22 дек. 2008 г.

На солнечных батареях работают даже корабли

Недавно японские кораблестроители спустили на воду первый в мире грузовой корабль, работающий на энергии Солнца. Этот корабль предназначен для транспортировки по морю автомобилей, в базовой конфигурации судно может за раз перевезти 6 400 легковых автомобилей. Для того, чтобы судно генерировало достаточное количество электроэнергии, которая приводит в действие винты, корабль был оснащено 320 крупными солнечными панелями суммарной стоимостью около 1,7 млн долларов.

Первым коммерческим клиентов, зафрахтовавшим корабль, стала Toyota Motor, крупнейший японский производитель автомобилей. За разработкой уникального судна стоят компании Nippon Yusen K.K. и японский продавец нефтепродуктов Nippon Oil Corp.

По материалам: NEWSru.com

2 дек. 2008 г.

Инновации, которые изменят нашу жизнь

Недавно аналитики IBM в докладе "IBM Next Five in Five" спрогнозировали развитие пяти достижений, которые уже в ближайшие пять лет могут оказать непосредственное влияние на то, как современные люди живут, работают и развлекаются:

1. Технологии преобразования солнечной энергии в электричество в ближайшем будущем выйдут на такой уровень, что солнечные батареи можно будет встроить даже в одежду.

2. Уже сейчас врачи всего мира делают революционные заключения в ходе исследований структуры ДНК. А в течение следующих пяти лет ученые смогут предугадывать риски для здоровья человека и тем самым предостерегать его от развития болезней и недугов. Кроме того, этот прорыв позволит фармацевтическим компаниям создавать более эффективные лекарства.

3. Следующей инновацией станет живое "общение" с интернетом, так как путешествовать по интернету можно будет без использования клавиатуры и мыши. Им на смену уже пришли голосовые сервисы. Новые интернет-технологии кардинально изменят саму сущность формирования и восприятия информации, заявляют в IBM.

4. Специалисты прогнозируют, что на помощь продавцам в продуктовых магазинах и бутиках придут электронные ассистенты, а в примерочных комнатах будут установлены сенсорные дисплеи, которые помогут быстро определиться с моделью и размером новой пары обуви или куртки. Весьма вероятно, что развитие таких помощников будет базироваться на технологиях мобильной связи.

5. Также технологии вскоре позволят записывать, сохранять и анализировать важные детали каждого дня жизни человека, что избавит от запоминания кучи цифр и телефонов. Предполагают, что достичь этого удастся при помощи тех же мобильных технологий, а храниться массивы данных будут на персональных ПК.

Также, в ноябре этого года компания IBM объявила о начале работы над компьютером, работающим по принципу человеческого мозга.

По материалам 3Dnews

21 нояб. 2008 г.

И гиганты туда же...

На собрании совета директоров компании LG Electronics, состоявшемся 20 октября, было принято решение преобразовать производственную линию плазменных панелей А1 в Джуми (Корея) в производство солнечных элементов.

К 2010 году LG планирует инвестировать 220 млрд. корейских вон в две технологические линии. Компания собирается наладить промышленное производство на первой линии уже к первому кварталу 2010 года, а на второй – к первому кварталу 2011 года. Оба конвейера будут производить солнечные элементы и модули на основе кристаллического кремния ёмкостью 120 МВт.

«Полученный нами на протяжении последних трех лет интегрированный опыт научно-исследовательских и конструкторских работ наряду с компетенциями в области массового производства позволят нам быстро стать ведущим игроком на мировом рынке в производстве солнечных элементов и модулей», – отметил г-н Куан Шик Чо, стоящий во главе команды по направлению солнечные элементы LG Electronics.

В настоящее время команда по направлению бизнеса солнечные батареи работает под руководством технического директора. Компания успешно использует накопленный опыт научно-исследовательских и конструкторских работ для дальнейшего продвижения в быстро развивающейся индустрии по преобразованию солнечной энергии. В рамках этой стратегии LG Electronics приобрела активы по производству солнечных элементов путем передачи от компании LG Chem (входящей в группу компаний LG) в июне 2008 года.

Эксперты прогнозируют, что солнечные элементы на основе кристаллического кремния составят 80% индустрии фотоэлементов, чего нельзя сказать о тонкопленочных солнечных элементах. В фотоэлементах на основе кристаллического кремния используются кремниевые пластинки, тогда как в производстве тонкопленочных фотоэлементов основание поглощающих свет пластинок и электроды покрываются другими материалами, что делает их относительно дешевыми для промышленного производства; однако тонкопленочные солнечные элементы имеют более низкий коэффициент полезного действия. В настоящее время товарооборот на глобальном рынке по производству солнечных элементов составляет 10 млрд USD.

http://itware.com.ua/

27 окт. 2008 г.

Photovoltaics overview

Как и обещал в прошлом посту, представляю вашему вниманию первую версию обзора рынка солнечной энергетики. Жду ваших отзывов и предложений о том, чем можно дополнить этот документ.

Специально для сайта "Солнечная энергетика"

1 сент. 2008 г.

Компания ЗАО "Пиллар" - новые назначения

Председателем правления ЗАО «Пиллар» (Киев) назначен Денис Литвин, который ранее занимал должность исполнительного директора. Как сообщается в официальном объявлении компании в системе раскрытия информации Госкомиссии по ценным бумагам и фондовому рынку, такое решение акционеры приняли на собрании 23 июля. Об этом информирует «Интерфакс-Украина».

Как сообщили представители компании, решение принято в связи с реорганизацией системы управления предприятием. Сергей Берингов, занимавший пост главы правления с мая 2001 года и владеющий в настоящее время 1% акций ЗАО займет должность главы наблюдательного совета компании.

Напомним, на прошлой неделе компания сообщала о продаже физическим лицом-акционером 65,45% акций, из имеющихся у него 66,45% компании Pillar Group B.V (Нидерланды). По информации агентства владельцем этого пакета акций являлся Сергей Берингов.

Отметим, вторым крупным акционером ЗАО «Пиллар», по информации компании, является Rockland Management LLC (ш.Юта, США), владеющая 24,9894% акций предприятия.

В заключение обозначим, ЗАО «Пиллар» основано в 1991 году на базе завода «Квазар» (Киев). Специализируется на выпуске моно- и мультикремниевых подложек для производства солнечных батарей и электроники.

29 авг. 2008 г.

Гаджет для деловых людей

Ученые из Государственного Университета штата Айова (США) представили очередное решение в области альтернативных источников энергии. Они разработали галстук, способный заряжать мобильный телефон.

На галстуке размещены модули солнечных батарей, которые аккумулируют энергию солнечного света, а с обратной стороны в специальный чехол вкладывается мобильный телефон, который, собственно, и заряжается. При этом, разработчики уделили внимание и дизайну галстука: была подобрана такая расцветка, чтобы он смотрелся стильно и солнечная батарея не «бросалась в глаза». На основе подобного принципа сейчас также создается пиджак.

P.S. Одно не могу понять - зачем тут нужны ученые. У нас в Украине с такими задачами справляются рядовые инженеры. Задачка ведь в том, как создать эффективный и при этом нехрупкий солнечный элемент. А "вшить" его хоть в шляпу - это семечки.

17 июл. 2008 г.

И снова о «зеленой» энергетике

К началу 2008 года по меньшей мере 43 государства разработали планы по переходу на использование возобновляемых источников энергии. Страны, желающие избавиться от нефтяной, газовой и угольной зависимости, к 2010 году планируют получать от 5% до 30% электричества за счет использования энергии воды, солнца, ветра, биомассы и т. д. Наиболее амбициозные планы у Австрии (к 2010 году покрывать 78% своих нужд в электроэнергии за счет возобновляемых источников), Швеции (60%) и Латвии (49,3%).


11 июл. 2008 г.

«Новые Энергетические Острова»


Океанические волны уже используются в качестве возобновляемого источника энергии, а могут ли разница в температуре воды стать следующим новым экологически чистым источником энергии? Идее вырабатывать электричество для всего мира на побережье, которая называется «Энергетические острова» (Energy Islands) уже более десяти лет, и вскоре ее возможно смогут воплотить в жизнь.

Концепция создания искусственных островов, на которых будет вырабатываться ветровая, волновая и солнечная энергия, основана на работах известного французского физика 19 столетия Арсена Д‘арсонваля, который представлял себе океан как огромный источник солнечной энергии.

Вдохновляясь идеями французского физика, архитектор и инженер Доминик Михаэлис , его сын Алекс и Тревор Купер-Чадвик работают над новым проектом преобразования тепловой энергии океана, который извлекает свою выгоду из температурных различий поверхности океана (до 29°C в тропиках) и воды океана глубиной километр (обычно 5°C). Более теплая температура поверхности воды используется для подогрева жидкого аммиака и превращая его в пар, он запускает турбины, которые в свою очередь производят электричество. Затем, используя холодную воду с глубин океана, аммиак охлаждается и снова превращается в жидкость, и процесс может начинаться заново.

Главной целью является строительство целой сети так называемых «Энергетических островов»: плавучие платформы шестиугольной формы созданные из железобетона и нержавеющих металлов, которые будут производить электричество с помощью ветра, волн и солнечной энергии. Подсчитано, что каждый из таких остров сможет производить около 250 мегаватт энергии, а 50000 «энергетических островов» способны соответствовать даже мировым запросам на электричество.

Концепт будет запущен чуть позже в этом году с поддержкой Сэра Ричарда Бренсона, который учредил премию “Virgin Earth Challenge” за инновационные решения в борьбе против глобального потепления, в размере $25 млн.

Источник

9 июл. 2008 г.

Биологическое преобразование солнечной энергии

Жизнь на Земле основана на фотосинтезе расте­ний, который обеспечивает организмы пищей и кислородом. Кислородная атмосфера Земли образовалась в результате фотосинтетической деятельно­сти растений. Наиболее важной остается глобальная проблема повышения использо­вания солнечной энергии культурными растениями и понижения энерго­затрат, связанных со сжиганием ископаемых продуктов фотосинтеза. Эта проблема требует обширного комплекса исследований по физиологии рас­тений и агротехнике, с ней тесно связано изучение механизмов регуляции фотосинтетической деятельности растений и их продуктивности.

