Baterii solare noi tehnologii. Noile panouri solare sunt de două ori mai eficiente decât cele tradiționale - eco-tehnologia

Ecologia consumului Știință și tehnologie: Fizicienii elvețieni au demonstrat funcționarea unei noi generații de celule solare care au o eficiență record și, în același timp, rămân destul de ieftine în comparație cu celulele solare convenționale.

Fizicienii elvețieni au demonstrat funcționarea unei noi generații de celule solare care au o eficiență record și, în același timp, rămân destul de ieftine în comparație cu celulele solare convenționale.

Filmele realizate dintr-un analog al unui mineral natural neobișnuit i-au ajutat pe fizicienii din Elveția să creeze aspect nou panouri solare ieftine care convertesc un record de 20% din lumina soarelui în energie electrică, potrivit unui articol publicat în revista Nature.

„Cele mai bune prototipuri de celule solare perovskite folosesc materiale speciale care sunt foarte greu de fabricat și purificat. Lor cost minim este de aproximativ 300 de euro pe gram de substanță, ceea ce face imposibilă utilizarea lor comercială. Prin comparație, substanța noastră, FDT, este ușor de făcut și de cinci ori mai ieftină, dar are aceleași proprietăți”, a spus Mohammad Nazeeruddin de la EPFL.

ÎN ultimii ani Oamenii de știință au creat mai multe materiale exotice care pot crește de mai multe ori eficiența celulelor solare. În special, atenția fizicienilor este din ce în ce mai atrasă de perovskitul mineral și de analogii săi sintetici, ale căror pelicule subțiri sunt semiconductori care sunt buni la transformarea energiei luminii în electricitate.

Majoritatea materialelor care absorb lumina au o structură cristalină simetrică, care permite electronilor să curgă liber în direcții diferite. Perovskitul are cubic rețea cristalină format din atomi ai aceluiasi metal. În interiorul fiecărui cub se află un octaedru format din atomi de oxigen, în interiorul căruia se află un atom dintr-un alt metal.

Interacțiunea dintre acești atomi face ca electronii să curgă în aceeași direcție, motiv pentru care celulele solare perovskite au o eficiență extrem de ridicată, aproximativ 12-15%. Naziruddin și colegii săi au reușit să atingă niveluri și mai mari de eficiență fără a crește costul bateriei prin crearea substanței FDT.

Se încadrează în categoria așa-numitelor „purtători de găuri” - substanțe speciale care ajută la îndepărtarea sarcinilor pozitive, așa-numitele „găuri”, din pelicula de perovskit, după ce particulele de lumină intră în el și „elimină” electronii din el. În ceea ce privește structura sa chimică, FDT este o moleculă mică de hidrocarbură aromatică, similară ca formă cu un fluture cu aripi mari.

Vârfurile aripilor acestui „fluture” se agață de suprafața peliculei de perovskit, iar partea inferioară a acestuia interacționează cu atomii de iod, care servesc ca sursă de „găuri” și electroni și îi determină să revină rapid la funcționarea lor. poziție după ce lumina scoate următorul electron din cristalul de perovskit.

Datorită proprietăților sale neobișnuite, o celulă solară acoperită cu un strat subțire de FDT este capabilă să atingă o eficiență record până în prezent - peste 20,2%, care este puțin mai mare decât celulele solare bazate pe „purtători de găuri” mai scumpi. Oamenii de știință speră că descoperirea lor ne va aduce mai aproape de apariția unor surse de energie „verzi” cu adevărat eficiente. publicat

Până în prezent, dintre toate cunoscută omenirii surse energie alternativă cele mai populare sunt panourile solare, bateriile și alte generatoare bazate pe energie solară. Având în vedere costul actual al costurilor cu energia, mulți sunt interesați de unde să cumpere panouri solare pentru locuința lor, care sunt prețurile acestora și dacă există soluții gata făcute. Și din moment ce creșterea cursului de schimb afectează direct capacitatea de plată a populației, tot mai mulți cetățeni încearcă să afle mai multe despre panourile fabricate în Rusia.

