Жидкость для солнечных батарей

Учёные разработали жидкие солнечные нанобатареи

Учёные из Университета Южной Калифорнии (USC) создали невероятно дешёвые и стабильные солнечные батареи, состоящие из очень маленьких нанокристаллов, плавающих в проводящей электричество жидкой суспензии, сообщает «WordScience.org».

Солнечные нанокристаллы имеют размер около четырёх нанометров. К примеру, на булавочной головке может быть помещено более, чем 250000000000 нанокристаллов. А, так как они плавают в жидком растворе — солнечные батареи можно напечатать прямо на бумагу», — сказал Ричард Бручи (Richard L. Brutchey), ассистент профессора химии в «USC Dornsife College of Letters».

Бручи и исследователь Дэвид Веббер (David H. Webber) разработали новое защитное покрытие нанокристаллов, которое сделано из селенида кадмия. Их исследование, охарактеризованное как «горячие статьи», будет опубликовано в этом месяце в международном журнале по неорганической химии «Dalton Transactions».

Жидкие нанокристаллические солнечные батареи дешевле в изготовлении, чем солнечные батареи из монокристаллических кремниевых пластин, но не столь эффективные при преобразовании солнечного света в электричество. Бручи и Веббер решили одну из ключевых проблем жидких солнечных батарей: как создать стабильную жидкость, которая будет хорошо проводить электричество.

В прошлом органические молекулы лиганда были соединены с нанокристаллами для поддержки стабильности и предотвращения слипания. Эти молекулы, также изолировали кристаллы, в результате чего образовалась ужасная электрическая проводимость.

«Это была реальная проблема в данной области», — сказал Бручи.

Бручи и Веббер обнаружили синтетический лиганд, который не только хорошо стабилизирует нанокристаллы, но и выстраивает микроскопические соединения, которые соединяют крошечные нанокристаллы для хорошей проводимости электрического тока.

При сравнительно низкой температуре процесса, метод исследователей также допускает возможность того, что солнечные элементы могут быть распечатаны на пластике без каких-либо проблем связанных с температурой плавления — в результате появляются гибкие солнечные панели, которые могут применять абсолютно любую форму.

Поскольку данное исследование продолжается, Бручи поделился, что планирует разрабатывать нанокристаллы построенные не только из кадмия, так как он коммерчески ограничен из-за своей токсичности.

«Несмотря на то, что расширение этой технологии может занять ещё несколько лет, мы уже видим чёткое продвижение к интеграции этой технологии в следующем поколении солнечных технологий», — сказал Бручи.

Источник

Новая солнечная батарея хранит энергию в жидкой форме

Быстрое распространение электрификации в сельской местности требует развития новых подходов к этому вопросу. Многообещающее решение — это недорогие и в то же время компактные встроенные солнечные батареи. Однако тут есть проблема — нужны батареи с высокой эффективностью и в то же время стабильные, с длительным сроком службы. Международная команда ученых, возглавляемая специалистами из Висконсинского университета в Мадисоне (США), объединила несколько технологий, чтобы получить высокопроизводительные и долговечные солнечные батареи. Работа опубликована в журнале Nature Materials.

КПД солнечной проточной батареи достиг рекордного значения 20,1%. Это выше, чем у большинства доступных солнечных элементов на основе кремния

Во-первых, ученые использовали основную идею проточных аккумуляторов, которые считаются батареями будущего. В частности, речь идет об окислительно-восстановительных (редокс) батареях, которые работают на основе взаимодействия жидкостей-электролитов, которые хранятся в отдельных баках и перемешиваются в специальной ячейке, где и производится электрический ток.

В случае с солнечными батареями электричество, полученное от солнечного элемента, заряжает одну из жидкостей, которая может оставаться заряженной практически бесконечно. Когда пользователю требуется электрическая энергия, жидкости-электролиты точно так же вступают в химическую реакцию в отдельной ячейке и на выходе производится электрический ток.

Во-вторых, исследователи заимствовали технологию гибридных солнечных элементов на основе перовскита и кремния — они отличаются высокой эффективностью, т.к. кремний и перовскит захватывают световые волны различной длины, и невысокой стоимостью.

Инновационную солнечную батарею проектировали на основе методов численного анализа — это позволило достичь оптимального напряжения. Ученые определили, какие химические вещества будут работать при идеальном напряжении, чтобы сделать эффективность изобретения максимально возможной. В итоге остановились на двух органических соединениях, растворенных в соленой воде, и последующие испытания подтвердили, что это был правильный выбор.

