.
Второй этап программы поддержки возобновляемых источников энергии стоимостью триллион рублей (14,2 млрд долларов США) начался в сентябре с распределения льгот для проектов, которые должны быть запущены в 2025–2035 годах, многие из которых относятся к солнечной отрасли.
«Мы давно слышим, что возобновляемые источники энергии — это не правильный путь для России, учитывая наши ископаемые топливные ресурсы и стоимость возобновляемой генерации, но теперь этот миф полностью развенчан», — сказал Алексей Жихарев, директор компании «Россия». Ассоциация развития возобновляемой энергетики (RREDA).
Солнечная энергия является возобновляемым источником энергии, наиболее подходящим для развития, по словам представителей RREDA, поскольку благодаря усовершенствованным технологиям стоимость ее генерации снизилась вдвое до уровня от 4300 до 6300 рублей (62-92 доллара) за мегаватт-час, в зависимости от географии и местной конкуренции.
Обычно низкие температуры в России и несколько солнечных дней не означают, что страна не может производить солнечную энергию в значительных масштабах, — сказал Антон Усачев, заместитель директора крупнейшей в России компании по производству солнечных панелей HEVEL.
«Это очень устаревший миф о том, что России не хватает солнечного света», — сказал Усачев.
«Люди спрашивают нас:« Почему вы строите солнечную станцию на Урале? Там нет солнца! »Наши данные говорят о другом».
Московская компания по возобновляемым источникам энергии Unigreen Energy, которая получила государственную гарантию, что ей будут доплачены за мощность, которую она добавляет в местные сети, заявила, что в России более чем достаточно инсоляции — солнечного излучения, падающего на объект, — для производства солнечной энергии.
«В большинстве регионов России высокий уровень инсоляции — более 1000 — уровень, необходимый для выработки энергии», — говорится в заявлении компании.
Эксперты Unigreen и HEVEL заявили, что многие населенные пункты России в Арктике могут выиграть от гибридных солнечно-дизельных электростанций, которые сократят расходы и решат проблемы с цепочкой поставок и дефицитом.
«Местные власти получили возможность реально сократить расходы на дизельное топливо. Но самое главное — люди получают электроэнергию 24 часа в сутки, 7 дней в неделю », — сказал Усачев, указывая на недавно завершенный проект HEVEL в замороженном дальневосточном регионе Чукотки.
Арктический холод на самом деле помогает сохранить солнечную энергию, добавил он, потому что солнечные панели теряют меньше уловленной энергии в холодную погоду. В ясный солнечный день солнечная панель в Арктике может генерировать больше электроэнергии, чем ее близнец в Марокко.
ГораБудучи третьим по величине источником выбросов углерода в истории человечества, России предстоит нелегкая битва в попытках перейти от ископаемого топлива к возобновляемым и другим источникам чистой энергии.
Мировая экономика получает примерно 10% энергии из ветряных и солнечных источников, в то время как в России доля солнечной энергии составляет всего 0.2%.
Правительство ежегодно предоставляет компаниям, работающим с ископаемым топливом, триллионы рублей в виде налоговых льгот, хотя они уже получают такую же прибыль, согласно Гринпис России.
Россия также является одним из крупнейших мировых экспортеров природного газа, угля и нефти.
«Нефть, газ и прилегающие к ним части экономики составляют около 60% всего российского экспорта, 40% доходов федерального бюджета и 15% ВВП России», — сказал Илья Степанов, экономист по климату в Высшей школе экономики в Москве.
«Уровень поддержки возобновляемых источников энергии непропорционально мал по сравнению с тем, какой объем поддержки получает энергия ископаемого топлива», — добавил он, подчеркнув, что климатическая политика в России становится более активной и что он ожидает увидеть изменения в энергетической конкуренции.
Хотя ископаемое топливо по-прежнему составляет подавляющую основу экономики, пандемия подчеркнула, насколько хрупкими могут быть глобальные цепочки поставок перед лицом неожиданных событий.
«Covid показал всему миру, как были повреждены цепочки поставок из-за их зависимости от азиатских поставщиков», — сказал Усачев.«Сейчас в таких странах, как Россия, Саудовская Аравия и Турция наблюдается рост локализованного производства солнечной энергии».
