Солнечные батареи новости 2020

Страна солнца. Что ждет солнечную энергетику в России

Солнечная энергия никогда не была такой дешевой и эффективной, как сегодня. Аналитики прогнозируют дальнейший рост этого сектора мировой энергетики. Сможет ли солнечная генерация играть заметную роль в российском климате — разбираемся вместе с РОСНАНО.

Солнце в мире

На 90% за 10 лет сократилась стоимость солнечных батарей

Солнечная энергия становится все популярнее. По данным аналитиков Ember, за первое полугодие 2020 года глобальная солнечная генерация выросла на 19%. Агентство энергетической информации прогнозирует, что в США производство электричества из возобновляемых источников увеличится на 20% в этом году и еще на 22% — в следующем. Главным драйвером роста станет ввод в эксплуатацию новых мощностей солнечной генерации. А причина быстрого роста популярности этого источника энергии — в низкой стоимости. По оценке Всемирного экономического форума, введение в эксплуатацию солнечных станций обходится дешевле, чем работающих на угле или газе, чего от угля отказываются все охотней в пользу «солнца». К примеру, в Китае доля угля упала на 7%, а ветряной и солнечной энергии — выросла на 6%.

Аналитики Международного энергетического агентства в недавнем докладе назвали солнечную генерацию «самым дешевым способом производства электроэнергии в истории».

Солнечная Россия

В России доля солнечной энергетики в структуре генерирующих мощностей пока остается скромной — всего 0,55% от общей выработки электричества. Но ситуация быстро меняется. Российские солнечные электростанции в 2019 году выработали 1,3 млрд кВт•ч электроэнергии — почти на 70% больше, чем годом ранее. Наибольшую долю в балансе энергосистемы солнечные станции занимают на юге страны, где на них приходится 2,77% установленной мощности.

Производство современных солнечных панелей — сложный наукоемкий процесс. Сегодня такую продукцию выпускают всего 15 стран — примерно столько же способны самостоятельно запускать ракеты в космос.

719,5 мегаватт — суммарная мощность электростанций «Хевел».
>1,3 тыс. мегаватт солнечных генерирующих мощностей в России.

Группа компаний «Хевел» — единственный в России производитель, выпускающий как ячейки и модули солнечных батарей, так и промышленные солнечные электростанции. Суммарная мощность построенных «Хевел» электростанций составляет 719,5 мегаватт — больше, чем, например, Иркутская ГЭС. На долю «Хевел» приходится больше половины солнечных генерирующих мощностей в стране — всего их в России более 1,3 тыс. мегаватт.

Завод, который «Хевел» построил в Чувашии, может выпускать 350 мегаватт солнечных модулей в год. Там компания внедрила российскую разработку — солнечные модули, произведенные по технологии так называемого гетероструктурного перехода. Они эффективно работают в пасмурную погоду, а также при температурах от -40 °С до +85°С. Средний КПД российских модулей составляет 23,5% — то есть почти четверть попадающего на ячейку солнечного света превращается в электроэнергию. Это очень высокий показатель: в мире пока не больше пяти компаний, способных производить такие модули.

Мощности крупнейших солнечных электростанций в России достаточно, чтобы обеспечивать энергией небольшие города. К примеру, электроэнергии, вырабатываемой Фунтовской СЭС, хватает более 30 тыс. домохозяйств в Астраханской области. Кроме того, годовая выработка этой станции позволяет избегать 58 тыс. тонн выбросов углекислого газа и экономить 33 млн кубометров природного газа.

Хотя уровень инсоляции позволяет развивать солнечную энергетику практически на всей территории России, есть регионы, где это особенно оправданно. Наибольшим солнечным потенциалом обладают Приморье, Забайкалье, южные области Сибири и Европейской части России. Парадоксально, но в нашей стране солнца не меньше, чем во многих европейских странах. Например, в Ростовской области или на Дальнем Востоке солнечные станции способны выдавать 1,3 тыс. на 1 киловатт установленной мощности в год — это сопоставимо с Испанией и Францией.

При этом на удаленных территориях солнечная генерация жизненно необходима для надежного обеспечения электричеством. Сегодня за энергоснабжение в изолированных районах Сибири и Дальнего Востока отвечают преимущественно дизельные электростанции — это дорого и неудобно. Решением станет строительство современных гибридных установок — они снизят потребление топлива, сократив время работы дизельных генераторов за счет интеграции в единую систему с солнечными модулями.

Компания «Хевел» первой в России начала устанавливать автономные гибридные энергоустановки в удаленных районах. Пилотным проектом стала электростанция в селе Менза Забайкальского края — она работает с 2017 года. В 2019 году дали ток автономные гибридные станции в селах Мугур-Аксы в Туве. На очереди — запуск гибридных установок в Якутии, которые построят РОСНАНО совместно с УК «Энергосистемы».

Светлое будущее солнечной энергии

Перспективы солнечной энергетики в мире можно описать тремя словами: больше, дешевле, эффективнее. Так, объем мирового рынка солнечной энергетики достигнет $223,3 млрд к 2026 году, увеличиваясь ежегодно в среднем на 20,5%, прогнозируют аналитики ResearchAndMarkets.com.

Бурное развитие солнечной энергетики приведет к падению цены электричества для потребителей. По плану правительства США, себестоимость солнечной электрогенерации сократится еще на 50% к 2030 году.