В настоящее время энергетические потребности человечества на 95% удовлетворяются сжиганием ископаемых продуктов фотосинтеза (угля, нефти, газа) и лишь около 5% — атомными и гидроэлектростанциями. По некоторым прогнозам, и в 2000 г. до 80% потребности человечества в энер­гии будут по-прежнему удовлетворяться за счет сжигания продуктов фото­синтеза. К этому надо добавить, что значительная часть промышленного сырья и строительных материалов также имеет фотосинтетическое проис­хождение

Препятствием к широкому использованию энергии Солнца при ныне существующей технологии остаются экономические соображения: устано­вочная стоимость одного киловатта солнечных электростанций пока в сотни раз выше, чем у тепловых и атомных электростанций. Однако технология солнечной энергетики развивается быстро, и можно думать, что уже в ближайшем будущем в этой области будут найдены экономически целесо­образные решения. Судя по имеющимся данным, быстрее всего будет раз­виваться область солнечной теплоэнергетики, связанной с отоплением до­мов при помощи автономных устройств, которые уже разработаны.

Непрерывное совершенствование полупроводниковой технологии позво­ляет надеяться, что в будущем солнечные батареи станут основными пре­образователями энергии Солнца в электроэнергию, тогда как источником пищи и кислорода по-прежнему будет служить фотосинтез растений. Развитие человеческого общества неизбежно потребует более полного овладения солнечной энергией, и трудно сомневаться в том, что биологи­ческий путь ее использования останется важнейшим на долгие годы. В настоящее время трудно прогнозировать сроки технического овладе­ния термоядерной энергией, которая, как надеются, обеспечит грядущие энергетические потребности человеческого общества. Поэтому наша зависи­мость от преобразования солнечной энергии растениями сохранится надолго.

Автор: А. А. КРАСНОВСКИЙ

5 июл. 2008 г.

Еще один игрок на рынке солнечной энергетики

Компания Intel заявила о создании независимого предприятия SpectraWatt, которое займется разработкой, производством и поставками фотоэлектрических ячеек производителям солнечных батарей.

В формирование SpectraWatt, помимо Intel, внесли свой вклад компания Solon AG, фонд PCG Clean Energy and Technology Fund, а также подразделение The Goldman Sachs GroupCogentrix Energy. Начальные денежные вложения в новый бизнес составят $50 млн, большую часть из которых предоставит инвестиционная организация Intel Capital.

«Новорожденное» предприятие сфокусируется на совершенствовании передовых современных производственных технологий и снижении себестоимости преобразования солнечной энергии. Производственные мощности SpectraWatt будут запущены в Орегоне во второй половине этого года, а первые отгрузки продукции должны стартовать уже к середине 2009 года.

Источник

1 июл. 2008 г.

Влияние дефектов на качество ФЭП

В полупроводниковых материалах, которые используются при производстве фотоэлектрических преобразователей (ФЭП), изначально имеют место дефекты различного типа, зависящие в первую очередь от способа и условий получения полупроводника.

27 июн. 2008 г.

Новые проекты по преобразованию энергии Солнца

Недавно компания Nextek Power Systems объявила о предстоящем вводе в эксплуатацию системы по преобразованию солнечной энергии в электрический ток, напрямую соединенной с электроприводами Allen-Bradley PowerFlex серии 700. Эта система в свою очередь интегрирована в систему нагревания, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) здания муниципалитета города Хемпстеда.

Расположенная в южной части здания энергетическая система с 260 солнечными батареями и мощностью 40 кВт, питает электроприводы Allen-Bradley без каких-либо модификаций основного оборудования. В течение светового дня солнечная фотоэлектрическая энергия приводит в действие два мотора, плавно переключающиеся при заходе солнца на питание от местной электросети переменного тока. Электрическая эффективность сопрягающей фотоэлектрической системы Nextek Power Gateway составляет 98%.

В настоящее время может использоваться меньшая фотоэлектрическая установка для выработки нужного количества киловатт-часов. Это существенно снижат объем предварительно вносимых капитальных затрат, и наряду с экономией средств на электроснабжение от местной энергосистемы, уменьшением платежей по требованию и прочими преимуществами, связанными с управлением всей системой, повышает для городских властей рентабельность инвестиций с 30 до 40%.

Сопрягающая система Nextek Power Gateway напрямую соединяет производимую на месте энергию и энергию из электросети с электронными загрузочными системами здания. Разработанная компанией Nextek технология прямого соединения обеспечивает высокоэффективное, гибкое и бесперебойное питание электросети постоянного тока здания.

Источник

24 июн. 2008 г.

Патент на полезную модель "Фотоэлектрическая солнечная батарея"

На днях я вместе с коллегами получил патент на полезную модель "Фотоэлектрическая солнечная батарея". Патент имеет номер №32385, и 12 мая 2008 года был зарегистрирован в Государственном реестре патентов Украины на полезные модели. Хорошее дополнение к моим публикациям на эту же тему.

20 июн. 2008 г.

Дефекты конструкции кремниевых ФЭП

К исходным дефектам структуры фотоэлектрических преобразователей (ФЭП) относятся агломераты точечных дефектов, дислокации и их скопления, планарные дефекты типа двойников, дефекты упаковки, границы зерен, а также преципитаты и микродефекты, которые расположенные внутри зерен, макродефекты материала и т.п. Отклонение в ходе проведения технологических операций, загрязнение поверхности и объема полупроводникового материала, жидких и газообразных технологических сред, термические и механические процессы также приводят к появлению и развитию дефектов, связанных с несовершенствами конструкции ФЭП.

Лукомский Д.В., Монаков С.В., Ленков С.В. СИЭТ-6, 2005 г.

15 июн. 2008 г.

Солнечное будущее мировой энергетики

Как известно, эффективность современных солнечных батарей во многом ограничена из-за того, что они не могут преобразовывать в электричество свет с низкой частотой и, соответственно, низкой энергией излучения. Другими словами, фотоны, энергия которых меньше ширины запрещенной зоны полупроводникового материала фотоэлектрического преобразователя, вообще не дают вклада в генерацию электрического тока в нагрузочной цепи солнечного элемента. А те фотоны, энергия которых превышает энергию ширины запрещенной зоны полупроводника, отдают только часть своей энергии на генерацию электрического тока. Оставшаяся часть энергии, превышающая энергию запрещенной зоны, рассеивается на колебаниях кристаллической решетки полупроводникового материала и относится к тепловым потерям.

Ключом к решению описанной выше проблемы может стать своеобразный технический “обман”. Необходимо сделать так, чтобы весь спектр излучения, падающего на поверхность солнечного элемента, преобразовывался в монохромное излучение, т.е. излучение с заданной длиной волны и энергией. В том случае, если энергия такого монохромного излучения будет равной энергии запрещенной зоны полупроводника, то энергетические потери в фотоэлектрическом преобразователе будут сведены к минимуму.

Усилия многих научных лабораторий мира направлены на то, чтобы позволить солнечным батареям работать с более широким диапазоном волн. Можно вспомнить интереснейшие работы по созданию полупроводниковых материалов с расщеплёнными полосами поглощения и солнечных батарей на их основе, преобразующих в ток фотоны сразу нескольких частот. Эти, давно начатые, работы продолжаются до сих пор, и успехи есть, но массового продукта на основе этой технологии пока нет.

Другой метод повышения эффективности батарей заключается в фильтрации излучения таким образом, чтобы на поверхность полупроводника падали только фотоны нужной частоты, которые он мог бы эффективно перерабатывать в электричество. Таковы, к примеру, голографические солнечные батареи.

Но, оказывается, возможен совсем иной подход к решению этой проблемы – технически абсолютно иной и очень изящный. Представьте, что некая система или некий процесс будут преобразовывать все фотоны падающего солнечного света в фотоны только одной частоты, той оптимальной, на которую рассчитан фотоэлектрический преобразователь. Тогда эффективность работы солнечной батареи можно было бы поднять до небывало высокого уровня.

В этом направлении очень интересные опыты провела недавно объединённая команда физиков из Института исследования полимеров Макса Планка в Майнце и лаборатории материаловедения Sony в Штутгарте. Исследователи направляли на ёмкость с особым жидким раствором луч зелёного цвета, а на выходе получали луч уже синего света. При этом важно отметить, что этот процесс, при котором два фотона низкой энергии преобразовывались в один высокоэнергетический фотон, ранее демонстрировался лишь с лазерными лучами, причём при высокой плотности энергии в пучке. Теперь же учёные продемонстрировали тот же эффект уже с обычным светом, так как их конечная цель – это преобразование солнечных лучей, падающих на фотоэлектрическую батарею.

Как все-таки работает описанный выше «синтез» фотонов? В растворе, созданном экспериментаторами, присутствуют два вида специфических молекул: так называемые “антенны” и “эмиттеры”. Молекула-антенна захватывает фотон с частотой, соответствующей зелёному свету, и переходит на более высокий энергетический уровень. Однако находится на нём не так уж долго, а отдаёт эту энергию молекуле-эмиттеру, как только та окажется поблизости. Отдав квант, антенна возвращается в невозбуждённое состояние, чтобы принять очередной фотон, а вот эмиттер перепрыгивает на высокий энергетический уровень и ждёт. А ждёт он, когда рядом окажется ещё одна такая же молекула-эмиттер, и тоже в возбуждённом состоянии. Тогда одна из них отдаёт энергию второй, после чего возвращается на исходный энергетический уровень. Второй же эмиттер, стало быть, получает уже энергию двух, так сказать, “зелёных фотонов”, которую излучает одной порцией в виде единственного “фотона синего цвета”.

Таким образом, энергия никуда не исчезает и не откуда не добавляется. Ровно сколько ватт излучения упало на единицу поверхности солнечного элемента в секунду, столько же и будет излучено на выходе из преобразователя излучения, но уже на другой частоте. Процесс этот чем-то напоминает те процессы, которые происходят в рабочем теле лазера, только речь идёт не о лазерном излучении, а об обычном свете.

Чтобы всё работало без потерь энергии, учёным пришлось поломать голову, подбирая подходящие вещества для антенн и эмиттеров. На эти роли подошли октаэтилпорфирин платины и дифинилантрацен. И это — только для зелёно-синего преобразования частоты. Однако авторы работы говорят, что в раствор можно ввести целый комплекс разных антенн и эмиттеров, подобрав их так, чтобы они реагировали на разные частоты падающего света, а излучали — причём все, — только одну частоту. Тот же синий свет, к примеру.

