Новая техника синтеза кристаллов повысит качество перовскитных солнечных батарей.

Исследователи из Научно-технологического университета им. короля Абдаллы (KAUST) разработали новый метод синтеза, генерирующий однородные, лишенные дефектов кристаллы, способные ускорить вывод на рынок перовскитных солнечных батарей.

Производительность и стабильность установок зависят от морфологии перовскитных пленок, действующих как светособирающий слой. В современных солнечных батареях они обычно имеют поликристаллическую, неупорядоченную структуру с дефектами, ухудшающими оптические характеристики. Специалисты из KAUST нашли способ решить эту проблему, сообщает phys.org. Выводы исследования представлены в ACS Energy Letters.

«Перовскитные батареи – самая быстроразвивающаяся фотоэлектрическая технология. Эффективность преобразования энергии за 10 лет (2009 – 2019 гг.) выросла с 3,8% до 24,2% у устройств с одним переходом», – сказал Осман Бакр, руководивший проектом с Омаром Мохаммедом.

Такая скорость улучшения связана с недорогим и простым производством. Гибридные свинцовые перовскиты, сочетающие метиламмониевый катион с несколькими галоидами, вроде анионных форм брома и йода, имеют узкую, настраиваемую оптическую запрещенную зону. Она почти соответствует теоретическому значению, необходимому для достижения максимальной эффективности преобразования в батареях с одним переходом.

Ученые из KAUST разработали метод изготовления монокристаллических пленок из метиламмониевых свинцово-трехйодистых перовскитов. Кристаллизация начинается между двумя поверхностями с полимерным покрытием. Они физически ограничивают рост структуры в одном направлении при нагреве. В сравнении с поликристаллическими, такие перовскиты имеют меньшую плотность дефектов и значительно большую длину диффузии переносчиков зарядов.

«Технология позволяет системе преодолеть существующие барьеры и приблизиться к теоретическому пределу эффективности», – сказал Мохаммед.

Кристаллы, толщиной 20 мкм и площадью поверхности несколько квадратных сантиметров обеспечивают преобразование 21,09% света. Это – новый рекорд для монокристаллических перовскитных батарей.

https://www.ruscable.ru/news/2019/07/17/Novaya_texnika_sinteza_kristallov_povysit_kachestv/

В России создали программу, в разы снижающую затраты на проектирование ветроустановок.

Ученые Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ) создали и запатентовали программное обеспечение, которое позволяет усовершенствовать энергоустановки для малой и альтернативной энергетики с помощью создания их цифровых двойников. Разработка позволит в десятки раз снизить затраты на проектирование и испытания таких энергоустановок, а также повысит их эффективность, сообщила в среду пресс-служба Министерства науки и высшего образования РФ.

«Ученые ЮУрГУ создали и запатентовали уникальную программу, которая позволяет совершенствовать энергоустановки для малой и альтернативной энергетики путем создания их цифровых двойников. Разработка найдет применение при совершенствовании гибридных ветроэнергетических установок, в военной и гражданской технике, при создании насосных и компрессорных установок, транспортных средств и другой техники, имеющей двигатель внутреннего сгорания», – говорится в сообщении.

Энергетическая установка представляют собой комплекс взаимосвязанного оборудования и сооружений для производства, передачи, накопления, распределения или потребления энергии. Она используется в промышленности, сельском хозяйстве, для отопления и снабжения электроэнергией населенных пунктов, в частности тех, что расположены в северных регионах России, где температура в зимний период опускается до -50°С и ниже.

Разработанное в ЮУрГУ программное обеспечение по функциональным возможностям не уступает зарубежным аналогам, но является более гибким: в математические модели компонентов можно внести изменения на всех этапах создания цифрового двойника. Так, виртуальную установку можно создать мышкой на экране компьютера из определенного набора компонентов. Затем на полученной модели можно проводить расчетные эксперименты и подбирать оптимальные конструктивные характеристики.

