НОВОСТИ ЗЕЛЁНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

Новая синтетическая кожа может помочь создать продвинутые протезы конечностей, способные вернуть тактильные ощущения тем, кто лишились рук или ног. 

Профессор Равиндер Дахия и его коллеги из группы Bendable Electronics and Sensing Technologies (BEST) разработали сенсорное покрытие для протезов рук, сделанное из графена. В поисках функционального способа питания этой электронной кожи, они обратили внимание на замечательные физические свойства графена, чтобы использовать энергию солнца.

Группа интегрировала энергогенерирующие фотоэлектрические элементы в электронное покрытие.

Графен - это очень гибкая форма графита, которая толщиной всего лишь один атом, но при этом прочнее стали, проводит электричество и прозрачный. Просвещающаяся пленка графена пропускает примерно 98% падающего света, что делает ее идеальной для сбора энергии от солнца для генерации энергии.

Кожа человека - невероятно сложная система, способная ощущать давление, температуру и текстуру через массив нейронных датчиков, которые передают сигналы от кожи к мозгу.

- Мы уже сделали значительные шаги в создании прототипов протезов, которые вместе с синтетической кожей способны ощущать малейшее изменение давления. Эти измерения означают, что протезная рука способна выполнять сложные задачи, такие как правильный захват  мягких материалов, с которыми другие протезы неспособны справиться. Мы также используем инновационную 3D-печать для создания более доступных чувствительных претозов. Кожа, способная к сенсорной чувствительности, также открывает возможность создания роботов, способных принимать более правильные решения в отношении безопасности человека, - отметил профессор Равиндер Дахия.

Синтетический прототип кожи, созданный группой, полностью гибкой благодаря сенсорному слою на основе графена, встроенному в гибкий солнечный элемент. 

Новая кожа требует всего 20 нановатт энергии на квадратный сантиметр, которую легко обеспечить дешевыми фотогальваническими панелями.

Кроме того, избыточная энергия может храниться в гибких сверхтонких высокопроизводительных суперконденсаторах, расположенных на искусственной коже. Это не только улучшает эффективное использование кожи в робототехнике и протезировании, но и открывает новые возможности для других технологий.

Мировые научно-исследовательские институты и компании в настоящее время работают над кремниевыми модулями, которые могут производить электроэнергию с использованием солнечной энергии с двух сторон.

В зависимости от места установки и типа эти так называемые бифациальные модули должны обеспечивать на 25% больше электроэнергии, чем обычные солнечные панели, пишет Spigel.

Уже запущены первые модули этого типа на рынке. Отличие от стандартных панелей заключается в том, что модули на задней стороне имеют тонкий лист стекла, который защищает от погодных условий, но пропускает отраженное излучение. Обычные модули имеют непрозрачную фольгу, прикрепленную к ним.

Второе различие: металлический контакт, необходимый для текущего потока — обычно из алюминия, на задней поверхности солнечных элементов не покрывает всю поверхность, как обычно.

«Вместо этого на них наложены тонкие алюминиевые или серебряные проводники, которые позволяют отраженным лучам также давать эффект», — объясняет представитель Института исследований солнечной энергии Хамельн Торстен Даллвебер.

Если модули установлены на стойках, которые следуют за солнцем, дополнительный выход в таких регионах составляет около 25%.

«В основном это связано с тем, что модуль получает больше солнечного света, благодаря системам слежения на задней части модуля», — говорит Даллвебер.

Концепция бифациальной фотогальваники также более привлекательна из-за возможности генерировать электроэнергию два раза в день. Модули устанавливаются вертикально в направлении восток-запад. Благодаря этому увеличивается доход — полученное утром электричество дороже полуденного. Кроме того, ориентация восток-запад гарантирует, что локальная сеть менее загружена.

Тем не менее, система требует больше места, чем обычные солнечные парки — ряды модулей должны держать дистанцию, чтобы не затенять друг друга.

«Из-за широко разнесенных рядов и вертикальной установки площадь не теряется, она может приобретать экологические функции или использоваться для сельскохозяйственных целей», — считают эксперты.

Например, такие солнечные парки могут служить пастбищем для скота или зоной кошения на корм для животных.

Сейчас Next2Sun готовится построить в Германии (земля Саар) 2-мегаваттный завод из таких панелей.

Ученые нашли способ улучшить фотопанели благодаря использованию органических красителей, которые работают как антенны.

Международная команда ученых продемонстрировала прорыв благодаря наночастицам, которые могли бы сделать солнечные панели более эффективными, превращая свет, который обычно не улавливают солнечные батареи, в полезную энергию.

Команда, возглавляемая учеными Департамента энергетики Национальной лаборатории Лоуренса Беркли в США, продемонстрировала, как покрытие мелких частиц органическими красителями значительно повышает их способность захватывать ближний инфракрасный свет и переизлучать его в спектре видимого света.

