Новое поколение солнечных батарей: что изменилось? Солнечные панели нового поколения
Швейцарские солнечные батареи нового поколения повышенной прочности
Популярность использования солнечных батарей как для дома, так и для больших электростанций с каждым днем растет все больше, однако пока они производят всего 1,5% всей энергии, потребляемой в Европе. Так происходит из-за высокой цены солнечных панелей, сложности технологии накопления энергии и негативного влияния погодных катаклизмов. Исследователи Швейцарского центра электроники и микротехнологий (CSEM) в Невшателе создали солнечные модули нового поколения, которые производят больше энергии и стоят не так дорого.
Специалисты CSEM уделяют большое внимание обеспечению долгосрочной надежности фотоэлектрических панелей и стремятся снизить их стоимость. Они уже разработали новые солнечные батареи>, которые функционируют при очень низкой освещенности. Они могут использоваться, например, в наручных часах будущего поколения. CSEM планирует применять разработанные технологии как в области портативной электроники, так и в области фотоэлектрических систем, интегрирующихся в здания.
Фотоэлектрические модули подвергаются различным погодным условиям: влажность, УФ-излучения, тепловые циклы и механическое повреждение (дождь, град и т.д). Поэтому высокие показатели выработки энергии, надежность и долгий срок службы солнечных панелей зависит и от адекватной инкапсуляции. Материал, которым покрывают непосредственно солнечные элементы (полимер, стекло) и адгезия представляют наиболее важные материалы модуля, с точки зрения надежности. Правильный выбор материала непосредственно влияет на эффективность и долговечность модулей. Например, межповерхностные клеевые вещества между различными слоями и герметики (EVA, ПВБ, Иономеры, силиконы, термореактивные смолы) имеют решающее значение, по мнению специалистов CSEM. Плохая система инкапсуляции может привести к проникновению влаги и привести к расслаиванию. Кроме того плохая адгезия может нанести вред солнечным батареям, препятствуя успешному прохождению энергии.
Новые солнечные панели отличаются от своих предшественников в первую очередь составом материала. Ученые CSEM заменили серебро в металлическом сплаве медью, благодаря чему панели стали намного дешевле. Кроме того, они покрыли поверхность фотоэлектрического модуля тончайшим силиконовым слоем, который увеличил возможное напряжение на 15 %.
Исследователи провели несколько тестов на сопротивляемость сложным погодным условиям. Для того, чтобы сымитировать шторм и сильные порывы ветра, они бросали в панели камни, глыбы льда и металлические кубики, и солнечные батареи с легкостью выдержали атаку.
Нередко фотоэлектрические панели подвергаются критике за их непривлекательный вид и ограничения на их интеграцию в архитектурной среде. В связи с этим CSEM в настоящее время работает в партнерстве с архитекторами, чтобы разработать новые интеграционные решения, которые убедят даже самого взыскательного клиента использовать солнечную энергию. Ученые готовятся отдать свою разработку в массовое производство. Они уже выпустили модель терракотового цвета, которая будет отлично смотреться на крышах европейских домов.
Такими темпами солнечная энергия может стать основным источником электроэнергии, а в некоторых частях мира она уже стоит не больше, чем несколько центов за кВт*ч.
Источник: sun-shines.ru
sun-shines.ru
Солнечные батареи нового поколения
В последние годы человечество широко использует солнечные батареи в качестве альтернативного источника энергии. Используемые сегодня керамические фотоэлементы в системах преобразования солнечного излучения в электрическую энергию, постоянно совершенствуются с целью увеличения КПД. Кроме того, традиционные панели, которые не всегда вписывались в дизайн экстерьера постепенно уходят в прошлое, а на смену им приходят новые дизайнерские конструкции.
Содержание:
- Солнечная черепица
- Солнечные окна
- Гибридные солнечные элементы
- Солнечные батареи на основе квантовых точек
- Солнечные батареи на базе биологической энергии
Солнечная черепица
Чтобы не испортить внешний вид дома, необходимо использовать солнечную черепицу с интегрированными фотоэлементами. Такое кровельное покрытие способно совмещать свои основные функции, связанные с защитой жилища с выработкой электроэнергии, которая может использовать для бытовых нужд. При использовании для кровли солнечной черепицы имеется возможность сбрасывать излишки получаемой электроэнергии в общую электросеть, таким образом, уменьшая собственные затраты.