«Особое внимание специалисты уделяют увеличению количества тепловой энергии, утилизируемой от двигателя. Коэффициент полезного действия поршневого двигателя не превышает 40-45%, остальная часть энергии (60% и более) безвозвратно теряется в окружающую среду. Оптимизируя с помощью имитационной модели конструктивные характеристики и параметры работы двигателя, можно утилизировать большую часть вырабатываемой энергии, чтобы в дальнейшем ее использовать, например, для отопления зданий», – говорится в сообщении.

В итоге, цифровой двойник энергетической установки, созданный на базе программы ученых ЮУрГУ, как ожидается, позволит в десятки раз снизить финансовые затраты на проектирование и испытания таких энергоустановок, а также существенно повысит их эффективность.

https://www.ruscable.ru/news/2019/07/17/V_Rossii_sozdali_programmu_v_razy_snizhauschuu_zat/

Власти оценивают инвестиции в зеленую энергетику до 400 млрд. рублей.

Правительство РФ намерено установить потолок инвестиций в новую программу зеленой энергетики на 2025 – 2035 годы. Он составит до 400 млрд. рублей. Решение было принято на совещании у вице-премьера Дмитрия Козака, сообщают СМИ.

Ожидается, что такой потолок инвестиций не приведет к росту цен на оптовом энергорынке выше инфляции. Эксперты считают, что на эти средства можно построить 6 – 8 ГВт новой зеленой мощности.

https://www.eprussia.ru/news/base/2019/3257668.htm

Плавучие солнечные панели укрепляют свои позиции на рынке чистой энергии.

Плавучие солнечные панели попали в поле зрения экспертов еще в 2011 г., когда французская фирма Ciel & Terreразработала свой первый «поплавок» – систему Hydrelio Floating PV, отмечает сайт EVWind.

Плавучий остров-панель оказался востребованным на рынке чистой энергии, многие страны взяли этот метод получения электроэнергии на вооружение. Например, в Чили, где добыча полезных ископаемых требует постоянных затрат энергии и воды: положив солнечную панель на гладь многочисленных озер, правительство удешевило добычу ископаемых и снизило углеродный след.

Плавучие панели-батареи пока что проходят испытания на шахте Лос-Бронкес, поблизости которой создан экспериментальный энергетический остров – проект «Лос Тортолас» финансируется компаниями из Великобритании и США, площадь солнечных батарей составляет пока 112 кв. м, чилийский министр горнодобывающей промышленности Бальдо Прокурица. В апреле Тортолас был торжественно открыт, плавучая батарея обошлась в 250 тыс. долларов, но в случае успеха площадь будет расширена до 40 гектаров.

По мнению экспертов, в Чили у солнечной энергетики огромные перспективы. В стране порядка 800 прудов, которые можно использовать для установки плавучих солнечных электростанций (СЭС). По задумке инженеров, батарею-поплавок помещают в центр водного массива, который используется для хранения «хвостов» (отходов от добычи полезных ископаемых). Таким образом достигается тройная польза:

  • тень снижает температуру воды пруда;
  • испарение воды снижается на 80%;
  • производство удешевляется многократно, работая на энергии солнца.

Экологи аплодируют такому плану, ведь в шахте остается куда больше воды для естественного баланса, такой подход способен уменьшить региональный расход и без того дефицитной пресной воды.

С помощью этой системы Чили рационализирует потребление свежей воды в соответствии с поставленной целью усовершенствования процесса добычи полезных ископаемых и сокращения потребления пресной воды на 50% к 2030 г. Углеродный след автоматически снижается тоже за счет производства экологически чистой энергии.

Чили постепенно наращивает долю чистой энергии

Шахта Лос-Бронкес расположена в 65 км от столицы Чили на высоте 3,5 км над уровнем моря. Почти 20% энергии, которая в производится и используется в латиноамериканской стране в 2019 г. – чистая. В 2013 г. показатель был равен всего шести процентам, что демонстрирует уверенный рост доли зеленой энергетики в народном хозяйстве страны и ее приверженность целям Парижского климатического соглашения (2015 г.).