По мере того как Кремль вводит новые правила по выбросам углерода и загрязнению воздуха, некоторые регионы начинают думать о сокращении своей зависимости от ископаемого топлива.
Омская, Алтайская и Забайкальская области, Республика Саха и другие регионы Сибири и Дальнего Востока России запустили свои первые солнечные электростанции за последние годы, по словам Татьяны Ланшиной, директора аналитического центра Target Number Seven Association.
Однако она добавила, что пока нет признаков серьезных изменений в государственной энергетической политике.
«Российская углеродная нейтральность пока не включает сокращение ископаемого топлива и широкомасштабный переход на солнечную и ветровую энергию».
18 октября Ланшина и другие ученые представили новое исследование на немецком форуме развития Восточной Европы, в котором утверждается, что Россия может достичь нулевого уровня выбросов к 2050 году, если примет срочные и далеко идущие реформы.
Активисты Гринпис недавно подали петицию с просьбой к правительству принять русскую версию программы декарбонизации ЕС «Зеленая сделка».Пока правительство России не ответило на призывы.
Хотя Россия не представила официальную обновленную национальную климатическую стратегию в преддверии COP26, и сам Путин не будет присутствовать, Ланшина видит первые признаки изменения отношения.
«Лед сдвинулся», — сказала она.
Российская Федерация инверторов энергии и солнечных батарей
В России используется электрическая система 220 В переменного тока 50 Гц, и AIMS Power производит несколько инверторов, которые будут приводить в действие инструменты и приборы, работающие в рамках этих ограничений.
Инверторы мощности позволяют жителям России создавать мобильные, автономные и аварийные системы резервного питания, и будь то для офиса, дома или на рабочем месте, инвертор AIMS Power в качестве основы будет поддерживать ваше освещение и бытовая техника, работающая независимо от обстоятельств.
Несколько солнечных панелей, подключенных к солнечному контроллеру заряда, батарейному блоку и инверторному зарядному устройству мощностью 4000 Вт , могли бы помочь вам достичь энергетической независимости, что было бы бесценно для России.
Обеспечение автономного, мобильного и / или аварийного резервного питания в России является чрезвычайно ценным ресурсом.
Мы твердо уверены, что солнечная энергия является наиболее устойчивым и надежным источником энергии, поэтому мы продаем солнечные панели в моделях мощностью 30, 60, 120 и 230 Вт, которые позволят вашей системе вырабатывать чистую возобновляемую энергию на долгие годы. Так что делайте покупки ниже и начните сокращать свое воздействие на окружающую среду…
Ниже перечислены все инверторы и продукты AIMS Power, доступные в России:
Модифицированные синусоидальные преобразователи на 12 В
Загрузить брошюру
Зарядное устройство для инвертора с чистым синусом на 12 В
Загрузить брошюру
Модифицированные синусоидальные преобразователи на 24 В
Загрузить брошюру
Зарядное устройство для инвертора с чистым синусом, 24 В
Загрузить брошюру
Модифицированные синусоидальные преобразователи 48 В
Загрузить брошюру
Контроллеры заряда от солнечных батарей
Загрузить брошюру
Аккумуляторы глубокого разряда
Загрузить брошюру
Панели солнечных батарей
Загрузить брошюру
Кабели для инверторов, линейные предохранители, фотоэлектрические провода и аксессуары для MC-4
Загрузить брошюру
Red Sun — крупнейшая в России солнечная электростанция в Сибири
Сибирь — не самая горячая точка для развития городов.Но, по данным The Moscow Times, в республике Атлай сейчас расположена крупнейшая в России солнечная электростанция. С планами по увеличению национального использования возобновляемых источников энергии с 0,5 до 4,5 процентов к 2020 году новая электростанция Кош-Агачската мощностью пять мегаватт (МВт) является хорошим началом — но разве отсюда действительно все солнечные лучи и радуга?
