Правительство РФ планирует провести в 2018 году тендер на разработку проектов электростанций на базе ВИЭ суммарной мощностью 1 ГВт. Министерство энергетики РФ обнародовало планы по строительству ветроэлектростанций суммарной мощностью 899 МВт и солнечных электростанций суммарной мощностью 57 МВт, сообщает Российская Ассоциация Ветроиндустрии (РАВИ).

Выступая на конференции «Российская энергетическая неделя», первый заместитель министра энергетики России Алексей Текслер заявил, что тендер, вероятно, будет проведён в 2018 году — с победителями конкурса будет подписано 15-летнее соглашение о поставках мощности, гарантирующее инвесторам 12 % прибыль.

Черно-серый кристалл перовскита меняет наши представления об энергетике, связи и качестве изображения. Но происходит это не быстро. Минерал был открыт в XIX веке, объявлен прорывным материалом в 2013 году. А главные достижения перовскита по-прежнему в будущем.

Сегодня перовскит — это в первую очередь материал для изготовления недорогих и эффективных солнечных элементов. На то, чтобы поднять их КПД с 4 до 22%, ушло примерно 7 лет. А в апреле 2017 года физики из Австралийского национального университета отчитались о повышении эффективности до 26%. Для получения этого результата ученые механически соединили перовскитовые элементы с кремниевыми. Новые устройства оказались намного дешевле тех, которые мы применяем сейчас. А это ключевой параметр при использовании солнечной энергии, ведь преобразователями придется покрывать крыши домов или большие участки пустынь. Однако, по надежности перовскитовые элементы пока заметно уступают кремниевым, признались ученые.

Достижение австралийцев не помешало корейским и бельгийским исследователям заявить о собственных рекордах. Цифры, правда, прозвучали более скромные. Ученые из корейского университета UNIST довели эффективность перовскитовых солнечных элементов до 22,1%. Решением стал тщательный контроль за ростом кристальных слоев. Выигрыш в КПД достиг 2%.

Исследователи из бельгийского исследовательского центра IMEC смогли увеличить производительность перовскитовых солнечных батарей до 23,9%. Разработчики изменили архитектуру элементов — поместили между перовскитом и кремнием отражающую жидкость. В результате разброс рекордов колеблется от 23,9 до 26%, это позволяет говорить о том, какими цифрами мы оперируем. Для сравнения, самый дорогой и сложные кремниевый преобразователь гарантирует КПД 31,3%.

Но уже сегодня происходят открытия, которые позволят в ближайшем будущем поставить точку в этом соревновании.

Так, изобретение физиков из Университета Пердью способно удвоить эффективность фотоэлементов из перовскита. Ученые предлагают увеличить расстояние, которое электрон проходит в состоянии «горячего носителя», обладая дополнительной энергией. Применение гибридного материала, включающего перовскит, позволит носителям существовать до 100 пикосекунд. Речь идет о наноскопических величинах, но именно они обеспечивают улучшение результата в два раза.

Еще 30% эффективности обещают ученые из Кембриджского университета, но пока только в теории. Физики рассчитывают на огромной скорости, за несколько фемтосекунд, превратить солнечный свет в электроны, а затем извлечь из них электрический заряд.

Плюс 20% КПД планируют получить также специалисты из Технологического института Джорджии (США). Путем к эффективности они называют капельную печать.

Спрей, который превращает любую поверхность в фотоэлемент — это, наверное, самый завораживающий образ, связанный с применением перовскитов.

Вы наносите тонкую пленку на крышу дома, сарая или машины и через несколько минут новая солнечная батарея уже начинает вырабатывать энергию. Подобной разработкой занимается компания Oxford Photovoltaics, разумеется, с применением перовскита. Создатели обещают, что распылители жидких фотоэлементов поступят в продажу уже в 2018 году.

О перовскитовых чернилах думают и в Научной лаборатории ВВС США (AFRL). Военных больше всего интересует снижение цены продукта и возможность печатать солнечные батареи на трехмерных объектах. Эксперименты проходят успешно, вот только КПД преобразователя, нанесенного на объемный предмет, падает с 15,4% до 5,4%.

Принципиально новые решения, как это часто бывает, возникают на грани разных наук. Стэнфордские физики изменили дизайн перовскитовых солнечных батарей под впечатлением от биологического объекта — фасетчатых глаз насекомых. Такая архитектура не увеличивает КПД, но защищает хрупкий перовскит от износа, тепла и влаги.

Впрочем, вода может не только разрушить перовскит, но и восстановить его молекулярную структуру. Над этой возможностью работала Международная группа ученых из США, Великобритании и Нидерландов. Под действием воды и света формируется супероксид, который нейтрализует дефекты и создает защитный слой. Главное, чтобы воздействие воды на кристалл не превышало 30 секунд, больше он не выдержит.