Разработки инженеров из Ciel & Terre, а также финансовая помощь дали Чили возможность расширить горизонты энергетического рынка и вырваться из порочного круга, в котором электроэнергию получают путем сжигания полезных ископаемых. Плавучие солнечные панели просты в монтаже, техобслуживании и управлении. Термопластик высокой плотности, установленный под углом 12 градусов, полностью экологичен и пригоден для вторичной переработки. Плавучая СЭС не вредит природе, экономически выгодна и гибка в настройках.

По словам чилийских инженеров, это простая и доступная альтернатива наземным объектам солнечной энергетики. Это идеальный вариант для водоемких отраслей промышленности, ограниченных в потреблении воды или земельных площадях.

https://www.ruscable.ru/news/2019/07/12/Plavuchie_solnechnye_paneli_ukreplyaut_svoi_pozits/

Ветропарк под Калининградом признан лучшим в России.

Ушаковская ветроэлектростанция победила в категории «Лучший проект в сфере развития генерации на основе возобновляемых источников энергии» Всероссийского конкурса лучших природоохранных практик «Надежный партнёр – Экология».* Участие в конкурсе приняли более 100 организаций со всей России. Лучших выбирали в 20 различных номинациях. На онлайн площадке конкурса свои голоса лучшим проектам отдали 9000 человек.

«Калининградская генерирующая компания» (дочерняя организация «Россети Янтарь») представила проект строительства Ушаковской ветроэлектростанции. По итогам конкурса он получил наивысшую оценку и стал победителем в категории «Лучший проект в сфере развития генерации на основе возобновляемых источников энергии». Диплом призера конкурса из рук представителя министерства энергетики РФ Виталия Недорезова получила врио генерального директора «Калининградская генерирующая компания» Елена Стельнова. В рамках мероприятия руководитель компании также выступила с докладом об истории создания Ушаковской ветроэлектростанции.

«Эта награда очень ценна для нашей компании, для всех сотрудников и меня лично. Ветер, как неисчерпаемый источник экологически чистой энергии, позволяет решить главную задачу энергетики – обеспечение надежного электроснабжения и одновременно практически исключить проблему отрасли – негативное влияние на окружающую среду», – отметила Елена Стельнова.

https://www.eprussia.ru/news/base/2019/2898570.htm

Путин вступился за птиц и червей, страдающих от возобновляемой энергетики.

Энергетика на возобновляемых источниках (ВИЭ) оказывает негативное влияние на дикую природу – от ветряков гибнут птицы, а черви вылезают из земли, сообщил президент России Владимир Путин на II Глобальном саммите по производству и индустриализации. Ставку на альтернативные источники энергии он назвал слепой верой в простые, эффектные, но неэффективные решения и сравнил с желанием облачиться в шкуры и переселиться в пещеры.

Экологический след от ветро- и солнечной энергетики несравнимо меньше, чем от генерации на основе угля или газа, говорит директор центра «Новая энергетика» Владимир Сидорович: «Мне неизвестны научные исследования, которые бы описывали, что ветряные станции негативно влияют на червяков или кротов» (о негативном влиянии ветряков на кротов президент говорил в 2010 г. на конференции «Единой России» в Хабаровске).

https://www.eprussia.ru/news/base/2019/2812852.htm

Новый метод высвобождения электронов повысил производительность солнечных батарей.

Ученые из Массачусетского технологического института и Принстонского университета нашли способ, как повысить эффективность кремниевых солнечных батарей. Они разработали метод, позволяющий одному фотону выбивать из материала сразу 2 электрона.

Абсолютный теоретический максимум эффективности кремниевых установок находится на уровне 29,1%. Новая методика может поднять планку на несколько процентов, сообщает sciencedaily.com. Исследование было проведено аспирантом Маркусом Эйнзингером, профессорами Мунги Бавенди, Марком Бальдо и их 8 коллегами из МТИ и Принстонского университета. Отчет о проекте опубликован в журнале Nature.