Расположение, расположение
«В Чуйской степи всегда солнечно» — не слишком большое преувеличение: недвижимость новой солнечной электростанции получает до 250 солнечных дней в году.В степи тоже холода и — по сути, это самое холодное место в Атлае на высоте почти 2000 метров над уровнем моря. Строительство электростанции обошлось более чем в 135 миллионов долларов, и общая выработка солнечной энергии Atlai увеличилась до 45 МВт; По данным Минэнерго, если Россия будет наилучшим образом использовать возобновляемые ресурсы, она сможет вырабатывать в четыре раза больше энергии, чем необходимо для снабжения всей страны. Между тем группы сторонников возобновляемых источников энергии предупреждают, что Россия отстает от графика и в ближайшие шесть лет вырастет до 4,5% от общего потребления.Так в чем же ограбление?
Бесплатная энергия, дорогостоящее преобразование
Помимо риска солнечных ожогов и рака кожи, солнечная энергия не требует затрат. Между тем преобразование этой энергии в электричество, пригодное для использования, представляет собой проблему. В недавней статье Washington Post отмечается, что первое препятствие — это дорогостоящие солнечные панели, которые требуют специального обслуживания и периодической замены. Тем не менее, цена на панели упала на 75 процентов за последние пять лет, и к 2020 году солнечная энергия должна соответствовать стоимости производства ископаемого топлива.
Но это не единственный камень преткновения. Как только солнечные элементы улавливают излучение, оно должно быть преобразовано в пригодное для использования электричество переменного тока. На чисто фотоэлектрических электростанциях это достигается путем сначала преобразования энергии в мощность постоянного тока, а затем ее инвертирования в переменный ток. Эта проблема? В пасмурные дни производство энергии практически отсутствует. В то же время солнечно-тепловые альтернативы используют солнечную энергию для нагрева синтетического масла, известного как терминол, которое затем используется для нагрева воды, производства пара и привода турбины.Резервный котел на природном газе также используется для расширения системы по мере необходимости.
Здесь чистая энергия встречает проблему не очень чистой традиционной технологии производства. Системы на водной основе со временем накапливаются, ограничивая их производительность и увеличивая время закипания. В результате регулярная очистка важна для эффективности установки.
Stop Rushin ’Me
Несмотря на опасения групп по возобновляемым источникам энергии относительно скорости, завод Кош-Агачската — это шаг в правильном направлении.Скорее всего, никто не собирается строить отель на Чуйской в ближайшее время, а в стране есть огромное количество неиспользованных возобновляемых ресурсов — если повезет, у Русского медведя впереди солнечные дни.
Следующие шаги:
В России создают солнечные панели нового поколения
Кредит: CC0 Public Domain Совместными усилиями российских ученых из Южно-Уральского государственного университета и Института органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН разрабатываются материалы для солнечных батарей нового поколения на основе органических фотосенсибилизаторов.Будут получены более эффективные и простые в изготовлении экологически чистые устройства для производства энергии.Постоянные потребности человечества в альтернативных и возобновляемых источниках энергии заставили ученых всего мира сегодня создавать эффективные преобразователи солнечного света в электричество. Особое внимание специалистов уделяется достижению этой цели с помощью фотоэлектрических устройств. Таким образом, экологически чистые фотоэлектрические устройства основаны на использовании органических молекул в качестве основных компонентов, и их преимуществами являются высокая эффективность, простота изготовления элементов и относительно низкая стоимость.Органические фотосенсибилизаторы играют в таких устройствах ключевую роль, определяющую их эффективность.
«Поиск новых эффективных органических сенсибилизаторов остается важной и современной задачей, направленной на решение проблемы перехода на экологически чистую и ресурсосберегающую энергию. Среди широкого разнообразия органических соединений, таких как красители, способные сенсибилизировать фотоэлектрические устройства, как полимерные соединения и небольшие отдельные молекулы интенсивно изучались.В настоящее время не существует строгой системы для прогнозирования эффективности фотоэлектрического устройства в зависимости от структуры красителя.На него влияет целый комплекс различных факторов. Разработка нового семейства эффективных фотосенсибилизаторов приведет к тому, что устройства на их основе будут иметь высокие значения эффективности преобразования света, что делает их перспективными для практического использования », — говорит доктор химических наук, профессор Олег Ракитин.
