Все рубрики Обратная связь Карта сайта
Версия для слабовидящих
ICOНовостиЭкономика и бизнесИсследования и анализВсе материалы
฿➚💱
Получай Биткоины пассивно!

Заставь время работать на себя!

Самый простой, надежный и проверенный способ растущего пассивного дохода без вложений, затрат времени и изучения.

Делай сегодня то, что другие не хотят, или не знают, и завтра сможешь жить так, как другие не смогут. Всего одно простое решение ведет к большим переменам.

Подробнее

Солнечные батареи нового типа обещают КПД, сравнимый прямо-таки с бензиновыми ДВС - Блоги - ITC.UA

17.12.2011

Принципиально новый процесс конвертации солнечного света в электрический ток был открыт и проверен на практике Николасом Мелошем, профессором Стэнфордского университета из солнечной Калифорнии (National Stanford University). В разработанных им фотоячейках генерация электричества в фотоячейке проходит при высокой температуре, а сам нагрев усиливает процесс такой генерации.

Практически все современные промышленные и бытовые солнечные панели построены на основе кремниевых фотоячеек, одна из проблем которых - существенное снижение КПД (вплоть до прекращения работы) с ростом температуры самой ячейки. Если вспомнить, что коэффициент полезного действия в случае с кремниевыми солнечными панелями и так не превышает 5% - 7%, то дальнейшее его снижение делает использование фотоэлектрических ячеек бессмысленным, если не отводить лишнее тепло. Предельная температура работы этих кремниевых "батарей" не превышает 80 градусов Цельсия, а при 100 градусах и выше они просто перестают вырабатывать ток.

В новых фотоячейках процесс выработки электроэнергии протекает при более высоких температурах - от 200 до 800 (в теории) градусов Цельсия. Автор разработки назвал этот процесс принципиально новым способом конверсии солнечного света в электричество: photon enhanced thermionic emission, PETE (дословно - термионная эмиссия, улучшенная фотонами). Упрощенно, смысл ее в том, что процесс, происходящий в обычной солнечной батарее, здесь усиливается с ростом температуры ячейки, передавая электронам дополнительную энергию (путем нагрева) и усиливая образуемый ими ток. В теории идеальная PETE-ячейка должна была бы достигнуть КПД в 40%-50%, однако, на практике этот показатель составил чуть более 20%, что, однако, больше такого у "обычных" солнечных батарей.

Главное достоинство этих ячеек является своего рода зеркальным отражением главного недостатка кремниевых солнечных панелей - последние способны работать лишь с узким спектром солнечного излучения, теряя до 60% энергии, получаемой с солнечным светом в виде нагрева и последующего рассеивания тепла. Если же вспомнить, что с ростом нагрева падает КПД, то становится понятно, чем так выгодно отличаются новые "батареи". Здесь все наоборот - лишнее тепло только усиливает фотоэффект. Более того, излишнее тепло можно использовать дальше в классических тепловых машинах (напр. паровых турбинах), отводя его при помощи радиатора и какого-нибудь теплоносителя. В таком случае полезность преобразования обещают повысить до 55%-60%, что уже может составить серьезную конкуренцию тепловым электростанциям на ископаемом топливе.

Материалы, необходимые для изготовления фотоячеек нового типа, вроде как не дорогие и широко используются в современной электронной промышленности. Конструктивно эти ячейки представляют из себя полупроводник, покрытый тонким слоем цезия. В экспериментальной установке в качестве полупроводника был использован нитрид галлия. Пока это - единственный материал, который был способен выдавать РЕТЕ-эффект, оставаясь работоспособным при температуре выше 200 С. Однако, ограничение по температуре здесь составило около 400С, что не позволило добиться расчетного КПД в 50%, предсказанного компьютерным моделированием для материала, работающего при температуре 800С. В данный момент ведется исследования по применению различных соединений в таких ячейках, наиболее перспективным из которых является арсенид галлия. В любом случае, КПД в 20% сравним с таковым у бензинового двигателя внутреннего сгорания, что уже является большим прогрессом для альтернативной энергетики.

