Готовы прослужить 30 лет – новые солнечные элементы для электростанций

Недавнее исследование, проведенное Мичиганским университетом, показало, что новая конструкция солнечного элемента, обеспечивающая прозрачность, может сочетать высокую эффективность с 30-летним расчетным сроком службы. Это не может не радовать производителей, ведь в ближайшем будущем подобные установки смогут открыть дорогу новым системам с большим эксплуатационным сроком.
Кремний всему голова или есть альтернатива
В большинстве своем на производстве солнечных панелей различные заводы используют кремний, который уже на протяжении многих лет остается королем эффективности солнечных панелей. Как и у любого другого решения, у него есть свои преимущества и недостатки, одни из которых – непрозрачность и сложность использования на фасаде зданий. Четко зная об этом, команда исследователей из Государственного университета Северной Каролины, Тяньцзиньского и Чжэцзянского университетов в Китае, намеревалась изменить положение. Для этого она провела эксперимент, в котором проверила свою новую защиту при различной интенсивности симулированного солнечного света, от типичного 1-го солнца до света 27-ми солнц и при температурах до 150 градусов по Фаренгейту.
Результаты исследования
Изучая, как производительность ухудшалась в новых условиях, специалисты экстраполировали, что солнечные элементы с разработанной ими защитой по-прежнему будут работать с эффективностью 80% через 30 лет. В недалеком будущем они планируют приблизиться к 60% прозрачности.

Ученые также работают над повышением эффективности с 10%, достигнутых в заявленных полупрозрачных модулях, к 15%, которые считаются возможными при высокой прозрачности. Это возлагает колоссальные надежды на всю энергосферу, ведь при положительных результатах тестирования установок все бизнес-центры и жилые здания можно будет превратить в энергостанции.

Солнечные панели и кибербезопасность

Кибербезопасность – одна из наиболее важных на сегодняшний день тем, которая за последние несколько месяцев была подвержена массовому обсуждению правительств и экспертов разных стран – в 2021 году под угрозу была поставлена работоспособность крупнейших корпораций «SolarWinds» и «Colonial Pipeline», снабжающих Америку солнечными панелями. В связи с этим разработчики решили обезопасить свою деятельность и ввести ряд нововведений.

 

«В возобновляемых источниках энергии гораздо больше новых технологий, чем во многих других секторах. Что ж, злоумышленники питаются технологиями и это нужно принять», – сказал Брамсон в интервью Renewable Energy World.

 

«Когда ситуация быстро растет, очень трудно управлять риском кибербезопасности». По словам Брамсона, в большинстве организаций ИТ-инфраструктура прижата, но им крайне не хватает средств защиты.

 

На сегодняшний день эксперт выделил 4 ключевых элемента плана кибербезопасности возобновляемых источников энергии: инвентаризация активов; управление уязвимостями; управление конфигурацией или изменениями; мониторинг.

 

«Иногда люди переходят к контрольному материалу, но все эти части подходят друг другу», – сказал Брамсон. «Если происходит атака, и у меня есть большой инвентарь, и я знаю, что они собираются атаковывать дальше, я реагирую намного быстрее…».

Решения для IT на базе солнечных установок

Согласно последним данным, разработки в IT-сфере для возобновляемых источников энергии могут быть разработаны на базе солнечных панелей и систем, которые будут обеспечивать энергоснабжение каждой установки – ПК и пользователя, контролирующего безопасность работы. Это не только позволит существенно сократить расходы, но и ввести в работу новые панели с большим коэффициентом полезного действия.

Автономные системы освещения в городе Свободный

Компания «Sun Shines» осуществила производство и поставку систем автономного освещения SL 120 640/400 в город Свободный.

Каждый фонарь оборудован светодиодным светильником мощностью 120 Вт, двумя солнечными батареями по 320 Вт и двумя аккумуляторами по 200 А*ч.

На данный момент система освещения не имеет аналогов в России по мощности светодиодного светильника питаемого автономно от солнечных панелей.

Установленные фонари будут освещать подъездные дороги к Амурскому ГПЗ.

Состав системы:

  • Солнечные батареи 340 Вт  — 2 шт.
  • Ящик для аккумулятора IP 65 SUN SHINES — 1 шт.
  • Контроллер MPPT 40 А — 1 шт.
  • Кронштейн светильника
  • Светильник 120 Вт  24В консольный
  • Аккумулятор GEL 12-200— 2 шт.

Задача:
Организовать освещение подъездных дорог к Амурскому ГПЗ с помощью автономных уличных фонарей.

Условия работы:
10 часов в сутки круглый год

Отзыв клиента о качестве и работе систем освещения SL-40 300/400 производства «Sun Shines»®

В 2020 году компанией «Sun Shines»® была успешно реализована поставка 32 систем освещения SL-40 300/200, которые на данный момент работают стабильно и без перебоев по всему Крымскому полуострову!

Каждый фонарь оборудован светодиодным светильником мощностью 40 Вт, солнечной батареей 300 Вт и двумя аккумуляторами по 200 А*ч.