Все это касалось солнечных батарей, повышения их эффективности и надежности. Но перовскит применяется не только в фотоэлектрических преобразователях.

Инженеры из Университета Квинсленда в Австралии воспользовались кристаллом, чтобы улучшить свойства твердооксидного топливного элемента — устройства, которое производит электрическую энергию, окисляя топливо. Перовскит придал этой системе лучшие результаты из известных науке.

Еще минерал может стать важнейшим элементом коммуникационных схем, обеспечить терагерцовый спектр широкополосной связи. Физики из Университета Юты работают над тем, чтобы использовать его для передачи данных на частоте до 10 000 ГГц — фактически инфракрасного цвета. Оказалось перовскит позволяет модулировать терагерцовые волны при помощи простой галогенной лампы. Открытие может заметно увеличить скорость работы модемов и телефонов, привести к созданию принципиально новых вычислительных систем.

При создании HD-дисплеев нового поколения галоидные перовскиты будут использоваться как проводники, способные быстро менять цвета. Размер пикселя при этом уменьшится до 500 нанометров. А производство будет дешевле и проще, чем изготовление современных коллоидных полупроводников.

Большинство разработчиков обещают, что рыночные версии приборов с применением перовскита появятся уже в 2018 году. Так что это не столько обзор достижений прошлого года, сколько прогноз на будущее. Наглядный пример того, как наука у нас на глазах становится техникой.

Учёные из Института катализа СО РАН придумали, как из холода получить тепло, которое можно будет использовать для отопления в суровых климатических условиях. Для этого они предлагают в условиях низкой температуры поглощать пары метанола пористым материалом. Первые результаты исследования были опубликованы в журнале Applied Thermal Engineering.
Химики предложили цикл под названием "Тепло из Холода" ("ТепХол"). Учёные преобразуют теплоту, используя процесс адсорбции метанола пористым материалом. Адсорбция – это процесс поглощения веществ из раствора или газовой смеси другим веществом (адсорбентом), который применяют для разделения и очистки веществ. Поглощённое вещество называется адсорбат.

"Идея была в том, чтобы сначала теоретически предсказать, каким должен быть оптимальный адсорбент, а потом синтезировать реальный материал со свойствами близкими к идеальному, — прокомментировал один из авторов исследования, доктор химических наук Юрий Аристов. — Рабочим веществом являются пары метанола, и обычно их адсорбируют с помощью активированных углей. Вначале мы взяли коммерчески доступные активированные угли и использовали их. Оказалось, что большинство из них "работают" не очень хорошо, поэтому мы решили сами синтезировать новые адсорбенты метанола, специализированные для цикла "ТепХол". Это двухкомпонентные материалы: в них есть пористая матрица, относительно инертный компонент и активный компонент – соль, хорошо поглощающая метанол".

Далее исследователи провели термодинамический анализ цикла "ТепХол", который даёт ориентировочное представление о протекании процесса преобразования, и определили оптимальные условия реализации адсорбции. Перед учёными стояла задача узнать, может ли новый термодинамический цикл обеспечить достаточную эффективность и мощность генерации теплоты. Чтобы ответить на этот вопрос, был сконструирован лабораторный прототип установки "ТепХол" с одним адсорбером, испарителем и криостатами, которые имитировали холодный воздух и незамерзающую воду.
Адсорбент помещали в специальный теплообменник с большой поверхностью, сделанный из алюминия. Эта установка позволяет производить тепло в прерывистом режиме: оно выделяется при поглощении метанола адсорбентом, а потом требуется время на регенерацию последнего. Для этого давление метанола над адсорбентом уменьшают, чему способствует низкая температура окружающего воздуха. Испытания прототипа "ТепХол" проводили в лабораторных условиях, где имитировались температурные условия сибирской зимы, и эксперимент завершился успешно.

Первый прототип устройства "ТепХол": 1 – адсорбер, 2 – испаритель/конденсатор, 3 – теромокриостаты, 4 – вакуумный насос.

"Используя зимой два природных термостата (резервуара тепла), например, окружающий воздух и незамерзающую воду из реки, озера, моря или грунтовые воды, с разницей температур 30-60 °C, можно получить теплоту для обогрева домов. Причем чем холоднее на улице, тем легче получить полезное тепло", — рассказал Юрий Аристов.

На сегодняшний день учёные синтезировали четыре новых сорбента, которые находятся в стадии испытаний. По словам авторов, первые результаты этих испытаний очень обнадёживают.

