Завод солнечных батарей: Топ 10 солнечных панелей российского производства

Солнечные батареи для дома, дачи и похода

Солнечные батареи «Хевел» (HEVEL) — российского завода солнечных батарей на основе микроморфной (тонкопленочной технологии), расположенного в г. Новочебоксарск. Весной 2017 года стартовало производство передовых гетероструктурных солнечных модулей по новейшей технологии, обладающей высоким КПД, улучшенными показателями при работе в условиях отсутствия прямого солнца и низким температурным коэффициентом.

Солнечные батареи Seraphim Solar самыми первыми прошли самый строгий в отрасли стресс-тест, известный как Thresher Test. В солнечных батареях Seraphim Eclipse используется новая технология сборки собственной разработки — так называемые «безразрывные» фотоэлементы. Применение данной технологии, помимо притягательного внешнего вида, позволило значительно повысить отдачу энергии с единицы площади (более высокий КПД) и ощутимо уменьшить воздействие фактора снижения срока службы солнечного модуля при затенениях вследствие эффекта «горячей точки» (локального нагрева).

Солнечные батареи Axitec — высокоэффективные европейские фотоэлектрические модули премиум-класса с очень привлекательным соотношением «цена-качество», которые предлагаются нашим клиентам с максимальным гарантийным сроком — 12 лет. Импортируются в Россию напрямую, без длинной цепочки посредников, что позволяет держать цены на достаточно низком уровне. Axitec — выбор тех, кто ценит немецкое качество.

Солнечные батареи ФСМ (FSM) и TopRaySolar изготовляются в Китае, однако обладают хорошим качеством, что позволяет производителю предоставлять гарантию на модули 10 лет.

Средний КПД солнечной батареи из поликристаллического кремния составляет 13-16%, из монокристаллического кремния — 14-17%. Новейшие гетероструктурные солнечные батареи Хевел (HEVEL) обладают КПД более 20% (КПД ячеек 22%), что делает их одними из самых эффективных и привлекательных на российском рынке. Отличные эксплуатационные и технические характеристики в сочетании с доступной ценой делают эти фотоэлектрические модули хорошим выбором для электроснабжения маломощных удаленных объектов, дач и загородных домов. Тонкопленочные модули из аморфного кремния имеют КПД около 7-9%, но они лучше работают при высоких температурах и низкой освещенности.

В Саранске строится уникальный для России завод по производству тонкопленочных солнечных батарей

Альтернативная энергетика в России стала еще на один шаг ближе к простым потребителям. Скоро в столице Мордовии городе Саранске начнется производство инновационных солнечных панелей, которые можно будет легко интегрировать в различные материалы, покрывающие крыши домов и даже их фасады. Это может быть и гибкая черепица, и мягкие кровельные материалы, вроде рубероида, и облицовочная плитка, которые перестанут бесполезно греться на солнце и начнут питать электросети своих хозяев. Благодаря Группе РОСНАНО каждый дом без тяжелых крышных кремниевых батарей можно будет легко превратить в маленькую электростанцию.

Центр нанотехнологий и наноматериалов Республики Мордовия, входящий в инвестиционную сеть Фонда инфраструктурных и образовательных программ Группы РОСНАНО, договорился о поставке производственной линии интегрированных солнечных панелей со своим шведским партнером — компанией Midsummer. Это первый заказ в рамках подписанного в сентябре 2019 года соглашения между Группой РОСНАНО и Midsummer о развитии рынка некремниевых гибких фотоэлектрических устройств в России и Евразийском союзе. Стоимость оборудования будет находиться в обычном диапазоне для подобного типа производственной линии — от 3,5 до $5 млн.

«Мы очень рады, что наконец стали частью российского рынка по производству интегрированных солнечных панелей. С нетерпением ждем начала поставок из России панелей для европейского рынка, где спрос превышает текущие производственные мощности Midsummer», — сказал генеральный директор шведской компании Свен Линдстрем.

Производственная линия изготавливается на заводе Midsummer в Ерфелле близ Стокгольма и будет поставлена на завод «Стилсан» в Саранске к концу 2020 года. Под новое предприятие сейчас готовится производственное помещение площадью почти в 1000 кв. метров на территории Технопарка Мордовии. Здесь заново проводятся инженерные коммуникации, обустраиваются чистые комнаты. Управляться предприятие будет Центром нанотехнологий и наноматериалов Республики Мордовия и компанией Solartek, которая в составе Группы компаний «ТехноСпарк» с 2015 года продвигает решения солнечных крыш на базе тонкопленочных фотоэлектрических панелей.

«Запуск этого завода рассчитан на спрос со стороны коммерческого сектора на интегрированные солнечные крыши. Мы продвигаем уникальные продукты — различные кровельные материалы со встроенными солнечными батареями. Технология Midsummer идеально подходит для этого. С передачей технологий и локализацией производства гибких солнечных батарей в Саранске мы рассчитываем расширить бизнес солнечных крыш в России и за рубежом», — сказал руководитель Solartek Дмитрий Крахин. Он не исключает, что в перспективе, когда в России в полной мере заработает механизм «зеленых» тарифов, солнечные крыши заинтересуют и владельцев коттеджей.

Завод «Стилсан» будет производить солнечные ячейки и модули по перспективной тонкопленочной технологии диселенида галлия-индия-меди (CIGS). Средний КПД модулей составляет около 15%, но они смогут работать также в условиях рассеянного света и частичного затемнения. Проектная мощность производства составляет 10 МВт в год.

Основным рынком сбыта планируемой к производству продукции станет сегмент коммерческого строительства и реконструкции России и других стран Евразийского экономического союза (Армении, Беларуси, Казахстана и Кыргызстана). При этом и в дальнем зарубежье уже проявляют интерес к продвижению ячеек и модулей, планируемых к производству в Саранске. В мировой солнечной энергетике сегмент гибких встраиваемых модулей является наиболее динамично растущим. Крупнейшие мировые производители строительных материалов (полимеров, стекла, стали) активно работают над созданием решений с встроенными солнечными элементами.

Поставленное оборудование обеспечит трансфер в Россию уникальной технологии интегрируемой некремниевой фотовольтаики. В перспективе Фонд инфраструктурных и образовательных программ намерен инвестировать в апгрейд освоенной технологии за счет отечественных разработок и в дальнейшее развитие отрасли.

Российский рынок солнечной энергии

Российская Федерация намерена расширить и диверсифицировать использование возобновляемых источников для производства электроэнергии. В соответствии с текущими планами и политикой государства, возобновляемые источники энергии к 2030 году обеспечат почти 5% от общего конечного потребления электроэнергии. Между тем, согласно оценкам Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (IRENA), доля альтернативных источников в России может достичь более чем 11%. Чтобы воспользоваться этим потенциалом потребуются инвестиции в возобновляемую энергетику в размере $300 млрд до 2030 года.

Кто и как производит солнечные панели?

Неизменный рост потребления энергии солнечного света способствует увеличению спроса на оборудование, с помощью которого эту энергию можно накапливать и использовать для дальнейших нужд. Наиболее популярным способом получения электроэнергии является солнечная фотовольтаика. В первую очередь объясняется это тем, что производство солнечных батарей основано на использовании кремния – химического элемента, занимающего второе место по содержанию в земной коре.

Рынок солнечных батарей на сегодняшний день представляют крупнейшие мировые компании с многомиллионными оборотами и многолетним опытом. В основе производства солнечных панелей лежат различные технологии, которые постоянно совершенствуются. В зависимости от ваших нужд вы можете найти солнечные батареи, размеры которых позволяют встроить их в микрокалькулятор, или панели, которые без проблем разместятся на крыше здания или автомобиля. Как правило, одиночные фотоэлементы вырабатывают очень небольшое количество мощности, поэтому используются технологии, позволяющие соединять их в так называемые солнечные модули. О том, кто и как это делает и пойдет речь дальше.

Технологический процесс изготовления солнечных панелей

1 этап

Первое с чего начинается любое производство, в том числе и производство солнечных батарей – это подготовка сырья. Как мы уже упоминали выше, основным сырьем в данном случае служит кремний, а точнее кварцевый песок определенных пород. Технология подготовки сырья состоит из 2 процессов:

1. Этап высокотемпературного плавления.
2. Этап синтеза, сопровождающийся добавлением различных химических веществ.

Путем этих процессов достигают максимальной степени очистки кремния до 99,99%. Для изготовления солнечных батарей чаще всего используют монокристаллический и поликристаллический кремний. Технологии их производства различны, но процесс получения поликристаллического кремния менее затратный. Поэтому солнечные батареи, изготовленные из этого вида кремния, обходятся потребителям дешевле.

После того, как кремний прошел очистку, его разрезают на тонкие пластины, которые, в свою очередь, тщательно тестируют, производя замер электрических параметров посредством световых вспышек ксеноновых ламп высокой мощности. После проведенных испытаний пластины сортируют и отправляют на следующий этап производства.

2 этап

Второй этап технологии представляет собой процесс пайки пластин в секции, с последующим формированием из этих секций блоков на стекле. Для переноса готовых секций на поверхность стекла используют вакуумные держатели. Это необходимо для того, чтобы исключить возможность механического воздействия на готовые солнечные элементы. Секции, как правило, формируют из 9 или 10 солнечных элементов, а блоки – из 4 или 6 секций.

3 этап

3 этап – это этап ламинирования. Спаянные блоки фотоэлектрических пластин ламинируют этиленвинилацетатной пленкой и специальным защитным покрытием. Использование компьютерного управления позволяет следить за уровнем температуры, вакуума и давления. А также программировать требуемые условия ламинирования в случае использования разных материалов.

4 этап

На последнем этапе изготовления блоков солнечных батарей монтируется алюминиевая рама и соединительная коробка. Для надежного соединения коробки и модуля используется специальный герметик-клей. После чего солнечные батареи проходят тестирование, где измеряют показатели тока короткого замыкания, тока и напряжения точки максимальной мощности и напряжения холостого хода. Для получения необходимых значений силы тока и напряжения возможно объединение не только солнечных элементов, но и готовых солнечных блоков между собой.

Какое оборудование необходимо?