Ce sunt panourile solare și cum sunt folosite pentru casă?

În ciuda faptului că acest tip de alimentare cu energie a locuințelor există de mai bine de 30 de ani, nu există mulți specialiști în acest domeniu. De ce folosi panouri solare Este atât de profitabil pentru o casă privată? Răspunsul este simplu: trebuie să plătești doar echipamentul și instalația, după care energia este gratuită! În țări precum China, Statele Unite, Franța, Italia și Germania, până la 30% din populație instalează baterii pe acoperiș pentru a valorifica miliarde de kilowați nesfârșite de energie solară. Dacă este gratuit, care este secretul?

Principiul de funcționare a bateriei este următorul: imaginați-vă semiconductori formați din cristale (de exemplu, siliciu), care convertesc cuante de lumină în componente curent electric. Panoul conține sute de mii de astfel de cristale. În funcție de puterea necesară, aria unei astfel de acoperiri variază de la câțiva centimetri pătrați (amintiți-vă de calculator) la sute metri patrati– de exemplu, pentru stațiile orbitale.

În ciuda simplității aparente a dispozitivelor, utilizarea lor în Rusia este foarte limitată - de climă, vreme, perioada anului și zi. În plus, pentru ca sistemul să furnizeze curent rețelei, trebuie să achiziționați:

• o baterie care va stoca energie în caz de supratensiune;
• invertor care va converti D.C. la variabil;
• sistem care monitorizează încărcarea bateriei.

Pe scurt despre consum

O familie de 4 persoane consumă în medie 250–300 kW pe lună. Modulele solare pentru uz casnic produc o medie de 100 W pe 1 mp. m pe zi (pe vreme senină). Pentru a alimenta întreaga casă, trebuie să instalați cel puțin 30, ideal 40 de secțiuni, care vor costa cel puțin 10.000 USD. e. În acest caz, acoperișul ar trebui să fie orientat spre sud, iar numărul de zile însorite pe lună nu trebuie să fie mai mic de 18–20. Mai jos este o hartă a zilelor însorite.

Concluzie: panourile solare sunt bune ca sursă de rezervă energie electrica. În plus, trebuie să știți cum să le selectați, astfel încât să existe suficientă putere de furnizat nevoile casnice. Dar, indiferent de accidente, locuința ta va fi întotdeauna alimentată cu energie electrică.

1. Panouri de la CJSC Telecom-STV

Compania rusă Telecom-STV (Zelenograd) produce produse în medie cu 30% mai ieftine decât omologii lor germani: prețurile încep de la 5.600 de ruble. pentru panouri de 100 W. Panourile de la acest producător au o eficiență de până la 20–21%. Principala caracteristică a acestei întreprinderi a fost tehnologia patentată de fabricare a plachetelor de siliciu cu un diametru de până la 15 mm și a modulelor solare bazate pe acestea.

La ce baterie de la Telecom-STV CJSC pot să mă uit? Cel mai popular model se numeste TSM, urmat de marcaje in functie de putere: de la 15 la 230 W (pretul este aproximativ).

Principalul tip de panouri produse este monocristaline, deși fiecare model poate fi prezentat și ca multi (poli-)cristalin. Fiecare tip are propriile sale avantaje și dezavantaje (vezi tabelul).

Alegerea, desigur, este limitată de capacitățile bugetare, așa că vom continua revizuirea altor dispozitive ieftine și de încredere de la producătorii ruși.

2. Hevel – plantă în Chuvahia

Unul dintre cei mai mari producători de panouri solare din Rusia este compania Hevel. În 2017, compania și-a modernizat producția și a trecut de la stratul subțire la o nouă tehnologie de heterostructură pentru fabricarea modulelor solare. Modulele de nouă generație combină avantajele tehnologiilor cu peliculă subțire și cristaline, asigurând funcționarea eficientă a modulului la înalte și temperaturi scăzute(de la -50 °C la +85 °C), precum și în condiții de lumină difuză. Randamentul mediu al unui modul solar este de 20%. Conform acestui indicator, modulele Hevel Group sunt printre primele trei din lume. Durata de viață a modulului este de cel puțin 25 de ani.