Представьте, что на такую установку падает белый цвет, а выходит синий, но не отфильтрованный цветным стеклом (понятно, тогда интенсивность такого излучения была бы во много раз ниже), а преобразованный, с тем же количеством энергии, что содержалось в исходном свете. Если за таким преобразователем поставить солнечную батарею, то получится система с очень высоким КПД.

Правда, пока до чудо-батарей еще очень далеко. Емкость для хранения жидкого раствора не устраивает создателей по конструктивным причинам, но они утверждают, что такого же эффекта преобразования частот солнечного света можно добиться и в твёрдом растворе — добавляя подходящие антенны и эмиттеры в толщу прозрачного полимера. Это, очевидно, будет следующим этапом в развитии новой технологии, с которым проводятся эксперименты в настоящее время. Также ученые работают по подбору других веществ, чтобы научиться преобразовывать в одну частоту широкий спектр падающих лучей.

Сказать, когда солнечные батареи, оснащённые таким удивительным фильтром, появятся в магазинах – сегодня сложно. Но уже ясно, что в будущем солнечные электростанции смогут играть более весомую роль в энергетике планеты, чем в настоящее время. Думаю, что мы с вами застанем эти времена. Бум солнечной энергетики не за горами. Это я вам говорю.

Специально для сайта "Солнечная энергетика"

11 июн. 2008 г.

«Солнечный ключ» – ключ к успеху?

Солнечная энергетика шагает по планете. И в этом марше не последнее место занимают отечественные компании. Так известное всем КБ «Южное» ведет несколько интересных перспективных разработок, и об одной из них мы сегодня поговорим.

Одним из направлений развития солнечной энергетики является создание так называемых космических солнечных электростанций или сокращенно КСЭС. За последние годы предлагалось множество проектов КСЭС, основанных на приеме солнечной энергии посредством фотоэлектрических преобразователей (солнечных элементов). Типичный проект КСЭС предусматривает передачу мощности на Землю в виде СВЧ-излучения и имеет мощность около 5 ГВт при весе около 15 тыс. тонн.

Специалисты считают, что на сегодняшнем этапе развития техники и технологий создание конструкции КСЭС вполне осуществимо, но вот вывод ее на орбиту и последующее обслуживание в космосе пока весьма проблематично.

Анализ свойств земной атмосферы показал, что явление рефракции в земной атмосфере выше облачного слоя вызывает концентрацию солнечного излучения в космическом пространстве. Излучение концентрируется на продолжении оси, направленной из центра Солнца в центр Земли (фокальная ось) на расстоянии от 0,6 до 1,2 млн.км. от центра Земли. Степень концентрации солнечного излучения вдоль фокальной оси может составлять до 2000 раз на расстоянии 10 м от фокальной оси, до 1000 раз на расстоянии 20 м, до 500 раз на расстоянии 40 м, до 200 раз на расстоянии 100 м. Именно использование земной атмосферы в качестве концентратора положено в основу концепции КСЭС "Солнечный ключ", предложенной КБ «Южное».

КСЭС "Солнечный ключ" включает космический сегмент из отражающих и переотражающих космических аппаратов с зеркалами, отражающими концентрированное солнечное излучение; наземные приемники излучения. Отражающие космические аппараты размещены непосредственно в области концентрации. Переотражающие космические аппараты размещены в космическом пространстве над полярными областями Земли и на геостационарной орбите.

Проведенное специалистами сравнение основных характеристик типового проекта КСЭС и расчетных характеристик КСЭС "Солнечный ключ" позволяет сделать вывод о возможности создания КСЭС "Солнечный ключ" при современном техническом уровне. А нам же остается надеяться, что кроме технической стороны, такие проекты когда-нибудь станут возможными и с учетом прочих возможных плоскостей такого грандиозного проекта.

9 июн. 2008 г.

Снижение потерь энергии в ФЭП наземного применения

Для снижения оптических потерь, связанных с неполным использованием падающего на поверхность фотоэлектрического преобразователя (ФЭП) излучения, в настоящее время наиболее широко применяются следующие методы...

6 июн. 2008 г.

Фрагменты интервью с И.Е. Марончуком

ИГОРЬ ЕВГЕНЬЕВИЧ МАРОНЧУК — профессор, доктор технических наук, председатель Украинской ассоциации нетрадиционной энергетики, академик нескольких отраслевых академий как в Украине, так и за рубежом, лауреат Государственных премий Украины и СССР. Ему принадлежит 300 публикаций в научных отечественных и зарубежных изданиях, включая более 100 авторских свидетельств на изобретения и патенты.

Предлагаю вашему вниманию фрагменты из его интервью под названием "Как запрячь Солнце и ветер":

— Тема нашего разговора — нетрадиционная энергетика. Прежде всего определимся: какие источники энергии называют традиционными?

— Традиционная энергетика — это энергия ископаемых источников: нефти, газа, угля, ядерного топлива. Высокая концентрация энергии из традиционных источников позволяет создавать надежное и стабильное энергоснабжение, выдавать необходимое количество энергии в данный момент. К основным недостаткам этих источников энергии относится исчерпаемость. К тому же при их использовании происходит тепловое загрязнение окружающей среды и выделение парниковых газов. А еще создание мощных энергостанций приводит к высокому уровню монополизации производства энергии, к тяжелым последствиям в случае аварий на крупных агрегатах. Пример тому — ядерная катастрофа на Чернобыльской АЭС.

В настоящее время при использовании человечеством традиционных источников выделяется на 0,3% больше энергии, чем планета получает от Солнца. При достижении 1% климат Земли претерпит необратимые изменения, так как площадь ледников значительно уменьшится, а при 10% на планете наступят тропики, ледники растают. Это грозит гибелью человечества.

— Что это такое нетрадиционная энергетика?

— Это гидроэнергетика, энергия приливов, колебания волн, ветроэнергетика, солнечная энергетика, которая преобразует солнечную энергию в тепловую и электрическую. Еще существует биоэнергетика — для получения тепла и электричества используется энергия биомассы. Геотермальная энергетика — преобразующая тепловую энергию планеты в тепло и электричество. Теплонасосная энергетика — использующая низкотемпературное тепло океанов, морей, воздушных источников в тепло для обогрева домов. К нетрадиционной энергетике относят не только возобновляемые источники, но и энергию мусорных свалок и других отходов, вклад которых незначительный, поэтому, как правило, под нетрадиционной понимают возобновляемую энергетику.

Основные недостатки возобновляемых источников энергии — их малая плотность, непостоянство, несовпадение по времени поступления и потребления. Достоинства — экологически чистая возобновляемая энергия имеется в любой точке планеты. Показатель энергоотдачи велик, так как отсутствуют затраты на добычу топлива, разведку, транспортировку, хранение, рекультивацию мест добычи, сооружение мощных энергокомплексов, а также на использование природных ресурсов, изменение среды обитания, строительство очистных сооружений и многое другое.

...

— А как относятся к возобновляемым источникам энергии у нас?

— Успешное развитие экономики Украины напрямую зависит от решения вопроса обеспечения энергоносителями. Сегодня около трети валового внутреннего продукта идет на импорт энергоносителей. Украинский энергетический комплекс очень затратный. Наибольшие затраты энергии при производстве электричества, а также тепла. На конденсационных электростанциях используется 30% тепла, остальное выбрасывается в окружающую среду. Разработаны энергосберегающие программы, в основе которых — все тот же принцип «сжигать», но рационально.

В Украине возобновляемая энергетика по сравнению с другими странами находится в зачаточном состоянии. Создан институт возобновляемой энергии Национальной академии наук, центр ветроэнергетики в Киеве, налажено производство ветроагрегатов в Днепропетровске на ПО «Южмаш», солнечных фотоэлектрических модулей — на киевском предприятии «Квазар», разворачивается такое производство на фирме «Пилар» (Киев), создаются биогазовые установки на фирме «Агродар» в Николаеве. Научно-исследовательские работы по солнечным батареям на основе кремния ведутся в Институте физики полупроводников НАНУ. Разумеется, это не полный перечень предприятий и организаций, которые занимаются современными источниками энергии.

Есть примеры использования энергии Солнца для обогрева домов, подачи горячей воды в Крыму, Днепропетровске, Закарпатье. На Херсонщине в этом году смонтирован первый ветряк Южносивашской ветроэлектростанции. А всего в рамках 1й очереди установят 16 ветряков. Мощность каждого — около 100 кВт, общая мощность очереди — 1,72 МВт. Установки изготовлены на ПО «Южмаш». Конечно, «погоду» в энергообеспечении края эта ветроэлектростанция не делает. Проектная мощность Южносивашской ВЭС — около 5 МВт.

Пока что уровень как производственной, так и научно-исследовательской деятельности по возобновляемой энергетике не позволяет Украине попасть в список стран, активно занимающихся нетрадиционными источниками энергии. В Германиии, к примеру, более 20 тысяч ветроагрегатов вырабатывают электроэнергию общей мощностью свыше 10 тыс. МВт.

— Считается, что Солнце — источник энергии № 1.

— По расчетам астрофизиков, Солнце в таком режиме будет функционировать еще 4,5 млрд. лет, а с ним Земля и другие планеты. Для человеческой цивилизации это вечность. В отличие от традиционных энергоносителей солнечный свет не нуждается в добыче, транспортировке, он безвреден, бесшумен, невесом, не нарушает тепловое равновесие планеты — это безупречный энергоноситель. Переход к использованию солнечной энергии сыграет решающую роль в обеспечении стабильности мирового сообщества в ближайшем будущем, сделает нецелесообразной борьбу за ископаемое сырье, приведет к приоритету децентрализованного производства и использования энергии, продуктов питания и т. д., что позволит удовлетворить социальные нужды человечества.

Международное энергетическое агентство, которое объединяет 27 стран, приступило к реализации проекта по освоению пустыни Гоби. По всей ее площади будут установлены солнечные батареи. Если освоить только половину пустыни, то она даст столько энергии, сколько производится сегодня в мире.

Во многих странах энергия Солнца довольно эффективно используется для бытовых нужд населения. В США установлено более 20 млн. кв. м тепловых коллекторов, в Европе и Японии — 15 млн. кв. м. В Германии 450 тыс. домовладельцев имеют установки для горячего водоснабжения и отопления. На Кипре около 90% частных домов и больше 50% гостиниц оборудованы гелиоустановками.