При производстве солнечных панелей необходимо использовать только качественное оборудование. Это обеспечивает минимальные погрешности при измерении различных показателей в процессе тестирования солнечных элементов и состоящих из них блоков. Надежность оборудования предполагает более долгий срок эксплуатации, следовательно, минимизируются расходы на замену вышедшего из строя оборудования. При низком качестве возможны нарушения технологии изготовления.

Основное оборудование, используемое в процессе производства солнечных панелей:

1. Стол для перемещения. Незаменим при осуществлении различных действий с солнечными модулями. Обрезка краев, укладка, установка соединительной коробки – эти и многие другие операции производят исключительно на данном столе. Закрепленные на столешнице неметаллические шарики позволяют без каких-либо усилий перемещать модуль, не повреждая его при этом.
2. Ламинатор для солнечных батарей. Как понятно из названия, данное оборудование применяется при ламинации солнечных элементов. Все необходимые параметры поддерживаются специальными контроллерами. Имеется возможность выбора как полностью автоматизированного режима работы, так и ручного управления.
3. Инструмент для резки ячеек (рисунок справа). Разрезание ячеек осуществляется волоконным лазером. Размеры задаются программно.
4. Машина для очистки стекла. Оборудование используется для очистки стеклянных подложек. Процесс происходит в несколько этапов. Сначала стекло очищают с использованием моющего средства, для чего применяют нейлоновые щетки, а затем споласкивают деионизированной водой в 2 этапа. Затем стеклянные подложки сушат холодным и горячим воздухом.

Кто поставляет нам солнечные батареи?

Солнечные панели – дело очень перспективное, а главное прибыльное. Количество покупаемых солнечных батарей увеличивается с каждым годом. Что обеспечивает постоянный рост объемов продаж, в котором заинтересован любой завод по производству солнечных батарей, а их по всему миру немало.

На первом месте стоят, конечно, китайские компании. Низкая стоимость солнечных батарей, которые китайцы экспортируют по всему миру, привела к появлению множества проблем у других крупнейших компаний. За последние 2-3 года о закрытии производства солнечных панелей объявили, по меньшей мере, 4 немецких бренда. Началось все с банкротства компании Solon, после которой закрылись Solarhybrid, Q-Cells и Solar Millennium. Американская компания First Solar также заявила о закрытии своего завода во Франкфурте-на-Одере. Свое производство панелей свернули и такие гиганты как Siemens и Bosch. Хотя, учитывая, что китайские солнечные батареи стоят, к примеру, почти в 2 раза дешевле немецких аналогов, удивляться здесь нечему.

Первые места в топе компаний, производящих солнечные панели, занимают:

• Yingli Green Energy (YGE) является ведущим производителем солнечных батарей. За 2012 год ее прибыль составила более 120 млн. $. Всего она установила солнечных модулей более чем на 2 ГВт. Среди ее продукции панели из монокристаллического кремния мощностью 245-265 Вт и поликристаллические кремниевые батареи мощностью 175-290 Вт.
• First Solar. Хоть эта компания и закрыла свой завод в Германии, в числе крупнейших она все-таки осталась. Ее профиль – это тонкопленочные панели, мощность которых за 2012 год составила около 3,8 ГВт.
• Suntech Power Ко. Производственные мощности этого китайского гиганта составляют примерно 1800 МВт в год. Около 13 млн солнечных батарей в 80 странах мира – это результат труда этой компании.

Среди российских заводов следует выделить:

• «Солнечный ветер»
• ООО «Хевел» в Новочебоксарске
• «Телеком-СТВ» в Зеленограде
• ОАО «Рязанский завод металлокерамических приборов»
• ЗАО «Термотрон-завод» и другие.

Более полный перечень фирм, изготавливающих и поставляющих оборудование и изделия для солнечной энергетики, вы найдете в нашем Каталоге производителей и поставщиков.

Не отстают и страны СНГ. Так, например, завод по производству солнечных батарей еще в прошлом году был запущен в Астане. Это первое предприятия подобного рода в Казахстане. В качестве сырья планируется использовать 100% казахского кремния, а оборудование, установленное на заводе, отвечает всем последним требованиям и полностью автоматизировано. Запуск аналогичного завода есть и в планах у Узбекистана. Инициатором строительства выступила крупнейшая китайская компания Suntech Power Holdings Co, такое же предложение поступило и от российского нефтяного гиганта «ЛУКОЙЛ».

При таких темпах строительства, следует ожидать повсеместного использования солнечных модулей. Но это и неплохо. Экологичный энергетический источник, дающий бесплатную энергию, сможет решить множество проблем, связанных с загрязнением окружающей среды и истощением запасов природного топлива.

Статью подготовила Абдуллина Регина

Видео о процессе изготовления солнечных панелей:

В Буркина-Фасо открылся завод солнечных батарей

28.09.2020

Африканская страна
Буркина — Фасо открыла свой первый завод по изготовлению солнечных панелей
с годовой мощностью 30 МВт. Фабрика под названием Faso Energy была запущена
премьер-министром страны Кристофом Жозефом Мари Дабир. с инвестициями в 3
миллиарда франков Новая фабрика расположена в промышленном районе столицы
Буркина-Фасо, и будет выпускать 200 солнечных панелей в день. Согласно
веб-сайту компании, с помощью «машин европейского производства последнего
поколения» для всей производственной цепочки она будет производить солнечные
панели мощностью от 260 до 330 Вт с использованием технологии солнечных
элементов с 5 шинами.

Первая производственная
линия для проекта была установлена в августе 2020 года. Эта фабрика создаст
рабочие места для местного населения: 170 рабочих мест напрямую и 2 000 рабочих
мест косвенно, а также будет стимулироваться установка солнечных
фотоэлектрических систем в стране. Для запуска этого проекта фабрика получила
несколько налоговых льгот, а также отмену таможенных пошлин.

В июле 2020 года Teriak
Industrial Group привлекла компанию Mondragon Assembly of Spain для установки и
ввода в эксплуатацию линии по производству солнечных фотоэлектрических модулей
мощностью 100 МВт в Египте. Недавно в рамках проекта поддержки
электроэнергетического сектора (Pasel), поддерживаемого Всемирным банком,
правительство Буркина-Фасо начало строительство 2 солнечных электростанций
мощностью 10 и 20 МВт через местное присутствие французского энергетического
гиганта Engie.

Наличие местного завода по производству солнечных панелей будет способствовать усилиям Буркина-Фасо по увеличению своих мощностей по производству электроэнергии и их диверсификации. К концу 2020 года он нацелен на увеличение скорости доступа к электроэнергии в стране с 20% до 80%, а к 2025 году он должен вырасти до 95%, согласно USAID правительства США. По данным Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (IRENA), совокупная установленная мощность возобновляемых источников энергии в стране до конца 2019 года достигла 98 МВт, при этом около 62 МВт приходятся на солнечные фотоэлементы.

ссылка на источник:

Солнечная энергия греет и в Финляндии

Город Сало широко известен как место дислокации подразделений компании «Нокиа». Нынче у города в Южной Финляндии новая слава – настоящего, а не сказочного Солнечного города. Здесь работает одна из крупнейших солнечных электростанций и вот-вот откроется завод по производству солнечных батарей.

Почти круглый год в Израиле воду в кранах подогревают энергией солнца. Удивительно, но вскоре так будут делать и на северном берегу Балтики. «И даже более эффективно: в прохладном климате солнечные панели работают лучше, и коэффициент полезного действия батареи выше, чем в Израиле», – уверяют в компании Areva Solar Oy.

Этому можно верить: фирма занимается солнечной энергетикой с 1978 года. Компания – признанный авторитет в области использования бесплатной и экологичной солнечной энергии. Многие годы фирма экспортировала, продавала и монтировала устройства для полезного применения энергии солнца. А потом решила изготавливать их в Финляндии.

Не страшны ни облака, ни дождь

Современные панели генерируют электричество и в пасмурный день.Фото: с разрешения Areva Solar

«Каждый квадратный метр поверхности, на которую падают солнечные лучи, получает на широте Финляндии примерно 1000 киловатт-часов энергии в год – почти столько же, сколько в Центральной Европе. Солнечная батарея, или по-другому панель, превращает энергию солнца в электрический ток. В Германии уже 5% электричества получают от солнца, и ничто не мешает делать это в нашей стране», объясняет председатель правления Areva Solar Oy Эса Арева.

Современные панели генерируют электричество и в пасмурный день. Даже в дождливую погоду днем достаточно светло, чтобы батареи вырабатывали ток. Начиная с марта и до самого октября, дом в Финляндии можно освещать электричеством, полученным от солнечных батарей. Этой энергии хватит и для отопления, и для того, чтобы нагреть воду. И если темными финскими зимами все же нужны будут иные источники энергии, то в длинные летние дни солнышко даст столько электричества, что его еще можно будет продать электрической компании.

Электричество с крыши и балкона

В г. Сало скоро отроют завод по выпуску солнечных панелей и установок для их производства.Фото: с разрешения Areva Solar

Каждый финский коттедж с солнечными панелями – сам себе миниэлектростанция. А уж если в распоряжении есть 4000 квадратных метров крыши, то сам бог велел открывать солнечную электростанцию и претендовать на победу в номинации «самая мощная солнечная электростанция в Финляндии».

Именно так поступил бизнесмен из Сало Лассе Йокинен – владелец делового и развлекательного Astrum-центра, расположенного в бывших помещениях «Нокии». Он заказал более 1300 солнечных батарей, а фирма Areva Solar Oy спроектировала электростанцию и смонтировала панели на крыше сложной формы.

Полтора года небольшой город Сало удерживал рекорд: станция мощностью 322 кВт была крупнейшей во всех северных странах, за исключением Дании. В марте 2015 года рекорд побили: открылась солнечная электростанция мощностью 340 кВт в районе Сувилахти в Хельсинки.

Председатель правления Эса Арева на фоне солнечных панелей.Фото: Владислав Быков

Но Сало не сдает позиции. В мае Areva Solar Oy откроет здесь завод по выпуску солнечных панелей и установок, которые производят такие панели. На заводе будут изготавливать и солнечные коллекторы для отопления. Кроме того предприятие станет специализироваться на панелях, изготовленных целиком из стекла. И тогда электричество придет к потребителю прямо с его окошка или балкона.