Состав систем освещения на солнечных батареях:

  • Комплект крепления солнечных батарей — 1 шт.
  • Солнечная панель 300 Вт  — 1 шт.
  • Корпус для оборудования электростанции SUN SHINES® — 1 шт.
  • Контроллер MPPT солнечных батарей — 1 шт.
  • Кронштейн светильника
  • Светильник низковольный 40 Вт 12В консольный
  • Аккумулятор 12 вольт 200 а*ч — 2 шт.

Утилизация солнечных панелей нового поколения и развитие зеленой планеты

Совсем недавно учеными была анонсирована новая стратегия утилизации следующего поколения фотоэлектрических солнечных элементов, сделанных из металлогалогенных перовскитов. Согласно исследованию, проведенному под руководством Корнеллского университета, она окажет весомый вклад в развитие экологически-чистой промышленности.

Основные особенности работы и перспективы решения

В процессе проектирования солнечных установок ученые обращают внимание на производительность, а также стремятся узнать все об эффективности и стабильности преобразования энергии, зачастую пренебрегая процессом проектирования для вторичной переработки. Так было раньше, до момента обнаружения, что фотоэлектрические пластины в солнечных панелях, содержащие полностью перовскитные структуры, превосходят фотоэлектрические элементы, сделанные из современного кристаллического кремния.

Интересно! В производственных масштабах перовскитные фотоэлектрические пластины обеспечивают более быструю окупаемость первоначальных инвестиций в энергию, чем кремниевые солнечные панели, поскольку полностью перовскитные солнечные элементы потребляют меньше энергии в производственном процессе. Из этого можно сделать вывод, что в ближайшее время стоимость панелей станет существенно ниже.

Их переработка повышает устойчивость систем, поскольку переработанные перовскитные солнечные элементы могут снизить потребление первичной энергии на 72,6% и сократить углеродный след на 71,2%. Таким образом, снижение энергии, необходимой для производства ячеек, указывает на значительное сокращение окупаемости энергии и выбросов парниковых газов.

Российские солнечные установки: нововведения и зеленый тариф

Российские солнечные установки: нововведения и зеленый тариф

Россия вступила на путь интеграции небольших установок в общую электросеть, из-за чего владельцы солнечных батарей смогут стать частью энергорынка и даже продавать излишки энергосбытовым компаниям. Мы решили разобраться в этом, и подготовили для вас интересный материал на эту тему!

Солнечные системы – панели и целые установки – стали обыденностью в Европе и Америке, откуда и пошел тренд на «зеленую энергию». И если раньше для России это решение казалось неинтересным и крайне спорным, сегодня все по-другому. В середине весны был введен новый механизм, благодаря которому каждый владелец солнечных модулей может продавать излишки произведенной электроэнергии в общую сеть. Согласно имеющимся данным, доход с продаж полностью освобожден от налогообложения – небольшой, но приятный бонус.

Сама суть нововведения заключается в возможности взаимовычета объемов энергопотребления и подачи зеленой электроэнергии в электросеть. Как правило, чем больше генератор сможет произвести и выдать кВт*ч, тем меньше придется платить за услуги компаний. Осуществить это — предельно просто, ведь сегодня имеется колоссальный спрос даже на небольшие установки.

О нюансах — в деталях

Согласно опубликованному постановлению правительства Российской Федерации №299, физлица и юрлица при желании могут интегрировать генератор на любом типе топлива, в том числе на дизельном или газовом. При всем при этом солнечные электростанции являются одними из наиболее простых в эксплуатации. Мощность среднестатистической электростанции хоть и не ограничена, но в соответствии законом выдавать она должна не более 15кВт в час.

Минэнерго пояснили эту ситуацию, добавив, что учет объема потребления сети будет осуществляться каждый час, а в конце месяца будет подвергаться перерасчёту.

Кому следует бояться микрогенерации?
Наибольшие риски, как показывают предварительные подсчеты, будут нести именно сетевые компании. На их плечи будет возложена ответственность за качество подаваемой электроэнергии. Вот почему для снижения рисков им потребуется проработать и внедрить определенные технические требования к оборудованию владельцев солнечных электростанций, желающих присоединиться к рынку. Интеграция базовых стандартов позволит сетевикам решить проблемы в техно-режимах, а также обеспечить комфортную работу со всеми потребителями.

Другой трудностью, с которой компаниям придется столкнуться, станет то, что итоговые счета за электроэнергию едва смогут покрыть финансовые затраты.

Борьба добра и зла – что ждать в будущем?
По мнению экспертов, большой объем солнечных панелей может стать реальной проблемой для отдельных энергосистем. Специалисты допускают сценарии, при котором доля ВИЭ (+16-21%) кардинально изменит ситуацию в регионах взаимосвязанной энергосистемы южного округа. В связи с этим могут появиться сложности работы с резервами и управлением переизбытка между зонами. В Европе подобная проблема обычно устраняется путем развития комплексных установок энергонакопления. Но это проблемы, касающиеся энергосбытовых компаний, а обычным частникам волноваться не о чем — теперь каждый желающий может установить солнечные батареи и начать генерировать электричество в сеть!

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.