На современном рынке самым известным зарубежным производителем является английская компания«Solar Slate», которая выпускает высококачественные кровельные изделия с встроенными фотоэлементами, которые даже при близком расстоянии невозможно отличить от стандартного покрытия.
Уверенно себя чувствует на рынке и российская компания «Инноватикс», которая производит черепицу с встроенными фотоэлементами мощностью 6, 8 и 10 Вт. Причем отличительными особенностями изделий является следующее:
- Количество используемого при производстве полупроводникового материала уменьшено в 4 раза;
- Специальная оптическая система позволила достичь четырехкратной концентрации солнечного излучения.
Такие конструкторские новшества позволили снизить стоимость изделий. И на сегодня цена солнечной черепицы от отечественного производителя приблизительно в 3 раза ниже зарубежных аналогов.
Основные достоинства любой солнечной черепицы:
- Длительный срок эксплуатации, который может составлять более 20 лет;
- Малый вес панелей, что не утяжеляет кровельную конструкцию;
- Высокая прочность и устойчивость к неблагоприятным атмосферным явлениям.
Монтаж солнечной черепицы не сложен. Важно, что панели с фотоэлементами полностью совместимы со стандартными изделиями и могут устанавливаться в нужном месте кровли, полностью сочетаясь с общим покрытием.
Видео “солнечная черепица”:
Солнечные окна
Не так давно на рынке использования солнечной энергии появились инновационные разработки, предполагающие использование оконных стекол в качестве солнечных батарей. Американская компания «Pythagorus Solar Windows» предложила устанавливать фотоэлементы непосредственно в стеклопакетах.
Такие модули оптимально использовать в городских высотках, которые требуют больших затрат электроэнергии. При этом нет возможности покрывать ее расход, используя традиционные солнечные батареи в связи с малой площадью кровли.
Технология предусматривает установку тонких полос кремниевых фотоэлементов непосредственно между стеклами в стеклопакетах. В этом случае они не только будут вырабатывать электроэнергию, но и защищать внутренние помещения зданий от перегрева, блокируя солнечные лучи. По внешнему виду такие окна напоминают открытые жалюзи, поэтому не перекрывают вид из окна.
Другие разработчики предлагают для окон использовать стекла со специальным полупрозрачным покрытием. Такой слой является активным и преобразует световое излучение в электрическую энергию, которая аккумулируется в специальных полупрозрачных проводниках.
Видео на английском:
Гибридные солнечные элементы
Сегодня учеными разработан гибридный солнечный элемент, который позволяет для выработки электроэнергии использовать не только световое излучение, но и тепло. В конструкции такой панели фотоэлемент соединен с полимерными пленками. Сегодня в процессе самых оптимальных характеристик ученые экспериментируют с различными материалами.
Наиболее эффективным показал себя чистый полимер с хорошей проводимостью под названием PEDOT. Такая пленка покрывается тонкопленочным солнечным элементом и устанавливается на специальную пироэлектрическую тонкую пленку и термоэлектрическое устройство. С помощью данных компонентов производится преобразование тепловой энергии в электричество.
Экспериментальным путем было установлено, что нагреваясь под солнечными лучами, такое устройство может собирать в 20 раз больше энергии в сравнении со стандартными солнечными модулями.
Видео “новые гибридные солнечные батареи” (на английском):
Солнечные батареи на основе квантовых точек
Группой ученых университета Торонто был создан принципиально новый материал, который позволяет преобразовывать солнечное излучение в электрическую энергию. Принцип его изготовления основан на использовании полупроводниковых наночастиц, которые имеют название квантовые точки.
Взвесь полупроводниковых наночастиц легко может наноситься на любую поверхность, подобно аэрозоли. Такой инновационный подход существенно снижает стоимость производства солнечных батарей, а, следовательно, предполагает уменьшения стоимости солнечной энергии.
Результаты исследований показали, что новый материал позволит создать высокоэффективные системы преобразования светового излучения в электрическую энергию.
Солнечные батареи на базе биологической энергии
Группа ученых Кембриджского университета уже в течение нескольких лет занимается разработкой солнечных батарей нового поколения, работающих на базе биологической энергии от фотосинтеза растений. К сожалению, пока не удалось достичь значительного прорыва в этой области, и КПД от таких систем зафиксирован на уровне 0,1 %. Но, тем не менее, такие разработки заслуживают внимания в связи с низкой затратностью и простотой внедрения.