«Мы надеемся, что нашу продукцию будут покупать частные лица, предприятия, фермерские хозяйства, города, муниципалитеты», – говорит Эса Арева. Три десятка работников завода на первых порах будут выпускать конструкции, которые получат от солнца 22,5 мегаватта энергии в год, позже это число планируется удвоить. И хотя завод еще не открыт, на 1,5 мегаватта покупатели уже есть. Они берегут природу и свой кошелек, и это очень разумное решение.

Текст: Ольга Деркач и Владислав Быков, май 2015 г.

ООО «Новый полюс» Солнечный коллектор ЯSolar, солнечные батареи, автономное энергоснабжение

Рады приветствовать на нашем сайте. Мы занимаемся солнечной энергетикой уже более 10 лет!

Приглашаем всех желающих посетить наш стенд:

За это время накопили большой опыт и стали лидирующей компанией в России в области солнечной тепловой энергетики. Мы являемся производителем как плоских солнечных коллекторов ЯSolar, так и вакуумных солнечных коллекторов ЯSolar-VU. Также мы выпускаем воздушные солнечные коллекторы ЯSolar-Air для отопления и вентилирования помещений и воздушно-жидкостные солнечные коллекторы ЯSolar-AirW для дополнительного нагрева горячей воды в летний период.

Солнечные коллекторы ЯSolar разработаны по европейским стандартам EN 12975-1 и -2 и производятся нашей компанией ООО »НОВЫЙ ПОЛЮС» в России по полному циклу (включая изготовление абсорбера) на уникальном современном оборудовании.

Наша продукция позволяет получать тепло и электричество от солнечной энергии как в малых, так и в крупных промышленных установках . Мы проектируем, комплектуем и монтируем системы для частных домов, бассейнов, гостиниц, фермерских хозяйств и промышленных объектов.

Частные дома

Бассейны

Гостиницы и санатории

Фермерские хозяйства

Промышленные объекты

Также существуют решения и проекты по получению холода и электроэнергии от тепловой солнечной энергии.

Наши клиенты получили:

• Бесплатную горячую воду и помощь системе отопления
• Надежное оборудование от российского производителя
• Заводскую гарантию 5 лет
• Расширенную клиентскую поддержку
• Уменьшение первоначальных затрат
• Экономию на коммунальных расходах

Почему выбирают нашу компанию:

Успешно работаем 10 лет на рынке

Изготовили 3000 солнечных коллекторов

Оперативно отгрузим и изготовим

Расчет ведут наши опытные проектировщики. Установку — собственная монтажная бригада

Постоянно работаем над улучшением конструкций и выводим новые модели

Участвуем в крупнейших выставках. Получаем патенты и сертификаты

Плоские солнечные коллекторы

В конструкции плоских солнечного коллектора ЯSolar используются самое современное поглощающее энергию покрытие TiNOX, полностью медный абсорбер, сверхпрозрачное антибликовое стекло, максимально эффективные утеплитель (60мм) и средства герметизации. Специально для коллектора ЯSolar был разработаны и запатентованы технология пайки медных абсорберов с профилированным листом TiNOX для улучшенной теплопередачи, специальный корпус и прижим стекла. После улучшений оптический КПД ЯSolar составил 83%, что значительно больше всех российских и многих импортных аналогов (включая вакуумные). Выпускаются как упрощенные модели с поликарбонатом вместо стекла: ЯSolar П1 и ЯSolar П2, так и улучшенные версии ЯSolar Premium.

Панель поглощающая (абсорбер)

Основной элемент коллектора — медная панель максимальной толщины с селективным высокоэффективным покрытием TiNOX и семи медных трубок. Соединение трубной решетки и листа выполнено методом пайки бессвинцовым припоем. Предварительно происходит специальная формовка листа, увеличивается на порядок площадь контакта медного листа и трубок для лучшей теплопередачи.

Вакуумные солнечные коллекторы

Впервые в России мы запустили производство вакуумных солнечных коллекторов ЯSolar VU при этом с наиболее эффективной конструкцией: U-трубкой. Солнечное тепло в коллекторах такой конструкции максимально эффективно передается теплоносителю. Импортеры китайских солнечных коллекторов не завозят их в Россию из-за высокой стоимости и более дорогой доставки. Но благодаря полному циклу производства на нашем предприятии, данная технология теперь стала доступна!

U — трубка

Коллектор медных труб в ЯSolar-VU выполнен в виде современной конструкции с непосредственным протеканием теплоносителя внутри вакуумной трубки и снабжен алюминиевыми теплопередающими элементами.

Благодаря этому, солнечный коллектор ЯSolar-VU обладает большей эффективностью, по сравнению с распространенными импортными аналогами, а именно:

• отсутствует минимальная температура начала работы солнечного коллектора;
• работоспособность сохраняется при любом угле наклона;
• максимальна эффективная теплопередача между стеклом трубки и теплоносителем;
• работает с меньшими потерями при передаче энергии теплоносителю.

Солнечные батареи Казань — Viessmann Казань

Вопрос экономии энергии уже несколько десятков лет является одним из самых популярных. Именно поэтому в нашей жизни так стремительно появляются альтернативные источники энергии. Например, «Салон отопительной техники Viessmann» предлагает своим клиентам современные солнечные батареи, эффективные энергоустановки на их основе, солнечные коллекторы, как для дома, так и для нежилых помещений.

Купить солнечные батареи для дома и не ошибиться с выбором

Солнечные батареи в Казани от «Салона отопительной техники Viessmann»: продажа, доставка, установка

Главным принципом работы нашей компании является качество, которое должно быть доступно каждому покупателю. Именно поэтому мы предлагаем широкий ассортимент оборудования, что позволяет нам подобрать достойный продукт под каждый бюджет. Кроме того, занимаясь инженерными работами, наши специалисты, как никто другой, знают, как грамотно расходовать средства, чтобы это не сказалось на итоговом качестве проекта.

Цены на солнечные батареи: экономить или выгодно вкладывать

Если вам необходимо оборудование, которое прослужит максимально долго и надежно, то не стоит экономить: лучше приобретать продукцию проверенных фирм и делать это у надежных поставщиков. Все солнечные батареи, которые представлены в наших магазинах, имеют целый ряд достоинств:

При таком большом наборе положительных качеств, цены на солнечные батареи вас приятно удивят. В ассортименте «Салона отопительной техники Viessmann» представлено оборудование всех ценовых категорий. Поэтому вы обязательно подберете оптимальный вариант, который будет соответствовать вашему бюджету.

Мы ценим ваши время и средства, поэтому выполняем свою работу быстро и качественно.

Обращайтесь к нашим специалистам, мы готовы к решению самых сложных и необычных задач!

Самые большие солнечные электростанции в мире

Solar — один из самых быстрорастущих возобновляемых источников энергии в мире, и, когда страны стремятся утвердить свое доминирование в развивающейся отрасли, лидирующая страна никогда не остается ясной надолго.

Лидерами в солнечном секторе являются Китай и США, на которые вместе приходится две трети мирового роста солнечной энергетики.

Мощность солнечной энергии увеличилась примерно на 60% за последние пять лет, достигнув 485 единиц.82 ГВт в 2018 году. Но где же самые большие солнечные электростанции? Power Technology описывает крупнейшие действующие солнечные электростанции в мире по установленной мощности.

Десять крупнейших солнечных электростанций в мире

1. Солнечный парк в пустыне Тенгер, Китай — 1547 МВт
2. Проект независимой фотоэлектрической электростанции Sweihan, ОАЭ — 1177 МВт
3. Солнечный парк Янчи Нинся, Китай — 1000 МВт
4. Datong Solar Power Top Runner Base, Китай — 1070 МВт
5. Kurnool Ultra Mega Solar Park, Индия — 1000 МВт
6. Солнечный парк плотины Лунъянся, Китай — 850 МВт
7. Электростанция Энел Вильянуэва, Мексика — 828 МВт
8. Солнечная электростанция Камути, Индия — 648 МВт
9. Solar Star Projects, США — 579 МВт
10. Солнечная ферма Topaz / Солнечная ферма солнечного света в пустыне, США — 550 МВт

Солнечная ферма Topaz расположена в северо-западной части равнины Карриса в округе Сан-Луис-Обиспо, Калифорния, США.Электростанция мощностью 550 МВт была разработана First Solar, а затем приобретена BHE Renewables в январе 2012 года. Введенный в эксплуатацию в 2014 году, проект охватывает территорию площадью 4700 акров и оснащен более чем восемью миллионами солнечных модулей. Topaz поставляет электроэнергию примерно 180 000 домохозяйств в Калифорнии.

Солнечная ферма Desert Sunlight расположена в пустыне Мохаве в округе Риверсайд, Калифорния, США. Объект, разработанный First Solar, принадлежит совместно NextEra Energy Resources, GE Energy Financial Services и Sumitomo Corporation of America.Введенная в строй в 2013 году, электростанция оборудована восемью миллионами панелей, которые вырабатывают электроэнергию, достаточную для 160 000 домов.

Solar Star Projects, США

Solar Star Projects включает два совместных проекта, Solar Star 1 и Solar Star 2, в округах Керн и Лос-Анджелес, Розамонд, Калифорния, США. Два проекта имеют общую мощность 579 МВт и включают более 1,7 миллиона солнечных модулей, установленных на 3200 акрах земли. Они были разработаны SunPower Corporation и принадлежат BHE Renewables.

Реализованные в марте 2015 года, проекты обеспечивают электроэнергией более 255 000 домов. Они оснащены технологией SunPower ^® Oasis ^® Power Plant, которая позволяет панелям отслеживать солнце в течение дня и увеличивает захват энергии до 25%.

Солнечная электростанция Камути, Индия

Солнечная электростанция Камути в Тамил Наду, Индия, имеет общую генерирующую мощность 648 МВт. Занимает 2 500 акров (10 км²) и состоит из 2.5 миллионов солнечных панелей, это место, по оценкам, может обеспечить электроэнергией 750 000 человек.