Эффективность солнечной энергетики продолжит повышаться, а одно из перспективных направлений — это перовскиты, полупроводники с особой кристаллической структурой. Если сейчас средний КПД солнечных ячеек составляет 22%, то благодаря перовскитам он может превысить 27%. Исследования, которые помогут внедрить перовскиты в энергетику, ведутся и в России. Например, ученые МГУ улучшили метод сборки перовскитных солнечных батарей с помощью лазерной резки. Это может еще сильнее снизить их себестоимость.

Еще один тренд — размещение солнечных панелей не только на суше, но и на воде. В конце лета «Хевел» ввел в эксплуатацию первую в России плавучую солнечную электростанцию — ее построили на площадке Нижне-Бурейской ГЭС в Амурской области. Прогнозная годовая выработка составляет 53,5 тыс. кВт•ч. Преимущество плавучих станций в том, что они не занимают ценное место на земле, кроме того, они мобильны — модули можно быстро разобрать и переместить в другую часть водоема.

По оценке Международного энергетического агентства, во всем мире солнечная генерация увеличится на 43% к 2040 году. Это позволит уменьшить объем выбросов парниковых газов и сократить негативные эффекты изменения климата на планете.

Справка

Группа компаний «Хевел» (основана в 2009 году) является крупнейшей в России интегрированной компанией в отрасли солнечной энергетики. В структуру компании входят: производственное подразделение (завод по производству фотоэлектрических модулей в Новочебоксарске, Чувашская Республика), девелоперское подразделение (проектирование, строительство и эксплуатация солнечных электростанций) и Научно-технический центр тонкопленочных технологий в энергетике (Санкт-Петербург), который является крупнейшей в России профильной научной организацией, занимающейся исследованиями и разработками в сфере фотовольтаики. С 2017 года на заводе «Хевел» началось производство солнечных модулей по собственной гетероструктурной технологии. Текущая производственная мощность завода составляет 260 МВт в год.

Источник

Эффективность солнечных батарей довели до 29,15%

Это новый мировой рекорд

Исследовательская группа Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) опубликовала в журнале Science статью о разработке тандемного солнечного элемента из перовскита и кремния. Его эффективность составила 29,15%. Это мировой рекорд. Предыдущее рекордное значение было равно 28%. Ученые рассчитывают довести эффективность тандемного солнечного элемента до 30%. Более того, они полагают, что и эта отметка может быть превышена.

Сейчас основным материалом для солнечных элементов является кремний, а разработки с использованием перовскита (титаната кальция) ведутся параллельно. Ученые считают, что потенциал перовскита еще не раскрыт. Комбинируя оба материала, удалось получить прирост эффективности. Исследователи объясняют это следующим образом:

Солнечные элементы, состоящие из двух полупроводников с различной шириной запрещенной зоны, способны демонстрировать значительно более высокую эффективность при использовании в тандеме по сравнению с отдельными элементами. Это связано с тем, что тандемные элементы полнее используют солнечный спектр. В частности, обычные кремниевые солнечные элементы главным образом эффективно преобразуют в электрическую энергию инфракрасную часть солнечного спектра, в то время как определенные соединения перовскита могут эффективно преобразовывать видимую часть спектра, делая это сочетание таким мощным.

Немаловажно, что использование перовскита и кремния не увеличивает стоимость солнечных панелей. Что касается долговечности, лабораторный образец размером 1 x 1 см после 300 часов работы без защитной оболочки сохранил 95% первоначальной эффективности.

Источник

В Финляндии анонсированы солнечные батареи с «невозможным» КПД

Исследователи из Университета Аалто (Финляндия) заявили о создании фотоэлектрических пластин с квантовой эффективностью 132% на основе наноструктурированного кремния. Их разработка, кажущаяся невозможной, в перспективе может стать основой для создания нового поколения солнечных батарей с рекордным КПД.

В теории создание фотоэлектрического устройства, имеющего квантовую эффективность в 100%, подразумевает, что на каждый падающий на его поверхность фотон света генерируется один электрон. Разработка же финских исследователей предусматривает появление дополнительных электронов, а общая эффективность подобного преобразователя на основе чёрного кремния и конусных наноструктур, поглощающих УФ-излучение, составила 132%.

Казалось бы, подобный процесс невозможен, поскольку энергия не может браться из ниоткуда. Но речь, по словам учёных, и не идёт о «бонусных» 0,32 электрона — зато 32-процентная вероятность «выбить» два электрона из пластины при попадании на неё одного фотона, обладающего высокой энергией, вполне объяснима с точки зрения науки и не противоречит законам физики.

По заключению исследователей чёрный кремний поглощает значительно больше фотонов, чем другие материалы, а использование массива из конических наноструктур позволило существенно повысить эффективность пластин. Учёные провели немало исследований с модифицированным чёрным кремнием — фотоэлектрические сенсоры нового поколения, по их словам, уже поступили в производство и вскоре будут доступны для коммерческого использования.

Источник

Созданы солнечные батареи с максимальным КПД

Ученые Национальной лаборатории по изучению возобновляемой энергии (США) разработали солнечные батареи с максимальным на сегодняшний момент КПД. Он составляет 39,2 процента при естественной освещенности солнцем, и при концентрированном солнечном свете — более 47 процентов. Оба показателя побили мировой рекорд для солнечных батарей. Сообщение об этом появилось в издании Nature Energy.