Сегодня учеными разрабатываются уникальные концепции биологических солнечных батарей. К примеру, среди вариантов имеются:
- Лампы, источником питания для которой является мох;
- Колонии «зеленых мачт» из быстрорастущих растений, которые могут стать украшением любого города;
- Отдельные панели для домашнего использования;
- Офшорные электростанции, напоминающие по внешнему виду листья кувшинок.
Солнечные батарее нового поколения позволят в недалеком будущем использовать в максимальном количестве солнечную энергию. Это позволит обеспечить электроэнергией самые отдаленные места на планете и заменить традиционные источники электроэнергии экологически чистыми и возобновляемыми.
Это интересно:
Метки: Солнечные батареиwww.energya.by
Солнечные батареи нового поколения (фото и видео)
Как же все-таки появились солнечные батареи нового поколения? Разберемся по порядку. Уже почти 150 лет прошло с того момента, когда была установлена физическая возможность непосредственного преобразования солнечного света в электрическую энергию на основе p-n-перехода. А в начале прошлого века ученные установили, что от нашего дневного светила постоянно поступает около 1.5 КВт на 1 м2 земной поверхности. Соответственно, в экваториальной зоне – больше, а на полюсах – меньше.
Позже, во второй половине ХХ века президент Украинской АН В. В. Вернадский, анализируя развитие земного разума, предсказал, что человечество в ближайшие 1.5 столетия безальтернативно перейдет на солнечную энергетику, когда:
- ощутит на себе настоящую цену экологии;
- технически решит проблему преобразования «дарованной» световой энергии в дешевую электрическую.
Исследования по вопросу непосредственного преобразования световой энергии в электрическую никогда не прекращались. Но человечество вплотную занялось этим лишь тогда, когда вышло в космос. Первые солнечные батареи, на высокую цену которых внимания не обращали, на искусственных спутниках Земли имели КПД порядка 10%. Но, следует отметить, в вакууме поток фотонов атмосфера не уменьшает.
ОГЛАВЛЕНИЕ
- Проблема дороговизны
- Дорогая «солнечная» электроэнергетика сегодня
- Перспективы развития в ближайшие годы
Проблема дороговизны
Совсем не так давно (5 лет тому назад) себестоимость 1-го КВтч электроэнергии, которая производилась в Америке при помощи солнечных батарей, составляла от 0.25 до 0.8 $. Львиную долю в ней составляли затраты на производство высокотехнологического основного оборудования, которые устанавливались на таких электростанциях. Причина такого состояния вещей крылась в том, что:
- Полупроводники, используемые в батареях, должны быть практически 100-процентной чистоты и однородности. Разумеется, их производство не может быть дешевым.
- Светоприемные площади очень чувствительны к уменьшению интенсивности потока фотонов. Мощность полупроводниковых элементов генерирующего устройства мгновенно падал даже от набежавшей на Солнце тучи. Они уменьшали генерацию и нарушали тем самым синхронную работу всей батареи. Поэтому полупроводниковое устройство нельзя было подключать к потребителю электроэнергии без промежуточного звена – аккумуляторов большой емкости, что тоже удорожало основные фонды.
- КПД солнечных батарей, созданных с использованием кристаллического кремния, не превышал 15%. А при загрязнении светоприемной поверхности он падал еще ниже.
- Конструкции солнечных батарей на основе кремниевых полупроводников довольно жесткие. Поэтому для установки солнечной генерации требовались ровные, свободные площади, а это тоже стоит денег.
Ныне не существует такого человека на Земле, который бы не понимал того, что запасы органического топлива, в конце концов, исчерпаются, и что атомная энергетика является ему далеко не безопасной для экологии альтернативой. Поэтому во всем мире прилагаются колоссальные усилия, чтобы солнечную генерацию электроэнергии сделать дешевой и конкурентно способной.
Дорогая «солнечная» электроэнергетика сегодня
Первым делом ученые, занятые в исследованиях проблем солнечной энергетики, обратили свои силы на создание полупроводников на основе композитных материалов, чтобы:
- повысить КПД фотоэлементов;
- сделать их конструкции, собранные в батареи, более пластичными;
- сделать фотоэлементы чувствительными к свету инфракрасного спектра солнечного излучения, плотность потока которого на много меньше подвержен колебаниям.