Солнечная электростанция Камути была построена в сентябре 2016 года и обошлась примерно в 680 миллионов долларов. Его построили всего за восемь месяцев силами 8 500 человек. Проект солнечной энергетики включал строительство 38 000 фундаментов и использовало 6 000 км кабелей, 576 инверторов и 154 трансформатора.

Тематические отчеты

Беспокоитесь ли вы о темпах инноваций в вашей отрасли?

Отчет

GlobalData по темам TMT за 2021 год расскажет вам все, что вам нужно знать о темах подрывных технологий и о том, какие компании лучше всего могут помочь вам в цифровой трансформации вашего бизнеса.

Узнать больше

Завод ежедневно очищается роботизированной системой, которая заряжается от собственных солнечных батарей. Электроэнергия, вырабатываемая предприятием, отводится на подстанцию ​​Камути 400 кВ, которой управляет Tantransco, и распределяется примерно по 265 000 домов.

Электростанция Энел Вильянуэва, Мексика

Расположенный в мексиканском штате Коауила фотоэлектрические (фотоэлектрические) объекты насчитывают более двух.5 миллионов солнечных панелей установлено на 2 400 га в полузасушливом регионе Мексики. Электростанция мощностью 828 МВт была полностью введена в эксплуатацию в сентябре 2018 года и может производить более 2000 ГВт-ч в год.

Группа Enel инвестировала около 710 млн долларов в строительство Вильянуэвы. Первоначальная мощность станции составляла 754 МВт, которая была увеличена до 828 МВт после того, как в контракты на продажу энергии был добавлен вариант расширения мощности на 10%.

Enel развернула уникальную пилотную программу с использованием цифровых технологий и автоматизации для строительства завода.Программа включала использование машин с GPS-управлением для перемещения земли, дронов для проведения трехмерной топографии и роботов для автоматической установки панелей.

Солнечный парк плотины Лунъянся, Китай

Солнечный парк Longyangxia имеет мощность 850 МВт, что достаточно для питания 200 000 домашних хозяйств. Он расположен на Тибетском плато в провинции Цинхай на северо-западе Китая и занимает площадь 27 км². На станции установлено около четырех миллионов солнечных панелей, и она находится в управлении State Power Investment Corporation, одного из пяти крупнейших производителей электроэнергии в Китае.

Первая очередь электростанции была завершена в 2013 году, а вторая очередь была завершена в 2015 году, при этом общая стоимость строительства составила около шести миллиардов юаней (920,84 миллиона долларов).

Проект был разработан Huanghe Hydropower Development и интегрирован с гидроэлектростанцией Longyangxia мощностью 1 280 МВт.

Kurnool Ultra Mega Solar Park, Индия

Парк солнечных батарей Курнул занимает площадь 5 683,22 акра (22,99 км²) в районе Курнул, штат Андхра-Прадеш.С общей генерирующей мощностью 1 000 МВт солнечный парк был построен с инвестициями примерно в 1 миллиард долларов.

Проект был реализован SBG Cleantech Project (350 МВт), Greenko Group (500 МВт), Azure Power (100 МВт) и Prayatna Developers (50 МВт). В парке было установлено более четырех миллионов солнечных панелей, каждая мощностью от 315 Вт до 320 Вт.

Участок вырабатывает более восьми миллионов киловатт-часов электроэнергии в солнечные дни, что достаточно для удовлетворения практически всего спроса на электроэнергию в районе Курнул.

Datong Solar Power Top Runner Base, Китай

Солнечный проект Datong разрабатывается в городе Датун, провинция Шаньси, Китай. Этот проект является частью планов Национального энергетического управления Китая по развитию солнечных проектов в регионе. Он включает в себя разработку семи проектов по 100 МВт, пяти проектов по 50 МВт и ряда проектов меньшей мощности.

Несколько компаний, включая Datong United Photovoltaics New Energy, Datong Coal Mine Group, Huadian Shanxi Energy, JinkoSolar Holding, Yingli Green Energy, China Guangdong Nuclear Solar Energy, China Three Gorges New Energy и State Power Investment, участвуют в разработке проекта. солнечные электростанции в рамках проекта.

К 2016 году была введена в эксплуатацию общая мощность 1 070 МВт, при этом было объявлено о разработке дополнительных 600 МВт.

Парк солнечных батарей Янчи Нинся, Китай

Солнечный парк Янчи Нинся, расположенный в Нинся, Китай, имеет установленную мощность 1 000 МВт. Завод был открыт в сентябре 2016 года и позиционируется как крупнейшая в мире солнечная батарея непрерывного действия.

Электростанция оснащена интеллектуальными фотоэлектрическими контроллерами SUN2000-40KTL и SUN2000-50KTL от Huawei и интеллектуальной фотоэлектрической системой беспроводной передачи данных, которая использует оптоволоконную кольцевую сеть.Централизованное управление электростанцией осуществляется через облачный центр FusionSolar Smart O&M, который использует облачные вычисления и большие данные для эффективного управления электростанцией в течение 25-летнего срока службы.

Sweihan Photovoltaic Independent Power Project, ОАЭ

Проект независимой фотоэлектрической электростанции Sweihan расположен в Sweihan в Абу-Даби, ОАЭ. Завод занимает площадь 7,8 км², установленная мощность — 1 177 МВт.

Электростанция была разработана совместным предприятием Marubeni Corporation (20%), Jinko Solar (20%) и Управления водоснабжения и электроснабжения Абу-Даби (ADWEA, 60%) с инвестициями в размере 870 миллионов долларов.Он начал коммерческую деятельность в апреле 2019 года и поставляет электроэнергию более чем в 195000 домов.

Sweihan использует инновационный дизайн компоновки модулей, высокоэффективные монокристаллические солнечные модули и усовершенствования в обслуживании проектов, чтобы обеспечить низкую стоимость производства электроэнергии.

Солнечный парк в пустыне Тенгер, Китай

Парк солнечных батарей Tengger, расположенный в Чжунвэй, Нинся, названный «Великой солнечной стеной», охватывает 1200 км из 36 700 км пустыни Тенггер, занимая 3 места.2% засушливого региона.

Завод мощностью 1547 МВт принадлежит China National Grid и Zhongwei Power Supply Company. Строительство началось в 2012 году, а электростанция была введена в эксплуатацию в 2017 году. Разработчики проекта включали Tianyun New Energy Technology, Beijing Jingyuntong Technology, Ningxia Qingyang New Energy, Qinghai New Energy и Zhongwei Yinyang New Energy.

Солнечный парк обеспечивает экологически чистой энергией более 600 000 домов.

Связанные компании

Анатомия листа и трехмерная структура, имитирующая солнечные элементы с улавливанием света и трехмерным массивом субмодуля для улучшенного производства электроэнергии

Растения должны адаптироваться к климату и окружающей среде; они не могут двигаться, чтобы избежать неоптимальных условий.Ориентация листа в кроне имеет решающее значение в этом контексте. Обычно листья ориентированы под углом к ​​свету, а не вертикально (рис. 1). Это связано с тем, что площадь поверхности коронки велика, а угол наклона ограничивает получаемый свет до уровня, необходимого для фотосинтеза. Такая матричная структура оптимальна для сбора рассеянных и непрямых засветок. Кроме того, поскольку фотосинтез — это медленная цепная реакция, анатомия листа (рис. 1) уравновешивает количество падающих фотонов и фотонов, потребляемых фотосинтезом, что увеличивает эффективность сбора.Каждый лист в короне работает с высокой эффективностью, используя падающий во всех направлениях свет низкой интенсивности. Мы применили эту структуру для создания трехмерных массивов DSSC, которые очень эффективны при слабом и наклонном освещении. DSSC демонстрируют относительно слабое поглощение, а медленная диффузия электронов ограничивает сбор заряда, учитывая обширные границы раздела между наночастицами диоксида титана (TiO ₂ ), несущими краситель, используемый для захвата света, и толщиной фотоанода, используемого для захвата фотонов.Эта ситуация хорошо соответствует ситуации с клетками листа.

Рисунок 1

Схема, показывающая характерные особенности листьев и то, как они были применены для создания DSSC (вверху слева). Вверху справа: схемы листьев в кроне растения и стратегии имитации, которые мы использовали для создания трехмерных массивов субмодулей DSSC под разными углами со светозахватывающими слоями и без них. Внизу слева: схема эпидермиса листа, палисадных и губчатых клеток, а также (внизу справа) их имитаторы, используемые для создания новых DSSC, включающих светулавливающие слои и узорчатые фотоаноды; подробные структуры видны на снимках, сделанных с помощью сканирующего электронного микроскопа.

Трехмерные модульные матрицы DSSC производят более высокую выходную мощность, когда свет имеет низкую интенсивность и падает под углом. Чтобы максимизировать производительность, мы адаптировали еще одну особенность листьев: мы переработали структуры клеток DSSC, чтобы они напоминали анатомию листа (рис. 1). Лист имеет кутикулу, защищающую ткань от сильного ультрафиолета, эпидермис, палисадные клетки (из которых большая часть участвует в фотосинтезе) и губчатые клетки. Эпидермис изменяет путь падающего света, так что хлоропласты на стенках палисадных клеток получают однородно регулируемый свет, соответствующий скорости фотосинтеза.Трубчатая форма палисадных клеток способствует распределению света по хлоропластам. Дополнительный фотосинтез осуществляется в губчатых клетках, основная функция которых — поддерживать ткани листа, обеспечивая путь для переноса массы и рассеивания света внутри листа. Таким образом, листовые структуры оптимизированы для захвата и использования всенаправленного падающего света ^19,20,21,22 . Кроме того, морфологические изменения в эпидермальных и палисадных клетках позволяют тщательно контролировать направление и интенсивность падающего света ²³ .