Как только они поняли механизм, который позволяет красителям поверх наночастиц функционировать в качестве антенн для сбора широкого спектра света, они успешно смогли применить их для дальнейшей амплификации светопреобразующих свойств частиц. 

- Поскольку ближние инфракрасные длины света часто не используются в солнечных технологиях, а фокусируются на видимом свете, эти наночастицы, чувствительные к красителям, эффективно преобразуют ближний инфракрасный свет в видимый свет, они повышают вероятность захвата большой части солнечного спектра, которая в противном случае проходит впустую, и их можно интегрировать в существующие солнечные технологии, - отметили ученые.

Исследователи обнаружили, что сам краситель усиливает яркость переизлученного света примерно в 33 тысячи раз, а его взаимодействие с наночастицами увеличивает эффективность преобразовании света примерно в 100 раз.

Ап-конверсионные наночастицы (UCNP), используемые в этом исследовании, поглощают ближний инфракрасный свет и эффективно преобразуют его в видимый свет, что является необычным свойством благодаря комбинации ионов металлов лантаноидов в нанокристаллах. Исследование, проведенное в 2012 году, показало, что красители на поверхности UCNP значительно улучшают свойства светопреобразования частиц, но  почему – до сих пор не ясно.

Однако  эксперименты, проведенное во главе с Дэвидом Гарфилдом, кандидатом наук Калифорнийского университета Беркли, продемонстрировали симбиотический эффект между красителем и металлами лантанидов в наночастицах.

Близость красителей к лантаноидам в частицах усиливает присутствие состояния красителя, известного как «триплет», который затем более эффективно передает свою энергию лантаноидам. Триплетное состояние позволило более эффективно преобразовывать несколько инфракрасных единиц света, известных как фотоны, в одиночные фотоны видимого света.

Затем исследователи обнаружили, что увеличивая концентрацию лантаноидных металлов в наночастицах с 22 до 52%, они могут увеличить этот эффект триплета для улучшения светоотражающих свойств наночастиц.

Наночастицы, размером около 12 нанометров, могут потенциально быть нанесены на поверхность солнечных элементов, чтобы помочь им улавливать больше света для преобразования в электричество.

 Красители действуют как солнечные концентраторы молекулярного масштаба, которые направляют энергию из ближне-инфракрасных фотонов в наночастицы. Сами же частицы в значительной степени прозрачны для видимого света, поэтому они позволяют ему проходить насквозь.

На выставке в Ганновере швейцарский концерн ABB представил новое сверхмощное зарядное устройство для электромобилей.

«Работая c мощностью до 350 киловатт, новейшая модель от ABB, Terra High Power charger, всего за 8 минут заряжает электромобиль до уровня 200 километров дальности пробега», — говорится в заявлении концерна.

Новое устройство идеально подходит для установки на автомагистралях и заправочных станциях, считает компания.

ABB добавляет, что его новые зарядные станции недавно были выбраны компанией Electrify America, которая установит их на территории более чем 100 гипермаркетов Walmart в 34 Штатах США к июню 2019 года.

Electrify America сообщает, что Terra High Power charger заряжает электромобиль со скоростью до 20 миль в минуту, что в семь раз быстрее, чем сегодняшние зарядные станции.

К слову, Electrify America планирует до конца 2019 года установить по всей территории США 2000 высокопроизводительных зарядных станций (не только от ABB), что, безусловно, будет дополнительно способствовать развитию электрического транспорта в Северной Америке.

Высокая продолжительность зарядки считается серьезным недостатком электромобилей, сдерживающим их распространение. В то же время вряд ли стоит сомневаться, что данная проблема будет в значительной степени снята уже в ближайшее время.

Согласно данным отраслевых источников, китайские производители монокристаллических кремниевых пластин уровня Tier-1 снизили котировки до $ 0,62-0,63 за единицу, чтобы конкурировать с поставщиками, производящими поликристаллические кремниевые пластины. 

Эти же отраслевые источники также сообщают далее, что производители монокристаллических кремниевых пластин уровня Tier-2 оказались в затруднительном положении: если последовать примеру, то возникает риск потерь, а если воздерживаться от снижения котировок, то существует риск потерять заказы.

Многие китайские производители монокристаллических кремниевых пластин воспользовались быстрыми продажами из-за дефицита, возникшего в первом полугодии 2017 года, что побудило их расширить производственные мощности.

Однако, если входящие в двойку лучших LONGi Green Energy Technology и Zhonghuan Semiconductor продолжают расширяют свои производственные мощности, то другие перенесли свои планы расширения на будущее с учетом возможного избыточного предложения в 2018 году.

В то же время GCL-Poly Energy Holdings, крупнейший в Китае производитель поликристаллических кремниевых пластин, намерен войти в сегмент монокристаллических пластин, построив завод с производственной мощностью 20 ГВт на юго-западе Китая.

