Американский прорыв – апгрейд солнечных установок в ближайшем десятилетии.

Как сети электропередачи и оптовые рынки энергии США могут адаптироваться к гигаваттам накопителей энергии, которые появятся в сети в течение следующего десятилетия, и оказать влияние на всю индустрию мира? Только увеличив масштабы батарей с 1,5 ГВт до 100+ ГВт!

Согласно последним исследованиям ученых всего мира, для этого требуется разработка новых технических и экономических систем управления, среди которых – сетевые операторы нового поколения, а также высокоточные технологии производства солнечных установок.

Что ждать от Америки – солнечные панели?

Если на американской земле смогут закрепить производство установок промышленного масштаба, в ближайшем будущем российский рынок получит лучшего партнера. В перспективе подобное сотрудничество позволит кардинально уменьшить себестоимость панелей, а также комбинировать возобновляемые источники энергии и батареи нового поколения. Еще в 2019 году Роб Грамлих, Майкл Гоггин и временный гендиректор «Energy Storage Association» Джейсон Бервен из «Grid Strategies», отметили, что это достижение поможет искоренить все проблемы, которые заключаются в существующих рыночных правилах.

Преимущества развития солнечной энергетики – результаты исследования.

Новое исследование, проведенное Университетом штата Северная Каролина, показывает, что экологические и финансовые выгоды от производства возобновляемой энергии значительно различаются в зависимости от характера традиционной выработки электроэнергии, которую возобновляемая энергия компенсирует.

Особенности проведенного исследования.

Основная идея исследования заключается в том, что экологическая ценность возобновляемых источников энергии имеет разную рентабельность. Другими словами, один мегаватт-час (МВтч) возобновляемой энергии варьируется в зависимости от того, где эта энергия была произведена.

«Например, один МВтч солнечной энергии, производимой во Флориде, снижает выбросы углекислого газа примерно в два раза больше, чем один МВтч солнечной энергии, производимой в Калифорнии. В Калифорнии уже есть более чистая сеть по сравнению с другими регионами. Таким образом, компенсация часа обычной выработки электроэнергии в Калифорнии снижает выбросы CO2 меньше, чем компенсация часа обычной выработки электроэнергии во Флориде»…

Исследователи также обнаружили, что экономические выгоды часто пересекают региональные границы. Например, возобновляемая энергия, вырабатываемая в государстве A, может использоваться для компенсации выработки электроэнергии в государстве B, что означает, что государство B может получать финансовые выгоды от проектов использования возобновляемых источников энергии в государстве A.

Важно понимать, что в зависимости от затратности производства, пользователи смогут получать бюджетные продукты с неизменными техническими характеристиками. Для частных компаний и потенциальных покупателей это может означать только одно – солнечные батареи и установки могут оказаться еще более доступными в ближайшем будущем.

BIO-установки: природа и солнечные панели будущего.

Совсем недавно ученые провели любопытное лабораторное испытание, которое в перспективе может сделать производство солнечных установок еще более эффективным. Свое заявление исследователи городского колледжа Нью-Йорка подкрепили результатами разработки синтетической стратегии стабилизации материалов для скопления солнечной энергии на основе BIO-источников.
В работе были рассмотрены свойства растений, которые собирают свет и эффективно удерживают его в течение длительного времени. Подобную систему было предложено интегрировать в функционал молекулярных систем для преобразования солнечного света в электроэнергию.
Солнечные установки будущего – какими будут?
Хоть и ученые предполагают наличие некоторых сложностей, перспектива приятно радует глаз. В будущем, применив строение надмолекулярной сборки против факторов воздействия окружающей среды, солнечные панели смогут выдерживать экстремальные колебания температуры, не нарушая своих энергособирающих свойств.

Как старый спектроскоп учили новым трюкам.

Методы производства электромобилей и солнечных батарей улучшаются с каждым днём. Все больше ученых старается оказать своё влияние на производство установок, осуществляя многочисленные исследования в лабораторных условиях. Так, сотрудники университета Тохоку (Япония) провели усовершенствование метода диагностики полупроводников кристаллов, для выявления дефектов и примесей.