Мы поместили светоулавливающий слой на верхнюю часть DSSC и нанесли фотоаноды на микроуровне, чтобы имитировать эпидермальные и палисадные клетки, соответственно (рис. 1). Светоулавливающий слой имитирует эпидермис листа, измененное распределение света за счет фокусировки и распространения на узорчатый фотоанод, а узорчатый фотоанод имитирует отраженный и улавливаемый падающий свет листовой палисад. При всенаправленном падающем свете более задержанный свет улучшает характеристики солнечного элемента. (Рис. S1). Узорчатые фотоаноды имитируют палисадные ячейки, удерживая входящие фотоны и ограничивая боковое движение генерируемых электронов.Таким образом, всенаправленный захват света максимизируется, а потери на рекомбинацию сводятся к минимуму, улучшая преобразование энергии слабого, наклонно падающего света и увеличивая выходную мощность.

Светулавливающие слои были изготовлены путем формования протравленных линзовидных кремниевых пластин двух диаметров, 200 и 600 мкм, из полидиметисилоксана (PDMS) (рис. S2). На плоских изображениях показаны плотно упакованные массивы линз диаметром 200 (рис. 2а) и 600 (рис. 2б) мкм. На разрезах линзы имеют горшковидную форму (вставки на рис.2а, в). Фотоаноды были нанесены методом трафаретной печати с использованием маски; все образцы были четкими и не пересекались (рис. 2d). Толщина фотоанода составляла от 9 до 23 мкм для шаблона 200 мкм и от 12 до 35 мкм для шаблона 600 мкм; расстояние между рисунками составляло 30 мкм. Такое расстояние вызывает потерю фотонов, и, таким образом, входящий свет не используется. Однако светулавливающий слой препятствует передаче входящего света в промежуточные области, как показано на рис. S3. В версии 600 мкм падающий свет распределяется равномерно (рис.2e), рассеянный свет падает на центр слоя, и все узоры захвата света фокусируют падающий свет. В версии 200 мкм падающий свет хорошо распределяется и фокусируется на рисунках фотоанодов (рис. S4). Оба светозахватывающих слоя предназначены для обеспечения того, чтобы рисунок захваченного света был таким же, как у фотоанода. Рисунок 2f иллюстрирует это выравнивание.

Рис. 2

Сканирующие электронные микрофотографии шаблонов захвата света ( a ) шаблона 200 мкм (вставка; изображение в поперечном сечении), ( b ) шаблона 600 мкм и ( c ) поперечное изображение.( d ) Сканирующая электронная микрофотография фотоанода с рисунком 200 мкм и увеличенное изображение (вставка). Также показаны изображения с помощью устройства с зарядовой связью (ПЗС) ( e ) светоулавливающего слоя рисунка 600 мкм и ( f ) структурированного фотоанода в присутствии светоулавливающего слоя. На изображениях справа показано распределение света и схемы фокусировки через светулавливающие слои, полученные с помощью светоизлучающего диода (LED).

Мы стремились оптимизировать улавливание света и формирование рисунка фотоанода с учетом распределения света, пути прохождения фотонов, а также диффузии и сбора генерируемых электронов.Однако потенциал для дальнейшего улучшения производительности велик, учитывая множество морфологий эпидермальных клеток и различную геометрию палисадных клеток. Таким образом, может быть доступно много хорошо подобранных комбинаций схем захвата света / фотоанода. Однако здесь мы сосредоточились на доказательстве концепции нашего ботанического подхода; наши новые DSSC относительно просты. Выровняли узоры линейно (рис. 2е). В высшей степени возможно дальнейшее улучшение производительности.

Мы проанализировали распределение света и плотности тока с помощью 2D-трассировки лучей с последующим использованием метода конечных разностей (МКЭ), использующего уравнение непрерывности электронов для фотоанода.При этом использовалась картина распределения света, полученная с помощью трассировки лучей после введения светоулавливающего слоя и формирования рисунка фотоанода. Подробности описаны в разделе «Подробности эксперимента». Распределение интенсивности света в пределах 200 мкм узорчатых фотоанодов двух толщин, 15 и 30 мкм, при отсутствии улавливающих свет слоев показано на рис. 3а для вертикального и наклонно падающего света под углом 45 °. Для обоих типов света узорчатые электроды изменили интенсивность света и сконцентрировали свет в соответствующих областях, как обычно ожидается в соответствии с законом Бера-Ламберта; Для наклонно падающего света распределения были более четкими и сильными.Однако точки концентрированного света располагались вблизи границ раздела структурированных фотоанодов и стекла из легированного фтором оксида олова (FTO), когда использовались более тонкие электроды (которые более эффективно собирают заряд, чем более толстые электроды). Когда были введены улавливающие свет слои, распределение света внутри узорчатых фотоанодов претерпело значительные изменения, как показано на рис. 3b, c. Когда светулавливающий слой в форме горшка имел фокус внутри стеклянной подложки FTO (при высоте линзы 50 мкм), падающий свет распространялся после фокусировки, вызывая относительно однородное распределение света внутри узорчатого фотоанода.Свет попадал на фотоанод не вертикально, а наклонно; длина прохождения через узорчатый фотоанод увеличивалась, когда свет фокусировался и распределялся светоулавливающим слоем. Эпидермальные клетки играют аналогичную роль в листьях. Однако, когда фокус был расположен за пределами фотоанода с рисунком (на высоте линзы 10 мкм), как показано на рис. 3c, сконцентрированный свет проходил через фотоанод, и распределение света внутри фотоанода сильно отличалось от ожидаемого при применении закон Бера-Ламберта.Такие изменения в распределении света внутри фотоанода вызывали изменения плотности тока фотоанода, отражая баланс между генерацией заряда, рекомбинацией и диффузией внутри фотоанода. Чтобы исследовать влияние угла падения, были рассчитаны всенаправленные данные, как показано на рис. 3d; плотность тока (Jsc) увеличивалась с увеличением угла падения; всенаправленные свойства были выдающимися. Здесь тонкий фотоанод был связан с большим улучшением. Однако, когда был нанесен светоулавливающий слой толщиной 10 мкм, Jsc уменьшалась с увеличением угла падения, потому что фокусная точка перемещалась к краю фотоанода, где скорость генерации намного ниже, когда угол падения увеличивается.Таким образом, улавливание света захватило широкий диапазон входящих фотонов и равномерно распространило их туда, где генерировалась энергия; мы повысили производительность, приняв некоторые аспекты анатомии листа.

Рисунок 3

Распределение интенсивности света внутри узорчатых фотоанодов ( a ) толщиной 15 и 30 мкм в отсутствие светозахватывающих слоев для вертикального и наклонно падающего света под 45 ° и ( b , c ) распределения при наличии улавливающих свет слоев (линзы диаметром 200 мкм и высотой 10 мкм ( b ) и 50 мкм ( d ) присутствовали, как было выявлено с помощью 2D-трассировки лучей.Расчеты методом МКЭ показали, что плотность тока ( d ) зависела от наклонного угла падающего света, когда узорчатые фотоаноды имели толщину 10 и 30 мкм, а светулавливающие слои имели толщину 10 и 50 мкм, и ( e ) от толщины структурированного фотоанода, когда светулавливающие слои имели толщину 10 и 50 мкм и свет подавался вертикально или под углом 45 °.

Диапазон толщины фотоанода был рассчитан, как показано на рис.3e. Когда светулавливающий слой отсутствовал, Jsc увеличивался по мере увеличения толщины фотоанода до 30 мкм, таким образом, намного толще, чем у фотоанода без рисунка. Когда был нанесен светоулавливающий слой толщиной 50 мкм, фотоаноды тоньше 20 мкм обеспечивали улучшение как при вертикальном, так и при наклонном освещении, тогда как световозвращающий слой толщиной 10 мкм был оптимальным, когда фотоанод был толще 20 мкм. Таким образом, и светулавливающий слой, и узорчатый фотоанод повлияли на производительность.Распределение света внутри DSSC и уровней Jsc зависело от геометрии светозахватывающих слоев и фотоанодов, а также их комбинаций. Однако можно управлять шириной рисунка светораспределительного слоя и, следовательно, характеристиками фотоанода; необходимы дальнейшие исследования.

Ранее мы сообщали, что узорчатые электроды улучшают диффузию электронов за счет ограничения движения электронов и изменения распределения света внутри фотоанодов ²⁴ .Мы подготовили наши фотоаноды с рисунком на основе этих данных; мы использовали печатные полутвердые электролиты, как показано на рис. S5. Как показано на рис. 4a, мы получили эффективность преобразования 4% при использовании фотоанода с рисунком 200 мкм толщиной 23 мкм и эффективность преобразования 4,8% при использовании фотоанода с рисунком 600 мкм толщиной 15 мкм в условиях освещения AM1.5 в 1 солнце. Учитывая, что между рисунками существуют пустые пространства, использование полутвердого электролита и отсутствие рассеивающего слоя должно улучшить характеристики DSSC.Когда использовался полутвердый электролит, фотоанод с рисунком 600 мкм демонстрировал более высокую скорость рекомбинации, чем фотоанод с рисунком 200 мкм, и влияние толщины было минимальным. Однако увеличение толщины индуцировало несколько большую рекомбинацию (рис. 4b, c).

Рис. 4

( a ) Взаимосвязь между плотностью тока и напряжением узорчатых фотоанодов 200 мкм (толщиной 23 мкм) и узорчатых фотоанодов 600 мкм (толщиной 15 мкм) в отсутствие световозвращающих слоев.Также показаны отношения между логарифмом плотности тока и разностями напряжения холостого хода ( b ) узорчатых фотоанодов 200 мкм и ( c ) 600 мкм узорчатых фотоанодов по толщине анода. Также показаны зависимости между плотностью тока и напряжением ( d ) узорчатых фотоанодов 200 мкм (23 мкм толщиной) и ( g ) узорчатых фотоанодов 600 мкм (15 мкм толщиной) под углом 30 ° к вертикали. , 45 ° и 60 ° под углом к ​​падающему свету.Также показаны плотности тока ( e ) для фотоанодов с рисунком 200 мкм и ( h ) фотоанодов с рисунком 600 мкм, а также эффективность преобразования ( f ) для фотоанодов с рисунком 200 мкм и ( i ) фотоанодов с рисунком 600 мкм толщина фотоанода со светом, подаваемым вертикально или под углом 30 °, 45 ° и 60 °. Все измерения проводились при условии AM1.5 на 1 солнце.

