НОВОСТИ ЗЕЛЁНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

Команда ученых Массачу́сетского технологи́ческого институ́та под руководством Jeffrey Grossman озадачились проблемой повышение эффективности солнечных панелей и вот что у них в результате получилось

Оказывается, если обычные солнечные панели сделать не плоскими, а трехмерными, как показано на рисунке, то их производительность значительно увеличится, за счет того, что находящиеся рядом плоскости будут улавливать отраженный свет друг друга, уменьшая таким образом световые потери. Разработанный ими вариант состоит их 64 плоских треугольных панелей, которые собраны в одну общую конструкцию напоминающую детскую поделку из бумаги. Такая форма панели позволяет установить ее там, где для обычной плоской панели просто не хватило бы места.

«Моде» способствовала хитрая государственная политика: установка аккумуляторов сулит льготы, которые больше не дают за установку только солнечных панелей. Это вынудило рачительных хозяев запасать излишки энергии.

И в начале года продажи резко ускорились, особенно в Калифорнии и на Гавайях. В итоге в начале 2018 года систем хранения энергии частники установили больше, чем за предыдущие три квартала вместе взятые.

Исследовательская компания GTM и организация Energy Storage Association подготовили отчет о темпах установки литий-ионных хранилищ энергии. Главная цифра — прибавка 36 МВт*ч батарей за квартал в частных домохозяйствах. Главной причиной, вызвавшей взрывной рост, стала местная и государственная энергетическая политика. Стоимость установок для хранения энергии существенно снизилась.

Вместе с этим жителей Калифорнии и Гавайев подтолкнули к покупке хранилищ новые условия предоставления льгот.

Раньше в этих штатах можно было рассчитывать на вычеты, просто установив солнечные панели на крыши. Теперь эти субсидии ограничили, и домохозяйства стали более ответственно относиться к излишкам солнечной энергии.

Владельцы панелей стали запасать электричество с помощью стационарных батарей. 74% систем стационарных аккумуляторов были куплены в двух штатах — на Гавайях и в Калифорнии, передает Ars Technica.

Недавно жительница Калифорнии подробно описала свой опыт установки солнечных панелей и батареи, который позволил ей перестать тратить деньги на электричество и начать на этом зарабатывать, продавая излишки сетевой компании.

GTM и Energy Storage Association прогнозируют, что к 2019 году все домашние системы хранения энергии в США совместно смогут накапливать 1 ГВт⋅ч энергии. Аналитики подчеркивают, что это станет переломным моментом, после которого распространение хранилищ энергии начнет расти экспоненциально. К этому тренду активно подключатся коммунальные службы и государственные организации, а власти предложат еще больше льготных программ. Такая динамика будет способствовать стабильности электросетей.

Например, в Южной Австралии 50 000 домов, оборудованных солнечными крышами от Tesla, превратятся в крупнейшую виртуальную электростанцию. А группа европейских ученых рассчитала, что потребности Евросоюза можно обеспечить за счет новой энергетики на треть уже к 2030 году. Причем в их исследовании подчеркивается, что такая система будет более стабильна, чем нынешняя, зависимая от цен на ископаемое топливо и отягощенная штрафами за парниковые выбросы.

В прошлом году в Китае было введено в эксплуатацию более 53 ГВт солнечных электростанций. Эксперты ожидали, что в дальнейшем рынок КНР будет расти на 50-60 ГВт в год, однако решение правительства прекратить выдачу квот на строительство промышленных солнечных электростанций резко изменило ситуацию, и теперь прогнозы развития солнечной энергетики на 2018 г здесь понижены до 30-35 ГВт.

Тем не менее в первом полугодии 2018 г в стране отмечался чрезвычайно быстрый рост выпуска промышленной продукции в солнечной энергетике, сообщает Reuters со ссылкой на китайскую ассоциацию фотоэлектрической солнечной индустрии (China Photovoltaic Industry Association — CPIA).

Так, производство кремниевых пластин за полугодие выросло на 39% — до 50 ГВт! Выпуск солнечных модулей увеличился на 22% — до 39 ГВт. Экспорт компонентов солнечных электростанций вырос на 21,2% до 5,51 млрд долларов США.

За первые шесть месяцев текущего года в стране было введено в эксплуатацию 24 ГВт солнечных электростанций (что соответствует прошлогоднему показателю), из которых примерно половина приходится на «распределенные» проекты (кровельные электростанции и т.п).

В то же время из-за упомянутого решения правительства развитие внутреннего рынка должно резко затормозиться во второй половине года. В связи с этим Ассоциация прогнозирует перепроизводство продукции в секторе солнечной энергетики и снижение коэффициента загрузки производственных мощностей. Так, до конца года загрузка мощностей по производству солнечных модулей упадёт ниже 50%, солнечных элементов — до 57,8%, а кремниевых пластин — до 66,5%.

Всё это может привести к переделу рынка, разорению ряда производителей, с одной стороны, и снижению цен на продукцию, с другой. Очевидно, отрасль будет находиться в состоянии неопределенности до конца текущего года или дольше, до тех пор, пока она не нащупает новую «точку равновесия».