Схема солнечной проточной батареи. Солнечная батарея подключается к резервуарам с солевым раствором химических веществ, которые хранят электричество для последующего использования. Изображение: Wenjie Li/UW-Madison

В результате КПД новой солнечной батареи составил 20,1% — это очень хороший результат для такого типа источника энергии. В теории, современные системы солнечных батарей имеют КПД до 25%, но в реальности этот показатель не превышает 15%. Кроме того, увеличился срок службы устройства — оно способно сохранять высокую эффективность в течение сотен часов и циклов перезарядки. В обычных проточных аккумуляторах кислотные электролиты вызывают коррозию емкостей, где они хранятся.

«Вы получаете 20-процентную эффективность в любое время, – говорится в исследовании. – Можно использовать полученное электричество сразу же или, например, вечером из хранилища. Вы все равно получите 20%».

Предложенная концепция поможет оптимизировать интегрированные системы преобразования и хранения солнечной энергии. Сейчас та же команда исследователей изучает способы масштабирования своей разработки и дальнейшего снижения ее себестоимости, чтобы новые солнечные батареи можно было использовать в быту.

Источник

Инструкция по уходу за солнечными панелями от ведущих мировых производителей

Со временем грязь и пыль, которая накапливается на стеклянной поверхности солнечных панелей, может быть причиной уменьшения их выходной мощности. Компании-производители рекомендует осуществлять периодическую очистку модулей для обеспечения максимальной мощности, особенно если солнечные батареи установлены в местах большого атмосферного загрязнения (вблизи автомобильных дорог, промышленных предприятий и т.п.).

Перед началом очисткой модулей необходимо проверить:

• нет ли сервисных сообщений от системы мониторинга работы солнечной электростанции (при наличии таковой) о выходе из строя модулей или диагностирования системой утечки электрического тока;
• состояние электротехнических соединений солнечных батарей на предмет повреждения кабелей, коннекторов, монтажных коробок;
• надежность крепления рамы панелей к монтажной системе;
• состояние внешней и внутренней поверхности солнечной панели — с целью исключения мест потенциальной утечки электрического тока (для обеспечения личной безопасности).

1.1. Не прикасайтесь и не обрабатывайте стеклянную поверхность модулей голыми руками. Во время чистки используйте чистые перчатки, чтобы избежать отражения пальцев и других загрязняющих веществ на стекле.

1.2. Не допускается использование металлических инструментов, таких как ножи, металлические скребки, наждачной бумаги и других абразивных материалов.

1.3. Можно использовать различные мягкие ткани из нетканого материала, мягкие губки, щетки с нежестким ворсом и тому подобное.

Синюю твердую поверхность губки можно использовать только для чистки алюминиевой рамы модуля. Если вы используете ее для чистки стеклянной стороны, это может сделать стекло матовым и уменьшит выходную мощность модуля. Скребки со специальной резиновой рабочей поверхностью для очистки стекла могут быть использованы для очистки стеклянной поверхности солнечной панели.

1.4. Требования, предъявляемые ведущими производителями солнечных панелей к губкам (мочалкам) выглядят следующим образом: материал губки — нейлон, диаметр волокон —0.1-0.06 мм.

1.5. Для очистки можно использовать различные нейтральные по значению pH (значение 7) промышленные моющие средства для очистки стекла — спирт/этанол/метанол.

1.6. Во избежание образованию микротрещин в структуре солнечных «селей», в случае использования моек высокого давления, необходимо контролировать давление водяного потока. Запрещается мойка под высоким давлением воды таких элементов солнечной панели:

• распределительных коробок;
• кабельных лотков;
• комбайнер-боксов.

Не рекомендуется использовать воду с высоким содержанием минералов, так как при высыхании минералы откладываются на поверхности стекла. Как правило, вода из сети централизованного водоснабжения соответствует вышеуказанным требованиям.

1.7. Не используйте для ускорения процесса очистки оборудование, использующее действие пара, а также химикаты, которые могут вызвать коррозию металла. Не пытайтесь очистить фотомодуль в случае выявления визуальных повреждения кабеля или трещин на стекле, это может создавать угрозу поражения электрическим током.

1.8. Во время чистки нужно соблюдать правила техники безопасности проведения высотных работ. Обязательно используйте страховку.

1.9. Во время очистки не наступайте на фотомодули, внешний алюминиевый корпус (раму), распределительные коробки.

1.10. Рекомендуется проводить уборку и техническое обслуживание солнечных электростанций профессиональным монтажным организациям, с целью минимизации возможности повреждения солнечных фотомодулей.

Рекомендации по выбору времени для очистки

Утро, вечер, ночь или дождливые дни — оптимальное время для проведения очистки солнечных батарей. Рекомендуется избегать проведения работ в период высокой солнечной активности.

Период очистки и планирование работ

Если это крупномасштабный проект с большим количеством модулей, необходимо первоначально составить план очистки и разделить проект на участки.