Такого эффекта разработчикам удалось достигнуть за счет инновационной конструкции пластин. Фотоэлемент представляет собой слоеный пирог из шести слоев, каждый их которых изготовлен из отдельного материала. Это фосфид алюминия-галлия-индия, арсенид алюминия-галлия, арсенид галлия и три разновидности арсенидов галлия-индия. Подобное разнообразие материалов позволяет использовать для выработки электричества фотоны с самой разной энергией.

Помимо этого, между слоями размещены прослойки вспомогательных веществ. В итоге всего в «слоеном пироге» 140 уровней. Любопытно, что сама батарея при этом втрое тоньше человеческого волоса.

Подобные фотоэлементы имеют высокую стоимость из-за сложности их производства. Однако авторы разработки имеют ответ и на этот вопрос. Стоимость, считают они, можно существенно снизить, если уменьшить площадь фотоэлемента. Сделать это можно, фокусируя свет с помощью вогнутых зеркал.

Подобная разработка имеет перспективное значение как для энергетики в целом, так и для космической промышленности. Сейчас в космических аппаратах используются кремниевые фотоэлементы, КПД которых составляет всего около 20 процентов. Поэтому на спутниках для выработки энергии применяются фотопанели большой площади. Новые компактные и эффективные батареи — будущее космической отрасли.

Кстати, уже изобретен фотоэлемент, устойчивый к космической радиации. КПД у него невысокий, 24,1 процента, но состав — перовскит, соединения меди, индия, галлия и селена придает устойчивость перед протонным облучением, что важно в условиях космоса для межпланетных зондов, не защищенным магнитным полем Земли.

Источник

Цены на солнечные панели могут взлететь из-за взрыва на китайском заводе по выпуску сырья для фотоэлементов

На днях на одном из крупных предприятий в Китае по производству поликристаллического кремния возник пожар с последующим взрывом. Обошлось без жертв, но завод остановлен, что увеличило напряжённость на рынке солнечных панелей. Произошло это на фоне дефицита продукции, а это самый верный путь к росту цен на фотоэлементы и панели. Отрасли грозит серьёзный кризис.

Источник изображения: Sebastian Moss

Как и полупроводниками, производство фотопреобразователей и панелей замерло на период первого года пандемии коронавируса COVID-19. Когда жизнь стала возвращаться в прежнее русло, выяснилось, что запасов продукции нет, вывод производства на полную мощность требует времени, а цепочки поставок нарушены. Возник дефицит, и цены на всё начали расти. Компании по развёртыванию солнечных ферм с подписанными долгосрочными контрактами стали подумывать о банкротстве, а солнечная энергетика на годы вперёд начала терять перспективу.

Нечто подобное произошло в 2006 году, когда поликристаллический кремний стал дефицитной продукцией. Понадобились годы усилий, чтобы восстановить предложение до уровня спроса. Выходом из сложной ситуации может стать уменьшение толщины кремниевых ячеек со 160 мкм сегодня до 100 и даже 40 мкм в будущем. Это уменьшит потребность в сырье для изготовления солнечных панелей, но пока снижение толщины ячеек снижает КПД и увеличивает хрупкость изделий.

Для движения по пути экономии сырья требуются новые исследования. Они ведутся, например, учёными в MIT, но это требует времени, а глобальные погодные процессы, увы, не ждут и ждать не будут. Рост цен на фотоэлементы и солнечные панели — это наиболее вероятный сценарий ближайшего будущего.

Старые батареи электромобилей BMW послужат для хранения электричества, генерируемого солнечными панелями

Развитие рынка электромобилей происходит в тесном взаимодействии с рынком альтернативной энергетики. Солнечные панели, например, помогают заряжать электромобили, а последние готовы делиться с бытовыми системами хранения электроэнергии своими отработанными аккумуляторами. Подобное сотрудничество с компанией Solarwatt наладит и немецкий автопроизводитель BMW.

Источник изображения: Reuters

По информации Reuters, с осени этого года BMW начнёт снабжать аккумуляторными ячейками компанию Solarwatt, которая специализируется на продаже и обслуживании бытовых систем генерации электроэнергии при помощи солнечных панелей. Продукция совместного производства Solarwatt и BMW будет предлагаться под маркой Battery flex. В прошлом году Solarwatt удалось реализовать 16 тысяч аналогичных энергетических установок. Они позволяют накапливать электроэнергию, вырабатываемую солнечными панелями, чтобы использовать её в домохозяйстве для личных нужд.

До 2025 года Solarwatt намеревается вложить в развитие бизнеса 100 млн евро. В эту сумму входят средства как на расширение производственных мощностей, так и на разработку специализированного программного обеспечения. Попутно будут расширяться каналы сбыта продукции. Основным акционером Solarwatt сейчас является Штефан Квандт (Stefan Quandt), которому принадлежит почти половина акций BMW, поэтому сотрудничество компаний вполне закономерно. В первом квартале 2021 года в Германии до 5,4 % генерируемой электроэнергии вырабатывалось с использованием солнечных панелей. Как и электромобили, они позволяют покрыть потребности людей с меньшим вредом для окружающей среды.

