Как солнечные установки позволят охлаждать крыши зданий в будущем: коротко о главном.

Совсем недавно учёные университета Буффало сделали неожиданное заявление – они изобрели специальную систему, которая позволяет контролировать температуру крыш многоэтажных зданий. Установка имеет 2 предназначения – помогает блокировать входящий солнечный свет, а также излучать тепловое излучение в космическое пространство.

О принципе работы устройств.

Сама система включает дешевый полимерный материал или алюминиевую плёнку, которая монтируется на дне специального каркаса, именуемого «ящиком». Именно эта конструкция позволяет сохранить прохладу вблизи коробки и перенаправить полученную энергию через атмосферу Земли в космическое пространство.

Новые горизонты системы: её главные особенности.

«Одним из нововведений нашей системы является способность целенаправленно направлять тепловые выбросы в небо», – сказал ведущий эксперт Цяоцян Ган, доктор философии и доцент UB по электротехнике. О том, когда будет введена установка в эксплуатацию – пока неизвестно. Исследователи планируют запустить её работу в тестовом режиме до конца 2020 года.

«Hanwha Q CELLS GmbH» запустила 15 тыс. солнечных установок в западной Франции.

В мире непрерывного развития технологий добыча солнечной энергии и её переработка в электричество положили начало работы 15 тысяч солнечных установок в коммуне Бод, регион Бретань. 8 июля 2019 года была официально открыта и подключена к сети питания внушительная система мощностью 4,5 МВт, состоящая из 15 тысяч солнечных модулей. Самое примечательное, автономные установки являются крупнейшей системой, которую когда-либо разрабатывала компания «Quadran».

В свою очередь, предприятие «Q CELLS» сделало заключение, что оно является идеальным партнёром, т.к. ранее смогло получить сертификацию углеродного следа (CFP) в 300 кг-экв /CO²/кВтc для своего ассортимента модулей «Q.PEAK».

Интересно знать! Сертификаты CFP на солнечные модули являются требованием французского правительства, позволяющим гарантировать рост использования возобновляемых источников энергии без вреда для окружающей среды. Чтобы быть допущенным к участию во французских тендерах на возобновляемую энергию, разработчики должны использовать только те солнечные компоненты, которые имеют сертификацию CFP.

Создав концепцию обеспечения электроэнергией Бретани, компания пришла к выводу, что 7-ми гектарная солнечная станция сможет обеспечить электроэнергией более 4.4 тыс. местных жителей, а также снизить ежегодный выброс 1750 тонн СО2 в окружающую среду.

Новые солнечные электростанции в 1.6 МВт уже скоро появятся в районе парка Дискавери.

Совсем недавно американская компания «Duke Energy» анонсировала строительство солнечной электростанции в районе парка Дискавери и университета Пердью. Конструкция будет иметь одну из самых многообещающих мощностей, ведь заявленные компанией 1,6 МВт смогут обеспечить внушительное количество построек необходимой электроэнергией.

Предприятие «Duke Energy» планирует арендовать около 10 акров к югу от здания аэрокосмического центра Технологии Purdue, у Фонда исследований Purdue. Duke Energy построит, и будет эксплуатировать новую солнечную наземную электростанцию, которая будет иметь название «Солнечная электростанция округа Типпекано».

Она будет вырабатывать достаточно электроэнергии ежегодно, чтобы обеспечить около 240 домов чистой энергией. Завод будет иметь около 7000 солнечных панелей и, как ожидается, полноценно функционировать более 30 лет. Новая солнечная электростанция будет построена этим летом, и начнёт полноценно функционировать к концу 2019 года.

Кроме того, «Duke Energy» занимается инвестированием в технологии хранения аккумуляторов в Индиане, в городе Набб и в лагере Аттербери (что представляет собой дополнительные установки по 2 МВт солнечной энергии). Компания также финансирует исследования в размере 1,5 млн. Долл. США в Центре инноваций в области батарей в Центре военных действий надводных кораблей Крэйн, чтобы изучить, как аккумуляторная батарея может максимизировать возобновляемые источники энергии.

На сегодняшний день «Duke Energy» Indiana обеспечивает около 6 600 МВт собственной электрической мощности для 840 000 потребителей в зоне обслуживания площадью 23 000 квадратных миль.

Кондиционирование воздуха – одна из главнейших опасностей в мире.

Почти каждый американец имеет в своём доме кондиционер, позволяющий создавать благоприятный микроклимат в помещении. В Германии, в отличие от США, этого спроса не наблюдалось. Всё длилось до июня, пока в Берлине температура воздуха не повысилась до 37С.

Согласно информации, предоставленной агентством International Energy, из-за увеличения роста населения, доходов, а также падения цен на оборудование, число установленных в мире кондиционеров в ближайшем будущем вырастет на 1,6 млрд.