Новые фотоэлементы Semprius
Наши читатели рекомендуют! Для экономии на платежах за электроэнергию наши читатели советуют "Экономитель энергии Electricity Saving Box". Ежемесячные платежи станут на 30-50% меньше, чем были до использования экономителя. Он убирает реактивную составляющую из сети, в результате чего снижается нагрузка и, как следствие, ток потребления. Электроприборы потребляют меньше электроэнергии, снижаются затраты на ее оплату.И новые фотоэлементы, которые представил Semprius в 2014 году, выдают КПД около 44%. Эти изделия имеют многослойную внутреннюю структуру, чтобы более полно преобразовывать плотный световой поток, сконцентрированный линзами Френеля, в электроэнергию. Недостатками таких батарей новейшего поколения является то, что:
- управление ими очень усложнено, с которым справляется специальная компьютерная система;
- они эффективно работают в условиях высокой и стабильной освещенности;
- цена фотоэлементов значительно выше классических однослойных кремниевых фотоэлементов.
По другому пути пошла российская фирма «Хевел». Их новые изделия созданы на основе микроморфного кремния. Они значительно дешевле кристаллических полупроводниковых элементов. Хотя они имеют более низкое КПД, зато они выдают стабильное напряжение даже при низкой освещенности, А сборки солнечных батарей с фотоэлементов с микроморфного кремния настолько легкие, что их можно монтировать даже без рам.
Солнечные батареи с применением нанотехнологий
Невшатльский исследовательский центр электроники (Швейцария) разработал новый фотоэлемент с использованием нано технологии нанесения слоев микроскопической толщины на кремниевую основу. Это позволяет увеличить КПД батарей на 15% за счет улавливания невидимых инфракрасных лучей. То есть, даже обыкновенное нагревание кремния фотоэлементов является источником производства электроэнергии. К тому же сами изделия имеют прекрасный эстетичный вид, цвет кровельной черепицы, и довольно конкурентную цену, чтобы служить дополнительным источником тепла в частном доме.
Нью-Йоркская фирма «Lux Capital» усиленно работает несколько в ином направлении. Ее специалисты создали гибкую солнечно-батарейную пленку на основе полимерных композитов. Практичная выгода нового вида сборок фотоэлементов очевидная:
- для их монтажа может быть использована любая поверхность;
- они преобразуют в электричество и видимый свет, и инфракрасный;
- их можно использовать в бытовых условиях.
Пока что КПД таких новых пластиковых солнечных батарей составляет 4 – 6%, но, как утверждают представители фирмы, следующее поколение изделий от «Lux Capital» будет демонстрировать КПД на уровне 30%.
Перспективы развития в ближайшие годы
Общеизвестно, что изделия, которые выходят на рынок, являются результатом работы ученых в предыдущие, иногда – далекие, годы. Но наука ныне быстро развивается. И в лабораториях находятся многие разработки, которые дадут завтра, может быть, такие плоды, что потребители через 10-15 лет забудут, что существовала такая себе тепловая и атомная электроэнергетика.
- Ныне во всех деталях изучаются во многих лабораториях мира перовскиты (титаниты кальция). Это обширный класс минералов с кристаллической структурой. Только в 2009 году была выявлена их способность преобразовывать свет в электроэнергию. Но уже сегодня КПД солнечных батарей с пирокситовыми фотоэлементами составляет порядка 20%. При этом стоимость производства изделий с титанитов кальция значительно ниже, чем производство их с кремния.
Недостатком пирокситов состоит в том, что они содержат свинец, который при малейшей влажности образует токсичные соли. Поэтому, до тех пор, пока не удастся устранить этот недостаток, пирокситовые батареи на рынок не попадут.
- Полвека тому назад Жорес Алферов исследовал полупроводниковые структуры. За свою деятельность он получил Нобелевскую премию, но практическое применение его труды начали находить только сегодня.
Оказывается, что можно нанести слой кремния толщиной в 2 микрона на стекло, чтобы изделие превратилось в дешевый фотоэлемент, который способен преобразовывать свет в электричество с более высоким КПД, чем чистый кристаллический кремний.