Ученые из Лундского университета считают, что полупроводниковые наностержни - это способ улучшить солнечные элементы. Благодаря запатентованному процессу Aerotaxy они хотят производить недорогие солнечные элементы с использованием арсенида галлия.

Что такое солнечные батареи и как они работают? Солнечные элементы в основном собирают энергию Солнца или других источников света и превращают его в электрическую энергию. Проще говоря, свет попадает на солнечный элемент и выбивает электроны. Эффект отрыва электронов от вещества при помощи света известен как фотоэлектрический эффект, и именно поэтому Эйнштейн считал, что свет может быть описан как кванты (дискретные пакеты) энергии. Это было описано в его статье 1905 года, за которую он получил Нобелевскую премию по физике в 1921 году.

Солнечные элементы представляют собой полупроводники, которые проявляют фотоэлектрический эффект, когда на них падает свет. Полупроводник представляет собой материал, который имеет проводимость в середине изолятора и проводника. Можно думать о полупроводниках как о диодах, они позволяют току течь в одном направлении. Они имеют pn-переход, состоящий из материала p-типа и материала n-типа. Материалы n-типа богаты электронами, а материалы р-типа - с дефицитом электронов.

Вместо использования планарного материала, как и в большинстве полупроводников, команда ученых обнаружила, что использование периодической наностержневой матрицы дает такое же количество тока, но при использовании значительно меньшего количества материала. Они изготовили нанопроволоку из арсенида галлия благодаря собственной системе Aerotaxy. Им удалось сделать модульную с эффективность более 27%, что на 50% выше, чем у любых современных солнечных панелей.

В системе используется аэрозольный генератор для получения каталитических частиц, куда добавляется реактив, способствующий росту наностержней. Чрезвычайно высокие темпы роста достигаются без необходимости в субстрате. Команда первой доказала, что таким образом могут быть созданы pn-переходы с превосходными характеристиками диода.

Этот метод является недорогим и может использоваться для массового производства солнечных элементов. Нанопроволока идеально подходят для солнечных батарей, поскольку она направляет свет на солнечные элементы без оптической или механической помощи.

Недавний успех компании Hanergy, основанной в Саннивейл, Калифорния (США), наглядно продемонстрировал, чего можно добиться в деле удешевления и увеличения эффективности солнечных панелей. 

Специалисты дочернего научного предприятия Alta Devices, принадлежащее Hanergy, оповестили общественность о том, что им удалось создать самый высокоэффективный и сверхпроводимый модуль солнечной панели, побив, таким образом, мировой рекорд. Главная особенность нового модуля солнечной панели состоит в том, что он выполнен из одной секции, что делает его  более компактным.

При этом энергоэффективность нового модуля значительно выше по сравнению с традиционными солнечными панелями – применение арсенида галлия позволило компании Hanergy увеличить рейтинг конвертации энергии до 25,1%, что стало новым мировым рекордом.

Новое изобретение Alta Devices может похвастаться вдвое увеличенной эффективностью проводимости по сравнению с теми солнечными панелями, которые применяются сейчас в промышленной сфере, при этом обладая заметно более компактными габаритами. Разработчикам это удалось благодаря технологии выращивания тонкого слоя арсенида галлия поверх единичного кристалла этого соединения, используя процесс металлорганического парового отложения. В конце применяется процесс эпитаксиального подъема, который снимает тонкую пленку с кристалла, что является ключевым этапом в улучшении панели.

Такая технология позволяет  увеличить энергетическую производительность панели при уменьшении объема секции и общего размера – это может стать отличным вариантом применения данной панели в солнечных электростанциях. В настоящий момент разработчики заинтересованы в дополнительных тестах и проверках – стоит ожидать новостей об этом в ближайшем будущем.

В Житомирской области намерены реализовать грандиозный проект – построить самую большую солнечную станцию. За реализацию проекта хочет взяться компания из Литвы. Власти Житомирщины уже подписали меморандум, который регламентирует сотрудничество представителей властей с компанией ООО «Модус Энерджи Интернешнл Б.В.». 

Построить станцию хотят на территории, которая принадлежит Любарской поселковой объединенной территориальной общине. Планируется, что мощность электростанции достигнет 37 МВт. Этот проект станет наиболее масштабным из всех солнечный проектов, реализованных в регионе. 

Такую заявку уже успел сделать инвестор. Выгоден проект будет не только реализатору, но и прежде всего, самой общине. Главной задачей инвесторов является заверить строительство станции, как можно скорее. На то есть веская причина. Дело в том, что в Украине уже в 2030 году завершается действие «зеленого тарифа».

Глава региона пожелал, чтобы время с даты подписания договора между властями и инвестором и до запуска проекта, свелось к минимуму. Уже сегодня стоимость запланированного проекта оценивают в 31 млн евро. Однако в ходе возведения станции эта сумма может значительно вырасти. В то же время к надзору за строительством станции будет привлечена компания из Германии. Таким образом рассчитывают получить еще более качественный результат.