Трассировка лучей (рис. 3) показала, что светоулавливающий слой высотой 50 мкм обеспечивает оптимальное всенаправленное улавливание света; поэтому мы использовали такой слой.Мы изменили узор (ширину) фотоанода на аналогичный эффект. Когда шаблон имел ширину 200 мкм, увеличение угла падения увеличивало значение Jsc (рис. 4d, e; эти значения были рассчитаны на основе площади проекции фотоанода и падающего луча. Увеличение Jsc с увеличением угла падения приводило к не сильно ухудшать коэффициент заполнения или Voc (рис. 4d). Эффективность преобразования энергии, показанная на рис. 4f, отражает эту тенденцию; введение световоспринимающего слоя значительно повысило эффективность.Имитация структуры листа модифицировала Jsc, изменяя распределение света, а также влияла на работу DSSC, регулируя скорость реакции. Однако необходимы дальнейшие исследования. Вдобавок, как и ожидалось, во время моделирования методом МКЭ, фотоанод толщиной 19 мкм был связан с более высоким Jsc до тех пор, пока угол падения не упал ниже 45 °, при этом фотоанод толщиной 23 мкм обеспечил лучшие характеристики. Трассировка лучей в сочетании с анализом МКЭ хорошо согласовала экспериментальные результаты и должна использоваться для будущей оптимизации.

Когда рисунок был шириной 600 мкм, характеристики DSSC увеличивались с увеличением угла наклонного падающего света, как показано на рис. 4g – i. Jsc (рис. 4h) и эффективность преобразования энергии (рис. 4i) показали, что светулавливающий слой дает меньшие улучшения, чем те, которые дает узор 200 мкм. Как показывает поведение распределения света внутри фотоанода с рисунком 600 мкм (рис. S6), когда присутствует светулавливающий слой толщиной 50 мкм, сфокусированный свет не распространяется равномерно внутри фотоанода, а скорее фокусируется в центре.Таким образом, и рекомбинация, и большая ширина ограниченно влияли на распределение света. Однако на эти результаты сильно влияют даже мельчайшие различия между узорами захвата света и фотоанода; Требуется строгое геометрическое соответствие 1: 1. В будущих исследованиях следует выявить другие условия соответствия и изучить их влияние.

Использование светоулавливающего слоя и узорчатого фотоанода, имитирующего структуру листа, удвоило эффективность преобразования DSSC (с 4% до 8%) за счет изменения распределения света внутри ячеек и повышения эффективности сбора заряда, что показано в модульном масштабе на рис.5. Клетки продемонстрировали заметно улучшенную эффективность при наклонном освещении (рис. 4). Следовательно, если все DSSC получают наклонный свет, общая эффективность улучшается, отражая филлотактическое расположение листьев в кроне растения. Чтобы обеспечить такие условия, группы из четырех DSSC были подключены параллельно под определенными углами решетки (рис. 5а). По сравнению с обычной плоской решеткой большинства солнечных элементов, эффективность преобразования падающего света увеличивалась с увеличением угла решетки (рис. 5b – e).Также внутреннее сопротивление было уменьшено за счет использования светулавливающего слоя за счет увеличения угла падающего света за счет увеличения длины прохождения света внутри узорчатого фотоанода. Эффективность преобразования субмодулей варьировалась в зависимости от размера шаблона, состояния световоспринимающего слоя и толщины фотоанода; в целом эффективность возрастала по мере увеличения наклонного угла падающего света. Например, эффективность субмодулей с размером шаблона 200 мкм с фотоанодами толщиной 23 мкм значительно увеличилась в присутствии светозахватывающих слоев, а эффективность субмодулей с размером шаблона 600 мкм и фотоанодами толщиной 12 мкм — нет.

Рис. 5

Фотография ( a ) четырехэлементных субмодулей, расположенных под углом 30 °, 45 ° и 60 °. На соотношение между плотностью тока, основанной на площади проекции фотоанода, и напряжением ( b ) узорчатых фотоанодов 200 мкм и ( c ) узорчатых фотоанодов 600 мкм влияло присутствие световозвращающего слоя при всех испытанных углах матрицы. Эффективность, основанная на площадях проекции фотоанодов ( d ) 200 мкм узорчатых фотоанодов и ( e ) 600 мкм узорчатых фотоанодов, зависела от толщины и степени захвата света при всех протестированных углах матрицы.Все измерения проводились при силе вертикального падающего света 1 солнце AM1,5.

Тем не менее, очевидно, что эффективность преобразования субмодулей в проекции фотоанода на основе площади была значительно улучшена (почти вдвое) с использованием грубых имитаций листовых структур. Мы получили эффективность преобразования более 8% даже в отсутствие рассеивающего слоя, используя полутвердый электролит и простое изготовление печати. Дальнейшие улучшения последуют, когда конструкция, материалы и структура будут оптимизированы, чтобы создать солнечные элементы следующего поколения.

Что касается применения в городской среде, мы смоделировали производство электроэнергии в течение 1 дня с использованием фиксированной установки (с точки зрения места и угла), изменив угол падения с 0 на вертикальный (рис. 6). И фотоаноды с рисунком 200 мкм толщиной 23 мкм и фотоаноды с рисунком 600 мкм толщиной 15 мкм показали значительное увеличение выработки электроэнергии. Светоулавливающий слой улучшает качество изображения во всех случаях, эффективно улавливая фотоны ненаправленного падающего света.Использование фотоанодов с рисунком 200 мкм и толщиной 23 мкм улучшило выработку электроэнергии почти на 55% после введения светоулавливающего слоя (по сравнению с традиционной модульной конструкцией, то есть плоской матрицей без световозвращающего слоя).

Рисунок 6

Выходная мощность в зависимости от площади проекции фотоанода и угла падения субмодуля матричных субмодулей из четырех ячеек (различаются по углу решетки) ( a ) для фотоанодов с рисунком 600 мкм (толщиной 15 мкм) и ( b ) Фотоаноды с рисунком 200 мкм (толщиной 23 мкм) со светоулавливающими слоями и без них.Также показаны относительные интегрированные удельные мощности при всех углах падения, обеспечиваемые одними и теми же матричными субмодулями из четырех ячеек для ( c ) фотоанодов с рисунком 600 мкм (толщиной 15 мкм) и ( d ) фотоанодов с рисунком 200 мкм (23 мкм по толщине) со светоулавливающими слоями или без них. Все измерения проводились при условии AM1.5 на 1 солнце.

Очевидно, что наш ботанический подход полезен для улучшения фотоэлементов для использования в городских условиях. Нам легко удалось увеличить производство электроэнергии на 55%.Еще предстоит использовать весь потенциал нашего метода. Мы установили новые правила проектирования для солнечных элементов и модулей, а также изучили лежащие в их основе концепции и механизмы. Эта работа открывает новую область фотоэлектрических исследований.

Профиль пяти крупнейших солнечных электростанций в Индии

Общая установленная мощность солнечных электростанций по всей Индии в настоящее время составляет около 30 гигаватт.

Национальная миссия Индии по солнечной энергии началась в 2010 году.

Индия занимает третье место в Азии и четвертое место в мире по производству солнечной энергии на своих предприятиях.В настоящее время это составляет около 38% от общей мощности возобновляемых источников энергии. Страна также утверждает, что владеет крупнейшим в мире солнечным парком, расположенным в Раджастане.

Национальная солнечная миссия Индии была запущена в 2010 году — время, когда было установлено всего 10 МВт солнечной энергии — с целью 20 ГВт, установленной на конец десятилетия. Однако из-за значительной активности в секторе солнечной энергетики в последующие годы Индия повысила свою цель на несколько ступеней и теперь стремится достичь 100 ГВт мощности солнечной энергии к 2022 году.

Некоторые из крупнейших в стране солнечных электростанций находятся в штатах Раджастан, Карнатака, Андхра-Прадеш, Мадхья-Прадеш и Тамил Наду.

Пять лучших солнечных электростанций в Индии

NS Energy представляет пять крупнейших солнечных электростанций, работающих в настоящее время в Индии.

1. Солнечный парк Бхадла — 2250 МВт

Утверждается, что это самая большая солнечная электростанция в мире. Солнечный парк Бхадла расположен в деревне Бхадла, в районе Джодхпур Раджастхана.На территории 14 000 акров установлена ​​полностью действующая электростанция мощностью почти 2250 мегаватт (МВт).

Эта огромная солнечная электростанция была разработана несколькими организациями, такими как Rajasthan Solar Park Development Company Limited (дочерняя компания Rajasthan Renewable Energy Corporation Limited), Saurya Urja Company (совместное предприятие правительства Раджастана и IL&FS Energy Development Company) и Adani Renewable Energy Park Rajasthan (совместное предприятие дочерней компании Adani Enterprises Adani Renewable Energy Park и правительства Раджастана).Текущее потребление солнечной энергии в Раджастане составляет 10% от общего энергопотребления штата.

Самая большая солнечная электростанция в стране находится в штате Раджастан (Источник: Сэмюэл Фабер / Pixabay)

2. Проект солнечной электростанции Shakti Sthala — 2 050 МВт

Крупнейший полностью действующий парк солнечных батарей до конца 2019 года, проект солнечной электростанции Shakti Sthala мощностью 2050 МВт в Павагада-Талук, район Тумакуру, штат Карнатака, в настоящее время является второй по величине солнечной электростанцией в Индии после Бхадлы в Раджастане.

Разработано компанией Karnataka Solar Park Development Corporation Limited (KSPDCL) — совместным предприятием Корпорации солнечной энергии Индии (SECI) и компании Karnataka Renewable Energy (KREDL) при помощи Национальной тепловой энергетической корпорации (NTPC) — компании Pavagada Солнечный парк занимает более 13 000 акров земли. Rs. Предполагается, что предприятие в размере 14 800 крор (около 1,95 миллиарда долларов) принесло пользу 2300 фермерам Павагады, которым было трудно из-за того, что регион расположен в полузасушливом районе, где выпадает очень мало осадков.