Солнечные элементы из монокристаллического и поликристаллического кремния первого поколения в настоящее время доминируют на рынке солнечных элементов, на долю которых в 2010 г. приходилось 89% доли рынка.Тем не менее кремниевые технологии имеют ряд существенных недостатков, препятствующих их широкому использованию. Кремний высокой чистоты стоит дорого, а кремниевые фотоэлементы должны иметь большую толщину из-за плохого поглощения света. Органические красители намного дешевле своих кремниевых аналогов. Их изготовление потенциально проще, а разнообразие конструкций практически не ограничено. Кроме того, сенсибилизированные органическими красителями солнечные элементы (SCNS) имеют высокие коэффициенты оптического поглощения и относительно исключительную фотоэлектрическую эффективность, что делает эту технологию наиболее перспективной.
Одним из ключевых направлений исследований в этой области является улучшение структуры сенсибилизатора, который сегодня разрабатывается в двух категориях: металлокомплексы полипиридина и неметаллические органические красители. Первая группа фокусируется на комплексах рутения, которые демонстрируют хорошую эффективность (более 10%), высокое значение тока и широкий диапазон длин волн поглощения фотонов, однако недостатки этих красителей заключаются в их чрезмерных и ограниченных ресурсах рутения. В связи с этим необходимы исследования в области более дешевых неметаллических органических красителей, чтобы превзойти по свойствам рутениевые сенсибилизаторы.
Таким образом, основная цель проекта — разработать стратегию синтеза органических сенсибилизаторов — важнейших компонентов эффективных фотоэлектрических устройств. Результаты исследования откроют для себя применение не только в создании солнечных панелей. В результате на основе новых красителей будут разработаны органические светодиоды со спектральными характеристиками свечи. Такие безобидные светодиоды имеют низкую цветовую температуру; они не представляют опасности возгорания или возгорания. Создание таких органических светодиодов превзойдет мировой уровень.
Предоставлено Южно-Уральским государственным университетом
Ссылка : В России создают солнечные панели нового поколения (14 октября 2019 г.) получено 8 ноября 2021 г. из https://sciencex.com/wire-news/332489021/a-new-generation-of-solar-panels-is-created-in-russia.html
Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения.Контент предоставляется только в информационных целях.
Растущее присутствие на рынках ветровой и солнечной энергии в России
Одной из общих целей Fortum является создание гигаваттного портфеля солнечной и ветровой энергии, и в рамках этого мы увеличили наши возобновляемые мощности в России.
Мы сделали важный шаг в конце 2017 года, купив Бугульчанскую, Грачевскую и Плешановскую солнечные электростанции, когда мы получили 35 МВт солнечной мощности.В общей сложности три станции способны обеспечить потребности в электроэнергии около 7000 домохозяйств.
Министерство энергетики России недавно сообщило, что в 2017 году было введено в действие больше возобновляемых мощностей, чем за два предыдущих года вместе взятых, при этом на солнечные электростанции приходится большая часть из 140 МВт вновь введенных мощностей. Остальные 35 МВт были получены от новой ветряной электростанции Fortum в Ульяновске, которая была внесена в реестр мощностей России в январе 2018 года.
Наша Ульяновская ветряная электростанция, первая в стране ветряная электростанция на оптовом рынке, расположена примерно в 680 км к юго-востоку от Москвы, в районе, где проживает 620 000 жителей.
Объект добавляет 35 МВт мощности на российский рынок ветроэнергетики, и его ожидаемая годовая выработка составит 85 миллионов киловатт-часов (кВтч). Принимая во внимание, что 1 МВт ветровой энергии компенсирует около 2600 тонн выбросов углекислого газа ежегодно, это представляет собой существенный выигрыш в борьбе с изменением климата.
Уникальный опыт, полученный нами на Ульяновском проекте, неоценим по мере того, как мы продвигаемся вперед в реализации нашей стратегии на рынке. В июне 2017 года инвестиционный фонд Fortum с нанотехнологической компанией Роснано получил право построить 1000 МВт ветровой мощности на аукционе ДПМ и получит гарантированную цену ДПМ, соответствующую примерно 7000-9000 рублей за МВтч, сроком на 15 лет.В июне 2018 года фонд получил право построить еще 823 МВт. В июне 2018 года Fortum также выиграла право на строительство 110 МВт солнечной мощности. Эти победы позволят нам и дальше расширять производство возобновляемой энергии в стране.
