«Термальная батарея» может сделать революцию в солнечной энергетике

Проблема современной солнечной энергетики в том, что инженеры пока не научились запасать солнечный свет на случай пасмурной погоды и темного времени суток. Существующий пока и очевидный выход – преобразовать энергию солнца в электроэнергию и сохранять в батареях. Но эта технология требует немалых финансовых затрат. Поэтому ученые задались вопросом: можно ли «законсервировать» тепло от солнца и воспользоваться им при возникновении такой потребности? Разные исследователи по всему миру занимаются разработкой «тепловых батарей».

Группа ученых из Университета Массачусетса разработала полимер, который поглощает и высвобождает тепло с большой эффективностью. Вещество получило название AzoPMA. Разработчики уверены, что на основе нового полимера можно создать так называемые «тепловые батареи». Полимер может сохранять аж в сотню раз больше тепловой энергии, чем вода. Структура молекулы вещества такова, что может переходить из одной конформации в другую и обратно, переход этот зависит от температуры. При нагревании AzoPMA прекрасно хранит энергию, а при охлаждении – охотно её отдает. Глава исследовательской группы доктор Венкатараман считает, что подобные полимеры можно даже использовать для создания одежды, которая согревает тогда, когда это нужно.

В том же Массачусетском университете доктор Джеффри Гроссман добился успеха в других испытаниях. Его тепловой аккумулятор основан на плавке жиров, которые не застывают при охлаждении. Соединение из жиров остается в жидком состоянии до того момента, пока не срабатывает синий светодиод, который запускает процесс затвердевания и высвобождения тепла.

В Индии промышленный концерн Tata финансирует разработку печей нового типа, которые будут работать на высокоэффективном топливе и солнечной энергии. Проблема испарений и дыма из сельских печей представляет сейчас серьезную угрозу экологии и здоровью людей.

Если термальные батареи объединить, то они могут быть использованы для обогрева без использования электроэнергии.

Перовскит удешевляет солнечную энергетику

На сегодняшний день большая часть фотопанелей для солнечных электростанций изготавливается из кремния. Однако, ученые уже разработали новый очень перспективный материал, который называется перовскит. Это кристаллы, которые отлично поглощают лучи света. Созданные на их основе фотоэлементы уже сейчас дают КПД равное 22 %, но исследователи считают, что это не предел. По физико-техническим характеристикам кристаллы перовскита выгодно отличаются от органических фотоэлементов и панелей, созданных на основе ячеек Гретцеля.

Впервые перовскиты в солнечной энергетике были применены около 10 лет назад, но до сих пор не внедрены в массовое производство по ряду причин. Во-первых, перовскиты легко растворяются в воде, поэтому поверхность панелей должна быть надежно герметизирована при помощи стекла. Во-вторых, изобретенные на данным момент ячейки с перовскитом очень малы, увеличить их размер ученые пока не смогли. Кроме того, перовскиты не так стабильны, как привычный уже в солнечной энергетике кремний.

Промышленных мощностей для производства перовскита пока не построено, хотя подразделение Оксфордского Университета уже имеет экспериментальный цех по изготовлению солнечных батарей на этом материале в Германии.

Профессор МакГи из Стэндфордского Университета предлагает использование гибридных технологий при производстве панелей – нанесение слоя перовскита на кремний могло бы дать значительный экономический эффект при небольших затратах. Дело в том, что кремний и прозрачные ячейки перовскита улавливают волны света разной длины. Такой тандем добавляет 10% к КПД по сравнению с привычными кремниевыми панелями. Производство же перовскитных панелей происходит при гораздо более низких температурах, чем кремниевых, поэтому экономическая выгода очевидна.

Сейчас перед учеными стоит задача увеличить размеры ячеек нового материала для того, чтобы было легче поставить процесс в массовое производство.

Google полностью переходит на зеленую энергию

Корпорация «Гугл», известная во всем мире крупнейшей поисковой системой в мире, уже несколько лет борется за то, чтобы все мощности гиганта в мире информационных технологий работали на электричестве, полученном от альтернативных источников. В конце 2017 года компания заключила контракт с тремя станциями, работающими на энергии ветра о поставках электричества. Станции ВИЭ расположены в штатах Айова, Южная Дакота и Оклахома. В результате этого нового контракта объём потребляемой Google энергии от альтернативных источников составила уже 3 гигаватта.

Корпорация вложила в свой экологически важный проект уже 3,5 миллиарда долларов, став крупнейшей компанией, которой интересны «зеленые» технологии. В планах Google – продолжить замещение традиционной энергии зеленой, тем более что с каждым годом стоимость электричества от чистых объектов генерации падает.

Компания начала работу в направлении использования только ВИЭ в 2010 году, когда подписала первый контракт с солнечной станцией на 114 МВт. За прошедшие семь лет цена на энергию солнца и ветра снизилась более чем на 50%, поэтому полный переход Google на ВИЭ уже не за горами. Ранее в планах корпорации был полный переход на чистую энергию уже в 2016 году, но пока остаются станции, которые запитаны от традиционных электростанций.

Минпромторг хочет экспортировать ветрогенерацию

В настоящее время Министерство промышленности и торговли РФ ведет переговоры с датской компанией Vestas по постройке на территории Ульяновской области промышленного объекта по выпуску лопастей для ветротурбин, который смогут экспортировать излишки продукции в Казахстан и Среднюю Азию.

Компания Vestas имеет на территории нашей страны льготы по налогам и контракты по постройке мощностей на 1 ГВт. Сейчас же правительство ведет переговоры по возведению локального завода по производству лопастей для ветряных турбин. Уже определен размер будущих инвестиций – 1,4 миллиарда рублей.

Экспорт возможен, если себестоимость продукции будет ниже, чем за рубежом и если программа поддержки этого проекта продолжится и компания будет производить большие объёмы продукции. Так считает Василий Осьмаков – замглавы Минпроторга.

Пока рассматривается контракт до 2025 года, который позволит вывести производственные объёмы до 22 миллиардов рублей. Лопасти, произведенные на будущем заводе, предполагается поставлять для ветропарков, возведением которых занимается «Роснано» и «Фортум».

Сейчас проблема постройки российского завода по производству лопастей для ВЭС заключается в том, что на территории нашей страны спрос пока весьма мал, именно поэтому сразу рассматривается возможность экспорта в регионы, где выгодна ветрогенерация. Например, Казахстан сейчас объявил о приоритетном развитии ВИЭ на юге страны, где низка плотность населения и имеются экологические проблемы в связи с угольной генерацией.