О стоимости материалов авторы разработки сообщают, что, в случае применения ячейки в солнечном концентраторе (система зеркал, собирающая солнечный свет и фокусирующая лучи в одной точке, нагревающей рабочее тело теплоэлектрогенератора), потребуется пластина диаметром около 6 дюймов, так что, стоимость материала здесь не играет большой роли. И это еще одна особенность выгодно, отличающая эту разработку от традиционных солнечных батарей, требующих квадратные метры кремниевого покрытия. В идеале, авторам видится простая модернизация существующих солнечных электростанций на основе концентраторов, суть которой - добавить туда эти самые пластины. Их форма разрабатывается как раз с учетом конструктивных особенностей электростанций такого типа.

В заключение Мелош сообщает, что даже если увеличение КПД его панелей по сравнению с традиционными солнечными батареями составит 10% (вместо теоретических 50%), это составит увеличение КПД традиционной солнечной электростанции с 20% до 30%...что, в итоге, и приведет к общему возрастанию КПД этой станции на 50%. Такая вот у него хитрая математика, не мытьем, так катанием. Если рассуждать таким образом и дальше, то, взяв типичную солнечную электростанцию с КПД 10% и прибавив ей еще 10%, получим общий КПД в 20%, или - увеличение «полезности» в два раза, считай на 100%!:)

Мелош смотрит на нас как на любителей дешевой электроэнергии:)

На практике это будет означать удешевление получаемой таким образом электроэнергии, что, по мнению автора, должно будет означать революцию в коммерческой электрогенерации на основе солнечной энергии. Спонсорами данного исследования выступили Global Climate and Energy Project at Stanford, совместно с предприятием Стенфордского же университета и National Accelerator Laboratory, а так же - всем нам хорошо известное исследовательское подразделение Пентагона DARPA. Последние денег на ветер обычно не бросают, так что в ближайшем будущем можно ожидать промышленных образцов этих новых термофотоячеек. Если, конечно, проект не закроют нефтегазовые лоббисты.

Источник: itc.ua

Дешевая солнечная энергия придет взамен атомной

Новые современные технологии производства солнечной энергии делают ее, несомненно, довольно дешевым и наименее опасным источником, несравненно дешевле и безопаснее, чем ядерная энергия.

Такие выводы сделали британские лидеры рынка по производству возобновляемой энергии, опираясь на исследования, проведенные в университете Duke University in Durham.

17.12.2011
Солнечная энергия подешевела до уровня ядерной

Ученые из Университета Дюка (Duke University) Джон Блекберн и Сэм Канингем (John Blackburn, Sam Cunningham) провели исследование, в ходе которого выяснилось что производство электричества при помощи солнечных батарей стало дешевле ядерной энергетики. Авторы исследования установили, что за последние 12 лет постоянно снижающаяся стоимость фотоэлементов достигла такого уровня, который ставит под сомнение экономическую целесообразность строительства атомных электростанций: по сравнению с 1998 годом стоимость производства фотоэлементов снизилась вдвое. Технологические новшества, а также постоянно растущий спрос оказали положительное влияние на снижение цен на солнечные батареи. Одновременно с этим затраты на эксплуатацию стареющих атомных электростанций вкупе с необходимостью утилизации отработанного ядерного топлива накладывают отпечаток на себестоимость "ядерного киловатта".

17.12.2011
Солнечная энергия теснит ядерную энергетику

Знаменитый частный исследовательский университет Дьюка (Duke University), расположенный в городе Дарем, Севрная Каролина, США обнародовал результаты исследований, которые проводились под руководством ученых Джона Блекберна (John Blackburn) и Сэма Канингема (Sam Cunningham). В результате изысканий команда исследователей пришла к выводу о том, что на сегодняшний момент производить электрическую энергию посредством солнечных батарей уже стало дешевле производства ее при помощи ядерной энергетики.

17.12.2011
Все статьи

Комментарии

В мире

137 274 411 548 685 685