— И всё бы хорошо, но есть одна вопиющая проблема: как дополнительный спрос на потребление электричества повлияет на климат?

Как показывает статистика за последние 7 лет, ситуацию можно назвать чрезвычайной. Увеличение спроса на системы кондиционирования порождает избыточное выделение углекислого газа, показатель которого возрос на 2%. Эта цифра говорит о многом, т.к. при дальнейшем повышении потребности на электрические установки будет оказано следующее влияние:

1. избыточное выделение углекислого газа, а также чрезмерное использование систем, увеличит температуру на 0,4С к концу столетия, а при условии постоянной вырубки лесов, экология во всём мире значительно ухудшится.

2. несмотря на рекомендации экспертов, подавляющее большинство фирм использует статичное электричество, добываемое на станциях, выбрасывающих отходы в воздушные массы.

— Какую альтернативу предлагают учёные?

Чтобы хоть как-то уменьшить воздействие на окружающую среду, специалисты рекомендуют применять солнечные установки, способные обеспечить полноценное функционирование систем без вреда для окружающей среды.

Энергетические компании Новой Англии начинают использование бытовых аккумуляторов для снижения загруженности сети.

Компания National Grid Plc начинает платить своим потребителям за использование электричества в системах накопления энергии. На сегодняшний день утилита имеет около 40 клиентов, участвующих в программе в Массачусетсе и Род-Айленде. К началу следующего месяца National Grid рассчитывает увеличить количество участников до 280.

О программе.

Программа может помочь коммунальному предприятию снизить затраты, предоставив ему доступ к накопленной мощности от клиентов Sunrun Inc и других поставщиков в периоды повышенного спроса. По словам представителя автопроизводителя, одна батарея Tesla Powerwall в Род-Айленде может приносить до 1000$ /год.

«Используя эту технологию в пиковые периоды, мы уменьшаем наши электрические нагрузки, когда электроэнергия наиболее дорогая», — сказал Джон Исберг, вице-президент National Grid.

Коммунальные предприятия на Северо-востоке были одними из первых, кто включил солнечные батареи и системы хранения аккумуляторов в электрические сети. Сетевой оператор Новой Англии в феврале одобрил добавление 145 МВт солнечной мощности, в том числе от Sunrun в паре с батареями. А в Вермонте коммунальная компания Green Mountain Power представила в этом году программу, позволяющую 250 клиентам получать две батареи Tesla Powerwall за 30 долларов в месяц.

О последствиях использования:

Компания планирует расширить продажи солнечных батарей для снижения нагрузки на электросети, т.к. именно эта перегрузка становится причиной возникновения пожаров и т.п. бедствий.

Япония и новые разработки для контроля подачи электричества.

Современный рынок электроустановок считается одной из самых интересных отраслей для нововведений. Так, учитывая тенденцию возобновляемой энергии к колебаниям, большинство компаний рассматривает энергосистему как крупномасштабную установку с высоким коэффициентом неопределённости. Именно поэтому Коичи Кобаяши (доцент Университета Хоккайдо), Шун-ичи Азума (профессор Университета Нагоя), Нобуюки Ямагучи (доцент Токийского университета науки) и многие другие решили создать технологии анализа спроса и управления. Как утверждает коллектив, это открытие позволит создать оптимальную систему для контроля функционирования солнечных установок и других моделей, представляющих группу возобновляемой энергии.

О реакции спроса:

Сам термин реакция спроса определяется в ситуации, когда баланс спроса и предложения является жестким. В это время люди сохраняют потребление энергии и изменяют структуру потребления в соответствии с ценовой политикой.

Внедрение «агрегата», который контролирует энергопотребление потребителей, получило действительно много внимания. На сегодняшний день им торгуют между электроэнергетическими компаниями и потребителями (вместо прямой торговли между потребителями и электрическими компаниями). Агрегаты управляют сотнями потребителей и контролируют их энергопотребление в ответ на запросы электрических компаний.

Как зубная паста: фторид радикально улучшает стабильность солнечных элементов на основе перовскита.

Солнечные элементы, изготовленные из перовскита, имеют большие перспективы для будущего получения возобновляемой энергии. Материал дешев, прост в производстве и почти так же эффективен, как кремний, традиционно используемый в солнечных элементах. Однако перовскит быстро разлагается, серьезно ограничивая его эффективность и стабильность с течением времени.

Исследователи из Эйндховенского технологического университета, института энергетических исследований DIFFER, Пекинского университета и Университета Твенте обнаружили, что добавление небольшого количества фтора к перовскиту оставляет защитный слой, значительно повышая стабильность материалов и солнечных элементов. Солнечные элементы сохраняют 90% своей эффективности после 1000 часов работы в различных экстремальных условиях испытаний. Полученные результаты опубликованы 13.05.2019. в ведущем научном журнале Nature Energy.