По оценкам специалистов, на территории Украины можно использовать до 50 млн.кв.м тепловых коллекторов гелиоустановок. Солнечное излучение можно перерабатывать в «концентрированное» тепло с помощью теплоколлекторов или в электрический ток, используя фотоэлементы. Энергия Солнца пойдет на горячее водоснабжение, отопление и охлаждение домов, опреснение воды, обогрев парников, сушку сельскохозяйственного сырья. Особенно перспективно ее использование в курортной зоне.

На Херсонщине на небольшой базе отдыха «Черномор», которая принадлежит Украинскому зональному научно-исследовательскому и проектному институту по гражданскому строительству, действует гелиоустановка. Сотрудники института сконструировали ее как теплоколлектор для душевой. В основе устройства — контур из труб, выкрашенных в черный цвет, которые расположены под углом 30. Простейшее устройство. Это западные гелиоустановки снабжены насосами, следящими устройствами за движением Солнца и прочими «прибамбасами». Наша установка способна ежесуточно подогревать 3,5тыс. литров воды до температуры + 50 С, а этого достаточно, чтобы 60 отдыхающих могли принять 10-минутный душ. На подогрев 50 л воды до такой температуры расходуется около 4 кВт электроэнергии. Гелиоустановка полностью окупает себя в течение 5 лет.

Возникает вопрос: коль выгодно — так почему повсеместно не внедряется? И это при том что закон «Об энергосбережении» предусматривает налоговые льготы для предприятий и организаций, которые изготовляют и внедряют энергосберегающее оборудование и технологии. Мое мнение таково: нужно менять законодательство по использованию энергетических ресурсов.

4 июн. 2008 г.

Сделай автомобиль сам

Американская фирма Sunn предлагает для самостоятельной сборки маленький солнечный автомобильчик. Это весьма необычное транспортное средство стоит около 3000 евро и поставляется как большой конструктор (солнечные батареи в стоимость не входят).

Максимальная скорость этого "монстра" составляет 40 км/час, а запас хода - около 32 км. Сборка автомобиля занимает от 80 до 120 часов.

В США этот автомобиль даже имеет допуск к эксплуатации на дорогах. К сожалению, об экспорте этого чуда техники в Европу никаких сведений пока нет.

2 июн. 2008 г.

Солнечные батареи космического и наземного применения - основные требования

К проблеме освоения энергии солнечного света привлечено в настоящее время внимание специалистов разных научных дисциплин. Особенно большие успехи достигнуты на пути создания полупроводниковых солнечных элементов (ФЭП) и батарей различных конструкций. Все крупнее, легче и мощнее становятся солнечные батареи (СБ) космических аппаратов и станций, все шире их применение на земле, все выше КПД и разнообразнее их свойства.

Специально для сайта "Солнечная энергетика"

30 мая 2008 г.

В будущем устройства Apple перейдут на "солнечную тягу"

Не исключено, что будущие мобильные телефоны и карманные плееры компании Apple будут оснащаться солнечными батареями. По крайней мере, на сайте Управления США по патентам и торговым маркам (USPTO) от имени сотрудников Apple опубликована патентная заявка на "солнечные элементы для портативных устройств".

Солнечные батареи могут использоваться с целью подзарядки основного аккумулятора мобильного устройства, например, ноутбука или смартфона. Внешние зарядные устройства, работающие на солнечной энергии уже существуют, однако широкого практического применения пока не нашли. Отчасти это объясняется тем, что далеко не все хотят отягощать свои карманы лишним грузом.

Apple предлагает встраивать солнечные элементы непосредственно в корпус гаджетов. Предполагается, что солнечная батарея будет размещаться между полупрозрачным дисплеем и печатной платой портативного устройства. Таким образом, наличие солнечной батарей никак не отразится на внешнем виде гаджета, и вместе с тем увеличится время автономной работы мобильного устройства.

Кстати, нужно заметить, что ранее похожую методику уже запатентовала компания Motorola. Впрочем, о том, как скоро мобильные телефоны, плееры и прочие гаджеты с интегрированными солнечными батареями могут появиться на рынке, Motorola и Apple пока умалчивают.

29 мая 2008 г.

Солнечная энергия из пластика

Главная проблема наземной фотовольтаики всего одна, но в рыночном плане пока почти смертельная: высокая цена в любой валюте за один ватт (пиковый) установленной мощности. И хотя цена эта стабильно снижается по мере роста производства, она всё равно остаётся слишком большой (раз в 5) по сравнению с ваттом «грязной» угольной электроэнергетики и не менее грязной мазутной.

Принято различать фотовольтаику неорганическую и органическую. Неорганические солнечные элементы (СЭ) изготаливают из Si, GaAs, CdTe или СuInGaSe2. Тогда как органические СЭ, естественно, изготавливают из органических веществ с непроизносимыми названиями, типа «1-(3-метоксикарбонил)-пропил-1-фенил-(6,6) С61». Понятно, что вся эта «полупроводниковая» органика в смысле КПД (4-5%) ни в коей мере не конкурент настоящим полупроводникам (от 16%).

Однако, в разы уступая по эффективности, пластики в десятки раз выигрывают по стоимости. А потребителю важна цена, и тут органика даст фору любому твёрдому полупроводнику. К примеру, «солнечный» зонтик, покрытый гибкими органическими низкоэффективными СЭ, вполне способен подзаряжать ваш мобильник прямо на пляже. А стоит он ненамного дороже обычного зонта.

Аналитики потребительского рынка уже прикинули, что для широкой коммерциализации органических СЭ надо, чтобы их КПД был больше 7%. И в этом отношении 2007 год стал одновременно и очень многообещающим и скандальным. Просто потому, что именно в прошлом году органическая фотовольтаика сделала несколько серьёзных заявок на своё место под солнцем. Рекорд следовал за рекордом, а Министерство энергетики США начало конкретно благоволить к соискателям миллионно-долларовых грантов, если они в своих заявках обещали сделать что-нибудь органически-гибкое и дешёвое, работающее от солнечного света.

Основная проблема состоит в том, что очень многие пластиково- фотовольтаические исследователи сплошь и рядом спешат с публикацией своих «рекордов», не проверив их, как следует. А это чревато подрывом доверия у инвесторов и венчурных капиталистов, которые уже вложили сотни миллионов долларов в это дело. Примечательно, что обе ведущие фирмы по пластиковой фотовольтаике (Konarka и Flextronics) прежде чем опубликовать рекламу своих очередных достижений, тестируют свои изделия в NREL.

Автор - С. Чикичев

26 мая 2008 г.

Солнечная батарея от IBM

Компания IBM сообщила о прорыве в технологии фотоэлектрических элементов, который может значительно снизить стоимость энергии, получаемой из солнечного света.

Для увеличения удельной мощности батарей исследователи применили линзу, которая позволяет собрать на поверхности полупроводникового элемента мощность до 230 Вт на каждый квадратный сантиметр. В результате с каждого квадратного сантиметра поверхности полупроводниковых элементов удается собрать электрический ток мощностью 70 Вт – это в пять раз выше, чем у самых современных солнечных батарей обычного типа.

Новая технология компании IBM получила название CPV (Concentrator PhotoVoltaics - фотоэлектрический концентратор). Использование таких концентраторов, как говорит руководитель проекта доктор Супратик Гуха (Supratik Guha), позволяет в 10 раз сократить число фотоэлектрических элементов при сохранении количества вырабатываемой энергии. Количество солнечной энергии, попадающей на фотоэлементы опытной системы, в 2300 раз превосходит условия обычного солнечного освещения в ясный день.

Одна из проблем, с которой исследователи столкнулись в ходе разработки своего фотоэлектрического концентратора, это нагрев самих фотоэлементов. В фокусе линзы температура оказалась такой, что плавилась даже нержавеющая сталь. Использование технологии отвода тепла в медные радиаторы с помощью пленки из жидкого сплава индия и галлия помогла снизить температуру батареи с 1600 до 85 градусов Цельсия. Эта технология уже используется компанией IBM для охлаждения сверхмощных микросхем и компьютеров.

Для серийного производства нового типа солнечных батарей потребуется недорогая и эффективная оптика вроде плоских линз Френеля, но эта задача выглядит вполне разрешимой. Солнечные концентраторы еще с 70-х годов XX века привлекают внимание ученых, но сегодня компании IBM впервые удалось обеспечить приемлемое охлаждение солнечных батарей, так что технология CPV теперь имеет все шансы на успех.

Источник

19 мая 2008 г.

Что нас ждет завтра. Сценарий пессимиста?

В последнем докладе ООН, посвященном борьбе с глобальным изменением климата, ученые спрогнозировали, что из-за катастрофически быстрого таяния ледников на планете уровень мирового океана к 2050 году может подняться в среднем на 90 сантиметров, вследствие чего под воду уйдут целые островные государства (например, Кирибати в Океании), а также части крупных островов, таких как, например, Великобритания ( доклад опубликован в декабре 2007 года).

По сценариям, просчитанным специалистами, при повышении средней температуры в местах расположения ледников всего на +2 С, две трети ледников Китая, в том числе расположенные на горном хребте Тянь-Шань, просто исчезнут. Гималайский ледник, который снабжает пресной водой 500 миллионов людей в долине реки Ганг в Индии (там находится крупнейший мегаполис — Калькутта с 12 млн. жителей) и Бангладеш, а также питает китайские реки Хуанхэ и Янцзы, ежегодно уменьшается в размере на 7%. Соседнему с Индией Непалу таяние огромных масс льда грозит лавинами и затоплениями. В Латинской Америке тропические ледники Анд за последние 35 лет сократились на 20—30%.А к 2100 году все ледники растают окончательно, предрекают специалисты. Причем вода, полученная в результате таяния, не пополнит запасы пресной, а утечет в моря, став соленой и непригодной к использованию.

Уже к 2050 году ситуация станет катастрофической для сотен миллионов землян, живущих вблизи океанских и морских берегов, часть из них ожидает вынужденное переселение, часть — жалкое голодное существование. Только в Африке количество голодающих может увеличиться на 75-200 миллионов человек. Потепление однозначно приведет к сокращениям на 30-50% урожая пшеницы, риса, кукурузы, сои, кофе и прочих культур. Несладко придется и Европе. Для Нидерландов, большая часть которых находится ниже уровня моря, подъем уровня воды может создать серьезные проблемы (там уже тратят миллиарды евро на укрепление дамб, защищающих от повышения уровня воды). Кроме того, под воду могут уйти китайский Шанхай и аргентинская столица Буэнос-Айрес.