3. Парк солнечных батарей Ultra Mega — 1000 МВт

Расположенный в Орвакале, округ Курнул, Андхра-Прадеш, который является еще одним ведущим индийским штатом по объему солнечной энергии, Ультрамега-солнечный парк мощностью 1000 МВт занимает площадь более 5932 акров и является третьей по величине солнечной электростанцией в мире. место расположения. Завод был построен в течение двух лет Andhra Pradesh Solar Power Corporation через совместное предприятие с Solar Energy Corporation, Andhra Pradesh Generation Corporation и New and Renewable Energy Development Corporation при инвестициях более рупий.7 143 крор (около 943 миллиона долларов).

В прилегающем районе Кадапа планируется ввести в действие парк солнечных батарей мощностью 1500 МВт вместе с еще двумя крупными солнечными электростанциями, которые могут увеличить мощность солнечной энергии в штате еще на 2750 МВт.

Индия занимает третье место в Азии и четвертое в мире по производству солнечной энергии на своих заводах (Фото: Дэвид Марк / Pixabay)

4. Проект солнечной электростанции Rewa — 750 МВт

Проект солнечной электростанции Rewa

в Мадхья-Прадеш занимает площадь 1590 акров и управляется компанией Rewa Ultra Mega Solar Ltd.Солнечная электростанция Rewa, разработанная компаниями Mahindra Renewables, Solengeri Power и ACME Solar Holdings, является одним из основных поставщиков электроэнергии для метро Дели.

Это первый и единственный до сих пор солнечный проект Индии, финансируемый из Фонда чистых технологий, а также единственная в Индии солнечная электростанция, получившая льготный кредит от Международной финансовой корпорации Всемирного банка. Езда на инвестиции в размере рупий. 2800 крор (около 370 миллионов долларов), ввод в эксплуатацию этого завода, как сообщается, сэкономил метрополитен Дели 1,400 крор рупий (прибл.185 миллионов долларов) в течение всего срока реализации проекта.

5. Солнечная электростанция Камути — 648 МВт

В Камути, в районе Раманатхапурам южного штата Тамил Наду, находится пятая по величине солнечная электростанция в Индии. Посвященная стране компанией Adani Green Energy (Tamil Nadu) Ltd, принадлежащей Adani Group, солнечная электростанция мощностью 648 МВт, состоящая из 2,5 миллионов солнечных панелей и занимающая площадь в 2500 акров, была построена с инвестициями в размере около рупий. 4550 крор (примерно 601 миллион долларов) в 2016 году.Солнечная электростанция Камути была создана 8 500 рабочими за восемь месяцев. Станция мощностью 648 МВт подключена к подстанции Камути мощностью 400 кВ Тамил Наду, которая распределяет электроэнергию примерно в 265 000 домов.

Ежедневно солнечная электростанция Камути очищается роботизированной системой, у которой есть собственные солнечные батареи для зарядки. Цель правительства штата — в ближайшее время выйти на установленную мощность в 3000 МВт.

У вас есть интересный контент, которым вы можете поделиться с нами? Введите свой адрес электронной почты, чтобы мы могли с вами связаться.

Солнечная энергия: коммунальные электростанции и распределенное производство солнечной энергии — Total.com

Борьба с изменением климата является неотъемлемой частью как нашей долгосрочной стратегии роста, так и нашего стремления стать ответственным энергетическим гигантом. Чтобы обеспечить успех и удовлетворить растущий спрос на электроэнергию, мы усиливаем наш опыт в области возобновляемых источников энергии, особенно в солнечной энергии, учитывая ее многочисленные преимущества.Чистая и богатая по определению солнечная энергия также является гибкой, эффективной и конкурентоспособной.

Опыт во всей цепочке создания стоимости фотоэлектрической солнечной энергии

5 ГВт

Установленные валовые мощности по производству возобновляемой энергии в середине 2020 года

Наши команды привержены развитию солнечной энергии.Как интегрированный оператор, теперь мы присутствуем на всех этапах производственно-сбытовой цепочки фотоэлектрических солнечных батарей, от производства элементов до хранения солнечной энергии и продажи электроэнергии. Мы также разрабатываем и эксплуатируем крупные солнечные электростанции и децентрализованные системы в домах, заводах и офисах наших клиентов.

Мы инвестируем в развитие новых мощностей по производству возобновляемой энергии по всему миру и стремимся содействовать появлению технологий, которые повышают конкурентоспособность и доступность этого чистого источника энергии.

Раскрытие секретов солнечной энергии

Узнайте все, что нужно знать, и больше об этом решении будущего, в том числе о том, из чего сделана фотоэлектрическая панель и как преобразовывается и транспортируется солнечная энергия.

Подтверждение нашего опыта в эксплуатации солнечных электростанций

Total зарекомендовала себя среди ведущих компаний отрасли благодаря своей способности разрабатывать и эксплуатировать солнечные электростанции по всему миру.Мы вышли на рынок в 2011 году, приобретя контрольный пакет акций SunPower, ведущего производителя высокоэффективных фотоэлектрических элементов. В 2014 году наша дочерняя компания построила крупнейшую в мире фотоэлектрическую электростанцию ​​в пустыне Мохаве, к северу от Лос-Анджелеса, мощностью 700 мегаватт. Кроме того, наша дочерняя компания Total Solar International управляет солнечными фермами в Южной Африке, Японии и Чили.

Кроме того, с Total Eren нашим стратегическим приоритетом является развитие солнечных электростанций в странах с развивающейся экономикой с растущими потребностями в электроэнергии.

Технологический подвиг солнечной фермы Nanao

Электростанция Nanao — наша первая солнечная ферма в Японии. Построенная в экстремальных условиях на полуострове Ното, электростанция мощностью 27 мегаватт обеспечивает электричеством почти 8 900 японских семей.

Развитие распределенной солнечной энергетики

Среди многих преимуществ солнечной энергии — способность распределять выработку электроэнергии как можно ближе к потребителям.Total поддерживает эту смену парадигмы, разрабатывая децентрализованные фотоэлектрические решения, включая системы крыш для жилых, промышленных и коммерческих зданий, а также навесы для автомобилей на солнечных батареях.

Мы также устанавливаем эти решения на наших собственных объектах: более 5000 наших сервисных станций и 100 наших промышленных объектов будут оснащены солнечными батареями в течение следующих пяти лет. Установленная мощность составит 200 мегаватт, что снизит выбросы CO ₂ на 100 000 метрических тонн в год.

Эта цель стала достижимой благодаря исследованиям и разработкам нашего филиала SunPower, который повысил эффективность своих солнечных панелей до 24,1%, что в среднем на 44% выше, чем у стандартных фотоэлектрических систем. Эти характеристики делают солнечную энергию доступной даже для людей, живущих в районах с небольшим количеством солнечного света или с ограниченным пространством для фотоэлектрической системы.

Солнечная ферма в центре биоперерабатывающего завода La Mède

В 2015 году мы взяли на себя обязательство превратить наш нефтеперерабатывающий завод La Mède в платформу, посвященную энергии будущего.Этот проект, в котором находится первый во Франции завод по переработке биопереработки мирового класса, также является частью более широкого плана трансформации, который охватывает несколько предприятий с высоким потенциалом роста, включая солнечную.

Солнечные элементы, вдохновленные заводами, повышают эффективность

Работая в лабораториях (эй, почему вы думаете, что они называют их лабораториями) по всему миру, ученые идут по горячим следам нового ультраэффективного поколения солнечных элементов, основанных на фотосинтезе, сложной серии химических реакций, которые растение можно делать с закрытыми глазами и связанной за спиной одной рукой.Как люди могут это победить? Группа исследователей из США только что разгадала часть головоломки, так что давайте посмотрим.

Новый сверхэффективный солнечный элемент на основе растений, часть 1.

Прежде чем мы перейдем к новому солнечному элементу, кто-нибудь здесь помнит шоу HBO «Остатки?» Знаете, тот, где 10% мирового населения внезапно исчезают без причины? Нет?

Хорошо, тогда как насчет последних двух фильмов Marvel Avengers, , Infinity Wars и Endgame ? Да ладно, все это видели! Они подняли планку массовых уничтожений, когда 50% населения исчезло из всей вселенной.

Это подводит нас к реальному случаю исчезновения, который более амбициозен, чем The Leftovers , хотя и не такой экстремальный, как Avengers .

Итак, вы, наверное, уже догадались, что это был Указ, подписанный в прошлую пятницу вечером президентом США * Дональдом Трампом. Одним движением пера он приказал каждому федеральному агентству уничтожить 30% своих научно-консультативных комитетов.

Кто-то смотрел слишком много фильмов! Или повторы старых шоу HBO! Или оба!

Новый сверхэффективный солнечный элемент на основе растений, часть 2.

Где мы были? Ах да, новый прорыв в солнечных элементах, основанный на фотосинтезе.

Новый солнечный элемент — это биологически-металлический гибрид, вроде бионического человека, только растения. Для этого проекта ученые из Брукхейвенской национальной лаборатории объединились с университетом Стоуни-Брук на Лонг-Айленде, штат Нью-Йорк. В медиа-офисе BNL есть объяснитель:

… ученые из Брукхейвенской национальной лаборатории Министерства энергетики США и Университета Стони Брук собрали наногибридную структуру, которая содержит как биологически полученные (биотические), так и неорганические (абиотические) материалы.

Гы, вундеркинд! Из чего он сделан?

Они объединили светособирающий белок из цианобактерий, полупроводниковые нанокристаллы (квантовые точки) и двумерный (2-D) полупроводниковый переходный металл толщиной всего в один атомный слой.

Понятно? Цианобактерии (также известные как сине-зеленые водоросли) — одна из рабочих лошадок движения за возобновляемые источники энергии, с их применением в преобразовании биотоплива и метана, а также в преобразовании солнечной энергии.

Переходным металлом является диселенид молибдена, который является еще одним важным инструментом, появившимся в наборе инструментов чистых технологий.

Квантовые точки составляют еще одну часть рецепта. Это крошечные кристаллические частицы полупроводниковых материалов. Квантовые точки, также называемые «искусственными атомами», могут быть адаптированы в наномасштабе для различных целей, например для сбора солнечной энергии.