"Предложенный способ позволяет получить тепло непосредственно на месте в регионах с холодной зимой (северо-восток России, север Европы, США и Канада, а также Арктика), что может способствовать ускорению их социально-экономического развития. Использование даже небольшого количества низкотемпературной теплоты окружающей среды может привести к изменению структуры современной энергетики, уменьшить зависимость общества от органического топлива и улучшить экологию нашей планеты", — заключил Аристов.

В перспективе разработка российских учёных может быть полезной для рационального использования низкотемпературных тепловых отходов промышленности (например, охлаждающая вода, которую сбрасывают тепловые электростанции, и газы, которые являются побочным продуктом химического и нефтеперерабатывающего производства), транспорта и жилищно-коммунального хозяйства, а также возобновляемой тепловой энергии, особенно в регионах Земли с суровыми климатическими условиями.

К такому выводу пришло Международное энергетическое агентство (МЭА). На фоне рекордных объемов возобновляемой энергии в 2016 году агентству пришлось скорректировать свои прогнозы на ближайшие пять лет. Альтернативные источники энергии все быстрее вытесняют традиционные углеводороды, пишет Reuters.

По измененным прогнозам, в ближайшие пять лет возобновляемая энергия вырастет на 920 ГВт или на 43%. Этому будут способствовать меры, которые принимают страны для снижения зависимости от нефти и газа. Параллельно с этим стоимость фотоэлектрических панелей и ветровых установок падает, что делает их более доступными. Все эти факторы привели к тому, что прошлогодний прогноз роста пришлось увеличивать на 12%.

Пересматривать свои ожидания также заставили результаты 2016 года. Для ветровой, солнечной и гидроэнергетики год стал рекордным: суммарные мощности увеличились на 165 ГВт — на 6% больше, чем годом ранее. Мощности одних только фотоэлектрических установок увеличились на 50%. Впервые солнечная энергетика по уровню роста обогнала все остальные, в том числе и уголь.

«Мы ожидаем, что рост возобновляемой электроэнергии в ближайшие пять лет обойдет рост электроэнергии из угля и природного газа более чем в два раза», — рассказал исполнительный директор МЭА Фатих Бироль. По прогнозам агентства, к 2020 году выработка возобновляемой энергии увеличится на треть и составит 8 000 ТВт-ч, что эквивалентно суммарному потреблению Китая, Индии и Германии.

Из всех традиционных источников энергии самый благоприятный прогноз получил природный газ. Объемы его потребления будут по-прежнему расти, но во многом за счет использования его для отопления и для промышленности. К 2022 году уголь все также будет лидирующим источником электроэнергии, но его рост сильно замедлится. А через 5 лет возобновляемая энергия будет составлять 29% в мировом энергетическом балансе.

Использование возобновляемой энергии меняется от страны к стране. Популярнее всего она там, где сама география располагает к установке соответствующих генераторов. Например, треть электроэнергии в Британии поступает из возобновляемых источников. В прошлом году возобновляемые источники обеспечили энергией 70% домов в Австралии. Есть прогнозы, что возобновляемая энергия существенно обгонит традиционную к 2050 году — ее уровень составит 85% в энергетическом балансе мира.

Китайские солнечные батареи могут оставить без работы миллионы людей

В Китае начала работать фабрика, на которой ежедневно будет производиться «умное» оборудование – 1,35 млн высокоэффективных фотоэлементов.

Как утверждается, эти солнечные панели, которые производит компания Tongwei Group, позволят снизить трудовые затраты на 40%, также они помогут повысить эффективность производства на 25%.

Производство солнечных панелей находится в городе Чэнду, расположенном в Западном Китае. Предполагается, что ежегодно эти панели будут генерировать до 3,0 млрд кВт*ч электричества. Производственная мощность фабрики составит 2 ГВт в год.

Также на этой фабрике отмечен самый большой объем автоматизированного оборудования во всем Китае: по сравнению с рядовыми китайскими заводами, которые сегодня также переживают технологический бум, новая фабрика даст эффект сокращения трудовых затраты на 40%. Новое «умное» оборудование позволит сократить и потребление энергии – аж на 30%, а также повысить эффективность производства на 25%.

Но проблема для китайской экономики заключается в другом: снижение трудозатрат на 40% наверняка приведет к существенному сокращению рабочих мест. Однако глава китайского гиганта электронной коммерции Alibaba Джек Ма уверен, что уже в среднесрочной перспективе главным стимулом китайского рынка труда станет именно индустрия услуг, а не промышленность.