Украинские ученые не верят, что кошмар наступит через полвека, но факт повышения среднегодовой температуры подтверждают. Ведущий украинский эксперт по вопросам глобального потепления, председатель Гидрометслужбы Вячеслав Липинский говорит, что ученые ООН уже готовят новый доклад, не такой тревожный, как предыдущий. Согласно ему, средний уровень воды в Мировом океане к концу века максимум поднимется на 59 см, а не на 90, как прогнозировалось ранее. Глобальная температура все же повысится в пределах 1,8—4 *С, а это весьма немало.

Потепление, которое за последние 100 лет не превысило даже +1С, уже привело к необратимым процессам и глобальным катаклизмам, от которых пострадали тысячи людей. К их числу относятся тайфуны, наводнения, бури и так называемые тепловые волны, приносящие аномальную жару и засухи. Одна из таких тепловых волн в 2005 году погубила 35 тысяч человек. В одной только Индии в 2005 году температура поднялась до +50 С. Если температура будет повышаться такими же темпами, к 2050 году человеческая смертность от перегрева удвоится, а к 2080 — утроится. По данным ООН, из-за потепления уже сегодня 344 млн. человек на земле подвергаются воздействию тропических циклонов, 521 млн. страдает от наводнений, 130 млн. переживают последствия засух, 2,3 млн. беззащитны перед оползнями.

По мнению ученых, работающих над проблемами глобального изменения климата, человечество в состоянии уменьшить количество испускаемых в атмосферу парниковых газов, причем участвовать в борьбе за выживание планеты может каждый. Что же нужно делать и во сколько обойдутся эти меры? Одним из предлагаемых авторами путей решения вопроса является использование энергии солнца. Если вы живете в доме, можно установить на крыше солнечные батареи. Система из батарей, аккумулятора и преобразователя, который в результате обеспечит вас напряжением в 220 В, обойдется в $3—5 тысяч. Про другие пути читайте здесь.
_____

Что будет, когда нефть подорожает до…

15 мая 2008 г.

Вооружаемся, господа!

В конце апреля американская компания Aurora Flight Sciences презентовала концепцию беспилотного летательного аппарата (БПЛА) «Одиссей» (Odysseus), сочетающего достоинства самолета и низкоорбитального спутника. По словам главного конструктора компании Боба Паркса, аппарат разрабатывается в рамках пентагоновской программы Vulture («Гриф-стервятник»). «Одиссей» должен будет выполнять беспосадочный полет в течение пяти лет на высоте 19,5–27 километров.

«Одиссей» будет иметь размах крыльев 50 м и массу 1350 кг. Аппарат может стартовать с обычной взлетно-посадочной полосы и совершать самостоятельный полет. На крейсерской высоте отдельные модули "Одиссея" могут автоматически состыковываться концами крыльев, образуя конструкцию длиной 150 метров. Эта конфигурация именуется «Z-крыло» (Z-wing), поскольку может складываться гармошкой. Таким образом, половина поверхность крыла всегда может быть подставлена под прямые солнечные лучи. Угол «гармошки» непрерывно корректируется бортовым компьютером. Это необходимо, поскольку крыло полностью покрыто солнечными батареями. Электроэнергия запасается в легких и высокоемких аккумуляторах, что позволяет аппарату лететь ночью.

Срок непрерывной работы работы БПЛА определен в 5 лет. Прорабатывается концепция ремонтных работ во время полета. Возможна также замена дефектного модуля в воздухе и его приземление для ремонтных работ. Стыковочно-поворотные узлы на концах крыльев проектирует фирма Sierra Nevada, создавшая все системы воздушной дозаправки ВВС США. Общую концепцию боевого применения разрабатывает европейская корпорация BAE Systems, она же создает комплект разведывательного оборудования. Системы управления БПЛА «Одиссей» должна поставить компания C.S. Draper Laboratories.

В рамках программы Vulture заключены также контракты с компаниями Boeing и Lockheed Martin на создание конкурирующего проекта БПЛА.

На сегодняшний день максимальное достижение в сфере полетов БПЛА на солнечных батареях имеет аппарат «Зефир» (Zephyr) британской компании QinetiQ. В сентябре 2007 года он провел в воздухе без посадки 54 часа, в том числе две ночи подряд. По предварительным оценкам «Зефир» будет способен находиться в автономном полете на высоте до 30 км в течение 3 месяцев. Вся поверхность крыльев «Зефира» покрыта солнечными батареями.

Более подробно по теме читайте в статье Ты куда, "Одиссей"?

14 мая 2008 г.

Альтернативная энергетика: просто добавь… соленой воды

Оксана ПРИХОДЬКО / Зеркало Недели

Идея использовать в качестве источника энергии смешанную воду (пресная плюс соленая) появилась у скандинавов еще в разгар прошлого — 70-х годов — энергетического кризиса. Заметив, что температура пресной воды рек при впадении в море повышается на 0,1 градуса, они пересчитали всю выделяемую при этом энергию на общий объем морских устий рек и установили, что этот источник вполне смог бы удовлетворить 20 процентов энергетических потребностей всего человечества. Одни лишь норвежские фьорды способны дать десятую долю всей потребляемой страной энергии. Правда, техническое воплощение этой идеи требовало огромного количества полупроницаемых мембран, получение которых в то время было более чем проблематичным.

И вот сейчас, как раз в тот момент, когда цена на нефть достигла 112 долларов за баррель, норвежское правительство объявило о том, что практически уже готова одна экспериментальная электростанция, работающая на «голубой энергии», и начато строительство второй, но уже в Дании. И хотя принципы работы этих электростанций несколько различаются (норвежская работает за счет осмоса, а датская — за счет обратного электродиализа), объединяет их астрономическая стоимость проектов. На строительство первой из них, рассчитанной на пять киловатт (энергии, достаточной для работы одной стиральной машины или нескольких дюжин лампочек), норвежская государственная компания Statkraft решила выделить 20 миллионов долларов. Строительство второй обойдется ненамного дешевле, и она для начала будет вырабатывать 100 ватт. Правда, со временем ее мощность надеются довести до одного-пяти киловатт.

Только лишь на норвежский проект потребовалось две тысячи квадратных метров мембраны, промышленное производство которой еще не налажено. Правда, в случае успешного завершения проекта решением этой проблемы готовы заняться сразу несколько компаний — General Electric, Dow Chemical, Hydranautics и Toray Industries. Так что стоимость полученной таким образом электроэнергии может существенно сократиться. Хотя и останется в несколько раз выше, чем аналогичная, полученная более традиционным альтернативным образом — при помощи ветра и падающей воды.

12 мая 2008 г.

Новые солнечные батареи сжимают свет в 2000 раз

Совсем недавно появившаяся на свет американская компания SUNRGI разработала фотоэлектрическую батарею, обеспечивающую, по словам авторов, очень низкую стоимость солнечного электричества — всего 5 центов за киловатт-час. Также нам обещают и дешевизну установки в расчёте на ватт выходной мощности.

Новая технология названа Xtreme Concentrated Photovoltaics (XCPV). Как ясно из названия, она основана на необычайно высокой степени концентрации солнечного света, прежде чем он попадает на поверхность фотоэлектрического преобразователя. Сам по себе такой приём не нов. Ранее для этого неоднократно использовали зеркала (и такие, и такие) и линзы (примеры 1 и 2).

Однако SUNRGI утверждает, что успешно решила проблему нагрева солнечной батареи под "конденсированным" потоком, благодаря чему степень сжатия света перед батареями удалось довести до 2 тысяч, а с учётом потерь в оптике яркость лучей в данной установке повышается в 1600 с лишним раз.

Собранный свет попадает на высокоэффективную солнечную батарейку с КПД в 37,5%. Специальная система, названная Coolmove, быстро отводит лишнее тепло от ячеек, продлевая срок их службы. Без этого устройства солнечные панели XCPV просто расплавились бы, поскольку их температура в таком случае превысила бы 1650 градусов. Довершает картину система слежения за солнцем, повышающая эффективность установки. В результате последняя требует для производства одного и того же количества электроэнергии в 16 раз меньше площади, чем быстро "растущие" тонкоплёночные солнечные батареи, также претендующие на звание самых недорогих.

Кроме того, утверждает компания, модульная конструкция её батарей-концентраторов тщательно продумана с целью удешевления массового производства. Выход XCPV был анонсирован на 11-м Глобальном энергетическом форуме (NEM 11th Annual Global Energy Forum), прошедшем в конце апреля в Вашингтоне под эгидой национальной ассоциации поставщиков энергоресурсов США. SUNRGI построила опытный образец своей системы и успешно его испытала. Промышленные образцы XCPV должны появиться на рынке через 12-15 месяцев, говорят представители компании.

Источник

7 мая 2008 г.

Фотоионика

Солнце является практически неисчерпаемым источником энергии, количество солнечной энергии поступающей к Земле на много порядков превосходит текущие энергетические нужды человечества. Более того, солнечная энергия - это единственная реальная альтернатива невозобновимым источникам энергии включая, увы, ядерные.

Современные попытки преобразования солнечной радиации в электричество двигаются в направлении разделения электрона и "дырки", возникающий при попадании фотона в органический или неорганический полупроводник. Данное направление развития науки и технологии емко описывается термином "фотовольтаика" (photovoltaics). Современные солнечные батареи радуют растущим КПД и снижающейся стоимостью.


5 мая 2008 г.

Генеалогия дефицита, или Причинно-родственные связи крупнейшего производителя поликремния

Спонсор поста: Блог наемного менеджера

Основным потребителем поликристаллического кремния до недавнего времени оставалась электронная промышленность, где этот материал может применяться как непосредственно при выпуске некоторых видов продукции так и опосредованно – сначала его используют при изготовлении подложек, представляющих собой монокристаллические структуры, а уже потом эти подложки в качестве сырья отправляются чипмейкерам. Для солнечной энергетики, бурное развитие которой мы наблюдаем в настоящее время, поликристаллический кремний ценен тем, что на сегодняшний день фотоэлектрические элементы на его основе являются наиболее эффективными и, как следствие, самыми популярными у производителей.


29 апр. 2008 г.