В новом солнечном элементе квантовые точки заменяют светособирающий белковый комплекс, содержащийся в растениях. Их возбуждает солнечная энергия, и они передают эту энергию белку APC (белок цианобактерий).Оттуда он попадает в диселенид молибдена, который функционирует как «реакционный центр».

По данным команды Brookhaven, слой APC повышает эффективность солнечного элемента на 30% по сравнению с однослойным диселенидом молибдена, действуя как своего рода воронка.

Вперед и вверх для бионического листа

Для получения дополнительных сведений см. Статью « Эффективная светосборная биотико-абиотическая наногибридная система, включающая атомно тонкие дихалькогениды переходных металлов Ван-дер-Ваальса » в журнале ACS Photonics .

Следующие шаги исследования включают в себя более подробное понимание действующего механизма.

Это может занять некоторое время, так что не затаите дыхание перед новым гибридным солнечным элементом.

Между тем, однако, даже без повышения эффективности солнечная энергия становится все дешевле, дешевле, дешевле.

В прошлом месяце Международное агентство по возобновляемым источникам энергии сообщило, что где-то в следующем году как береговые ветровые, так и солнечные фотоэлектрические системы станут наименее дорогими источниками новой электроэнергии во многих частях земного шара, даже без субсидий.

Поздний день и короткий доллар

Все это, безусловно, ставит под сомнение планы президента Трампа помочь угольной промышленности США выйти из ее депрессивного состояния.

Президент уже предпринял пару маневров, чтобы сохранить работоспособность неэкономичных угольных электростанций в США, но ничего не застряло, а возобновляемые источники энергии начинают терять популярность.

В том, что кажется последним «Радуйся, Мария», EPA работает над откатом плана «чистой энергии» эпохи Обамы.

Удачи с этим. План был повешен в суде и так и не вступил в силу, но даже без федеральной политики ветер и солнечная энергия по-прежнему вытесняют уголь с рынка энергетики США. Следующим в списке хит-парадов стоит природный газ.

Агентство по охране окружающей среды

запускает откат сегодня — чего это стоит.

Следуйте за мной в Twitter.

* Развивающаяся история.

Фотография (обрезана): через Брукхейвенскую национальную лабораторию: исследователи Минксинг Ли (сидит) и Мирча Котлет (слева) из Центра функциональных наноматериалов Брукхейвенской лаборатории и Цзя-Шианг Чен из факультета материаловедения и химической инженерии Университета Стони Брук.

Цените оригинальность CleanTechnica? Подумайте о том, чтобы стать участником, сторонником или представителем CleanTechnica — или покровителем Patreon.

У вас есть совет для CleanTechnica, вы хотите разместить рекламу или предложить гостя для нашего подкаста CleanTech Talk? Свяжитесь с нами здесь.

Новый подкаст: Прогнозирование продаж электромобилей и цен на батареи и металл для электромобилей — Интервью с руководителем BloombergNEF по исследованию чистой энергии

«Зеленая» солнечная батарея состоит из растений

Исследователи заявили, что они достигли прогресса в создании недорогих солнечных батарей из растений.

В статье, опубликованной сегодня в Scientific Reports, описывается улучшенный метод производства «биофотоэлектрической энергии» без сложного лабораторного оборудования, которое ранее требовалось. Исследователи сказали, что специально разработанные химические вещества можно смешивать с зелеными растениями, даже с обрезками травы, чтобы создать фотоэлектрический материал за счет фотосинтеза.

«Возьмите этот пакет (с химикатами), смешайте его с чем-нибудь зеленым и нарисуйте им крышу», — сказал в своем заявлении исследователь Массачусетского технологического института Андреас Мершин, который является одним из соавторов статьи.Он воображает, что такие дешевые солнечные батареи могут использоваться людьми в развивающихся странах, у которых нет электросети для зарядки ламп или сотовых телефонов.

Этот прогресс представляет собой повышение эффективности на 10 000 процентов по сравнению с предыдущими солнечными элементами на заводе, но эти элементы далеко не практичны. По словам Мершина, экспериментальные солнечные элементы, изготовленные с использованием этого процесса, преобразуют только 0,1 процента солнечного света в электричество, и для практического применения потребуется десятикратное улучшение.

В течение многих лет ученые пытались создать солнечные элементы из набора молекул в растительных клетках, которые выполняют работу фотосинтеза, называемую фотосистемой-I.Однако для этого материала требовалось специальное оборудование для нанесения тонких пленок и оптическое оборудование. И производимый ток был слишком низким.

Мершин смог создать работоспособный солнечный элемент, сделанный с использованием комбинации новых материалов, которые изолируют молекулы PS-I и образуют массив крошечных нанопроволок оксида цинка, которые переносят ток и обеспечивают большую площадь поверхности. Согласно статье, эти нанопровода, которые также обеспечивают структуру многослойного солнечного элемента, можно выращивать при комнатной температуре на различных гибких и недорогих подложках.

«После долгих исследований нам удалось сделать процесс извлечения этого белка, его стабилизации и нанесения на поверхность, которая сделана таким образом, чтобы фотоэлектрический эффект мог происходить очень легко», — сказал он. видео предоставлено MIT.

В своей статье исследователи отмечают ряд проблем, связанных с этими «зелеными» солнечными элементами, в том числе их долговечность и эффективность. Но первоначальные тесты производительности этой новой техники предлагают многообещающий путь для дальнейших исследований, говорят они.«Управление этой замысловато организованной фотосинтетической наноцепью и ее переподключение для производства электричества обещает недорогую и экологически чистую солнечную энергию», — говорится в статье.

солнечной энергии | Описание, использование и факты

Солнечная энергия , излучение Солнца, способное выделять тепло, вызывать химические реакции или генерировать электричество.Общее количество солнечной энергии, падающей на Землю, значительно превышает текущие и ожидаемые мировые потребности в энергии. При надлежащем использовании этот сильно рассеянный источник может удовлетворить все будущие потребности в энергии. Ожидается, что в 21 веке солнечная энергия станет все более привлекательной в качестве возобновляемого источника энергии из-за ее неисчерпаемых запасов и экологически чистого характера, в отличие от угля, нефти и природного газа с ограниченным количеством ископаемых видов топлива.

солнечные панели

Солнечные панели на крыше.

© flucas / Fotolia

Британника исследует

Список дел Земли

Действия человека вызвали обширный каскад экологических проблем, которые теперь угрожают продолжающейся способности как естественных, так и человеческих систем процветать.Решение критических экологических проблем глобального потепления, нехватки воды, загрязнения и утраты биоразнообразия, возможно, является величайшей задачей 21 века. Мы встанем им навстречу?

Солнце — чрезвычайно мощный источник энергии, а солнечный свет на сегодняшний день является крупнейшим источником энергии, получаемой Землей, но его интенсивность на поверхности Земли на самом деле довольно мала. Это в основном из-за огромного радиального распространения излучения далекого Солнца.Относительно незначительные дополнительные потери происходят из-за атмосферы и облаков Земли, которые поглощают или рассеивают до 54 процентов падающего солнечного света. Солнечный свет, достигающий земли, состоит почти на 50 процентов из видимого света, на 45 процентов из инфракрасного излучения и меньшего количества ультрафиолетового и других форм электромагнитного излучения.

солнечная энергия

Отражение и поглощение солнечной энергии. Хотя часть поступающего солнечного света отражается атмосферой и поверхностью Земли, большая часть поглощается поверхностью, которая нагревается.

© Merriam-Webster Inc.

Потенциал солнечной энергии огромен, так как Земля ежедневно получает в виде солнечной энергии примерно в 200 000 раз больше общей ежедневной производственной мощности мира. К сожалению, хотя сама солнечная энергия бесплатна, высокая стоимость ее сбора, преобразования и хранения по-прежнему ограничивает ее использование во многих местах. Солнечное излучение может быть преобразовано либо в тепловую энергию (тепло), либо в электрическую, хотя первое легче осуществить.

Тепловая энергия

Среди наиболее распространенных устройств, используемых для улавливания солнечной энергии и преобразования ее в тепловую энергию, являются плоские коллекторы, которые используются для солнечного отопления. Поскольку интенсивность солнечной радиации на поверхности Земли настолько мала, эти коллекторы должны быть большими по площади. Например, даже в солнечных частях мира с умеренным климатом коллектор должен иметь площадь около 40 квадратных метров (430 квадратных футов), чтобы собрать достаточно энергии для удовлетворения энергетических потребностей одного человека.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишись сейчас

Наиболее широко используемые плоские коллекторы состоят из почерневшей металлической пластины, покрытой одним или двумя листами стекла, которые нагреваются падающим на нее солнечным светом. Затем это тепло передается воздуху или воде, называемым жидкостями-носителями, которые проходят через заднюю часть пластины. Тепло может быть использовано напрямую или может быть передано другому носителю для хранения. Плоские коллекторы обычно используются для солнечных водонагревателей и отопления дома.Хранение тепла для использования ночью или в пасмурные дни обычно достигается за счет использования изолированных резервуаров для хранения воды, нагретой в солнечные периоды. Такая система может снабжать дом горячей водой, забираемой из резервуара для хранения, или, когда нагретая вода течет по трубам в полах и потолках, она может обеспечивать обогрев помещения. Плоские коллекторы обычно нагревают жидкости до температур от 66 до 93 ° C (от 150 до 200 ° F). КПД таких коллекторов (то есть доля полученной энергии, которую они преобразуют в полезную энергию) составляет от 20 до 80 процентов, в зависимости от конструкции коллектора.

солнечное отопление

Крыша здания с плоскими коллекторами, улавливающими солнечную энергию для нагрева воздуха или воды.

Алан Мак

Другой метод преобразования тепловой энергии используется в солнечных прудах, которые представляют собой водоемы с соленой водой, предназначенные для сбора и хранения солнечной энергии. Тепло, извлекаемое из таких водоемов, позволяет производить химикаты, продукты питания, текстиль и другие промышленные продукты, а также может использоваться для обогрева теплиц, бассейнов и животноводческих помещений.Солнечные пруды иногда используются для производства электроэнергии за счет использования двигателя с органическим циклом Ренкина, относительно эффективного и экономичного средства преобразования солнечной энергии, что особенно полезно в удаленных местах.