 

Как заявил материаловед, Тохоку Казунобу Кодзима, методика позволит тестировать материалы при минимальных температурах, а также обнаруживать даже минимальное кол-во дефектов и примесей.

 

Принцип работы системы: ODPL и нитриды галлия.

В ходе исследовании, опубликованном в научном журнале, Кодзима и его коллеги представили метод настройки прибора ODPL с помощью кристаллов нитрида галлия.

 

Интересно: нитриды галлия обладают интересными оптическими и электронными свойствами, которые были отмечены еще в 2000-х годах.

 

Эксперты нашли способ настроить прибор ODPL таким образом, что интегрированные кристаллы нитрида галлия смогли охлаждаться. В результате была выявлена внутренняя квантовая эффективность кристалла, которая снижалась при обнаружении дефектов и примесей.

Инновации: перовскиты и солнечные батареи нового типа.

Эффективность преобразования энергии перовскитных солнечных элементов (PSC) увеличилась с 3,8% до 25,5% всего за десять лет, превзойдя другие тонкопленочные солнечные электростанции, включая лидирующий на рынке поликристаллический кремний.

Совсем недавно исследователи, под руководством Майкла Гретцеля и Андерса Хафгельдта, из EPFL разработали метод осаждения, который преодолевает проблемы с формамидином, сохраняя при этом высокую конверсию перовскитных батарей. Теперь материалы обрабатываются парами тиоцианата-метиламмония (MASCN) или тиоцианата-ормамидиния FASCN. Эта инновационная настройка превращает фотоинактивные перовскитные пленки FAPbI3 в желаемые, светочувствительные.

Ученые использовали новые пленки FAPbI3 для изготовления перовскитных элементов. Ячейки показали эффективность преобразования энергии более 23%, а также долгосрочную эксплуатационную и термическую стабильность. Также они отличались низкими (330 мВ) потерями напряжения холостого хода и низким (0,75 В) напряжением включения электролюминесценции.

Игровая приставка с неиссякаемым источником энергии

Эксперты Северо-Западного и Делфтского университетов раздвинули границы вычислений, исключив из процесса создания игровых консолей привычные батареи. Первым таким устройством стал GameBoy. На этот раз, вместо основного источника энергии, являющегося дорогостоящим и опасным материалом, было принято использовать солнечные установки. Их функционал основан на получении электроэнергии от Солнца и прикосновений самого игрока.

Как утверждает Джозия Хестер, сегодня это устройство окажется первым подобным устройством без батарейки, получающее энергию от действий игрока и от встроенной солнечной батареи. Принцип работы предельно прост: когда человек нажимает кнопку, конструкция преобразовывает энергию в то, что позволяет поддерживать функционал игры. А солнечная панель выступает дополнительным источником энергии и размещена под самим экраном устройства в виде прозрачной подложки, преобразовывающей энергию.

Особенности: результаты тестирования устройства.
Чтобы обеспечить лучший функционал, исследователи интегрировали ряд новых систем, среди которых: аппаратное обеспечение и ПО, обуславливающее высокий коэффициент эффективности работы. Был также проработан и внедрен принципиально-новый метод контроля состояния системы в энергонезависимой памяти, позволяющий практически моментально восстановить систему при подключении энергопитания.

Квадрокоптеры для обследования солнечной электростанции

Использование дронов для инспекции солнечных электростанций

Группа компаний «Хевел» впервые задействовала дроны для инспекции многочисленных рядов солнечных модулей на Майминской солнечной электростанции, расположенной в нескольких километрах от Горно-Алтайска (Республика Алтай).

С помощью квадрокоптеров рабочие выявляют тепловые аномалии на поверхности модулей, указывающие на возможные неисправности или повреждения оборудования. При обнаружении неисправности дроном, персонал электростанции выезжает к участку для устранения проблемы: удаление мешающей травы, продуктов жизнедеятельности птиц, замена модулей с механическими повреждениями, инструментальная диагностика оборудования.

Тепловизионная аэрофотосъемка с дрона также помогает обнаружить очаги повреждений, вызванных ударом молнии, и сократить время на визуальный осмотр поврежденных зон. До применения дроно диагностику проводили работники электростанции, сейчас же персонал привлекается только в случае выявления проблем. Использование новой технологии позволяет в 15 раз сократить время на проверку элементов солнечной электростанции.