Концепция в основе новой технологии известна десятилетиями. Впервые ее работоспособность несколько членов группы показали 6 лет назад. Но на перенос метода в полноценную солнечную батарею ушло много времени. Демонстрация показала возможность получения 2 электронов от одного протона, но в органической фотоэлектрической батарее. По эффективности такие установки уступают кремниевым. Передать 2 электрона с собирающего слоя из тетрацена в кремний оказалось непросто. Для получения большего количества энергии используются специальные экситонные материалы, вводящие частицы в возбужденное состояние. Они поглощают фотоны, формируя экситоны. Последние разделяются на 2 возбужденных частицы, содержащие по половине энергии оригинальной структуры. Но раньше их не удавалось передать в кремний. Опыты с квантовыми точками показали, что добиться этого помогут манипуляции с поверхностными химическими процессами.

«Ключ к успеху оказался в промежуточном слое. Эта тонкая полоса материала между кремнием и тетраценом решала все, – объяснил Эйнзингер. – Решить проблему помогло использование оксинитрида гафния».

Толщина слоя составляет 8 ангстрем. Он сыграл роль прекрасного моста, позволив высокоактивным фотонам выбивать по 2 электрона. Теоретический максимум эффективности при этом вырос с 29,1% до 35%. Существующие кремниевые батареи пока не достигли этой планки. Но, отмечают авторы, исследование открывает путь к оптимизации установок. В частности, позволяет сделать их тоньше.

https://www.ruscable.ru/news/2019/07/10/Novyj_metod_vysvobozhdeniya_elektronov_povysil_pro/

«Они так трясутся, что червяки вылезают из земли» – Путин высказался против ветрогенераторов.

В ходе глобального саммита по производству и индустриализации GMIS в Екатеринбурге президент России раскритиковал использование возобновляемых источников энергии. Владимир Путин высказал негативное отношение к масштабному переходу на получение электроэнергии от ветряных мельниц. Видео выступления главы государства опубликовал в своем твиттере журналист Дмитрий Смирнов.

«Все знают: да, ветряная генерация хороша. Но про птиц разве вспоминают? Сколько птиц гибнет. Они [ветряные мельницы] так трясутся, что червяки вылезают из земли. Это не шутка – это последствия применения этих современных способов получения энергии».

Владимир Путин (Президент России).

Также президент не одобрил и использование солнечной энергии, указав, что планета не должна быть покрыта несколькими слоями специальных батарей. Подобные инициативы Путин сравнил с «заметанием мусора под ковер» вместо «нормальной уборки».

В этом году в GMIS принимают участие более 2000 человек, включая представителей российского правительства, а также глав регионов. На саммит также прибыли представители более 40 стран, самые многочисленные делегации прибыли из ОАЭ, Китая, Германии, Австрии, США, Великобритании, Венесуэлы и Индии.

https://hi-tech.mail.ru/news/putin_protiv_vetryanih_melnic/?frommail=1

Доля возобновляемой энергетики в Ульяновской области вырастет в три раза к 2030 году.

Возобновляемые источники энергии (ВИЭ) обеспечат 30% потребностей в электроэнергии Ульяновской области к 2030 г. В настоящее время ветроэнергетика обеспечивает 10% потребностей региона в энергии, сообщила во вторник пресс-служба Фонда инфраструктурных и образовательных программ (ФИОП) «Роснано».

«[В Ульяновской области] создан полный цикл индустрии – от подготовки кадров и научных исследований до промышленного производства компонентов для ветроэнергетики мирового уровня и генерирующих станций. Уже сейчас за счет ветроэнергетики удовлетворяется 10% потребностей области в электроэнергии, и рост ее производства в регионе планируется только за счет возобновляемых источников энергии. Их доля к 2030 г. составит 30% в энергобалансе региона», – говорится в сообщении.