Tesla запатентовала крышку кузова для Cybertruck со встроенными солнечными панелями

Идея использования солнечных батарей для подпитки тяговых аккумуляторов не даёт покоя Илону Маску (Elon Musk), который уже высказывался в пользу такого решения на коммерческом электротранспорте. Пикап Cybertruck в качестве опции сможет предложить крышку кузова, которая будет представлять собой рольставни со встроенными солнечными панелями. Эту идею Tesla уже успела запатентовать.

Источник изображения: Electrek, Tesla

Если обратиться к истории вопроса в целом, то до сих пор размещение солнечных панелей на крыше серийных автомобилей позволяло преимущественно питать элементы системы вентиляции, чтобы охлаждать салон во время стоянки с выключенным двигателем внутреннего сгорания. Гибрид Toyota Prius Prime предпринял попытку пополнять при помощи солнечной панели заряд тягового аккумулятора, но выиграть более трёх километров пробега при этом не удаётся.

В своё время Илон Маск заявил, что на коммерческих фургонах имеет смысл размещать солнечные батареи на крыше и боковых подъёмных панелях, чтобы они во время стоянки могли питать тяговый аккумулятор. По мнению главы Tesla, за день стояния на солнцепёке таким образом можно накопить электроэнергии, достаточной для преодоления расстояния в 48 км.

Источник изображения: Electrek, USPTO

Как отмечает ресурс Electrek, рекламные изображения пикапа Cybertruck с крышкой кузова из солнечных панелей демонстрируются компанией не только для красоты. Соответствующая патентная заявка присутствует в базе данных профильного американского ведомства. В документации поясняется, что состоящая из узких секций крышка грузового отсека пикапа может сворачиваться в рулон, хранящийся возле передней стенки кузова, при этом внешняя поверхность такой крышки содержит функционирующие солнечные панели, позволяющие питать бортовые потребители и заряжать тяговый аккумулятор. Что характерно, крышка при этом получится и достаточно прочной, поскольку сможет выдерживать вес человека или размещение сопоставимого по массе груза. Крыша кабины пикапа тоже может оснащаться солнечной панелью. По всей видимости, солнечные панели будут предлагаться покупателям в качестве опции за доплату.

Представлены бескаркасные солнечные панели на липкой основе для крепления к любой поверхности

В будущем солнечные панели могут стать повсеместным элементом внешней отделки зданий и сооружений. Но только не в нынешнем виде, который подразумевает сложные монтажные работы на достаточно прочном каркасе. Прорывом обещают стать бескаркасные солнечные панели, предложенные сингапурской компанией Maxeon Solar Technologies. Панели Maxeon Air лёгкие, гибкие и несут клеевую основу, что упрощает монтаж на любой поверхности.

Источник изображения: Maxeon Solar Technologies

По словам производителя, впервые за примерно 50 лет выпуска солнечных панелей можно будет отказаться от сложных работ и дорогостоящих сопутствующих расходов при развёртывании солнечных ферм. Сегодня солнечные панели представляют собой довольно тяжёлые и большие плиты, которые необходимо устанавливать на специальном каркасе. Ферму из таких панелей выдержит не каждая крыша, в которую при проектировании зданий не были внесены коррективы на сопротивление избыточной нагрузке. С панелями Maxeon Air всё будет намного проще и это не все новшества, которые они могут предложить.

Основа панелей Maxeon Air допускает приклеивание и отклеивание панелей при монтаже. Они гибкие и до определённого предела без образования трещин могут повторять изгиб крыши или другой поверхности, на которую будут монтироваться. КПД панелей довольно высок и достигает 20,9 %. Вырабатывать электричество они могут даже в затенённом состоянии, при котором большинство современных панелей просто отключились бы.

Весят панели Maxeon Air в два раза меньше, чем обычные — 6 кг/м 2 . Предполагается, что такие панели будут массово устанавливаться на крыши коммерческих зданий, в которые не был заложен достаточный запас прочности. В Европе, например, с таких крыш наберётся 4 ГВт, и с Европы начнётся проверка возможностей панелей Maxeon Air. В компании рассчитывают, что ряд пилотных ферм будет развёрнуто до конца текущего года, а в следующем году панели Maxeon Air поступят в свободную продажу.

В Германии придумали, как выпускать перовскитные солнечные панели большой площади без потери КПД

Солнечные панели из перовскита считаются достойной заменой кремниевым, что должно поднять эффективность получения электричества с помощью солнечного света. В лабораторных условиях ячейки из фотоэлементов на перовските показывают рекордную эффективность, заметно превосходящую эффективность кремния. К сожалению, это преимущество теряется при попытках создать перовскитные ячейки и модули большой площади. Решить эту проблему смогли немецкие учёные.

Источник изображения: KIT

О прорыве сообщили исследователи из Технологического института Карлсруэ (KIT). Учёные разработали и испытали техпроцесс, в ходе которого удалось создать довольно большие солнечные панели на основе перовскита и при этом почти не потерять эффективность, полученную в лабораторных условиях.

Так, по сравнению с лабораторными образцами ячеек со сторонами в несколько миллиметров новые образцы были увеличены в размерах до 500 раз — до площади в 4 см 2 . Эффективность увеличенных ячеек оказалась на уровне 18 %, что лишь немного ниже возможностей лабораторных образцов (25 %). Предложенная технология после ряда дополнительных улучшений может стать основой для массового производства перовскитных солнечных панелей, но для этого КПД необходимо довести до 20 %, что будет сравнимо и в ряде случаев лучше, чем КПД монокристаллических солнечных панелей, и значительно лучше, чем КПД поликристаллических.