La ce baterie de la Hevel poți să te uiți ca exemplu? Iată un tabel cu parametrii celui mai popular modul heterostructural:

3. Ryazan ZMKP

Fabrica de dispozitive metalo-ceramice din Ryazan funcționează din 1963, dar din 2002 a trecut la sistemul internațional de control al calității ISO 9001 și produce panouri strict în conformitate cu cerințele sale, precum și cu standardele GOST 12.2.007-75.

În lista de prețuri a companiei găsiți două modele actuale RZMP cu o putere de 130 și 220 W. Eficiența lor variază de la 12 la 17,1%. Celulele solare sunt aplicate pe o bază din aluminiu vopsit folosind o metodă de conectare în serie. Iată caracteristicile lor comparative:

RZMP 130-T este potrivit pentru alimentarea autonomă a camerelor individuale și a aparatelor de uz casnic (de exemplu, un cazan de încălzire). Un model mai puternic, de la 220 la 240 W, este achiziționat mai des pentru alimentarea de rezervă a întregii case. Costul său variază de la 13.200 la 14.400 de ruble. pe modul.

4. Krasnodar „Saturn”

Panourile fabricate Kuban au fost produse din 1971, în această perioadă, compania a produs peste 20.000 de metri pătrați de produse. Saturn folosește două tehnologii de producție brevetate - bazate pe siliciu monocristalin sau arseniură de galiu cu un substrat de germaniu. Acestea din urmă prezintă cea mai înaltă performanță posibilă și sunt folosite pentru a furniza instalații critice (benzinări, întreprinderi cu ciclu continuu etc.)

Ambele tipuri de module pot fi realizate pe orice cadru, de la plasă și folie până la metal (aluminiu anodizat) și tipuri de șnur. Convertoarele fotoelectrice pot fi:

• cu suprafata lustruita;
• cu diode încorporate;
• cu oglinda de aluminiu.

Iată principalele caracteristici energetice ale celulei solare Saturn, în funcție de tip:

Aceste caracteristici sunt relevante pentru mediile de orice dimensiune: la întreprinderea Saturn puteți comanda atât module prefabricate pentru acoperișul unei cabane, cât și panouri solare miniaturale pentru senzori, convertoare, produse electrice, precum și baterii. Listele de prețuri vă vor fi furnizate doar în departamentul de vânzări.

5. Vântul Solar

Această întreprindere este situată în Ucraina. Există o întreprindere similară în Rusia, care acționează mai degrabă ca investitor și implementator. Vântul solar eliberează module solare putere de la 1 la 15 kW/h. În funcție de scop și putere, modulul poate conține de la câteva până la câteva zeci de baterii. Astfel, o baterie de 1.000 W include 5 module, un controler de încărcare de 30 A, o baterie de 150 A/h (2 bucăți într-un set) și un invertor de 1.200 V Durata de viață a bateriei este de până la 18 ani.

Sfat: dacă cumpărați echipamente Solar Wind pentru a furniza energie pe tot parcursul anului unei clădiri rezidențiale, ar trebui să luați cel puțin 10 kW/h.

Pentru a vă face o idee despre capacitățile sistemelor solare eoliene fotovoltaice (Ucraina) cu o putere de la 1.000 la 15.000 W, vă oferim un tabel comparativ bazat pe 1 zi de consum.

6. Baterii solare „Kvant”

NPP „Kvant” a fost primul care a oferit producția de celule solare de siliciu cu sensibilitate pe două fețe, precum și monocristale de arseniură de galiu. Cel mai popular model de astăzi este Kvant KSM și modificarea sa KSM-180P. Costul unei astfel de baterii nu depășește 18.000 de ruble, durata de viață ajunge la 40 de ani.

Cu toate acestea, vă prezentăm caracteristicile tuturor modulelor. Ele pot fi comandate atât în ​​variante mono- cât și policristaline. Caracteristicile energetice specifice sunt mai mari la panourile monocristaline si ajung la 200 W/mp. În comparație cu analogii străini, Kvant este optim datorită prețului său scăzut și scăderii relativ mici a eficienței pe toată durata de viață.