Ускользающий кремний - интервью с Гари Хоманом (Hemlock Semiconductor)

Спонсор поста: Блог "Просто о сложном"

Дефицит поликристаллического кремния на мировом рынке, вызванный бурным развитием солнечной энергетики, уже давно не является новостью. Сегодняшняя цена этого материала в двадцать раз превышает его стоимость для производителей солнечных элементов всего лишь пять лет назад (сравните это с динамикой мировых цен на нефть, и вы обнаружите, что в глобальной экономике не все так однозначно с сырьевыми ресурсами, как об этом любят порассуждать отечественные политологи). И пока акулы полупроводниковой индустрии усиленно делают вид, что их это никоим образом не касается, "рыбкам" помельче порой приходится изворачиваться разными нетривиальными способами, чтобы раздобыть кремниевые подложки для своих производств.

Как ситуация видится с другой стороны баррикад? Об этом рассказывает Гари Хоман, вице-президент по маркетингу и продажам Hemlock Semiconductor – компании номер один на рынке поликристаллического кремния в мире.

- Как вы оцениваете нынешнюю ситуацию на рынке поликристаллического кремния? Согласны ли вы, в частности, с февральским прогнозом Frost & Sullivan, где говорится, что наблюдающийся уже довольно долгое время дефицит этого материала в нынешнем году должен прекратиться?
Факторов, которые способны оказывать влияние на баланс спроса и предложения на рынке поликристаллического кремния, достаточно много. Опираясь на публичные анонсы, можно предположить, что в 2008 году общий объем поставок увеличится примерно на 35%. Таким образом предложение кремниевого сырья может оказаться адекватным спросу при его росте на 80% со стороны солнечной энергетики, а также при условии, что со стороны электронной отрасли будет происходить плавное увеличение спроса прежними темпами. Также нужно учитывать, что многие компании будут использовать избыточные объемы поставок для восстановления стратегических запасов. Поэтому что в действительности должно пройти проверку в 2008 году, так это будем ли мы и дальше наблюдать, как спрос со стороны солнечной энергетики меняется параллельно тому, как меняется ситуация с предложением на рынке поликристаллического кремния.

- Оглядываясь в то время, когда впервые обнаружился дефицит поликристаллического кремния на рынке, как вы объясните, почему это стало возможным? Бытует мнение, что ведущие поставщики не ожидали столь быстрого увеличения спроса со стороны солнечной энергетики. Вы разделяете это мнение?
Прежде всего, я не согласен с предположением, что поставщики не предвидели такого бума. Я не могу говорить за других, но, думаю, мы как раз предвидели это. Чтобы удовлетворить этот спрос, мы начали наращивать наши производственные мощности и продолжаем их наращивать. Соотнося это с тем, что спрос существенно превышал доступные объемы выпуска продукции в течение некоторого времени, вы должны понимать, что производство поликристаллического кремния является сложным и долгим технологическим процессом, требующим немалых капитальных затрат. Для расширения производственных мощностей необходимы значительные инвестиции, а это в свою очередь означает, что производитель должен брать на себя серьезный риск.

- По итогам 2005 года в Hemlock дефицит поликристаллического кремния на рынке оценивали примерно в 10 тыс. тонн, что примерно вдвое превышало величину, названную тогда экспертами The Information Network. Насколько велик, по вашим оценкам, был дефицит в прошлом году?
Очевидно, что дефицит в прошлом году по-прежнему имел место. Количественно определить разрыв между спросом и предложением для нас было бы трудно.

- Как дефицит повлиял на бизнес вашей компании? Каковы преимущества и недостатки этой ситуации?
В мае 2007 года мы анонсировали очередной проект по расширению производственных мощностей. Объем инвестиций в этот проект должен составить 1 млрд долл. Вкупе с другими аналогичными проектами, анонсированными ранее, он позволит нам увеличить объем выпуска поликристаллического кремния впятеро по сравнению с 2005 годом.

- А каков в настоящее время годовой объем выпуска поликристаллического кремния у вашей компании в абсолютных величинах? И на какой уровень вы планируете выйти в ближайшем будущем?
В 2007 году объем производства у нас составил 11 тыс. метрических тонн. К 2012 году мы намерены его увеличить примерно до 36 тыс. метрических тонн. Кроме того, мы изучаем возможности для дальнейшего расширения производственного потенциала.

- По прогнозу Hemlock, датированному 2006 годом, общемировой объем производства поликристаллического кремния в нынешнем году должен был бы достичь 54 тыс. тонн. Каков ваш прогноз сегодня?
В начале апреля в ходе ежегодной европейской конференции Photovoltaic Technology Show 2008 в Мюнхене мы представили свой обновленный взгляд на текущую ситуацию. Исходя из тех сведений, которые были оглашены в рамках публичных анонсов, мы прогнозируем, что объем выпуска поликристаллического кремния в 2008 году составит 56 тыс. тонн.

- В последнее время на рынке поликристаллического кремния появилось много новых производителей, в частности, из дальневосточного региона. Как вы думаете, достаточно ли велик потенциал рынка, чтобы прокормить все эти компании?
Производство поликристаллического кремния – чрезвычайно сложный процесс, требующий строгого соблюдения технологических норм. Помимо этого, он требует значительного опыта и экспертизы, а также серьезных финансовых вложений. Hemlock Semiconductor производит поликристаллический кремний почти 50 лет, и мы постоянно совершенствуем наши процессы и технологии, стремясь к повышению эффективности производства этого очень специфического материала. Разумеется, некоторые из этих новых производителей достигнут каких-то успехов, и интересно будет посмотреть, в чем будут выражаться их успехи. К примеру, сохранят ли они конкурентоспособность в долгосрочной перспективе и при отсутствии столь значительного дисбаланса между спросом и предложением? Вот те из них, кто добьется такого успеха (если мы рассматриваем все это в контексте стоящей перед солнечной энергетикой цели конкурировать с традиционными источниками энергии), и будут вместе с признанными мировыми лидерами наподобие Hemlock Semiconductor играть важную роль в инфраструктуре поставок для солнечной энергетики.

- Как в Hemlock сейчас распределяют объемы поставок между солнечной энергетикой и полупроводниковой промышленностью? Что может измениться в этом отношении в ближайшие два-три года?

В обозримой перспективе солнечная энергетика и полупроводниковая индустрия продолжат бороться друг с другом за кремний. Борьба эта может обостряться при возникновении кратковременного дисбаланса между спросом и предложением или наоборот – вызывать такого рода дисбаланс. При этом Hemlock Semiconductor имеет возможность увеличивать при необходимости объемы производства довольно значительно, поскольку мы поставляем нашу продукцию на рынок, который не является однородным. Многие компании, в частности, многие из тех, кто не так давно начал выпуск поликристаллического кремния, не имеют возможности либо не заинтересованы в работе с полупроводниковой индустрией. У Hemlock есть обязательства перед заказчиками из обеих этих групп. Соответственно и наше производство устроено более гибко, что позволяет нам выпускать такой продукт, который по качеству может соответствовать требованиям как солнечной энергетики, так и полупроводниковой индустрии.

Источник

25 апр. 2008 г.

Альтернативное мнение про солнечную энергетику

Всеобщее солнечное настроение в мире по поводу солнечной энергетики могут несколько подпортить последние решения правительства Германии о возможном сокращении субсидий в эту бурно развивающуюся отрасль энергетики. Именно введенные в Германии низкие тарифы на солнечное электричество способствовали резкому старту и быстрому росту новой промышленности. Тем временем над самой солнечной энергетикой в Германии сгущаются тучи.

Действительно, Германия, не будучи богатой солнцем страной, казалось бы, занимает странное место лидера в солнечной энергетике. Страна является ведущей в мире по емкости установленных источников возобновляемой энергии и занимает третье место как производитель солнечных панелей после Китая и Японии. Доля электроэнергии, генерируемой здесь возобновляемыми источниками, в 2007 г. достигла 14.2% (в сравнении с 11.7% в 2006 г.) Компания Q-Cells, основанная вблизи г. Wolfen (севернее Лейпцига), является одной из самых больших в мире производителей фотовольтаических ячеек для солнечных панелей. Исследованиями и разработками в области солнечной энергетики в Германии в той или иной степени занимаются около 160 институтов.

Конечно, максимальное количество электроэнергии в Германии поступает от сжигания угля и от атомных электростанций. Но уголь, как источник электроэнергии, становится все более непопулярным с экологической точки зрения, а атомные электростанции - из-за боязни катастроф. В 1991 г. в Германии был принят закон, в рамках которого государство допускало различные формы поддержки компаний, инвестирующих средства в возобновляемые источники электроэнергии. В соответствии с этим законом, электроэнергия, производимая на возобновляемых источниках, продавалась по заниженным и постоянным в течение 20 лет тарифам. Так, например, электроэнергия от фотовольтаических систем, установленных на крышах домов в 2007 г., может продаваться по 0.49 евро за кВт∙час (в 7 раз ниже текущего тарифа) вплоть до 2027 г. Фиксированная цена позволяет инвестору прогнозировать возможные расходы и доходы.

Но правительство Германии дрогнуло (возможно, под влиянием обойденных субсидиями производителей других источников электроэнергии) и предлагает пересмотреть закон 1991 г., что может привести к сдвигу от солнечной энергетики к другим видам возобновляемых источников, таким, например, как ветряные установки. По новым предложениям, тариф на солнечное электричество будет возрастать. Возможно, новые предложения правительства заставят производителей солнечных панелей снизить стоимость их производства, чтобы не проиграть в конкуренции с другими энергетическими источниками. Под влиянием всеобщего солнечного ажиотажа возник дефицит сырьевого кремния для производства солнечных ячеек, что привело к его резкому удорожанию (от 25 долл./кг в 2003 г. до 400 долл./кг сегодня). В результате только в 2007 г. в мире, в том числе и в России, было основано более 20 новых производств, призванных ликвидировать дисбаланс в производстве и спросе, и снизить стоимость кремниевого сырья.

Пока правительство Германии налаживает ситуацию с тарифами, «солнечные» производители тоже не дремлют. Многие, считая кремниевые ячейки дорогими, начинают параллельно активнее развивать тонкопленочные технологии. Сохраняется надежда, что немецкие чистые технологии смогут выжить без дополнительных субсидий со стороны государства. Решается проблема хранения накопленной в солнечные дни электроэнергии для использования в ночное время и в пасмурные дни.

Жесткое мнение о будущем солнечной энергетики (в частности, о вреде солнечного бума для развития этой промышленности) выразил Arthur W. Zafiropoulo, председатель, президент и исполнительный директор компании Ultratech (San Jose, Калифорния, США) в интервью International Semiconductor. Ниже – некоторые цитаты из его интервью:

- “Фотовольтаическая солнечная энергетика не является безальтернативным решением энергетических проблем, конструктивнее сосредоточиться на ядерной энергетике и топливных ячейках для автомобилей”.