В основе немецкой технологии производства больших по площади солнечных ячеек из перовскита лежит осаждение из газовой среды в вакууме. Исследователи заявляют, что эта технология позволяет контролировать осаждение материала на большой площади и со многими слоями.

Samsung построит в Техасе солнечную электростанцию мощностью 700 мегаватт

Февральские погодные аномалии показали уязвимость энергосистемы Техаса, в результате местному предприятию Samsung Electronics пришлось остановить свою работу в экстренном порядке и списать часть продукции. Подразделение корейского конгломерата намеревается возвести в Техасе солнечную электростанцию мощностью 700 мегаватт, которое начнёт работу в декабре 2023 года.

Источник изображения: Reuters

Об этом сообщает Nikkei Asian Review со ссылкой на Reuters. Компании Samsung C&T данный проект обойдётся в $673 млн, генерирующие мощности расположатся в округе Милам штата Техас, менее чем в двух часах пути от площадки в окрестностях Остина, где Samsung Electronics планирует построить новое предприятие стоимостью $17 млрд по контрактному производству полупроводниковых компонентов. Строительные работы по возведению электростанции планируется начать в июне 2022 года. Местные власти уже согласовали данный проект с Samsung C&T.

Джозеф Байден (Joseph Biden) в рамках экологических инициатив планирует перевести все электростанции США на ресурсы, не выделяющие при переработке углекислый газ, к 2035 году. Власти Южной Кореи отныне не будут финансировать строительство генерирующих мощностей за пределами страны, использующих уголь в качестве топлива. Samsung C&T тоже прекратит использовать угольное топливо в рамках всех новых энергетических проектов.

Учёные скопировали антибликовое покрытие у роз. Оно способно повысить эффективность солнечных панелей на 10 %

Коммерческое предприятие Phytonics немецкого Технологического института Карлсруэ (KIT) продемонстрировало эффективное антибликовое покрытие, которое может найти широкое применение во всех сферах человеческой деятельности. В случае солнечных панелей, например, новое покрытие повышает эффективность сбора энергии до 10 % вне зависимости от угла освещённости, а стоит такое покрытие копейки.

Слева — обычная солнечная панель, справа — панель, покрытая новой антибликовой плёнкой. Источник изображения: Andrea Fabry; Editing by Phytonics

За многие миллионы лет эволюции растения оптимально приспособились к взаимодействию со светом. Это особенно важно для растений с цветками, опыление которых зависит от заметности окраски. Розы в этом плане крайне характерны, демонстрируя одновременно матовый, бархатистый и насыщенный цвет. Изучение лепестков роз под сканирующим электронным микроскопом показало, что поверхность лепестков плотно покрыта наноструктурами ребристой формы. Эти структуры направляют почти весь падающий спектр солнечного света внутрь клеток лепестков, отражая единственный чистый цвет, соответствующий сорту цветков.

Подсмотренное у роз антибликовое покрытие после семи лет исследований воплотилось в антибликовую плёнку Phytonics. Благодаря сочетанию микро- и наноструктур она воспроизводит эпидермис лепестков розы на большой площади. Плёнка почти полностью подавляет отражение для всех длин волн и углов падения света. Это делает её намного лучше обычных антибликовых покрытий. В частности, о чём сказано выше, плёнка Phytonics увеличивает мощность солнечных модулей до 10 %.

Но такая плёнка найдёт применение не только в солнечной энергетике. Плакаты, демонстрационные панели, дорожные знаки, мебель, упаковка, фасады зданий и многие другие изделия и конструкции также выигрывают от новой разработки. Плёнка обеспечивает антибликовое покрытие для всех типов поверхностей любой кривизны и придаёт им благородный бархатистый вид.

Ко всему прочему плёнка Phytonics обладает грязеотталкивающими свойствами и обладает высокой устойчивостью к воздействию окружающей среды, например, ультрафиолетовому излучению, влаге и колебаниям температуры. Она производится с использованием экономичного метода рулонной печати и может применяться ко всем типам материалов с использованием стандартных процессов ламинирования. Интересно будет увидеть всё это на практике. Разработка полностью готова к внедрению в производство.

Canadian Solar повысила мощность стандартных солнечных панелей до 665 Вт

Канадская компания Canadian Solar, широко представленная на восточно-европейском рынке солнечной энергетики, начала поставки солнечных панелей повышенной мощности в стандартном типоразмере. Новая панель опирается на ячейки максимального размера со стороной 210 мм и способна выдавать до 665 Вт с КПД до 21,4 %.

Предыдущие поколения солнечных панелей Canadian Solar. Источник изображения: Canadian Solar

Компания Canadian Solar с апреля начала выпускать новые 210-мм монокристаллические ячейки HiKu7 и поликристаллические BiHiKu7. Оба типа ячеек обещают снизить капитальные затраты на обслуживание панелей, а также обеспечить более выгодную выработку солнечной электроэнергии в течение всего жизненного цикла панелей.