- Проводятся активные исследования примесей, при добавлении которых в структуру кремний улучшает свои физическое свойство образовывать p-n-переход с более высокой электрической разностью потенциалов. Исследуются селен, теллуриды, медь, кадмий, галлий, мышьяк и многие другие элементы и минералы. Со специально подобранными примесями кремний может становиться не таким чувствительным к перепадам светового потока.
electricvdele.ru
Cамые эффективные в мире солнечные панели —
Дата публикации: 5 октября 2015
Источник: Steve Hanley, 3 октября 2015 г., http://solarlove.org/solarcity-will-build-worlds-efficient-solar-panels-america/
Фирма SolarCity разработала самые эффективные солнечные панели
2 октября фирма SolarCity объявила, что ей удалось разработать самые эффективные в мире солнечные панели, которые преобразуют в электроэнергию более 22% падающего на них солнечного света. SolarCity начнет в этом месяце производство первых таких панелей на своей экспериментальной фабрике. Позже производство будет перенесено на новый завод в Буффало. Ожидается, что после того, как завод достигнет проектной мощности, каждый день будет производиться 10 000 таких панелей.
Независимый центр тестирования Renewable Energy Test Center, занимающийся сертификацией производителей изделий в сфере фотоэлектричества и возобновляемой энергетики, подтвердил, что панели, разработанные SolarCity, имеют КПД 22,04%. Новые панели SolarCity, созданные по проприетарной технологии, которая существенно снижает производственные расходы по сравнению с традиционной технологией, имеют те же самые размеры, что и стандартные панели, но производят на 30-40% больше энергии. Кроме того, новые панели лучше работают при высоких температурах, что позволяет получать с них больше энергии в расчете на год, чем с других солнечных панелей сранимых размеров.
Компания ожидает, что новые панели будут использоваться в солнечных установках на крышах жилых домов и навесах над автостоянками, в школах, торговых и других организациях, а также при создании больших массивов солнечных панелей для крупных электростанций.
SolarCity не раскрывает подробностей новой технологии, но некоторые предполагают, что технология основана на разработках фирмы Silevo, которую SolarCity приобрела в прошлом году за 200 миллионов долларов.
Как недавно было отмечено в обзоре MIT Technology Review, бизнес солнечных панелей ожидают большие сложности в ближайшем будущем. К тому времени, когда новая фабрика SolarCity выйдет на полную мощность в 2017 году, федеральные налоговые скидки на возобновляемые энергетические системы могут быть серьезно сокращены или ликвидированы вовсе. Если это произойдет, первопроходцы солнечной энергетики вроде SolarCity могут понести существенные потери.
Итоги следующих выборов в США могут оказать огромное влияние на то, какие стимулы для возобновляемых источников энергии правительство установит с 1 января 2017 года. Большинство нынешних республиканских кандидатов в президенты выступают за поддержку компаний, использующих обычные ископаемые виды топлива.
Генеральный директор SolarCity Линдон Рив сказал, что стоимость в 55 центов за ватт «позволяет быть уверенными в том, что наша продукция успешно переживет потерю федеральной скидки на налог.»
А SunPower считает лучшими свои панели
Фирма SunPower заявляет, что ее панели X-Series с эффективностью 21,5% являются «на сегодняшний день самыми эффективными панелями из тех, которые представлены на рынке». Компания также говорит, что спрос на ее продукцию X-серии является «чрезвычайно высоким», причем «производство увеличивается год от года более чем на 300 процентов.» Источник в SunPower заявил, что панели с эффективностью 22 процента уже сходят с производственной линии.
Представитель SunPower по связям с общественностью добавил: «Компания SunPower является лидирующим производителем наиболее эффективных солнечных панелей в мире, но мы всегда приветствуем других участников гонки за эффективностью. Великолепно, что мы все согласны с тем, что эффективность имеет большое значение. Мы гордимся тем, что уже много лет поставляем солнечные панели с самой высокой эффективностью и покупатели наших панелей получают устройства, эффективность которых выше 22%».
