ECO50

Данные за 2017 год в очередной раз подтвердили увеличение интереса к использованию альтернативной энергетики. Так, в сравнении с 2016 годом в мире было введено в эксплуатацию на 29,3% больше солнечных батарей. При этом общая мощность энергии, полученной от Солнца, достигла 405 ГВт. А самое интересное — то, что почти 90% коллекторов, обеспечивших такой показатель, установлено только в последние 7 лет.

Несмотря на такие оптимистичные показатели, пока что больше энергии мир получает от ядерного топлива — но только потому, что ядерные установки имеют более продолжительный режим работы в течение суток. Тогда как установленные 98,9 ГВт солнечной энергии обеспечивают менее 1% мировых потребностей в электроэнергии.

Победителем в установке солнечных батарей в 2017 году стал Китай: на территории этой непрерывно развивающейся страны было установлено 52,8 ГВт. Второе место досталось Индии с показателем 9,6 ГВт. Замыкают тройку лидеров США, где было установлено 11,8 ГВт.

Что касается стран Европы, здесь лидером впервые стала Турция, добавив 1,8 ГВт. В целом же, показатель установок солнечных батарей на Европейском континенте возрос на 28% (тогда как в Китае — на 53%).

Пуско-зарядные устройства устанавливают на автомобилях и моторной технике. Большинство из современных моделей пусковых устройств используется для зарядки 12-ти вольтовых аккумуляторных батарей, тогда как пуско-зарядные устройства можно применять для зарядки АКБ напряжением от 6 до 24 вольт. Кроме того, ПЗУ могут выдавать большой ток, обеспечивая прокручивание стартера и запуск двигателя даже при подсевшем аккумуляторе.

Назначение пуско-зарядного устройства

Аккумулятор, установленный на автомобиле или другой моторной технике, при отрицательных значениях температуры очень быстро теряет емкость. Процесс зарядки в этих условиях требует весьма значительных временных затрат. В результате довольно часто создается ситуация, когда заряд аккумулятора оказывается значительно ниже требуемого значения тока, нужного для запуска двигателя. Так как аккумулятор должен иметь нужный заряд всегда, а поездки зимой слишком кратковременны, то необходимо дополнительно использовать зарядное устройство или ПЗУ. Это позволит удлинить срок службы аккумулятора и обеспечит запуск двигателя в любых погодных условиях.

Преимущества использования ПЗУ

Приобретая пуско-зарядное устройство, покупатель получает возможность воспользоваться следующими преимуществами его эксплуатации:
• универсальностью оборудования, которое можно использовать не только на автомобиле, но и на других видах моторной техники – катерах, квадроциклах, мотоциклах и пр.;
• удобством транспортировки, так как ПЗУ реализуются в пластиковом кейсе или чехле;
• эффективностью;
• надежностью.

Проблемы выбора

Приняв решение о приобретении нужного устройства для подзарядки аккумулятора, следует определиться с тем, что же все-таки покупать: пусковое, зарядное или пуско-зарядное устройство? Если необходимо предотвратить риск разряда аккумулятора в самый неподходящий момент, то рекомендуем запастись зарядным устройством. Когда есть потребность в запуске двигателя в любых погодных условиях, приобретают бустер (пусковое устройство). Однако практика доказала, что наилучшим вариантом является приобретение и установка пуско-зарядного устройства, так как его можно использовать и для зарядки аккумулятора, и для запуска двигателя. Подобная функциональность прибора способна оправдать его стоимость, которая превышает этот показатель у других типов устройств.

Правила подбора нужной модели ПЗУ

Для правильного выбора наиболее подходящей модели ПЗУ необходимо учитывать значение следующих параметров:
• требуемое напряжение тока (12 или 24 вольта);
• значение пускового тока;
• емкость используемого аккумулятора.
На легковых автомобилях в большинстве случаев используются 12-ти вольтовые аккумуляторы. Именно такие АКБ устанавливаются производителями даже на джипах, кроссоверах и малотоннажных грузовиках. Аккумуляторы напряжением 24 В устанавливаются на большегрузном автотранспорте и специализированной технике.

Когда сделать самостоятельный выбор требуемой модели устройства затруднительно, обращайтесь за помощью к нашим сотрудникам. Мы всегда рады оказать посильную помощь, рассказать об отличиях в различных моделях и обосновать экономическую целесообразность приобретения конкретной конструкции пуско-зарядного устройства.