До конца года производственные возможности по выпуску ячеек HiKu7 и BiHiKu7 достигнут показателя 10 ГВт. По словам производителя, значительная часть новой продукции уже зарезервирована заказчиками. Из ячеек HiKu7 и BiHiKu7 можно собирать солнечные панели заданных размеров. Производитель предусмотрел модульность в конструкции и разработал специальную технологию для сборки панелей с минимальным зазором между ячейками. Это позволяет с равной площади собирать больше энергии, что также повышает отдачу от вложений в возобновляемую энергетику.

По данным Canadian Solar, использование панелей на новых ячейках позволит снизить расходы на эксплуатацию солнечных ферм на 5,7 %, а издержки на производство электричества в течение всего срока службы панелей (LCOE) уменьшатся до 8,9 % по сравнению с панелями мощностью 445 Вт.

Российские магазины IKEA полностью перейдут на солнечную энергию

Ingka Investment, инвестиционное подразделение компании Ingka Group, владельца ритейлера IKEA, ускорило инвестиции в возобновляемые источники энергии. Компания приобрела 49 % акций восьми парков солнечных батарей в России. Общая балансовая стоимость этих восьми парков составляет более 21 миллиарда рублей. Сделка знаменует собой первую крупномасштабную иностранную инвестицию в возобновляемые источники энергии в России.

Энергетическая мощность парков составляет 160 мегаватт. Они будут обеспечивать электричеством все 17 магазинов IKEA в России, а также часть торговых центров MEGA, расположенных по всей стране. Уже подписано соглашение с ООО Solar Systems, которое теперь должна утвердить Федеральная антимонопольная служба (ФАС).

Кристер Маттссон (Krister Mattsson), управляющий директор Ingka Investments, говорит, что этот шаг призван поддержать цели компании в области устойчивого развития и внести свой вклад в стремление IKEA к достижению положительных результатов по снижению вредного воздействия на климат к 2030 году. Он заявил, что компания в этом вопросе уделяет приоритетное внимание России и Азиатско-Тихоокеанскому региону.

С 2009 года Ingka Group инвестировала 2,5 миллиарда евро в возобновляемые источники энергии и недавно объявила, что она произвела больше возобновляемой энергии по всему миру, чем потребляет в ходе своей деятельности.

Компания Solar Systems заявляет, что гордится своим партнёрством с Ingka Group и поддерживает операции IKEA и MEGA в России с использованием возобновляемых источников энергии из её недавно реализованных проектов.

IKEA нацелена улучшить климат к 2030 году за счёт сокращения выбросов парниковых газов в большем количестве, чем выделяет цепочка поставок компании, при одновременном развитии бизнеса. Сегодня Ingka Group владеет и управляет 547 ветряными турбинами в 14 странах, двумя парками солнечных батарей и 935 тысячами солнечных панелей на крышах магазинов и складов IKEA. Общая мощность возобновляемых источников энергии, принадлежащих компании, превышает 1,7 ГВт, что эквивалентно годовому потреблению более 1 миллиона европейских домохозяйств.

Tesla резко взвинтила цены на свою солнечную кровлю, разозлив тем самым многих клиентов

Tesla занимается не только выпуском автомобилей, но и продажей и установкой кровли из солнечных панелей. Недавно компания резко повысила цены на свои услуги, что разозлило многих клиентов и вынудило некоторых даже отменить заказы.

Увеличение цены происходит параллельно с быстрым ростом доходов Tesla от продаж солнечных панелей. В четвёртом квартале 2020 года компания установила солнечных панелей на 86 МВт — на 59 % больше, чем за тот же период прошлого года. За весь прошлый год Tesla установила солнечных генераторов на 205 МВт, что на 18 % больше по сравнению с 2019 годом.

Компания предлагает два продукта: солнечные панели, которые устанавливаются над существующей крышей клиента; и солнечную кровлю, которая способна полностью заменять обычное покрытие. Теперь стоимость солнечной кровли начала резко расти.

Один из клиентов сообщил ресурсу The Verge, что в феврале он подписал контракт на установку солнечной крыши за $35 000 с дополнительной платой в $30 000 за батареи. Позже он получил короткое электронное письмо от Tesla, в котором говорилось, что через несколько дней он получит новый контракт с более высокими ценами. Ему сказали, что теперь он должен заплатить $75 000 за солнечную кровлю (то есть на 114 % больше) и $35 000 за батареи.

Компания сообщила клиенту, что он волен отменить заказ через портал, если решит не принимать новые условия, угрожая в противном случае отложить установку на неопределённый срок. «Мы будем отдавать предпочтение тем клиентам, которые первыми примут обновлённое соглашение», — сообщила Tesla.

Любопытно, что пользователь не нашёл никакого способа отменить свой заказ через упомянутый в письме клиентский портал, так что ему пришлось выйти на представителя службы поддержки клиентов Tesla, дабы произвести отмену. При этом его электронные письма представителям компании оставались без ответа в течение нескольких недель, и лишь через друга, работающего в Tesla, он смог связаться с нужным человеком. Клиент Tesla сообщил журналистам, что был разочарован ростом цен, потому что прежде было трудно найти достойную альтернативу предложению Tesla.

Некоторые клиенты сообщили американским СМИ, что они потратили тысячи долларов на кредиты и расчистку деревьев, чтобы подготовить свои дома к установке солнечной кровли Tesla — и всё лишь для того, чтобы позже узнать, что задолжали компании Илона Маска (Elon Musk) ещё десятки тысяч долларов.