О системе и её будущем:

Поскольку солнечные элементы на основе перовскита очень дешевы в изготовлении, они были в центре многих недавних солнечных исследований. Как следствие, их эффективность возросла с менее чем 4% в 2009 году до более чем 24% в настоящее время, что близко к традиционным кремниевым элементам. Так называемые тандемные ячейки, которые объединяют кремниевые и перовскитовые ячейки, достигают эффективности более 28%. Несмотря на этот успех, перовскит имеет ряд дефектов из-за природы материала и способа его изготовления. Со временем ячейки в атомной структуре галогенида металла вызывают деградацию перовскита под воздействием влаги, света и тепла.

Водород и солнечные электростанции: новый прорыв в производстве.

Водород – уникальное химическое вещество, которое находит применение не только в процессе жизнедеятельности человека, но и на производстве. Современные производители используют его в качестве топлива для автомобилей и других транспортных средств, перемещающихся за счёт чистой энергии, образуемой при расщеплении водорода.

О нововведении: первые трудности.

В конце апреля 2019 года учёные Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne сделали новое открытие, заключающееся в выборе эффективного пути получения водорода посредством применения солнечной энергии для расщепления молекул воды.

Первой проблемой, как утверждают сами учёные, с которой они столкнулись, стало дорогостоящее производство и сложность в выпуске установок в большом количестве (эффективное производство солнечного водорода требует редких и дорогих материалов как для солнечных элементов, так и для катализаторов).

Солнечная установка для производителей авто: выход из положения.

Ученые из Лаборатории науки и техники возобновляемой энергии EPFL (LRESE) пришли к идее концентрировать солнечное излучение для производства большего количества водорода в данной области с меньшими затратами. Они разработали усовершенствованную фотоэлектрохимическую систему, которая в сочетании с концентрированным солнечным излучением и умным управлением температурой, может превращать солнечную энергию в водород с коэффициентом конверсии в 17%, а также беспрецедентной мощностью и плотностью тока. Как утверждают сотрудники, подобные станции смогут проработать от 4-х до 20-ти лет.

Солнечные батареи и вода: как установки могут перевернуть мир?

Более миллиарда людей на планете Земля не имеют доступа к безопасной пресной воде, а метод опреснения солёной воды считается слишком дорогостоящим. Чтобы разрешить эту проблему и создать оптимальные условия для дальнейшего существования человечества, исследователи из Школы инженерии им. А. Джеймса Кларка в Мэрилендском университете нашли отличное решение. Им послужила новая технология получения питьевой воды в
небольших масштабах – недорогой солнечный испаритель, произведённый из дерева.

Конструкция солнечной установки представляет собой слаженную систему, состоящего из испарителя с высоким коэффициентом эффективности и минимальными потребностями в обслуживании. Согласно утверждениям сотрудников института энергетических инноваций штата Мэриленд, в конструкции используется технология, известная как «межфазное испарение».

Она имеет большой потенциал в ответ на глобальный дефицит воды (из-за высокой эффективности использования солнечного излучения в парах и низкого воздействия на окружающую среду, а также низкой себестоимости). Эти особенности делают её пригодной для выработки и очистки воды вне сети, особенно в странах с низким уровнем дохода. Межфазные испарители изготовлены из тонких материалов, плавающих на соленой воде.

Поглощая солнечное тепло, испарители непрерывно поднимают соленую воду снизу и преобразуют ее в пар, оставляя после себя соль. Однако, со временем соль может накапливаться на поверхности устройства, уменьшая его производительность. С этим явлением можно бороться – достаточно проводить периодическую чистку солнечных установок.

«Mitsubishi Hitachi» запускает поставщика услуг возобновляемой энергии.

«Mitsubishi Hitachi Power Systems» (MHPS) запустила компанию, занимающуюся обеспечением безопасной добычи возобновляемых источников энергии в Питтсбурге. «Oriden» — именно такое название несёт «детище» японского производителя авто. Оно образовалось от двух слов: английского «происхождение» и японского «электричество» (denki), что означает «происхождение нового типа электричества».

Oriden может выполнять несколько задач в области возобновляемой энергии, предоставляя индивидуальные решения, основанные на потребностях конечного пользователя (включая разработку и выдачу разрешений, строительство, финансирование/владение и управление активами).

Первоначально команда сосредоточится на распределенных возобновляемых решениях с упором на солнечные фотоэлектрические системы и системы хранения энергии.

«Исторически сложилось так, что MHPS фокусировалась на предоставлении ведущих в отрасли технологий централизованного производства электроэнергии в качестве производителя оригинального оборудования, а также на партнерстве с коммунальными службами, разработчиками проектов и IPP в централизованном сегменте питания. Наш запуск Oriden позволяет нам также предоставлять возобновляемые решения в коммерческом и промышленном сегменте распределенной энергетики», — сказал Пол Браунинг, президент и генеральный директор MHPS Americas.