Вопросы развития «зеленой» энергетики обсудили сотрудники «Роснано», эксперты и представители власти в ходе сессии «Роль возобновляемой энергетики в декарбонизации российской промышленности», которая прошла в рамках международной промышленной выставки ИННОПРОМ. В России доля ВИЭ в энергобалансе составляет 0,1% (без больших ГЭС), к 2025 г. ожидается, что она достигнет 1%. В Европе этот показатель приближается к 20%, в мире – около 8%. Большинство стран ставят цель к 2035 – 2050 гг. добиться доли ВИЭ в 30% и более.

По словам руководителя инвестиционного дивизиона ВИЭ УК «Роснано» Алишера Каланова, сегодня уже почти каждый крупный потребитель смотрит на углеродный след приобретаемого продукта. «Если вы этого не учитываете, то можете столкнуться с барьерами, в том числе протекционистскими, для своей экспортной продукции», – цитирует его пресс-служба.

По его словам, программа ДПМ (механизм господдержки с помощью договоров поставки мощности) для ВИЭ дала возможность построить четыре компонента, необходимые для органичного развития новой отрасли: систему подготовки специалистов, базу для научных исследований и опытно-конструкторских разработок, производство оборудования и объекты генерации электроэнергии. Однако он отметил, что без дальнейшей поддержки отрасли государством после 2025 г. часть созданной системы может быть потеряна.

Директор Ассоциации развития возобновляемой энергетики (АРВЭ) Алексей Жихарев сообщил, что тема декарбонизации становится все более актуальной и для российских участников топливно-энергетического комплекса. Россия находится на четвертом месте по объему выбросов СО2 в мире, примерно 35% их обеспечивает электроэнергетика. «ВИЭ является единственной альтернативой, способной ответить на рост спроса на электроэнергию без прироста выбросов СО2», – отметил эксперт.

https://www.eprussia.ru/news/base/2019/2743679.htm

Wood Mackenzie: через пять лет мощности ветроэнергетики вырастут на 60%.

Эксперты из Wood Mackenzie представили обновленный квартальный прогноз развития глобального рынка ветровой энергии с 2019 г. по 2028 г. с анализом развития технологии по отдельным регионам. По сравнению с прошлой версией он оптимистичнее.

Годовая мощность ветровой энергии в среднем составит 71 ГВт между 2019 г. и 2023 г., и 76 ГВт между 2024 и 2028 гг, говорится в докладе, опубликованном Wood Mackenzie Power & Renewables. «В целом прогноз позитивный, глобальная ветровая энергия продолжает развиваться благодаря экономической и социальной поддержке», – объяснил Люк Левандовски, директор подразделения.

Один только сектор прибрежной энергетики ожидает среднй годовой темп роста в размере 26%, сообщает Clean Technica. Прогноз для ветроэнергетики США улучшился на 16% по сравнению с первым кварталом. Для Латинской Америки – на 1%, ввиду кратковременных улучшений в Бразилии и Мексике. Мощности в Северной Европе возрастут на 6%, чуть улучшив в целом мрачную картину для континента. В других регионах которой намечается спад на 2,2 ГВт, виной тому бюрократические проволочки и недостаточная активность с тендерами в Германии и Франции.

В Африке темпы развития остаются медленными из-за политической нестабильности, незрелых механизмов поддержки и нарастающей конкуренции со стороны солнечной энергетики, потому спад на 2% выглядит закономерным. Что касается Китая, то там ветровые станции спешат подать заявки на свои проекты в соответствии с новыми требованиями регуляторов, которые вступят в силу в конце 2020 г. или 2021 г., в зависимости от типа. Это приведет к росту мощностей в размере 2,9 ГВт. В Индии намечается спад на 24% с 2019 г. по 2022 г. из-за максимальных установленных правительством цен на аукционах и задержках в выдаче разрешений на проекты. Таиланд, по всей видимости, предпочел другие технологии, и его показатели в ветроэнергетике снизятся за 10 лет на 37%.

https://www.eprussia.ru/news/base/2019/2738974.htm