Увеличение производства энергии с нейтральным выбросом углерода — один из наиболее важных способов борьбы с изменением климата. Благодаря нашему растущему присутствию на рынках ветровой и солнечной энергии в России мы можем способствовать переходу страны к энергосистеме с низким уровнем выбросов и способствовать переходу к более чистому миру.
солнечных панелей достигли своего предела. Эти кристаллы могут это изменить.
Когда в конце марта администрация Байдена объявила об инициативе на 128 миллионов долларов по сокращению затрат на солнечную энергию, значительная часть этих денег пошла на исследования материалов, названных в честь малоизвестного русского геолога и дворянина XIX века: Льва Перовски.
Среди перечисленных проектов: 40 миллионов долларов на исследования и разработки так называемых перовскитных материалов, которые ученые используют, чтобы раздвинуть границы того, насколько эффективными и адаптируемыми могут быть солнечные элементы.
И хотя перовскиты не являются чем-то новым — они были впервые обнаружены на Урале в России в 1839 году, и они довольно распространены — их недавнее применение в солнечной энергетике породило надежду на то, что люди будут использовать их, чтобы лучше использовать тысячи мегаватты энергии солнца, падающего на Землю каждый час.
«Я бы сказал, что перовскиты — одна из самых интересных возможностей для солнечных элементов в ближайшем будущем», — сказал Дэвид Митци, профессор машиностроения и материаловедения в Университете Дьюка, изучавший материалы с 1990-х годов.
Любая новая солнечная энергетическая технология должна конкурировать с кремниевыми солнечными элементами, которые используются уже более 50 лет, сказал Митци. Но перовскиты обладают потенциалом как для повышения эффективности кремниевых ячеек, так и, возможно, для прямой конкуренции с ними: «Я думаю, что определенно есть возможности».
Эффективность — это лишь одна из характеристик. Перовскитные элементы могут быть легко изготовлены из различных материалов, вырабатывающих электричество, и при гораздо более низких температурах — и, следовательно, потенциально более низких затратах — чем кремниевые элементы.Но прежде чем они смогут полностью заменить кремний, необходимо решить проблему стабильности и долговечности перовскитных ячеек.
Ученые открыли целый класс перовскитных материалов, которые имеют определенную структуру, включающую три различных химических вещества в кубической форме кристалла. Несколько лет назад они осознали, что некоторые перовскиты являются полупроводниками, например кремний, используемый в электронике. Но только в 2009 году исследователи обнаружили, что перовскиты также можно использовать для создания солнечных элементов, которые превращают солнечный свет в полезное электричество.
Первые перовскитные элементы имели очень низкий КПД, поэтому большая часть падающего на них солнечного света не использовалась. Но они быстро улучшились.
«Эффективность, с которой солнечные элементы, содержащие эти перовскитные материалы, преобразуют солнечный свет в электроны, выросла с невероятной скоростью, до такой степени, что теперь эффективность приближается к эффективности кремниевых солнечных элементов в лаборатории», — сказала Линн Лу. профессор химической инженерии в Принстонском университете и директор Центра Андлингера по энергии и окружающей среде.«Вот почему мы так рады этому классу материалов».
Перовскитные солнечные элементы также могут быть изготовлены относительно легко — в отличие от кремниевых элементов, которые необходимо очищать при очень высоких температурах и поэтому для их производства требуется много энергии. Перовскиты могут изготавливаться в виде тонких листов при низких температурах или в виде чернил, которые можно эффективно «печатать» на подложках из других материалов, таких как гибкие рулоны пластика.
Это может привести к их использованию на поверхностях, где кремниевые солнечные элементы не будут быть практичными, например, снаружи автомобилей или грузовиков; или они могут быть даже напечатаны на ткани для питания носимой электроники.Другой вариант — нанести тонкие пленки перовскита на оконные стекла, чтобы они пропускали большую часть света, а часть его использовали для выработки электроэнергии.
Но одно из самых многообещающих применений перовскитных ячеек — объединить их с кремниевыми элементами, чтобы они использовали больше солнечной энергии, чем только кремний. Лучшие кремниевые элементы приближаются к своей теоретической максимальной эффективности около 29 процентов. Но перовскитные элементы можно настроить для выработки электричества на длинах волн света, которые кремниевые элементы не используют, поэтому покрытие кремниевых солнечных элементов полупрозрачными пленками перовскитных элементов может преодолеть этот фундаментальный предел.