Напомним, что три китайских государственных органа КНР, Национальная комиссия развития и реформ, Министерство финансов и Национальная энергетическая администрация в пятницу выступили с совместным заявлением «О развитии и реформировании» солнечной энергетики.

Основное в данном документе – это прекращение выдачи квот на строительство промышленных солнечных электростанций, претендующих на субсидии, и запрет провинциям выдавать разрешения на строительство таких электростанций в 2018 г.

Китай уже перевыполнил план тринадцатой пятилетки (2016-2020) по развитию солнечной энергетики. При плане на 2020 год в 105 ГВт, по итогам 2017 года в стране действовало более 130 ГВт. Теперь какого-либо официального индикатора на 2018 год в промышленном сегменте вообще не устанавливается.

Что касается распределенной генерации, здесь в текущем году планируется ограничить объем ввода новых мощностей десятью ГВт.

«Солнечный велосипед — это, прежде всего, и электрический велосипед: двигатель находится возле колеса, он подпитывается батареями, которые в свою очередь заряжаются от солнца,— говорит он.— Недавно я упал из-за ветра и повредил велосипед, но люди в Украине приветливые и помогли все починить».

По его словам, участникам гонки Sun Trip можно использовать только велосипеды и разрешается заряжать батареи только от солнца. Поэтому они едут только днем. Таким образом в день получается преодолеть около 300 км. У Дэниэла нет конкретного маршрута, у него все может меняться каждую минуту.

«Мы едем только днем и только на велосипедах,— рассказывает Дэниел Дженни.— Мы не бронируем заранее гостиницы, я даже не знаю, где окажусь этой ночью: дважды спал в хостеле и один раз — в отеле, а, например, вчера — в палатке в спальном мешке».

Все расходы берут на себя участники веломарафона, замечает швейцарец. «За меня никто не платит, но это и хорошо, потому что на меня никто не давит,— говорит Дэниел Дженни.— Такое путешествие доступно всем — стоит только захотеть и поставить цель».

В качестве ориентира Дэниэл использует Google maps и обычную карту, так как не везде есть интернет, и планирует все по ходу путешествия.

«Плохая погода, дороги — это все может замедлять меня. Знаю о конфликте на востоке Украины – к сожалению, эта зона опасна, и мне придется объезжать ее, теряя время»,— говорит Дженни.

По мнению Дэниела Дженни, путешествовать на велосипеде — один из самых простых и интересных способов увидеть мир. «А такой «особенный» велосипед – это еще и современно. Мы едем, чтобы показать солнечные технологии, что они эффективны. Мне нравится, что по пути я знакомлюсь с людьми, общаюсь, узнаю что-то новое — в этом и фишка. Никогда не знаешь, кого встретишь и чем все закончится».

Все впечатление Дэниэл описывает в блоге на  Facebook, как и другие участники.

С 42 участников тура всего три женщины: «Мы едем на электробайке по большому «Шелковому пути» уже 20 дней,— рассказывает Кэтрин. — На крышах наших велосипедов установлены солнечные батареи, благодаря которым мы половину пути крутим педали, а половину — едем на электричестве — в Гуанчжоу планируем добраться до 20 августа».

Лидер путешествия Раф Ван Халле проехал около 3900 км за 15 дней и сейчас уже находится в Средней Азии. В целом все немного отстают от графика, потому что погода не достаточно солнечная.

Международный веломарафон The Sun Trip устраивают уже третий раз. Больше всего в ней французов и бельгийцев. А вот украинцев среди участников пока нет. Однако приобщиться могут все желающие. Но только с солнечной энергией.

С 2010 года графен стал одним из самых популярных материалов в научном сообществе. Только в 2017-м о нем было написано более 30 000 статей, сообщает sciencedaily.com. Теперь профессор Хуэй Чжао и аспирант Сэмюэл Лейн из Университета Канзаса внесли свой вклад в этот объем. Специалисты в несколько сот раз продлили срок существования возбужденных электронов в графене, соединив его с тонкими слоями диселенида молибдена (MoSe₂) и дисульфида вольфрама (WS₂).

Графен прекрасно подходит для электронных и оптоэлектронных систем за счет эффективной транспортировки заряда. Электроны в нем движутся со скоростью около 10 млн м/с (1/30 скорости света) – намного быстрее, чем в других материалах. Но использовать графен в солнечных коллекторах мешает недолговечность возбужденных частиц. Электроны сохраняют подвижность примерно 1 пикосекунду.

«Этого мало для накопления большого количества мобильных частиц, — сказал Чжао. – Хотя электроны в графене могут начать двигаться под действием света, возбужденное состояние длится недостаточно долго для выработки электричества».

В своей работе специалисты показали, что проблему можно решить так называемыми материалами Ван-дер-Ваальса.

«Возбужденные электроны похожи на студентов, вставших и начавших ходить по классу после банки энергетика, — объяснил Чжао. – Чтобы они не сели обратно, мы просто убираем стулья. Такой подход заставляет электроны сохранять мобильность в несколько сотен раз дольше».