Как заявил Ма, уже пришло время прекратить говорить “made in China” и “made in USA”, поскольку в наступление пошла новая эпоха – “made in Internet”. Об этом, в частности, миллиардер заявил на Bloomberg Global Business Forum, который состоялся в Нью-Йорке.

Снижение стоимости солнечной энергии приведет к тому, что майнеры биткойнов постепенно будут переезжать из Китая в США. О том, как энергетика изменит расклад сил на рынке добычи криптовалюты в колонке Greentech Media рассказывает эксперт в области права по возобновляемым источникам энергии Тэм Хант.

На сегодняшний день только компания Genesis Mining и некоторые другие операторы используют геотермальную энергию в Исландии для добычи биткойнов. По мнению Ханта, добыча биткойнов с использованием солнечной энергии может стать более выгодной. Со сроком окупаемости в один-два года, они будут иметь доход с почти нулевыми текущими затратами еще 25 лет и более.

В США существуют возможности для использования очень дешевой, а в некоторых местах и бесплатной энергии. Более того, ее можно даже продавать обратно в сеть, что еще больше повысит рентабельность добычи. В сценарии негативного ценообразования сеть получает слишком много энергии, и оператор должен либо временно закрыть некоторые электростанции, либо заплатить потребителям электричества за превышение мощности и таким образом избежать остановки станций.

По мнению эксперта, майнеры могут получать дополнительный доход двумя способами. Во-первых, за счет отрицательного ценообразования, которое дает возможность заработать до двух центов за киловатт-час. Во-вторых, за счет использования этой мощности для добычи биткойнов, которые могут давать доход в 25-50 центов за киловатт-час или больше, если цена криптовалюты будет расти.

Такой подход позволяет биткойн-майнерам в зависимости от рыночной ситуации либо использовать энергию для добычи криптовалюты, либо продавать электричество другим потребителям. Это снижает риск потери инвестиций.

Бельгийский производитель счетчиков энергии Smappee представил новый сервис на базе блокчейна для обладателей солнечных панелей. Теперь они смогут получать криптовалюту — SolarCoin — за выработку солнечной энергии. Такая система стимулирует пользователей более активно пользоваться альтернативными источниками энергии, считают создатели проекта.

Иордания использует солнце, соленую воду и углекислый газ для производства энергии и пресной воды на недавно открывшейся ферме проекта Sahara Forest в Акабе, пишет Inhabitat.

Занимающая три гектара в пустыне ферма Sahara Forest сможет производить более 95 литров воды в день и выращивать около 130 тонн овощей в год. Ферма включает в себя две теплицы общей площадью 1349.97 кв. метров. Энергию для проекта генерируют фотоэлектрические панели, а для полива используется технология орошения теплиц.

Главные инвесторы проекта — правительство Норвегии и Евросоюз. «Проект Sahara Forest показывает, что инновационное применение технологий может изменить наши экосистемы таким образом, чтобы это приносило пользу климату, людям и бизнесу», — рассказал министр по вопросам климата и окружающей среды Норвегии Видар Хельгесен. Кроме того, проект Sahara Forest направлен на борьбу с нищетой и нацелен на создание «зеленых» рабочих мест.

В дальнейшем организация намерена открыть в Иордании центр площадью 20 гектаров, проект в Акабе — это только начало. Также недавно Sahara Forest завершил пилотный проект в Катаре и работает на объекте в Тунисе. Главный исполнительный директор проекта в Сахаре Йоаким Хауге заявил,

Дубай инвестирует $1 млрд в строительство солнечно-термальной электростанции в пустыне. За счет системы хранения энергии установка сможет работать даже ночью.

Минприроды России предложило производить криптовалюты, используя исключительно альтернативные источники энергии.
Об этом заявил глава министерства Сергей Донской. Он отметил, что нет смысла противодействовать экономическим переменам, но необходимо следить, чтобы окружающая среда при этом не страдала. Вот почему Минприроды предложило заниматься майнингом, применяя зелёную энергию. Донской считает, что подобный шаг стимулировал бы экономическое, энергетическое и, что особенно важно, экологическое развитие России.

Министр полагает, что Сибирь и Дальний Восток — именно те регионы, где можно было бы производить цифровые деньги, ведь там прекрасно развита гидроэнергетика. Прежде стало известно, что экологи начали бить тревогу из-за активизации майнеров, использующих большие объёмы электроэнергии, а значит, повышающих риски загрязнения природы, активизации глобального потепления.
Cистемы электроснабжения с солнечными коллекторами, предлагаемые нашей компанией, с применением ORC генераторов, позволяют существенно сократить объёмы потребления электроэнергии от централизованной сети, за счёт энергии вырабатываемой за солнечный день. При этом, благодаря длительному сроку остывания солнечных коллекторов и инертности теплоносителя в системе, можно также получать холод и охлаждать серверы в ночное время.