Физик Генри Снайт из Оксфордского университета, ведущий исследователь перовскитных солнечных элементов, видит в этом способ объединить промышленное господство кремния с технологическими преимуществами перовскитов. Он считает, что «тандемные» кремниевые и перовскитные элементы с эффективностью выше 40 процентов могут получить коммерческое распространение в течение 10 лет, и что вскоре за ними могут последовать многослойные элементы с эффективностью более 50 процентов.
Потенциал перовскитных солнечных панелей также привлек внимание правительства как здесь, так и за рубежом.Помимо создания новых коммерческих возможностей для американских компаний, перовскиты могут стать относительно недорогим способом для солнечной энергетики бросить вызов ископаемым видам топлива для производства электроэнергии. «Я думаю, что у многих из нас есть стремление к тому, чтобы технология действительно начала решать некоторые проблемы изменения климата, которые необходимо решить к 2050 году», — сказал физик Джо Берри, который возглавляет исследования солнечных перовскитов в Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии в Голден, Колорадо.
Перовскитовые солнечные элементы все еще сталкиваются с проблемами, и ключевой из них является проблема стабильности.Частично из-за того, что перовскитовые ячейки просты в изготовлении, они также быстро разрушаются от влажности и тепла. Некоторые экспериментальные перовскитные ячейки оставались стабильными в течение десятков тысяч часов, но им еще предстоит пройти долгий путь, чтобы соответствовать требованиям 25 или 30 лет использования кремниевых элементов, сказал Снайт.
Некоторые из наиболее многообещающих перовскитных материалов для солнечной энергетики также содержат свинец, который может выделяться в окружающую среду при разложении перовскитных элементов. Исследователи изучают альтернативы перовскитам на основе свинца, такие как перовскиты на основе олова, и аналогичные кристаллические структуры, содержащие другие, более безопасные вещества.
«Я думаю, впереди нас ждут некоторые проблемы», — сказал Лу. «Будет ли [перовскиты] играть значительную роль, зависит от того, сможем ли мы преодолеть эти проблемы».
Том Меткалф
Том Меткалф пишет о науке и космосе для NBC News.
Старый камень может привести к следующему поколению Солнечные элементы
После 170-летней задержки открытие странной металлической породы, обнаруженной на Урале в России в 1839 году, вызвало мировую технологическую гонку за более дешевый и эффективный солнечный элемент.Это может серьезно подорвать мировой рынок солнечной энергии, на котором в настоящее время доминирует Китай.
Особенности породы привели к пониманию того, что речь идет не о конкретном минерале, а о классе минералов, которые имеют общую кристаллическую структуру кубов и алмазоподобных форм. Структура была названа в честь Льва Перовского, российского специалиста по минералам, который первым ее изучил. Он умер в 1856 году. Позже исследователи обнаружили, что месторождения полезных ископаемых, содержащие структуры перовскита, были дешевыми и широко распространенными во всем мире.
Но ученые не знали, что с ними делать до 2009 года, когда японский исследователь обнаружил, что перовскит может поглощать солнечный свет и превращать его в электричество. Он был удивительно похож на готовые кремниевые элементы. Только перовскитные ячейки отбирали более сильные фотоны солнечного света и обещали быть намного дешевле в приготовлении, чем кремниевые ячейки, для производства которых требуется 14 этапов, включая приготовления, требующие использования высокой температуры, дорогостоящей автоматизации и чистых помещений.
Потенциально более дешевая стоимость материалов и производства привела к появлению первой волны коммерческих предприятий по производству перовскита, в том числе по крайней мере два, которые формируются в Соединенных Штатах.Они нацелены на продукты, которые могли бы бросить вызов доминированию Китая на мировом рынке солнечной энергии и помочь распространить производство по всему миру.
«Удивительно, как быстро это произошло», — сказал Мэтью Бирд, химик и старший научный сотрудник Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии в Боулдере, штат Колорадо, одного из по меньшей мере 20 исследовательских центров и университетов по всему миру, которые работают с перовскитом. .