7. Sun Power - panouri solare portabile

Sun Power este situat în Ucraina și de cele mai multe ori a devenit faimos pentru producerea de complexe solare transportabile. Cu ajutorul lor puteți obține energie electrică chiar și în timpul călătoriilor. Aceste complexe se disting prin mobilitate, dimensiuni reduse și portabilitate. Au o ieșire USB și au o putere de până la 500 W.

Alte caracteristici ale panourilor portabile Sun Power:

• durata de viață – până la 30 de ani;
• are certificare internațională CE RoHC;
• noua generatie de panouri poate fi integrata si in fatada sau acoperis fara a pierde din estetica.

Este convenabil să utilizați astfel de soluții în iluminarea autonomă a panourilor publicitare, drumurilor și zonelor, alimentarea cu energie pentru campinguri și remorci, iahturi și bărci.

8. „Kvazar” – un alt producător ucrainean

Compania Kvazar produce o gamă largă de echipamente fotovoltaice, inclusiv panouri solare și încărcătoare. Panouri solare Kvazars sunt fabricate din cipuri de siliciu cultivate în casă și au o bază de aluminiu ranforsată. Garanția de calitate emisă de producător este puțin alarmantă - doar 10 ani. Cu toate acestea, testele electroluminiscente și alte teste de laborator confirmă o durată de viață mai lungă - până la 25 de ani.

Alegerea noastră: panouri - KV175-200/24 ​​​​M (monocristalin), KV220-255M (și mono), KV210-240P (versiunea poli), numerele din marcaj indică puterea dispozitivului.

Prețul bateriilor este de la 13.000 de ruble. (aproximativ) pentru 150 W. Pe lângă panourile solare, Kvazar produce convertoare fotoelectrice cu celule de la 4 × 4 la 6 × 6 inci cu o eficiență de până la 18,7%.

9. Vitasvet SRL

Întreprinderea din Moscova Vitasvet LLC produce un model de bază SSI-LS200 P3 în patru variante de putere: de la 225 la 240 W. Fiecare modul este format din 60 de plachete de siliciu multicristal și este montat pe un profil de aluminiu.

Iată principalii lor parametri obținuți în timpul testelor în condiții normale de 800 W/mp:

Cost - 12.800 de ruble. pe panou cu o putere de 240 W.

10. Uzina Thermotron (Bryansk)

Întreprinderea Termotron produce sisteme autonome iluminatul stradal statii solare alimentate cu energie solara si mini-autonome. Primele sunt furnizate pe bază de module seriale cu un suport de stâlp înalt.

Caracteristici ale sistemelor autonome de iluminat stradal de la Termotron:

• interval de temperatură de funcționare – -40…+50 °C;
• unghi de deschidere a fasciculului – 135 pe 90 de grade;
• durata de viata garantata - 12 ani in conditii urbane;
• înălțimea suportului – de la 6 la 11 m;
• putere - de la 30 la 160 W.

Stația autonomă „Ecoterm”, produsă de uzină, va fi de interes pentru proprietari case de tarași parcele. Este, de asemenea, utilizat în ferme, centrale telefonice, pentru echiparea școlilor rurale, spitalelor și magazinelor. Stația funcționează de la un generator diesel de 14,5 kW. Prețul energiei generate cu o cantitate de 18 elemente de fotoprocesare este de 5,12 ruble/kW, perioada de rambursare este de până la 5 ani (verificați prețul stației la producător).

Concluzie

Am efectuat o analiză a mai multor întreprinderi de top ale așa-numitei industriei fotoenergiei din Rusia și Ucraina, care, sperăm, vor oferi o idee inițială despre fezabilitatea utilizării panourilor solare și vă va permite să luați decizia corectă. Acestea nu sunt toate mărcile, dar acestea sunt cele mai populare și disponibile pentru vânzare.