Калифорнийский стартап Advanced Rail Energy Storage (ARES) планирует гонять товарные поезда по горам в Неваде, чтобы решить проблему хранения энергии, получаемой из возобновляемых источников, пишет Seeker.

Идея состоит в том, чтобы преобразовать потенциальную и кинетическую энергию поезда в электричество. Избыточная электроэнергия от солнечной или ветровой станции позволит электровозу с тяжелыми вагонами и генераторами на борту взобраться на крутой склон. В пиковое же время, когда необходимо будет отдать электричество обратно в сеть, поезд спустят с горы. Прием похож на возвратную тормозную систему, которая используется на гибридных и электромобилях: аккумулятор слегка заряжается в момент торможения.

Система ARES напоминает существующие гидроэлектрические («насосные») решения, которые по существу делают то же самое, но с водой — перекачивают воду вверх-вниз по склону. Однако для этого необходим поблизости крупный источник воды. Это проблема в случае с солнечными и ветровыми станциями, нередко расположенными засушливых местах.

Гонять туда-сюда поезда может показаться не очень технологичным и даже идиотским решением, но оно обходится в два раза дешевле любой современной системы хранения энергии. Строить и обслуживать железнодорожную петлю — это вам не гигантские аккумуляторы охлаждать в пустыне. К тому же, если что, ее можно разобрать за несколько месяцев и увезти в другое место.

Самое главное, что система ARES вообще не требует батарей для хранения энергии. Энергоэффективность поезда составляет 80%, тогда как насосная система выдает лишь 60%. Аккумуляторы более эффективны, но со временем теряют емкость. «Мы не используем воду, не сжигаем ископаемое топливо, не производим никаких выбросов и не используем экологически опасные материалы, такие как литий», — говорит генеральный директор ARES Джеймс Келли.

В апреле 2016 года Бюро по управлению земельными ресурсами штата Невада выдало экологический сертификат и участок землю в аренду ARES для строительства первой коммерческой железнодорожной петли. Стройка начнется в начале 2018 года и изначально поможет местным коммунальным предприятиям внести небольшие корректировки в региональную энергосистему.

После того, как объект будет запущен на полную мощность в 50 МВт, он сможет конкурировать с угольными и газовыми пиковыми резервными станциями. По словам Келли, ARES запатентовала свою систему хранения энергии в 52 странах, включая США, страны ЕС и Китай. Также ARES получила предложения рассмотреть применение новой технологии в Австралии, Южной Америке и ЮАР.

Согласно отчету банка Morgan Stanley, американский рынок хранения электроэнергии вырастет до $4 млрд с нынешних $300 млн всего за три года.

Согласно отчету банка Morgan Stanley, американский рынок хранения электроэнергии вырастет до $4 млрд с нынешних $300 млн всего за три года, пишет Clean Technica.

Новый отчет, подготовленный Стивеном Бердом, аналитиком энергетического сектора и чистых технологий и автомобильным аналитиком Адамом Джонасом, показывает, что спрос на энергоносители для коммунального сектора в 2019-2020 годах будет расти быстрее, чем ожидает рынок. Они прогнозируют, что спрос на сетевое хранение электроэнергии увеличится с менее чем $300 млн в год сегодня до $4 млрд в ближайшие 2-3 года. Берд и Джонас считают, что скоро рынку потребуется до 85 ГВт•ч хранения стоимостью $30 млрд в год. Этого объема достаточно, чтобы обеспечить большую часть Нью-Йорка электричеством на целый год.

Снижение цен на энергию из возобновляемых источников и системы хранения создает ситуацию, при которой ветровая и солнечная энергетика могут стать основной коммунального хозяйства в США. Пиковые спрос на электроэнергию происходит утром и во второй половине дня. В это время включаются так называемые «пиковые станции», которые снимают нагрузку с сети. Однако запуск этих станций стоит коммунальным предприятиям огромных денег. Гораздо удобнее и дешевле в пиковое время получать электроэнергию из хранилищ.

«Хранение энергии — это недорогой источник, по сравнению со станциями, работающими в пиковое время», — говорит Берд. Крупные хранилища позволят создать более распределенную сетевую архитектуру для внедрения модели plug and play, которая лучше подходит для нужд коммунальных предприятий, владельцев солнечных панелей на крышах и электромобилей.

В Германии открыли резервное хранилище энергии на случай сбоев в сети. Первую в Европе электростанцию-аккумулятор запустила компания Younicos.

Опрос

Что Вы знаете о тепловых насосах

Другие опросы...