Он сказал, что, хотя экспериментаторы все еще борются с проблемой стабильности перовскитных солнечных элементов, которая до сих пор давала им более короткий срок службы, чем кремниевые солнечные элементы, есть способы решить эту проблему.Бирд и другие исследователи NREL считают, что новые кристаллические материалы могут стать основой для более конкурентоспособной промышленности США и связанных с ней рабочих мест.
По данным NREL, в настоящее время солнечная промышленность в США, которая изобрела фотоэлектрическую (PV) электроэнергию на солнечных батареях, создает в США 73000 рабочих мест, а количество сотрудников в ней растет в 17 раз быстрее, чем экономика США.
Но Китай, после шестилетнего финансового спринта по предоставлению щедрых государственных субсидий своему рынку солнечной энергии и своей промышленности, остается далеко впереди.Его солнечные продукты на основе кремния стали достаточно дешевыми и надежными, чтобы контролировать 70 процентов мировой торговли солнечными модулями. Между тем, согласно новому исследованию Стэнфордского университета ( Climatewire , 22 марта), Соединенные Штаты производят около 1 процента.
В исследовании также отмечалось, что перовскитовый солнечный элемент «вызвал огромный интерес среди исследователей солнечной энергии за последние четыре года» и что его эффективность в производстве электричества из энергии солнечного света — на основе лабораторных экспериментов — выросла с 15% до более 22% всего за три года, достигнув уровня, который конкурентоспособен с модулями, произведенными в Китае.
Kodak перепрофилирован
В интервью E&E News Борода из NREL сказал, что одним из «критических факторов» надвигающейся рыночной встряски «является возможность быть дешевле кремния». Другой, как он отметил, заключался в том, что химики, как и он сам, видят множество потенциальных способов настроить перовскитные клетки на более высокий уровень эффективности.
Третий новый фактор, разрабатываемый исследователями из Стэнфордского университета и других организаций, — это использование перовскитных ячеек для работы в «тандеме» с коммерческими кремниевыми ячейками, спаривая их вместе, чтобы быстро повысить их эффективность.
Возможно, самое амбициозное предприятие в США по производству перовскита выросло из оборудования, первоначально разработанного Eastman Kodak, для нанесения на фотопленку тонких покрытий, из которых образовывались мили целлулоидной пленки, чувствительной к свету. Технология высокоскоростной печати «с рулона на рулон», которую компания Kodak первой использовала для доминирования на мировом рынке фотопленок, используется компанией для покрытия пластиковых пленок тонким слоем материалов на основе перовскита.
После того, как его компания в лабораторной лаборатории определила, что элементы на основе перовскита будут работать, Стефан ДеЛука, президент и генеральный директор Energy Materials Corp., разместила его в Рочестере, штат Нью-Йорк, в бизнес-парке Eastman, ранее называвшемся Kodak Park, где начинающие компании используют бывшие производственные мощности и здания Kodak для разработки новых продуктов.
Когда-то в Kodak работало 15 000 человек. Компания ДеЛуки имеет доступ к своим машинам для разработки производственного процесса для изготовления наиболее распространенного солнечного продукта — квадратных солнечных модулей, устанавливаемых на крышах домов, магазинов и промышленных крыш.
Как объяснил ДеЛука, оборудование ускорит процесс изготовления основного перовскитового материала для превращения солнечного света в электричество.Затем на него будет нанесено защитное покрытие из стекла и инкапсулировано для защиты от воды и других веществ.
«Я бы сказал, что если вы сделаете их правильно, они будут стабильными», — сказал он, отметив, что кремниевые солнечные модули также должны быть тщательно изготовлены и защищены. «Вы должны быть обеспокоены взаимодействием с другими материалами».
ДеЛука сказал, что, насколько ему известно, ни одна компания не начала коммерческий процесс использования перовскита для производства модулей в больших количествах.«Мы еще не достигли этого, но мы находимся в процессе расширения».
Но он полон надежд, потому что «оборудование, которое вам нужно, намного дешевле, чем то, что вам нужно для кремния. Это значительно снизит стоимость ватта ».