С помощью дрона также можно обследовать оборудование подстанционных узлов 110 кВ (открытые распределительные устройства), силовые трансформаторы, молниеотводы, вышки освещения, участки ВЛ в зоне эксплуатационной ответственности.

В ближайшее время «Хевел» планирует расширить практику применения дронов в России на другие объекты солнечной энергетики, а для автоматизированной обработки результатов использовать технологии искусственного интеллекта и машинного зрения.

По материалам: ‎in-power.ru.

3D технологии и будущее солнечных установок.

Тестирование солнечных установок нового поколения теперь будет осуществляться за несколько часов, а не дней. В этом окажет положительное воздействие современная технология, разработанная учеными австралийского университета Монаш. Она представляет собой принципиально-новую систему, снабженную компонентами с 3D-печатью, позволяющими анализировать одновременно 16 образцов.

Преимущества системы – коротко о главном.

«Перовскитные ячейки третьего поколения повысили производительность до более чем 25%, что практически идентично уровню эффективности для обычных основанных на кремнии элементов», – сказал руководитель проекта г-н Адам Сурмиак из Центра передовых технологий ARC в науке об экситонах (Exciton Science).

Солнечные панели на крыше, изготовленные с применением этой технологии, окупятся за месяцы, а не годы, как в случае с нынешними моделями. Но и это не все, ведь наряду с разработкой и настройкой новой испытательной установки, Сурмиак смог значительно ускорить фактический процесс изготовления солнечных элементов. Руководитель лаборатории Университета Монаш, в которой работает Сурмиак, профессор Удо Бах, главный исследователь из Exciton Science, назвал изобретение ведущим в мире.

Солнечные установки: как система спасет жизнь?

Несчастные случаи – то, что необходимо предусматривать и предотвращать. Именно так думают исследователи, рассматривающие эффективность и преимущества солнечных дымоходов, рекомендованных к наличию в экологичном дизайне. Как показали многозначительные результаты, пользователи не только смогут сэкономить до 50% электроэнергии, но и спасти свою и своих близких жизнь.

Об установке:

Впервые в мире исследователи разработали солнечный дымоход, оптимизированный для энергосбережения и пожарной безопасности, как часть устойчивой конструкции нового здания в Мельбурне, Австралии. Он представляет собой автоматическую солнечную систему отопления и охлаждения, которая использует естественную вентиляцию для регулирования t в здании.

Согласно последним ресерчам, специально спроектированная солнечная труба увеличивает количество времени, за которое люди должны покинуть здание во время пожара, с 2-х минут до 14. Ожидается, что подобная система будет введена в общее пользование и поможет спасти в будущем жизни людей.

Инструкция по уходу за солнечными панелями от ведущих мировых производителей

Со временем грязь и пыль, которая накапливается на стеклянной поверхности солнечных панелей, может быть причиной уменьшения их выходной мощности. Компании-производители рекомендует осуществлять периодическую очистку модулей для обеспечения максимальной мощности, особенно если солнечные батареи установлены в местах большого атмосферного загрязнения (вблизи автомобильных дорог, промышленных предприятий и т.п.).

Перед началом очисткой модулей необходимо проверить:

  • нет ли сервисных сообщений от системы мониторинга работы солнечной электростанции (при наличии таковой) о выходе из строя модулей или диагностирования системой утечки электрического тока;
  • состояние электротехнических соединений солнечных батарей на предмет повреждения кабелей, коннекторов, монтажных коробок;
  • надежность крепления рамы панелей к монтажной системе;
  • состояние внешней и внутренней поверхности солнечной панели — с целью исключения мест потенциальной утечки электрического тока (для обеспечения личной безопасности).

Общее описание:

1.1. Не прикасайтесь и не обрабатывайте стеклянную поверхность модулей голыми руками. Во время чистки используйте чистые перчатки, чтобы избежать отражения пальцев и других загрязняющих веществ на стекле.

1.2. Не допускается использование металлических инструментов, таких как ножи, металлические скребки, наждачной бумаги и других абразивных материалов.