- “Конечно, солнечная энергетика будет иметь свою нишу, но ее стоимость значительно выше, чем у ветряных установок и гидроэлектростанций. Сейчас это направление исследований, разработок и производства выживает только благодаря государственным субсидиям. Как только закончатся субсидии, интерес к солнцу сразу снизится”.

- “По мере роста цен на нефть в длительной перспективе необходимо сосредоточиться на ядерной энергетике, а такие ресурсы, как фотовольтаические, геотермальные, ветряные и водные смогут служить только в качестве добавок к ней”.

- “Когда я недавно был в Шанхае, одна местная газета поместила статью о стоимости кВт электрической энергии от различных источников. Сегодняшняя стоимость от угольных, атомных и солнечных источников электроэнергии – 0.05, 0.07 и 3.9 долл./кВт, соответственно. Затем рассматривается удельная стоимость самих этих источников: атомный источник - 8000 долл./кВт, угольный - 6000 долл./кВт и солнечный – от 60000 до 70000 долл./кВт. Может ли стоимость быть снижена? Определенно! Может ли она быть снижена на порядки величины? Я не думаю, что это так. Правительства сейчас оплачивают 90% инвестиций. Думаю, что Европа года через два откажется от солнечной идеи. Неотступно будут ей следовать только Индия и Китай – у них так много солнца”.

После нескольких лет немецкого доминирования среди мировых производителей солнечных ячеек в 2007 г. первенство перешло к Китаю (Китай в 2007 г. произвел солнечных ячеек общей емкостью 1200 МВт против 875 МВт, сделанных в Германии). Китайская компания-производитель солнечных модулей Suntech увеличила производство на 110%. Этим серьезным скачком Suntech обязана не потребностью таких солнечных стран, как сам Китай, Тайвань или Индия, а значительными продажами в страны Европы и, в основном, в Германию.

Высокий спрос на солнечные панели в Германии удерживает высокие цены на них во всем мире, даже в «солнечных» странах, в которых генерируемая солнечными элементами электроэнергия могла бы быть более дешевой. По мнению многочисленных фанатов солнечной энергетики, если под влиянием решений правительства Германии и произойдет сдвиг к ветряным установкам, он долго не удержится. У ветряков (в отличие от солнечных элементов) нет большого потенциала для развития. В конце концов, солнце свое возьмет (точнее, отдаст).

Источник

P.S. Почитайте интервью с автором настоящего дайджеста

23 апр. 2008 г.

Глобальный статус альтернативной энергетики

Международный комитет крупнейшей негосударственной премии "Глобальная энергия" объявил имена лауреатов премии за 2008 год. В этом году 30 млн руб. разделят российские физики Олег Фаворский, Эдуард Волков и канадец Клемент Боуман за открытия в области альтернативной энергетики.

Одновременно стало известно, что теперь премии не могут быть удостоены ученые, входящие в состав органов управления фонда и премии. Любопытно, что это случилось спустя три года после того, как лауреатом премии стал глава ее международного комитета вице-президент РАН Жорес Алферов.

Подробности по ссылке

21 апр. 2008 г.

Фрагменты интервью с заместителем генерального директора НИК "НЭП" В.Л.Тумановым

Уважаемый Владимир Леонидович, расскажите, пожалуйста, как и когда возникла Национальная инновационная компания «Новые энергетические проекты»?

Наш проект стартовал в ноябре 2003 года, когда председатель правления ГМК «Норильский никель» Михаил Прохоров и президент РАН академик Юрий Осипов подписали Генеральное соглашение о сотрудничестве в области водородной энергетики и топливных элементов. Уже в декабре 2003 года в Москве состоялось совместное заседание Президиума Российской академии наук и Правления компании «Норильский никель», в ходе которого была подписана Комплексная программа поисковых, научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по водородной энергетике и топливным элементам. В процессе выполнения программы в 2005 г. с целью оптимизации управления работами по Комплексной программе была учреждена Национальная инновационная компания «Новые энергетические проекты» (НИК НЭП). Структура НИК НЭП позволила более оперативно принимать решение о старте проектов по программе и , что я считаю одним из самых главных моментов, объективно принимать результаты, полученные при выполнении работ. Оптимистично глядя в будущее, я думаю, что в дальнейшем мы уже в этом веке перейдем к понятию «водородная экономика», несмотря на все споры, возникающие среди ученых, развивающих традиционную большую энергетику, и между теми учеными, которые работают в области альтернативной энергетики. В ряде стран уже порядка 20% потребления энергии идет за счет альтернативных источников. После двух лет работы по программе «Водородные технологии к водородной экономике» мы пришли к выводу, что необходимо расширить наши подходы к проблемам в этой области, и сейчас мы формулируем свою программу примерно так: «Альтернативная энергетика: водородные технологии, возобновляемые источники энергии».

А что такое альтернативная энергетика и чем определяются ее перспективы?

К альтернативной энергетике мы относим, в первую очередь, солнечную энергию, которая поступает на Землю, и все производные от нее, которые в настоящее время довольно успешно осваиваются в Европейском сообществе и в целом в мире. Наиболее эффективным энергоносителем в будущем с точки зрения обеспечения потребностей человечества будет водород. Наиболее вероятно, что он будет производиться как традиционными углеводородными энергоносителями, так и нетрадиционными, к которым относятся как раз Солнце и все остальные первичные энергоисточники: ветер, геотермальные или океанские течения и т.д., которые являются производными от Солнца. Поток солнечной энергии на Землю в тысячи раз превышает ту энергетику, которую человечество вырабатывает при помощи всей гидроэнергетики земного шара. Поэтому можно считать, что солнечная энергетика является бесконечным океаном энергии, который человечество может использовать для своих нужд. Но для того, чтобы освоить этот океан, нужно сначала преодолеть ряд проблем. Одна из проблем связана с тем, что солнечная энергия поступает на поверхность Земли с очень низкой плотностью: ~ 1 кВт/м2. С другой стороны, еще Петр Капица отмечал, что эта энергия поступает на Землю со скоростью света, т.е. с огромной скоростью, и более того, этот низкоплотный поток энергии неисчерпаем. И это первый фактор, который определяет перспективу альтернативной энергетики. А вторым фактором, на который, по крайней мере, мы ориентируемся в наших программах, является то, что на поверхности Земли водород содержится в большом количестве в виде воды. Учитывая и используя эти два факттора, которые подарила нам природа, можно надеяться, что человечество будет обеспечено энергией на многие-многие тысячи лет. Еще одна проблема связана с технологическим освоением этих двух видов субстанций. В связи с этим в ближайшие десятки лет мы должны будем пользоваться тем, что человечество уже освоило: традиционной энергетикой на основе углеводородных соединений, но которую нужно более эффективно использовать; атомной энергетикой, которая обеспечивает довольно приемлемые параметры по требованиям энергетического обеспечения нашего общества, и другими источниками. Поэтому, по крайней мере, в ближайшее столетие каждому виду энергетических отраслей будет отведено свое место.

Каковы, на Ваш взгляд, общие тенденции и грядущие перспективы использования наноматериалов и нанотехнологий в альтернативной энергетике?

Действительно, прогресс идет в сторону уменьшения размерности материалов и технологических принципов, используемых чесловечеством. XX век стал веком микроразмеров. Микроэлектроника плотно вошла в наш быт: сейчас практически каждый из нас пользуется телефоном, смотрит цветное телевидение, имеет другие электронные средства – это все благодаря достижениям человечества в области микроматериалов и микротехнологий. Однако энергетика до недавнего времени работала в области машиностроения и электротехники, т.е. относительно крупных размеров (сотые и десятые доли мм) – это примерно четвертый технологический уклад. Сравнительно недавно мы стали использовать технологические возможности микроэлектроники и внедрять их в современные технологии альтернативной энергетики: это относится к технологиям и топливных, и солнечных элементов. А в последние годы активно начала развиваться область науки и техники, связанная с «нано»-понятиями. Однако следует отметить, что понятие «нано» в нетрадиционной энергетике, к которой относятся топливные элементы, водородные технологии и солнечная энергетика, существует уже несколько десятилетий.

А не могли бы Вы привести примеры разработок или использования наноматериалов и нанотехнологий в альтернативной энергетике?

Конечно. Например, многослойные гетероструктурные солнечные элементы, которыми занимается академик Жорес Алферов и сейчас работает по нашей программе Физико-технический институт, построены на нанопринципах. Сегодня мы уже выдвигаем их в массовое производство для широкого потребления. В качестве другого примера можно привести электрокатализаторы в топливных элементах. В том же Физико-техническом институте по нашей программе с помощью технологии лазерной электродисперсии уже научились получать каталитические частицы, размер которых составляет 2-3 нм. Если рассматривать преобразование углеводородного топлива в синтез-газ для использования в топливных элементах, то там используются наноструктурированные композиты на основе высокотемпературной твердооксидной керамики, которая работает при температуре до 2000 оС. По этой теме мы сотрудничаем с Институтом химии твердого тела в Екатеринбурге, где ведем проект, связанный с созданием систем на основе керамики со смешанной проводимостью. Использование наноматериалов и нанотехнологий позволяет очень эффективно преобразовывать природный газ и другие углеводородные топлива в синтез-газ с последующей очисткой через наноструктурированные мембраны на основе палладия и т.д. с получением чистого водорода, если необходимо, для применения в низкотемпературных топливных элементах.

Читать далее...

Ссылки по теме:
«Норникель» инвестирует в строительство завода солнечных батарей

18 апр. 2008 г.

Солнечная энергетика в России

Недостаток поликристалли­ческого кремния для солнечной технологии на мировом рынке расшевелил и Россию. Здесь планируют создать 7 новых заводов по его производству. Самый большой завод, Nitol Solar, вблизи Иркутска, уже приступил к производству с января с.г. К 2009 г. производительность Nitol должна достичь 3700 тонн поликремния в год.

Компания Nitol Solar Ltd., о которой мы уже писали ранее – международная вертикально интегрированная компания, основной бизнес которой связан с научными разработками и производством продукции, используемой для генерации солнечной электроэнергии, основана в 2006 г. В начале 2007 г. компания приобрела реактор (стоимостью 49 млн. долларов) для приготовления поликремния из трихлорида кремния у компании GT Solar (Merrimack, Нью-Хэмпшир, США) и установила его на своем заводе Усолье Иркутской области.