Исследователи сравнили MoSe₂ и графен в своей трехслойной структуре с классами, полными сидящих учеников. WS₂ выступает в роли холла между ними. Попадая на MoSe₂, свет высвобождает некоторые электроны, которых дизайн структуры заставляет покинуть свои места и перейти по «коридору» в графен. Здесь «студентам» уже негде сесть, так что они остаются мобильными, вырабатывая ток.

Авторы показали действенность принципа, воздействовав на разработку сверхкороткими лазерными импульсами (0,1 пс). Высвобожденные электроны в среднем проходили WS₂ за 0,5 пс, сохраняя мобильность в графене на 400 пс. Покинутые ими места в MoSe₂ оставались пустыми столько же. Исследователи уверены, что длительностью их простоя можно управлять, меняя материалы «холла».

Нефтегазовый концерн Total построит 10 ГВт солнечных электростанций в течение ближайших 10 лет, и это только во Франции, сообщил в Твиттере глава компании Патрик Пуянне.

Данное объявление приурочено к новой инициативе французского правительства под названием #PlaceAuSoleil, направленной на активизацию развития солнечной энергетики в стране.

В частности, инициатива предусматривает удвоение объема конкурсных отборов в фотоэлектрической энергетике с размещением объектов на сельскохозяйственных землях, а также увеличение на 50% объемов тендеров в сегменте кровельных электростанций.

Гиганты розничной торговли Ашан и Carrefour в рамках инициативы взяли на себя обязательства установить 60 и 20 гектаров солнечных панелей соответственно на своих торговых комплексах по всей стране. Торговые сети Magasins U и Les Mosquetaires намереваются предоставить под солнечные электростанции по 50 гектаров каждая. Министерство обороны выделяет две тысячи гектаров площадей («поверхностей») под установку солнечных генерирующих систем.

Инициатива #PlaceAuSoleil включает в себя 30 мер, направленных на стимулирование развития солнечной энергетики в стране. В частности, предполагается улучшить возможности выделения участков для строительства наземных солнечных парков; определить экономическую модель, выгодную для инвесторов; улучшить социальное восприятие крупномасштабных проектов; упорядочить бюрократические процедуры и сроки утверждения проектов; ускорить проведение тендеров в солнечной энергетике; улучшить условия для установки солнечных систем на автомобильных парковках и теплицах; поддерживать собственное потребление солнечной энергии.

Предложенные меры призваны обеспечить выполнение целей правительства — довести установленную мощность фотоэлектрической солнечной энергетики в стране до 20 ГВт к 2023 году. По итогам 2017 г её размер превысил 8 ГВт. Ранее в прошлом году во Франции были увеличены — до 2,45 ГВт — ежегодные объемы конкурсных отборов в отрасли.

Как известно, Total является крупнейшим акционером американской SunPower, одного из ведущих производителей высококачественных солнечных панелей. Компания реализует проекты в солнечной энергетике во многих регионах мира.

На прошлой неделе в штате Квинсленд в середине дня цены на электроэнергию 5 раз становились отрицательными.

Строительство крупномасштабных проектов солнечной генерации, а также активная установка солнечных станций на крышах жилых домов и коммерческих зданий, оказывают заметное влияние на цены на электроэнергию в штате Квинсленд, Австралия.

На прошлой неделе оптовые цены на электроэнергию в штате пять раз падали ниже нуля в середине дня. Промежутки, в течение которых за использование электроэнергии доплачивали, были короткими – по 5 минут.

В это время доля солнечной генерации в энергобалансе Квинсленда оценивалась в 20% - 128 МВт за счет крупных промышленных солнечных станций и почти в 10 раз больше, 1270 МВт, за счет генерации на крышах.

Отрицательные цены появились на фоне низкого спроса на электроэнергию, так как в тот день кондиционеры в домах практически не работали.

«Мы будем наблюдать такие ситуации все чаще», - отметили аналитики Watt Clarity, отмечая что график потребления энергии изменился – если раньше пики приходились на утро и вечер, то сейчас утренние пиковые нагрузки домохозяйств покрываются собственной солнечной генерацией, и для включения дополнительных мощностей все чаще остаются только вечерние часы, когда нет солнца.

Существующие 128 МВт промышленных солнечных станций – всего лишь начало планов по развитию сектора. Только в ближайший месяц в сеть Квиндсленда планируют подключить более 400 МВт новых солнечных мощностей. Помимо этого, в штате в среднем в месяц добавляется по 30 МВт солнечных установок на крышах.

Возникновение отрицательных цен на электроэнергию в середине дня заставляет девелоперов все больше задумываться над установкой систем хранения энергии, чтобы накапливать электричество, когда падают цены (и продавать его, когда цены растут). Так, французская компания-девелопер Neoen, которая является оператором крупнейшей системы хранения на литий-ионных батареях Tesla в Южной Австралии, планирует строительство двух объектов – солнечной и ветровой электростанций – уже сразу с литий-ионными аккумуляторами.