Джейд Джонс (Jade Jones), аналитик компании GTM Research, замечает, что объемы производства солнечных панелей в США увеличатся по крайней мере до 3,5 гигаватт к 2018 году, против 1,6 гигаватт сегодня. Объем выпуска ячеек за тот же период может возрасти до 2 гигаватт с сегодняшних 0,7 гигаватт, как это следует из отчета GTM Research’s PV Pulse.
altenergiya.ru
В Швейцарии разработаны солнечные батареи нового поколения
С каждым днем в Европе солнечные батареи используются активнее, однако процент электричества, выработанного ими все еще очень низок – лишь 1.5%. И на это есть много причин начиная от слабой выработки во время плохой погоды, и заканчивая высокой стоимостью солнечных панелей.
0.1. Солнечные батареи нового поколения
Исследователи из Швейцарского центра электроники и микротехнологий в г. Невшатель, Швейцария работают над тем, чтобы сделать солнечную энергию более рентабельной. И неплохим вариантом снижения стоимости является использование менее драгоценных металлов в производстве.
Кристоф Баллиф, директор лаборатории фотогальваники объясняет, что их новые батареи содержат больше меди, чем серебра, что снижает затраты при производстве. Инженеры также добавили нанометровый слой кремния, что увеличило напряжение, а значит и производительность на 15%.
Когда солнечная панель произведена – она проходит испытания на прочность. Например при проверке градоустойчивости в солнечную панель запускают шары льда около 4 сантиметров в диаметре со скоростью 27 метров в секунду.
После этого панели проверяются на прочность при помощи веса. Металлические «кирпичи» укладываются на панель до тех пор, пока нагрузка не достигнет 1000 кг на квадратный метр. Смысл этой проверки в имитации сильного ветра или снегопада.
В самом конце проводят испытания надежности. Вся система проверяется на электрическую проводимость, вычисляется количество энергии, которое может сгенерировать устройство. «Такого рода измерения позволяют установить, имеются ли какие-либо производственные дефекты» - говорит исследователь Лор-Эммануэль Перре
Кроме того, новые световые панели имеют цвет, который очень похож на цвет черепицы во всех городах Европы.
Остается надеяться, что в ближайшее время, новая, более эффективная и менее дорогостоящая технология поможет создать более экономичные и эффективные солнечные панели, что сделает их силой, с которой нельзя не считаться на мировом энергетическом рынке.
1. Презентация солнечной батареи нового поколения: Видео
www.techno-guide.ru
Солнечные батареи нового поколения
Квантовая физика предлагает пользователям солнечных батареек новые разработки. А точнее, ученые встали на тернистый путь получения батареек следующего поколения.
Построить новый опытный образец на основе квантовых точек — кристаллов, обладающих полупровдниковыми свойствами, удалось исследователям Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии. При этом огромное значение играет именно размер кристаллов.
Экспериментальный образец состоит из нескольких слоев — стекла, оксида цинка и квантовых точек из селенида свинца, тонкого золотого покрытия.
Внутренняя и внешняя эффективность образца, согласно проведенным тестам, составила 115% и 130% соответственно. Важно отметить, что ученным не удавалось достичь такой энергоэффективности солнечной батареи, обычно она не превышала 100%. Это свидетельствует о настоящей революции, которую произвели представители американской Национальной лаборатории.
Успех обусловлен применением множественной генерацией экситонов. Солнечные батареи, основанные на данном эффекте, ученые называют разработками третьего поколения. Следует отметить, что это огромное достижение и прорыв в квантовой физике.
Солнечные батареи нового поколения защищены от плохой погоды
Использование солнечных батарей с каждым днем распространяется все больше, однако они все равно производят всего 1,5 % всей энергии, потребляемой в Европе. Так происходит из-за высокой цены солнечных панелей, сложности переработки такой энергии и негативного влияния погодных катаклизмов. Исследователи Швейцарского центра электроники и микротехнологий в Невшателе создали солнечные панели нового поколения, которые производят больше энергии и стоят не так дорого, сообщает EuroNews.
Новые панели отличаются от своих предшественников в первую очередь составом материала. Ученые CSEM заменили серебро в металлическом сплаве медью, благодаря чему панели стали намного дешевле. Кроме того, они покрыли поверхность батареи тончайшим силиконовым слоем, который увеличил возможное напряжение на 15 %. Возможно, вскоре сэндвич-панели в СПб также будут оснащать этими функциями.