Текущая продукция Nitol – вся цепочка от сырьевых материалов (хлорин и водород) до трихлорсилана и поликремния для солнечных элементов. Производство продукции, ориентированной на солнечную энергетику, было запущено в 2007 г.

В ноябре 2007 г. Nitol заключила соглашение с китайской Suntech Power Holdings Co. Ltd., производителем фотовольтаических ячеек и модулей, на поставку поликремния в течение 7 лет. В январе 2008 г. Nitol Solar заключила соглашение с Evergreen Solar, Inc ("Evergreen", Marlboro, Массачусеттс, США) на поставку поликремния класса "для солнечных ячеек" в течение 7 лет, начиная с 2009 г. по фиксированной цене. Объем поставок должен обеспечить компании Evergreen произвести солнечных элементов с общей емкостью 400 МВт.

Другие российские компании, планирующие основать заводы поликремния — Russian Silicon, Renova Orgsyntes, Poldosky, Baltic Silicon Valley и Synthetic Technologies. В планы включено производство поликремния, исходного сырья, солнечных ячеек, модулей и преобразователей для национального и мирового рынков.

/eetimes.eu

17 апр. 2008 г.

Терминатор ставит солнечные батареи на крыши 162 тысячи домов в Южной Калифорнии

Калифорния планирует установить панели солнечных батарей на крышах зданий в южной части штата, чтобы производить экологически чистую энергию. Солнечные панели покроют более пяти квадратных километров крыш. Об этом объявил, стоя на крыше, калифорнийский губернатор Арнольд Шварценеггер.

«Нам даны сила, воля и разум, чтобы сделать Калифорнию первым энергонезависимым штатом Америки и, таким образом, внести свой вклад в дело борьбы с глобальным потеплением. Это случится не сразу, но я глубоко уверен в том, что это произойдет», – заявил губернатор.

Калифорния лидирует среди американских штатов в деле освоения альтернативных источников энергии, сказал Шварценеггер: «Эта программа позволит к 2010 году обеспечить 20% нашей потребности в электричестве за счет возобновляемых источников энергии».

Инициатором проекта выступает компания Southern California Edison, занимающаяся коммунальным обслуживанием. Она планирует установить панели на сотне крыш и рассчитывает на производство 250 мегаватт электричества. Этого будет достаточно для обеспечения 160 тысяч домов электроэнергией. «По мощности это равно четверти объема производства одного атомного энергоблока, так что это существенно увеличит наш ассортимент продукции», – говорит президент компании Джон Филдер.

Фирма Southern California Edison планирует начать установку панелей в ближайшие месяцы. В США это станет крупнейшим проектом такого рода. Ожидается, что он обойдется в 857 миллионов долларов.

Источник

16 апр. 2008 г.

FUJIFILM Dimatix позволяет печатать солнечные батареи на струйном принтере

Солнце является одним из наиболее привлекательных источников электроэнергии, поэтому большое количество компаний по всему миру работает над созданием эффективных и экономичных солнечных батарей. Специализирующаяся в это области компания Konarka Technologies сообщила о прорыве технологии производства солнечных батарей с применением струйной печати. В основе новой технологии лежит разработка специалистов компании FUJIFILM Dimatix, обеспечивающая нанесение материалов на основу.

Интересы компании FUJIFILM Dimatix, являющейся дочерним предприятием FUJIFILM, сосредоточены в области конструирования и производства печатных головок для струйной печати промышленного применения. Недавно компания объявила о разработке нового продукта — принтера Dimatix Materials Printer (DMP), с помощью которого удалось, как утверждается, впервые в мире, изготовить элемент солнечной батареи методом струйной печати.

Применили принтер для решения не совсем обычной задачи специалисты компании Konarka Technologies, которая известна разработкой и коммерциализацией материала Power Plastic, преобразующего свет в электричество.

По оценке участников проекта, фотоэлектрические элементы, изготовленные при помощи принтера, мало чем уступают собратьям, созданным в условиях «чистых комнат» с применением техпроцессов, используемых в полупроводниковом производстве. Важным достоинством «печатных» солнечных батарей является меньшая стоимость. Кроме того, технология печати расширяет спектр материалов, которые могут использоваться в качестве подложки.

Источник: FUJIFILM Dimatix

15 апр. 2008 г.

Созданы солнечные батареи с низкой стоимостью за каждый ватт

Эмануэль Закс (Emanuel Sachs) из Массачусетского технологического института (MIT) нашёл способ повысить производительность недорогих солнечных батарей без заметного их удорожания.

Разработка Закса относится к солнечным батареям на основе поликристаллического кремния. Как известно, такие фотоэлектрические преобразователи заметно дешевле устройств на базе монокристаллического кремния, но при этом — уступают им в КПД. Однако, дешевизна материалов — один из важных факторов снижения стоимости одного "солнечного" ватта, потому многие университеты, лаборатории и компании работают над разными вариантами поликристаллических кремниевых панелей.

И это, к слову, не считая всякой экзотики, вроде рекордных батарей на основе органики, батарей, выполненных в виде мириад наноантенн или, к примеру, "салатных" солнечных преобразователей.

В своей лаборатории Эмануэль построил небольшие (2 х 2 сантиметра) солнечные батареи из поликристаллического кремния, которые показали КПД в 19,5%. Это едва не на треть лучше, чем у обычных преобразователей, построенных на основе того же материала. И это находится примерно на уровне массовых панелей из монокристаллического кремния при всё ещё меньшей стоимости.

Для достижения такого эффекта учёный применил три новации.

Первая: Закс и сотрудники его лаборатории нашли способ создания текстуры на поверхности солнечной батареи, за счёт которой увеличилось количество поглощаемого света (ранее для данного материала реализовать эту идею было трудно) — вошедшие в толщу кремниевого кристалла лучи, отразившись от задней стенки панели, не могут выбраться обратно из-за малого угла внутреннего отражения. Кстати, мысли о пользе грубой "фактуры" курсируют среди разработчиков фотопреобразователей давно и доходят порой до крайностей — помните экспериментальный "наноманхэттен"?

Вторая: серебряные проводки, собирающие ток с панели, авторам проекта удалось сделать впятеро тоньше, чем обычно (без потери в проводимости), что снизило количество света, блокируемого этими нитями. Да ещё и на поверхности панели такие проводки удалось разместить куда чаще обычного, что улучшило "сбор урожая".

Третья: новые широкие (сравнительно, конечно) проводящие дорожки, собирающие ток уже от тех самых сверхтонких проводков. Учёный превратил такие проводники в фасеточные зеркала, отражающие свет на кремниевые преобразователи, вместо того, чтобы затенять их.

Коммерциализацией данной технологии займётся компания 1366 Technologies, одним из учредителей которой является Закс. Он утверждает, что при массовом производстве солнечные батареи такой конструкции будут стоить $1,65 за ватт, а позже можно будет провести ряд усовершенствований, чтобы понизить эту цену до $1,3 за ватт. Нынешние массовые солнечные панели стоят примерно $2,1 за ватт.

Для продвижения новинки на рынок есть все основания: ныне 1366 Technologies объявила, что получила финансирование в размере $12,4 миллиона для развития проекта.

Читайте о рекорде КПД солнечных батарей.

14 апр. 2008 г.

Альтернативная энергетика - любопытные факты

Первые ветряные мельницы были построены примерно в 200 г. до н.э. в Китае и на Ближнем Востоке. Первый ветряной электрогенератор был изготовлен в США в 1942 году. Чтобы генератор работал, требуется, чтобы скорость ветра превышала 6 метров в секунду. Ныне ветровая электроэнергия производится в 55-ти странах мира. Крупнейший в мире ветряной электрогенератор расположен на Гавайях, длина его лопасти немногим уступает длине футбольного поля.


1 апр. 2008 г.

Сотрудники MIT придумали дешевые и эффективные солнечные батареи

Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) улучшили ячейки солнечных батарей. Как утверждается, изделия, которые вскоре должны появиться на рынке, будут значительно дешевле и эффективнее доступных сегодня образцов. По оценке одного из специалистов MIT, к 2012 году солнечные батареи будут сопоставимы по цене получаемого с их помощью электричества с углем.

Сотрудники института основали предприятие под названием 1366 Technologies, целью которого является коммерциализация разработки. В настоящее время идет постройка производственных мощностей для опытного производства первой партии батарей. Согласно опубликованным данным, КПД преобразования новых батарей оставляет 19,5%. Это заметно выше, чем показатель 15%, достигнутый в батареях, выпускаемых сегодня серийно. По стоимости получаемой электроэнергии новые батареи на 27% превосходят существующие.

Батареи, которые будет выпускать 1366 Technologies, изготовлены из поликристаллического кремния — материала, который обычно имеет меньшую эффективность, чем монокристаллический кремний, но и более дешевого.

Одним из ключевых нововведений, позволивших повысить эффективность преобразования, является особая текстура поверхности батарей, которая уменьшает отражение света. Ранее такую текстуру было сложно получить из поликристаллического кремния, но специалистам MIT удалось обойти ограничения. Кроме того, резервом повышения эффективности стало уменьшение «затенения» электродами, сформированными на поверхности ячеек.

Источник

31 мар. 2008 г.

Калифорния превратит тысячи гигантских крыш в солнечные электростанции

Энергетическая компания Southern California Edison приступила к реализации одного из самых крупных проектов по солнечной энергетике в мире и крупнейшего в США. Она намерена установить солнечные батареи на пустующих крышах различных промышленных и коммерческих зданий Калифорнии, общей площадью свыше 6 квадратных километров.

Суммарная мощность этих панелей составит 250 мегаватт. Их должно хватить для питания приблизительно 162 тысяч домов.

По словам председателя Edison International (родительской компании Southern California Edison) Джона Брайсона (John E. Bryson), солнечные крыши помогут энергетикам справиться с наибольшими нагрузками на сеть в жаркие солнечные дни, когда все включают кондиционеры на максимум.

Авторы затеи отмечают, что последние достижения в области солнечных батарей, наряду с большими инвестициями, позволили снизить стоимость одной панели в рамках данного масштабного проекта вдвое, против среднего уровня цен на такие батареи в Калифорнии.

Завершить установку всех этих фотоэлектрических элементов планируется в течение пяти лет. А первые переоборудованные в рамках этой программы крыши дадут ток потребителям уже в августе нынешнего года.