1.3. Можно использовать различные мягкие ткани из нетканого материала, мягкие губки, щетки с нежестким ворсом и тому подобное.

Синюю твердую поверхность губки можно использовать только для чистки алюминиевой рамы модуля. Если вы используете ее для чистки стеклянной стороны, это может сделать стекло матовым и уменьшит выходную мощность модуля. Скребки со специальной резиновой рабочей поверхностью для очистки стекла могут быть использованы для очистки стеклянной поверхности солнечной панели.

1.4. Требования, предъявляемые ведущими производителями солнечных панелей к губкам (мочалкам) выглядят следующим образом: материал губки — нейлон, диаметр волокон —0.1-0.06 мм.

1.5. Для очистки можно использовать различные нейтральные по значению pH (значение 7) промышленные моющие средства для очистки стекла — спирт/этанол/метанол.

1.6. Во избежание образованию микротрещин в структуре солнечных «селей», в случае использования моек высокого давления, необходимо контролировать давление водяного потока. Запрещается мойка под высоким давлением воды таких элементов солнечной панели:

  • распределительных коробок;
  • кабельных лотков;
  • комбайнер-боксов.

Не рекомендуется использовать воду с высоким содержанием минералов, так как при высыхании минералы откладываются на поверхности стекла. Как правило, вода из сети централизованного водоснабжения соответствует вышеуказанным требованиям.

1.7. Не используйте для ускорения процесса очистки оборудование, использующее действие пара, а также химикаты, которые могут вызвать коррозию металла. Не пытайтесь очистить фотомодуль в случае выявления визуальных повреждения кабеля или трещин на стекле, это может создавать угрозу поражения электрическим током.

1.8. Во время чистки нужно соблюдать правила техники безопасности проведения высотных работ. Обязательно используйте страховку.

1.9. Во время очистки не наступайте на фотомодули, внешний алюминиевый корпус (раму), распределительные коробки.

1.10. Рекомендуется проводить уборку и техническое обслуживание солнечных электростанций профессиональным монтажным организациям, с целью минимизации возможности повреждения солнечных фотомодулей.

Рекомендации по выбору времени для очистки

Утро, вечер, ночь или дождливые дни — оптимальное время для проведения очистки солнечных батарей. Рекомендуется избегать проведения работ в период высокой солнечной активности.

Период очистки и планирование работ

Если это крупномасштабный проект с большим количеством модулей, необходимо первоначально составить план очистки и разделить проект на участки.

Работы по очистке в каждой отдельной области солнечной станции должны выполняться на основе электрической схемы проекта солнечной станции и предусматривать, чтобы каждый очистка охватывала все модули в пределах подключения одного стринга или в рамках работы одного инвертора.

Текущие процедуры очистки солнечных батарей

Шаг 1: Сдувание пыли с поверхности модуля. Если на поверхности солнечной батареи нет других загрязнений, очистку можно закончить уже на этом этапе. Если модули были установлены в пустыне с низким уровнем влажности и в условиях значительного пылевого загрязнения, то производители рекомендуют сдуть песок с поверхности модуля и все.

Шаг 2: Механическая очистка загрязнений, таких как птичий помет, листья и т. д. Такая грязь должна удаляться материалом из нетканого материала или щеткой мягким ворсом. Использование щеток высокой жесткости запрещено. Рекомендуется вовремя проводить стрижку травы, которая затеняет модуль.

Шаг 3: В случае если на поверхности модуля присутствуют загрязнения из вещества природного происхождения — остатки овощей, фруктов, растительных соков, масел, смол и т.п., то их необходимо удалить с использованием воды. Выполняют такую процедуру, опрыскивая чистой водой загрязненную часть поверхности и применяя щетку с мягким ворсом. Масляные вещества, если таковые имеются, могут быть удалены раствором воды и спирта. При необходимости, модуль может быть очищен специальным средством для очистки стекла, с использованием нетканого материала или специального скребка.

Очистка снега

Солнечные панели разработаны таким образом, чтобы выдерживать значительные снеговые нагрузки. Однако, для сохранения мощности фотомодулей, рекомендуется удалять снег, используя щетки с нежестким ворсом.