28 марта т.г. в Нью-Йорке произошло событие мирового масштаба – правящий принц Саудовской Аравии подписал договор с главой японского холдинга Softbank Group миллиардером Сонном Макаёси о намерении построить до 2030 года в Саудовской Аравии солнечные электростанции общей мощностью около 200 гигаватт. Для производства такой мощности традиционными методами понадобилось бы построить и запустить 200 АЭС.

Подсчитано, что стоимость строительства солнечных батарей такой мощности составит порядка 200 млрд. долларов. Уже в текущем году глава холдинга пообещал построить и ввести в эксплуатацию в 2019 году две самые крупные в мире электростанции мощностью 4,2 и 3 гигаватта. Их строительство обойдется Саудовской Аравии в 5 млрд. долларов. Вместе со строительством солнечных электростанций руководитель Softbank намерен за два-три года создать необходимую инфраструктуру для производства в Саудовской Аравии солнечных батарей.

На Среднеуральской ГРЭС установлены «солнечные» фонари, их конструкция обеспечивает надежную и бесперебойную работу осветительной системы в климатических условиях нашей страны.

Энергия для светодиодного светильника в 20 Вт подается от солнечной батареи мощностью 100 Вт. Батарея монтируется на опоры диаметром от 89 до 108 мм, но предусмотрена возможность изготовления и поставки кронштейнов (для установки батарей) с другими размерами.

Именно такие фонари были установлены для освещения территории Среднеуральской ГРЭС. Система полностью автоматизирована. Она включает освещение в момент, когда сгущаются сумерки, и отключает при наступлении рассвета. Даже в отсутствии солнца в течение 4-х суток мощности батареи будет достаточно, чтобы обеспечивать автономную работу светильника.

Такая система может быть использована для освещения там, где отсутствует энергоснабжение.

Ученые Брауншвейгского университета создали и опробовали на практике новейшую систему, позволяющую более эффективно использовать солнечную энергию. Они смогли увеличить КПД солнечных батарей за счет включения в их конструкцию устройств, названных световыми воронками. Теперь батареи могут улавливать солнечные лучи, падающие под любым углом, и фокусировать их точно на фотогальванических элементах.

Правильная ориентация световых воронок позволяет преобразовывать в электрический ток максимальное количество энергии солнечных лучей.

Новый люминесцентный концентратор покрыт полимером, который способен перенаправлять энергию солнечных лучей к принимающим акцепторам, имеющим одинаковую ориентацию. От них излучение поступает на высокоэффективные фотоэлементы. Такое техническое решение обеспечивает резкое снижение потерь энергии в сравнении с этим же показателем у ныне действующих моделей солнечных батарей.

Китайцы доказали, что с юмором можно относиться ко многим вещам и даже к столь серьезным, как энергетика. Так посчитали многие, впервые увидевшие построенную около города Датун, расположенного на севере провинции Шаньси, солнечную электростанцию. При взгляде на нее с высоты видна расположившаяся на земле панда гигантского размера. Инженеры, спроектировавшие и построившие солнечную электростанцию такой оригинальной формы, назвали ее Panda Power Plant.

Рисунок большущей панды образуют тонкопленочные батареи белого цвета и черные монокристаллы кремния. Первая очередь электростанции уже введена в эксплуатации и вырабатывает 50 мегаватт электричества. После окончания строительства второй очереди солнечная энергия, перерабатываемая этой электростанцией, позволит поставлять в энергетическую систему Китая 100 мегаватт электрической энергии. Весь комплекс сооружений займет площадь в 6000 квадратных километров.

В отечественной и зарубежной печати все чаще появляются публикации о солнечных батареях, для изготовления которых используется не традиционный кремний, а относительно недавно открытый минерал, названный перовскитом. Достоинством новых солнечных батарей является их сравнительная дешевизна, но использование тормозится из-за низкого КПД. Работы по повышению эффективности батарей из перовскита в нашей стране ведет НИТУ «МИСиС». Финансирование этой программы осуществляется на основе мегагранта Министерства образования и науки России.

Процесс изготовления из перовскита фотоэлементов

Перовскит, являющийся природным минералом титаната кальция (CaTiO3), открыли в районе Уральских гор в 1839 году, но его подлинные возможности были выявлены совсем недавно, в связи с чем в 2013 году он был назван «прорывным материалом». Кристаллическая структура этого минерала напоминает куб неправильной формы, что характерно для соединений со свойствами полупроводников. Для изготовления фотоэлемента нужен очень тонкий слой перовскита. В процессе изготовления используются также свинец и растворенный в диметилформамиде металлоорганический иодид. Все составляющие наносятся на подложку, в качестве которой, как правило, используется органический полимер. Процесс изготовления завершается их обжигом при температуре от 90 до 110 градусов по Цельсию. При этом из молекул перовскита образуется поликристаллическая пленка, превращающаяся в гибкие полупрозрачные панели. Из кремния такие панели получить невозможно. Работы по созданию из перовскита солнечных батарей начинались с использования жидкого электролита, в результате чего фотоэлементы получались недолговечными. Замена жидкой фракции электролита на твердую увеличила КПД таких фотоэлементов до 15%.

