Вокруг электричества Март 2018

Японии запустили крупнейшую плавучую солнечную станцию на водохранилище

 

Одна из самых больших электростанций, использующих энергию солнца, заработала в Японии. Уникальность объекта в том, что это самая крупная плавучая электростанция.

 


Гелиопанели разместили на площади в 18 гектаров на водохранилище в префектуре Тиба, близ Токио. Станция состоит их пятидесяти тысяч панелей. Компания оператор станции будет продавать выработанную электрическую энергию местной энергетической компании «Токио Дэнрёку».

 

 

В год этот объект генерации будет вырабатывать более шестнадцати миллионов кВт/ч. Этого количества электроэнергии хватит, чтобы запитать в течение года пять тысяч домохозяйств. В тестовом режиме станция работает с начала марта.


 

Панели разложены прямо на понтонах на воде, это позволяет не использовать пространство суши, освобождая место для других целей, в том числе для организации рекреационных зон.

Ученые увеличили эффективность солнечных батарей с помощью калия

 

Эффективность солнечных панелей можно увеличить при помощи калия. Команда ученых из Кембриджского университета применила растворенный йодистый калий и выяснила, что он «вылечивает» недостатки и препятствует движению ионов, которые в батареях на перовските снижали КПД.

 


Гелио-батареи на перовските с калием могут использоваться отдельно или в конструкции цветных светодиодов. Фотопанели из галидных перовскитов были изобретены несколько лет назад и уже составляют конкуренцию тонкопленочным фотоэлементам и показывают высокую эффективность данной технологии. Перовскит — дешевый и доступный материал, который легко производится при невысоких температурах. Однако, до настоящего времени использовать весь потенциал материала не позволяли недостатки в структуре кристаллов вещества, они задерживали электроны до использования энергии. Есть и другая проблема: ионы, перемещаясь, способны сменить спектр поглощаемого света.


 

Чтобы обездвижить ионы, ранее ученые пытались изменить химический состав покрытия из перовскита. Но йодистый калии, который добавили в чернила из перовскита, сами образовали тончайшую пленку. Это изобретение можно использовать для изготовления рулонных солнечных панелей в любом объёме, то есть промышленное производство может воспользоваться технологией. Йодистый калий формирует тонкий слой на перовските и иммобилизует ионы, обеспечивает свободное движение электронов. Сейчас технология показывает КПД в 21,5%, но ученые уверены, что данный показатель можно увеличить.

В Британии для энергохранилищ будут использовать жидкий воздух

 

В городе Манчестер реализуют проект по постройке хранилища энергии, работающего на сжиженном воздухе. Хранилище должно собирать энергию, вырабатываемую возобновляемыми источниками генерации и выдавать её по мере необходимости. Технология, основанная на сжатом воздухе, используется в так называемых криогенных электростанциях. Этот метод можно использовать в промышленных масштабах.

 


Первый такой опыт уже провела швейцарская компания Alacaes, которая построила подобное хранилище в горной скважине. При возникновении потребности, из хранилища берется воздух, который приводит в действие турбины, генерирующие электроэнергию.

 

 

В английском варианте будут использоваться не геоскважины, а специальные контейнеры. Станция Highview Power Storage будет охлаждать сжатый воздух до -196С, чтобы он перешел в жидкое состояние. В таком виде его можно будет сохранить до тех пор, пока не возникнет необходимость в выработке электричества.

 

 

Компания Highview близ Манчестера уже реализовала другой интересный проект: для генерации электричества там используются излишки тепла от сжигания мусора.


 

Этой весной новая электростанция уже будет подключена к общей сети, чтобы выдавать потребителям чистую энергию. Эксперты признают проект перспективным для развития отрасли выработки и хранения «зеленой» энергии. Доктор Шеридан Фью, изобретший технологию, считает, что использование энергии тепла и холода на одном объекте генерации станет существенным шагом на пути сокращения парниковых выбросов.

Новосибирские физики конструируют солнечные батареи для лунной базы

 

В Институте физики полупроводников имени А.В. Ржанова СО РАН ведется проект по разработке солнечных батарей, которые должны будут работать на лунной станции. Помогают исследователям коллеги с завода «Экран ПЭФ».

 


В разработке находится совершенно новый тип вакуумного фотодиода, который преобразовывает солнечный свет в электричество. Предполагаемое КПД устройства — аж 50%, по разработчики уверены, что этот показатель можно будет увеличить. В какой-то степени — это переработка старых технологий, когда вся электроника работала на вакуумных радиолампах.

 

 

Электроды в вакуумном фотодиоде не касаются друг друга, поэтому анод может быть сконструирован независимо от катода и при этой конструкции в вакууме потерь энергии на тепло практически нет.

 

 

В катоде был использован галлий, который покрыли слоем оксида цезия, толщина его составила 1 атом. Данный электрод дает примерно один электрон-вольт, то есть будет задействоваться весь спектр солнечного света.

 

 

Исследователи освещали катод светом, длина волн которого была 350-900 нанометров, благодаря чему получали в цепи электрический ток без приложения разности потенциалов. Ученые уже приступили к работе над совершенствованием анода и собираются повысить его эффективность за счет алмазной пленки. К тому же, анод планируется сделать прозрачным, поэтому будет улавливать свет со всех сторон. В условиях Земли использовать вакуумные фотобатареи дорого, а в космосе вакуум ничего не стоит, поэтому технология не потребует астрономических затрат.


 

Технология видится ученым весьма перспективной для эксплуатации на космических аппаратах, на будущей лунной станции. К тому же в космосе действует естественное охлаждение, не требуется возводить стен, которые являются источником вредных выбросов.

В Японии разработана резина, вырабатывающая энергию от света и вибрации

 

В Университете Фукусимы профессор Кунио Шмада, специализирующийся гидромеханике и энергетической инженерии, изобрел резину, способную генерировать электроэнергию под воздействием солнечного света или кинетической энергии и сохранять её.

 


Профессор сейчас занимается патентованием новой технологии и считает, что подобное изобретение может быть использовано для изготовления искусственной кожи для роботов или для создания ударопрочных солнечных панелей.

 

 

Раньше Шимада работал над проектом электропроводящей резины. Он смешал материал с содержанием магнитов с натуральным каучуком и электрифицировал смесь. В результате был получен материал с высокими электропроводящими способностями.

 

 

В 2000 году другой японский ученый — Хидеки Ширакава, получил Нобелевскую премию за то, что доказал эффективность использования пластмасс для изготовления электропроводящих полимеров. Этим изобретением вдохновился Шимада при создании электропроводящей резины.

 

 

Ученый считает, что одно из препятствий на пути развития робототехники заключается в том, что нет достойных источников энергии, которые были бы полностью автономны. Сейчас техника запитана от аккумуляторов или проводов. Это неудобно, так как не делает роботов мобильными. А если будет создана резиновая «кожа», способная самостоятельно генерировать и хранить электроэнергию, то роботостроение начнет активно развиваться. Кроме того, технология может пригодится в протезировании, постройке беспилотников и автомобилей.


 

Материал открывает широкие возможности в развитии техники и может кардинально изменить отрасль роботостроения. Профессор Шимада работает при активной поддержке властей префектуры Фукусима и в апреле планирует провести испытания на полигоне для тестирования робототехники в Минамисоме.