Исследователи провели несколько тестов на сопротивляемость сложным погодным условиям. Для того, чтобы сымитировать шторм и сильные порывы ветра, они бросали в панели камни, глыбы льда и металлические кубики, и батареи с легкостью выдержали атаку. В процессе последнего теста была измерена энергоэффективность новых панелей. Теперь ученые готовятся отдать свою разработку в массовое производство. Они уже выпустили модель терракотового цвета, которая будет отлично смотреться на крышах европейских домов.
Швейцарские солнечные батареи повышенной прочности
Популярность использования солнечных батарей как для дома, так и для больших электростанций с каждым днем растет все больше, однако пока они производят всего 1,5% всей энергии, потребляемой в Европе. Так происходит из-за высокой цены солнечных панелей, сложности технологии накопления энергии и негативного влияния погодных катаклизмов. Исследователи Швейцарского центра электроники и микротехнологий в Невшателе создали солнечные модули нового поколения, которые производят больше энергии и стоят не так дорого.
Специалисты CSEM уделяют большое внимание обеспечению долгосрочной надежности фотоэлектрических панелей и стремятся снизить их стоимость. Они уже разработали новые солнечные батареи, которые функционируют при очень низкой освещенности. Они могут использоваться, например, в наручных часах будущего поколения. CSEM планирует применять разработанные технологии как в области портативной электроники, так и в области фотоэлектрических систем, интегрирующихся в здания.
Фотоэлектрические модули подвергаются различным погодным условиям: влажность, УФ-излучения, тепловые циклы и механическое повреждение . Поэтому высокие показатели выработки энергии, надежность и долгий срок службы солнечных панелей зависит и от адекватной инкапсуляции. Материал, которым покрывают непосредственно солнечные элементы и адгезия представляют наиболее важные материалы модуля, с точки зрения надежности. Правильный выбор материала непосредственно влияет на эффективность и долговечность модулей. Например, межповерхностные клеевые вещества между различными слоями и герметики имеют решающее значение, по мнению специалистов CSEM. Плохая система инкапсуляции может привести к проникновению влаги и привести к расслаиванию. Кроме того плохая адгезия может нанести вред солнечным батареям. препятствуя успешному прохождению энергии.
Новые солнечные панели отличаются от своих предшественников в первую очередь составом материала. Ученые CSEM заменили серебро в металлическом сплаве медью, благодаря чему панели стали намного дешевле. Кроме того, они покрыли поверхность фотоэлектрического модуля тончайшим силиконовым слоем, который увеличил возможное напряжение на 15 %.
Исследователи провели несколько тестов на сопротивляемость сложным погодным условиям. Для того, чтобы сымитировать шторм и сильные порывы ветра, они бросали в панели камни, глыбы льда и металлические кубики, и солнечные батареи с легкостью выдержали атаку.
Нередко фотоэлектрические панели подвергаются критике за их непривлекательный вид и ограничения на их интеграцию в архитектурной среде. В связи с этим CSEM в настоящее время работает в партнерстве с архитекторами, чтобы разработать новые интеграционные решения, которые убедят даже самого взыскательного клиента использовать солнечную энергию. Ученые готовятся отдать свою разработку в массовое производство. Они уже выпустили модель терракотового цвета, которая будет отлично смотреться на крышах европейских домов.
Такими темпами солнечная энергия может стать основным источником электроэнергии, а в некоторых частях мира она уже стоит не больше, чем несколько центов за кВт*ч.
Солнечные батареи
Полимерные солнечные батареи. обычно используемые для преобразования солнечного света в электричество, заметно ухудшают свои технические характеристики под постоянным действием ультрафиолетового излучения.
Йанг Йанг , ученый-материаловед из университета Калифорнии, нашел простое решение этой проблемы. Он предлагает покрывать солнечные батареи материалом, преобразующим ультрафиолетовое излучение в видимый свет.
Новый материал фотонного преобразования PCM конвертирует ультрафиолетовые фотоны в более длинные волны, что, с одной стороны, увеличивает эффективность работы солнечных батарей, а с другой стороны – снижает их амортизацию. Такой материал может быть жидкостью, гелем, твердым телом или даже наночастицами.
При проведении экспериментов был использован синий полифлуорен, его применение действительно снизило повреждения, вызываемые ультрафиолетовым излучением.