Принцип работы перовскитных фотоэлементов

Фотопроводящий слой из перовскита в фотоэлементе оказывается зажатым двумя полупроводниками, предназначенными для переноски электрического заряда. Энергия электронов в этих полупроводниках различная, поэтому их разделяют по уровням. Ученые исследовали три верхних уровня, где наблюдается перемещение носителей заряда. На нижнем уровне (в валентной зоне) электроны практически не способны передвигаться. Законы природы не позволяют им перескакивать на следующий уровень, а для прыжка через уровень электронам нужна энергия. Такая энергия есть в солнечном свете, который как бы подталкивает электроны. Электроны, прыгая в зону проводимости, оставляют на своем месте положительный заряд, названный дыркой. Через полупроводниковый слой электроны перемещаются к катоду, а через другой полупроводник двигаются к аноду дырки. В конструкции фотоэлементов из перовскита полупроводниковые слои являются как бы приемщиками носителей электрического заряда, доставляя их к электродам фотоэлемента.

Перспективы повышения КПД у перовскитных солнечных батарей

Максимальное значение КПД у современных батарей на кремниевой основе равняется 26,6%. У батарей из перовскита наибольшее значение КПД - 22,7%. Однако увеличение эффективности солнечных батарей из перовскита, по общему убеждению, лишь вопрос времени. И вскоре мы наверняка станем свидетелями замены кремниевых солнечных батарей на более дешевые и эффективные - перовскитные.

Ученые США разработали технологию создания термохромных оконных стекол. Для этого они использовали нанотрубки из углерода и кристаллы перовскита (титаната кальция). Новый материал превращает солнечные лучи в электрический ток с эффективностью, значительно большей, чем у существующих солнечных батарей, изготовленных из поликристалла кремния. КПД вновь созданного материала превышает 11%.

В отсутствии света термохромные стекла прозрачные, но при попадании на них солнечных лучей молекулы метиламина нагреваются и высвобождаются, тонируя стекло. Процесс превращения прозрачного стекла в солнечную батарею длится около трех минут. Пока что после 20 циклов использования производительность материала снижается. Но после увеличения эффективности работы термохромные стекла предполагается использовать для установки на автомашинах и в окнах домов, а также для зарядки мобильных телефонов и другой электронной техники.

Разработчик — коллектив молодых ученых «Polytech Solar Team» (С.-Петербург). Проект стартовал весной позапрошлого года. Пока о будущем детище отечественного солнечного автопрома известно мало. Корпус планируется изготовить из редких композитных материалов, применяемых в космических технологиях, ракетостроении. За счет этого номинальный вес автомобиля не превысит 2 центнера.

Команда пошла по пути импортозамещения, где уровень использования российского сырья достигает 80%, что является беспрецедентным показателем для научного проекта. Солнечные панели площадью 4 м2 будут располагаться на лицевой стороне корпуса. Дополнительно предусмотрена система рекуперации при торможении, характерная для электрокаров и гибридов. Кинетическая энергия, возникаемая в момент торможения, перенаправляется в аккумулятор для других целей, например, последующего разгона.Одноместный автомобиль на солнечных батареях будет развивать скорость почти 150 км\ч.

Мощности используемых до настоящего времени в автомашинах свинцово-кислотных аккумуляторных батарей (АКБ) уже недостаточно для обеспечения работы все большего количества устанавливаемых в кабинах автомобилей энергоемких приборов и систем (кондиционеров, холодильников, компьютеров, навигаторов, мультимедиа центров, предпусковых подогревателей, радар-детекторов и пр.). Участились случаи выхода аккумуляторов из строя из-за недозаряда и сульфатации.

Решение руководителей компании Volvo Trucks о замене традиционных аккумуляторов на гелевые с двумя независимыми электроконтурами позволит улучшить условия труда для водителей грузовиков. Устанавливаемая на автотягачах Volvo сдвоенная система гелевых аккумуляторов состоит из двух независимых комплектов, один из которых предназначен только для запуска двигателя, а второй обеспечит электропитание оборудования, находящегося непосредственно в кабине.