Компания ДеЛука разработала этот процесс совместно с Цзиньсонгом Хуангом, доцентом кафедры механики и обработки материалов в Университете Небраски. Хуанг возглавляет группу исследователей, которые разрабатывают недорогие технологии изготовления перовскитных модулей.
Хуанг, получивший гранты от Министерства энергетики и Национального научного фонда, объяснил, что его конечная цель — не конкурировать с кремниевыми модулями, а создать продукт, достаточно дешевый, чтобы конкурировать с ископаемыми видами топлива, такими как уголь и природные ресурсы. газ.
«Кремний слишком дорог, чтобы конкурировать с ископаемым топливом и углем», — сказал он недавно в интервью изданию Nebraska Today , опубликованному Университетом Небраски. «Прежде чем солнечные элементы получат широкое распространение, нам необходимо снизить стоимость вдвое, чтобы быть конкурентоспособными с другими источниками энергии.”
Хуанг, который переводит свои исследования в Университет Северной Каролины, подсчитал, что дальнейшие разработки могут поднять уровень эффективности пленок с перовскитным покрытием до 25 процентов «в течение трех-пяти лет».
Добавление перовскита в кремний
Прошлым летом на базе лабораторий Стэнфордского университета было создано второе коммерческое предприятие в США. Он называется Iris PV, и его управляющий директор Колин Бейли считает, что его компания может быстрее достичь более высокой солнечной эффективности, сочетая перовскитные солнечные элементы со стандартными кремниевыми элементами.Работая в тандеме, два устройства могут извлекать больше энергии из солнечного света. Одна австралийская лаборатория недавно объявила, что эффективность такого массива достигает 26,4%.
Прыгнув с 10 процентов до этого уровня эффективности за семь лет, по его словам, перовскит стал самой быстро совершенствующейся фотоэлектрической технологией в истории. «Это определенно очень близко к тому, на что способен лучший кремний», — сказал Бейли, который разрабатывает бизнес-модель, нацеленную на использование тандемных модулей в качестве пути к более дешевой солнечной энергии.
Изготавливая перовскитовые элементы в своей лаборатории, он надеется произвести линейку более мелких, нишевых продуктов, таких как тандемные солнечные элементы для питания спутников, и удовлетворить потребность военных США в более мелких и легких системах генерации энергии в полевых условиях.
Если это предприятие сработает, Iris PV стремится изменить индустрию солнечных модулей, покупая дешевые коммерческие кремниевые солнечные элементы, предназначенные для модулей, которые в настоящее время устанавливаются на крышах домов. Компания завершила бы модули, вставив второй слой перовскитового материала, тонкое покрытие, нанесенное на стеклянную панель, которое будет служить внешней капсулой для тандемного солнечного элемента.По мнению Бейли, два слоя, работающие вместе, будут конкурировать с наиболее эффективными кремниевыми элементами на коммерческом рынке за небольшую часть их стоимости.
Готовый продукт, упакованный вместе на небольшом, относительно простом модульном заводе, расположенном недалеко от места установки модулей, будет беспроигрышным предложением. Как объяснил Бейли, они помогут производителям солнечных модулей конкурировать с ископаемым топливом, предоставят установщикам панелей более дешевые продукты для продажи и помогут распространить растущую солнечную промышленность в США.С. и во всем мире.
«Это наше долгосрочное видение», — сказал Бейли.
Есть и другие игроки, которые разделяют схожие взгляды на глобальный бизнес по производству солнечной электроэнергии на основе перовскита. Одним из них является Oxford Photovoltaics Ltd., компания, возникшая из Оксфордского университета в Англии, которая недавно заключила соглашение с производителем солнечных панелей об открытии коммерческого предприятия по производству солнечных панелей, работающих на перовските, в Германии.
Предприятие получило финансовую поддержку от Statoil Energy Ventures, дочерней компании норвежской Statoil ASA, которая является одним из крупнейших производителей нефти и газа в мире.
Гарет Бернс, управляющий директор дочерней компании, сказал, что компания хочет дополнить свой нефтегазовый портфель «прибыльными возобновляемыми источниками энергии». В заявлении для прессы он описал это предприятие как «прекрасную возможность стать частью технологического развития, которое может повлиять на следующее поколение солнечных элементов».