Солнечные батареи будут превращать углекислый газ в топливо
Солнечные панели у многих ассоциируются с технологией превращения энергии солнечных лучей в электроэнергию, однако вскоре эти представления могут кардинально измениться. Учёные из Университета штата Иллинойс в Чикаго создали солнечные панели, которые, кроме выработки энергии, превращают углекислый газ в гидроуглеродное топливо, используя свет и воду. Такое решение будет не фотоэлектрическим, а фотосинтетическим, и позволит конвертировать энергию в обратном порядке.
Стоимость превращения углекислого газа в топливо по такой технологии сопоставима с ценой на литр бензина. Таким образом твёрдые топлива могут стать и вовсе ненужными.
Разработчики проекта отметили, что новая технология понадобится на Марсе, где атмосфера почти полностью состоит из углекислого газа. Очевидно, что внедрение разработки станет большим шагом вперёд во многих областях.
Источники: t-human.com, energysafe.ru, sun-shines.ru, aenergy.ru, 4pda.ru
Это интересно
Достопримечательности Горного Алтая - Денисова пещера
Денисова пещера содержит в себе невероятный и единственный на Алтае феномен – в толще этого памятника ...
Принц Ниниги
Прошло немало времени, пока Аматэрасу решила отправить своего внука, принца Ниниги, управлять вечнозелеными рисовыми полями на ...
Зеркальные небоскребы Японии
Япония - это небольшое островное государство – вот уже несколько веков является одним из лидеров на мировой арене. ...
Остров Занзибар
Этот остров славится своими коралловыми рифами и чистой морской водой. Занзибар считается уникальным уголком природы, расположенным ...
Стили интерьера
Во всем Пелопоннесе не было богаче царя Авгия — сына солнечного бога Гелиоса. Особенно многочисленны были стада, которые насчитывали более пятисот быков, коров и лошадей, причем...
Наги – змеи в человеческом облике
На родном языке ацтеков науатль слово «ацтек» означает буквально «некто из Ацтлана», мифического места, расположенного где-то на...
objective-news.ru
Австралийцы изобретают солнечные батареи нового поколения
Нетоксичные тонкоплёночные панели невероятно компактные и гибкие. Кроме этого они имеют максимальный коэффициент получения электроэнергии на один квадратный сантиметр поверхности батареи. Эта технология приближает появление полностью энергосамодостаточных жилых домов.
Группа учёных из австралийского Университета Нового Южного Уэльса достигла новых высот в деле извлечения электрической энергии из света при помощи солнечных панелей, сделанных из кестерита. Коротко об изобретении сообщает научный портал «Чердак» российского информационного агентства ТАСС. Подробнее можно почитать на английском языке на сайте самого университета.
Кестерит, из которого изготавливаются солнечные панели нового поколения - это сложный сульфид. Он содержит несколько химических веществ: медь, цинк, олово и серу. Благодаря их уникальной смеси учёные сумели достигнуть невиданного ранее коэффициента преобразования электроэнергии на один квадратный сантиметр материала. Он составил 7,8%. Исследователи полагают, что их изобретение будет способствовать появлению недорогих, компактных и гибких фотоэлементов. Их можно будет встраивать в самые разные части зданий: черепицу, стёкла и даже фасады.
Добавим, что сам кестерит получают из нетоксичного и доступного сырья. В отличие от нового вещества его главный нынешний конкурент выпускается на основе селенид меди-индия-галлия и теллурида кадмия и имеет в своей структуре токсичные редкие металлы. По сравнению с ним кестерит является полностью безопасным.
Недорогая, компактная и безвредная для окружающей среды технология наиболее идеально, на взгляд учёных, подойдёт для того, чтобы создавать полностью энергетически автономные дома. Благодаря новаторской разработке такие здания смогут производить столько же электроэнергии, сколько потребляют.
Кроме этого, немаловажную роль играет и то, что изобретение станет гораздо менее вредным для окружающей среды, чем существующие сегодня аналоги. Наши постоянные читатели наверняка помнят, что мы уже поднимали тему неэкологичности казалось бы экологических способов получения энергии. Например, по прогнозам специалистов, если существующая сегодня ситуация сохранится, то в Японии к 2040 году солнечные панели составят 6% от всех отходов в стране. Подробнее об этом можно прочитать в нашей статье «За 10 лет Япония увеличила объём солнечной электроэнергии в 23 раза».
Фото: newsroom.unsw.edu.au, pixabay.com
humanstory.ru