(Fără evaluări încă)

Lumea se îndreaptă cu încredere către o revoluție în tehnologiile de economisire a energiei. Unul dintre ultimele realizăriîn acest domeniu aparține Internaționalului grup de cercetare, care a fost format de Universitatea din Texas din Dallas și Institutul de Oțel și Aliaje din Moscova (MISiS). Oamenii de știință au dezvoltat o metodă pentru crearea unei celule solare bazată pe perovskit. Spre deosebire de analogii tradiționali, care se bazează pe siliciu, eficiența noului produs este mult mai mare. În același timp, costul bateriei solare a viitorului este redus. Cercetătorii sunt încrezători că dispozitivele perovskite flexibile, ușoare și accesibile vor găsi în cele din urmă o aplicație largă, vor fi solicitate și vor înlocui complet analogii de siliciu învechiți.

Analiza celulelor solare cu siliciu a început în secolul al XX-lea.

Tehnologia existentă are o serie de dezavantaje. Aceasta este toxicitatea și intensitatea energetică a producției de siliciu. Prin urmare, procesul se dovedește a fi costisitor. Siliciul se caracterizează, de asemenea, prin lipsă de încredere, ductilitate insuficientă și greutate mare a panoului. Prin urmare, domeniul de aplicare al acestui element chimic prea îngustă. Oamenii de știință prevăd că perovskitul metal-organic va fi capabil să rezolve toate aceste probleme.

Noile cercetări au permis lucrări fructuoase la un prototip de dispozitiv tandem care constă din nanotuburi de carbon și componente fotovoltaice. Această dezvoltare implică o combinație de părți perovskite și siliciu tradițional. Instalația convertește eficient razele ultraviolete disponibile în electricitate și crește eficiența acțiune utilă baterii cu 15%.

— Principalul avantaj al perovskitului hibrid este ușurința producției sale din surse standard: compuși chimici organici industriali și săruri metalice. În timp ce analogii semiconductori extrem de eficienți sub formă de celule solare bazate pe arseniură de galiu și siliciu sunt obținuți din elemente neobișnuite și scumpe, a remarcat liderul proiectului, expert principal la Universitatea MISiS și profesorul Anvar Zakhidov.

Un alt factor important este că imprimarea fotoelectronică pe bază de perovskit nu se limitează la imprimarea pe sticlă. Acest lucru reduce semnificativ costul bateriilor noi în comparație cu metodele mai complexe de creare a componentelor din peliculă subțire. Aceste componente perovskite au niveluri active. Se pot aplica fara probleme chiar si pe cele mai flexibile si subtiri substraturi. Iar tehnologia modernă de rulare face posibilă plasarea panourilor solare pe suprafețe cu diferite curburi. Luând în considerare toate aceste avantaje, domeniul de aplicare al bateriilor inovatoare se extinde și depășește cu mult utilizarea analogilor tradiționali de siliciu. Dezvoltarea poate furniza energie naturală electronicelor portabile și aparate electrocasnice, să fie implementat în proiectul „Smart Home” etc. Bateriile pe bază de perovskit garantează o alimentare neîntreruptă cu energie electrică a locuințelor. Inovația este potrivită și pentru industria auto.

Soarele poate arde milioane de ani, producând cantități enorme de căldură și energie luminoasă. A nu profita de acest dar din ceruri ar fi sincer o prostie, iar a schimba panouri solare cu centrale nucleare este de două ori stupid. Dându-și seama de acest lucru, oamenii de știință de pe planeta Pământ au început să dezvolte panouri solare: o acoperire și un sistem care ar putea capta energia termică și aproape nesfârșită a Soarelui și să o acumuleze în baterii. Bateriile solare există și funcționează cu succes în diferite mecanisme, dar electricitatea brută, care a apărut încă de pe vremea lui Tesla, este încă folosită prima. Cu toate acestea, noua generație de case ecologice sunt deja echipate cu un strat de panouri solare, pentru a nu risipi energie electrică suplimentară și poate chiar și în absența acesteia.