Австралийские учёные улучшили солнечные панели из перовскита с помощью сожжённых человеческих волос

Австралийцы продолжают эксперименты с углеродным материалом на основе человеческих волос. Волосы богаты азотом и углеродом. После их сжигания остаются каркасные структуры с интересными свойствами, которые находят применение в электронике. Год назад на основе волос в Австралии создали OLED-панели, а сегодня с помощью волос учёные предлагают улучшить работу солнечных ячеек.

Источник изображения: Queensland University of Technology

Полезной утилизацией волос из местных парикмахерских занимаются исследователи из Квинслендского технологического университета. Волосы сжигаются при температуре около 240 °C. Такая термическая обработка превращает их в источник углерода и азота. Из углерода формируются углеродные наноточки размерами менее 10 нм, которые при определённой технологии равномерно распределяются по подложке.

Использованием подобной технологии для изготовления солнечных панелей заинтересовались коллеги исследователей, открывших светоизлучающий эффект наноостровков из сожжённых волос. В частности, было решено проверить воздействие углеродных наноструктур на солнечные ячейки из перовскита.

Перовскит обещает намного лучший КПД солнечных панелей, но этот материал восприимчив к среде — температуре и влажности, что затрудняет его коммерциализацию. Опыты с наноточками из сожжённых волос показали, что на поверхности перовскитных фотоэлементов они выполняют защитную функцию и ещё сильнее повышают эффективность панелей. Двойной выигрыш!

Статья об исследовании опубликована в журнале Journal of Materials Chemistry A. По мнению учёных, сделанное открытие может приблизить появление надёжных и устойчивых к работе на открытом воздухе перовскитных солнечных панелей.

Стоимость солнечной электроэнергии в США должна упасть на 60 % к 2030 году

Новый министр энергетики США Дженнифер М. Гранхольм (Jennifer M. Granholm) заявила, что во многих частях страны солнечная электроэнергия уже дешевле электричества, получаемого при сжигании угля и других видов ископаемого топлива. Но это не повод останавливаться. Министерство поставило цель снизить стоимость солнечной электроэнергии ещё на 60 % к 2030 году. Это означает, что солнечный киловатт должен будет стоить 2 цента (1,5 рубля по текущему курсу).

Источник изображения: Department of Energy/Quentin Kruger

Для решения поставленной задачи предстоит провести серьёзную исследовательскую работу, на что Министерство энергетики уже готово раздавать гранты на общую сумму $128 млн. Деньги на проекты получат как национальные лаборатории, так и компании и стартапы.

Сегодня солнечный киловатт в США стоит 4,6 цента. К 2025 году его стоимость должна быть снижена до 3 центов и опустится до 2 центов ещё через пять лет. Прогнозируется, что к 2035 году солнечная генерация составит от 30 % до 50 % в общей генерации электричества в США.

Для снижения стоимости солнечной электроэнергии необходимо повысить КПД панелей и продлить срок их службы. Также необходимо разработать технологии для использования менее дорогих материалов. Основу будущей эффективной солнечной энергетики в США Министерство видит в перовскитах и в плёнках теллурида кадмия (CdTe). Только на НИОКР по перовскитам будет выделено $40 млн из запланированной суммы финансирования.

В наших новостях не раз сообщалось о хороших перспективах перовскитов для солнечной энергетики. Они могут использоваться как в паре с обычными кремниевыми фотоэлементами — это так называемые тандемные ячейки, так и самостоятельно. Выделенные на изучение перовскитов финансы распределятся по 22 проектам, которые охватят все аспекты от производства до эксплуатации. В частности, планируется разработать прототип тандемных перовскитных фотомодулей со сторонами 1 × 2 м.

На разработку солнечных панелей на основе теллурида кадмия выделено $20 млн. Большинство из этих денег передадут национальным лабораториям Министерства энергетики, например NREL и Sandia. Под эгидой NREL будет создан консорциум для продвижения низкозатратных технологий добычи электричества с использованием плёночных панелей на мировой рынок, который США хочет себе вернуть, и с которого они были выкинуты китайцами много лет назад.

Ещё одной интересной задачей, которую будут решать национальные лаборатории, станет продление срока службы солнечных панелей с 30 лет до 50. Также будет повышена надёжность и долговечность сопутствующего оборудования — разъёмов, инверторов, кабелей и прочего.

Солнечно-топливная электростанция башенного типа, расположенная в штате Калифорния. Источник изображения: BrightSource Energy

Наконец, $33 млн выделяется на развитие проектов по тепловой солнечной энергетики (CSP) или гелиоконцентраторов. Важной особенностью CSP-установок является то, что они могут запасать энергию солнца, например, в горячей воде и вырабатывать электричество по запросу даже в тёмное время суток. Также гелиоконцентраторы можно приспособить к промышленному производству, где нужен высочайший нагрев в техпроцессах, что станет альтернативой сжиганию ископаемого топлива. Министерство поставило цель снизить стоимость CSP-электричества до 5 центов к 2030 году. Планы громадные, но будут ли они воплощены в жизнь?