Работы по очистке в каждой отдельной области солнечной станции должны выполняться на основе электрической схемы проекта солнечной станции и предусматривать, чтобы каждый очистка охватывала все модули в пределах подключения одного стринга или в рамках работы одного инвертора.

Текущие процедуры очистки солнечных батарей

Шаг 1: Сдувание пыли с поверхности модуля. Если на поверхности солнечной батареи нет других загрязнений, очистку можно закончить уже на этом этапе. Если модули были установлены в пустыне с низким уровнем влажности и в условиях значительного пылевого загрязнения, то производители рекомендуют сдуть песок с поверхности модуля и все.

Шаг 2: Механическая очистка загрязнений, таких как птичий помет, листья и т. д. Такая грязь должна удаляться материалом из нетканого материала или щеткой мягким ворсом. Использование щеток высокой жесткости запрещено. Рекомендуется вовремя проводить стрижку травы, которая затеняет модуль.

Шаг 3: В случае если на поверхности модуля присутствуют загрязнения из вещества природного происхождения — остатки овощей, фруктов, растительных соков, масел, смол и т.п., то их необходимо удалить с использованием воды. Выполняют такую процедуру, опрыскивая чистой водой загрязненную часть поверхности и применяя щетку с мягким ворсом. Масляные вещества, если таковые имеются, могут быть удалены раствором воды и спирта. При необходимости, модуль может быть очищен специальным средством для очистки стекла, с использованием нетканого материала или специального скребка.

Очистка снега

Солнечные панели разработаны таким образом, чтобы выдерживать значительные снеговые нагрузки. Однако, для сохранения мощности фотомодулей, рекомендуется удалять снег, используя щетки с нежестким ворсом.

Источник

Жидкие солнечные батареи

Жидкие солнечные батареи.

Жидкие солнечные батареи основаны на органических пленках сталоцианидов. Такого рода материал в жидком состоянии можно нанести, скажем, на крышу, а потом подключить к контактам. Производительность таких солнечных батарей в два раза выше, чем у обычных.

Технология ожидает финансирования и находится в процессе разработки!

Описание:

Жидкие солнечные батареи основаны на органических пленках сталоцианидов. Такого рода материал в жидком состоянии можно нанести, скажем, на крышу, а потом подключить к контактам.

Производительность таких солнечных батарей в два раза выше, чем у обычных.

Помимо солнечных батарей на основе органических пленок сталоцианидов можно создавать также и гибкие дисплеи .

Преимущества:

– КПД в 2 раза выше, чем у обычных солнечных батарей.

– долговечность.

Справочники

Мировая экономика

Востребованные технологии

• Концепция инновационного развития общественного производства – осуществления Второй индустриализации России на период 2017-2022 гг. (106 284)
• Экономика Второй индустриализации России (102 207)
• Программа искусственного интеллекта ЭЛИС (26 394)
• Метан, получение, свойства, химические реакции (22 542)
• Этилен (этен), получение, свойства, химические реакции (21 047)
• Природный газ, свойства, химический состав, добыча и применение (19 969)
• Крахмал, свойства, получение и применение (19 572)
• Целлюлоза, свойства, получение и применение (18 140)
• Прямоугольный треугольник, свойства, признаки и формулы (17 913)
• Пропилен (пропен), получение, свойства, химические реакции (17 717)

Поиск технологий

О чём данный сайт?

Настоящий сайт посвящен авторским научным разработкам в области экономики и научной идее осуществления Второй индустриализации России.

Он включает в себя:
– экономику Второй индустриализации России,
– теорию, методологию и инструментарий инновационного развития – осуществления Второй индустриализации России,
– организационный механизм осуществления Второй индустриализации России,
– справочник прорывных технологий.

Мы не продаем товары, технологии и пр. производителей и изобретателей! Необходимо обращаться к ним напрямую!

Мы проводим переговоры с производителями и изобретателями отечественных прорывных технологий и даем рекомендации по их использованию.

О Второй индустриализации

Осуществление Второй индустриализации России базируется на качественно новой научной основе (теории, методологии и инструментарии), разработанной авторами сайта.

Конечным результатом Второй индустриализации России является повышение благосостояния каждого члена общества: рядового человека, предприятия и государства.

Вторая индустриализация России есть совокупность научно-технических и иных инновационных идей, проектов и разработок, имеющих возможность быть широко реализованными в практике хозяйственной деятельности в короткие сроки (3-5 лет), которые обеспечат качественно новое прогрессивное развитие общества в предстоящие 50-75 лет.

Та из стран, которая первой осуществит этот комплексный прорыв – Россия, станет лидером в мировом сообществе и останется недосягаемой для других стран на века.

Источник