Cu ce ​​asociezi cuvântul „robot”? Cel mai probabil, când citesc acest cuvânt, mulți oameni își imaginează un terminator de la Hollywood, dar realitatea este foarte diferită de fantezie. În ultimii ani, inginerii au fost deosebit de interesați de crearea de insecte robotizate care, datorită dimensiunilor și manevrabilității lor mici, sunt capabile să zboare neobservate și să efectueze recunoașterea teritoriilor. Au un mare dezavantaj - din cauza necesității de a menține compactitatea și ușurința, dezvoltatorii nu le pot echipa cu o baterie grea, așa că trebuie conectate prin fire la o sursă de alimentare externă. Se pare că această problemă a fost în sfârșit rezolvată.

Un sistem gigant de stocare a energiei instalat în Australia i-a ajutat deja pe locuitorii regiunilor care se confruntă cu întreruperi de curent să supraviețuiască unor situații dificile și a economisit guvernul local milioane de dolari literalmente în primele zile de la lansare. Acum compania

La conferința Solar Power International (SPI) 2017 din Las Vegas, tema principală care este și tehnologia pentru producția sa, un număr mare de cele mai recente evoluțiiîn acest domeniu. La eveniment a participat un jurnalist Electrek John Fitzgerald Weaver și-a împărtășit impresiile despre ceea ce a văzut:

"Natural, cea mai mare atentie atras foarte eficient şi baterii cu două fețe, dar au existat și alte soluții care au fost lăudate pentru abordarea lor inovatoare și care merită menționate. Printre acestea se numără jumătate de panouri, plăci solare și acoperiri de protecție, dar pe primul loc.

Și primul în linie este țiglele pentru acoperiș Hantiles de la Hanergy. În felul meu aspect Hantilele sunt gresie, dar nu simple, ci cu fotocelule incorporate. Procesul de fabricație al produsului implică plasarea de panouri solare subțiri și flexibile în capsule de sticlă transparentă în formă de țigle de acoperiș. Potrivit companiei, raportul de eficiență la prima etapă de producție este de 16,5%, iar până la sfârșitul anului intenționează să-l crească la 17,5%. Și dacă, după toate testele, Hantiles este aprobat pentru utilizare ca material de constructie, sunt sigur că vor fi folosite de o mulțime de oameni.

În continuare vom vorbi despre bare. În cazul panourilor solare, acestea sunt verticale corzi metalice situat pe partea frontală a panoului. Ca și în cazul altor tipuri de autobuze, acesta este, de asemenea, folosit pentru a transmite energie electrică. În mod surprinzător, în domeniul energiei solare sunt utilizate activ pentru a crește eficiența, crescând constant numărul de bare colectoare per element. Acest lucru se datorează faptului că secțiunea transversală rotundă a unui fir subțire transmite mai multă lumină decât o bandă largă și plată. De exemplu, un model cu patru anvelope este cu 0,76% mai productiv decât cu trei, iar cinci anvelope sunt cu 1,13% mai eficiente decât patru și așa mai departe. Dintre opțiunile prezentate, cel mai mult s-a remarcat LG Neon, cu douăsprezece dintre ele.

Următoarea soluție interesantă a fost jumătate fotocelule. Da, asta este ceea ce astăzi este considerat inovație. Puțin mai sus, am aflat deja că eficiența bateriei poate fi crescută prin utilizarea barelor colectoare cu mai mult de 1%, astfel încât panourile de jumătate de dimensiune cu patru bare colectoare sunt cu 3,59% mai eficiente decât panourile de dimensiune completă cu trei bare colectoare. Fotografia de mai jos prezintă astfel de celule solare produse de Hanwha-Q Cells.

Ei bine, ultima, dar nu în ultimul rând, inovația au fost panourile solare cu un strat protector. În timp, totul în aer liber devine acoperit cu murdărie care trebuie curățată, iar în regiunile cu praf, performanța panourilor solare din cauza depunerilor murdare poate scădea cu 10% sau mai mult. Prin urmare, DSM a propus o soluție interesantă sub formă de fotocelule cu un strat protector. Designul promite să mărească eficiența generală a panourilor cu 3% datorită prezenței a două straturi, dintre care unul protejează împotriva contaminării, iar al doilea este antireflex.