Илон Маск назвал электрический фургон с подзарядкой от солнечных батарей лучшим транспортом для апокалипсиса

Идея использования солнечных панелей на крыше автомобилей далека от новизны. Фактически, Volkswagen и Toyota для ряда моделей соответствующие опции уже предлагают, но накапливаемого с их помощью заряда обычно хватает только для вентиляции салона в жаркую погоду. Tesla хочет добиться использования солнечных панелей для увеличения запаса хода электромобилей.

Источник изображения: Electrek

Как отмечает ресурс Electrek, солнечная панель гибридного автомобиля Toyota Prius Prime способна увеличить пробег без использования бензинового двигателя максимум на три с небольшим километра. В недавнем интервью Илон Маск (Elon Musk) выразил свою уверенность в целесообразности применения солнечных панелей большой площади на коммерческом электротранспорте. Напомним, недавно глава Tesla признался, что компания может начать выпуск коммерческих фургонов на электротяге после того, как будет располагать достаточными объёмами производства тяговых аккумуляторов.

По мнению Маска, в случае с грузовыми фургонами имеет смысл использовать солнечные панели для подпитки тяговых аккумуляторов, поскольку они обладают большими плоскими поверхностями. Но даже в этом случае глава Tesla предлагает размещать солнечные панели не только на крыше фургона, но и на выдвижных элементах, увеличивающих итоговую площадь до троекратной величины. Во время стоянки фургона такие выдвижные панели могут создавать дополнительную тень по бокам от транспортного средства. По расчётам Маска, в хороший солнечный день такие панели позволят фургону накопить достаточный заряд для передвижения на расстояние до 48 км. В каком-то смысле, по его словам, даже в условиях апокалипсиса на таком электромобиле можно будет хоть как-то передвигаться.

Китайские конкуренты окончательно выдавили Panasonic из бизнеса по производству солнечных панелей

Конкуренция с Китаем тяжело даётся японским производителям. Сперва юго-западные соседи обошли японских конкурентов в сегменте жидкокристаллических панелей, теперь очередь дошла до солнечных. Китайские производители готовы предложить более низкие цены, что делает японскую продукцию неконкурентоспособной на мировом рынке. Panasonic по этой причине свернёт выпуск солнечных панелей в 2022 году.

Источник изображения: Nikkei Asian Review

Как отмечает Nikkei Asian Review, в 2009 году компания Panasonic ещё вынашивала планы войти в тройку мировых лидеров по производству солнечных панелей, для чего в 2011 году превратила профильный бизнес Sanyo Electric в собственное подразделение. С 2012 года цены на солнечные панели были снижены примерно на 30 %, преимущественно стараниями китайских конкурентов, что сделало этот бизнес Panasonic убыточным. Теперь компания намеревается к марту 2022 года прекратить профильную деятельность на предприятиях в Малайзии и Японии. Сотрудничество с Tesla на данном направлении было прекращено ещё в прошлом году.

Одно из японских предприятий Panasonic сосредоточится на производстве преобразователей питания для солнечных батарей, сотрудники второго будут переведены на другую работу. Кроме того, компания рассчитывает найти применение своим компетенциям в системах управления умными городами. После ухода Panasonic из этого бизнеса в Японии останется два производителя солнечных батарей и панелей: Kyocera и Sharp. Около 30 % мирового рынка солнечных панелей теперь принадлежат китайским производителям.

Учёные создали прозрачную солнечную панель, которую можно интегрировать в смартфон

Немалая часть человечества пытается идти по пути замещения невозобновляемых источников энергии возобновляемыми. Корейские учёные из Инчхонского национального университета сделали небольшой шаг на этом пути — они создали первый, по их словам, полностью прозрачный солнечный элемент.

В новом исследовании профессор Джундонг Ким (Joondong Kim) описывает новаторский метод, касающийся слоя гетероперехода солнечной ячейки. Согласно исследованию, благодаря комбинации полупроводников из оксида никеля и диоксида титана был создан эффективный и полностью прозрачный солнечный элемент.

Диоксид титана (TiO2), являющийся эффективным полупроводником, в настоящее время используется в технологии солнечных батарей. Он эффективен, нетоксичен и экологически чист, а также в изобилии имеется на Земле. Оксид никеля (NiO), с другой стороны, также является полупроводником с высокими характеристиками оптической прозрачности. Сочетание этих двух элементов позволяет создавать прозрачные солнечные панели, которые являются при этом экологичными и простыми в использовании.

На солнечную энергию (наряду с ветром и водой) неизменно возлагаются самые большие надежды в деле перехода на возобновляемые источники энергии. Поэтому многие учёные трудятся в этой области. За последние годы солнечная энергия стала более доступной и экологически чистой, растёт и коэффициент преобразования ультрафиолетового излучения в электричество.

Однако современные солнечные элементы ограничены возможностью их повседневного использования из-за непрозрачности. Солнечные панели можно увидеть только на крышах, в удалённых районах и в местах, скрытых от глаз общественности. Джундонг Ким возлагает большие надежды на своё исследование — по словам учёного, уникальные свойства прозрачных фотоэлектрических элементов открывают для них широкий спектр применений. Полностью прозрачные панели в будущем удастся использовать в окнах зданий и даже в мобильных телефонах. Впрочем, о коммерциализации говорить рано, поскольку эффективность преобразования энергии исследуемых панелей составила 2,1 %.

Источник