Новости возобновляемой энергетики от 14.08.2016

Дата публикации: 14 августа 2016

Солнечные батареи в виде самоклеящейся пленки

Источник: http://elektrovesti.net/48146_solnechnye-batarei-v-vide-samokleyashcheysya-plenki

«Солнечную батарею можно будет наклеить на что угодно, от портативных источников питания для гаджетов, до умной одежды и даже автономных скафандров космонавтов», — сказано в статье Сяолинь Чжен, опубликованной в журнале Scientific Reports.

Объединение тонкопленочной электроники с новыми солнечными батареями откроет возможности для создания новых технических устройств, и это только первый этап в развитии данной технологии. Технологию «оторви и наклей» можно будет использовать совершенно разносторонне, уверена руководитель коллектива физиков Стэнфордского университета Сяолинь Чжен.

Чжен с единомышленниками разработали и воспроизвели настоящие солнечные батареи-наклейки, ставшие результатом экспериментов с пленками оксида кремния и никеля нанометровой толщины. Ученые поясняют, что солнечные батареи традиционно могут нормально работать лишь на очень-очень ровных поверхностях, на особых подложках, например — из стекла или кремния.

Проблема в том, что если использовать другие подложки, то они не подойдут по причине плохой плоскостности поверхности, низкой устойчивости к воздействию высоких температур и к химической обработке. Такая традиция очень ограничивает сферы применения солнечных источников питания с одновременным ростом их себестоимости.

Солнечные батареи в виде самоклеящейся пленки

Разработчикам удалось избавиться от этих недостатков в своих тонкопленочных батареях благодаря оригинальному подходу. Главной идеей стало отделить готовую батарею от кремниевой пластины, чтобы затем можно было бы использовать любую подложку, независимо от ее плоскостности и жесткости.

На решение ученых натолкнула технология получения графена его первооткрывателями Геймом и Новоселовым. По аналогичной методике Сяолинь Чжен с коллегами нанесли тончайшую пленку никеля (300 нм) на пластинку из смеси оксида кремния и чистого кремния методом электронно-лучевого испарения.

Следующим шагом на полученную двухслойную структуру нанесли активную часть тонкопленочной солнечной батареи и защитный полимерный слой для предотвращения контакта активной части с водой. Затем к одному краю приклеили термоскотч, и поместили пластинку на водяную баню при комнатной температуре.

Спустя несколько минут ученые отделили краешек скотча, чтобы молекулы воды проникли между никелем и пластинкой, затем поднимая полоску термоскотча, физики полностью отделили всю пленку полученной солнечной батареи от кремниевой пластины. На этапе полного отделения пленки ученые предварительно нагрели всю структуру до 90 градусов для ослабления адгезии.

Тонкопленочные солнечные батареи

После отделения от пластины, пленка может быть наклеена на целевую поверхность при помощи клея, а сама пластина может быть использована вновь для формирования следующей батареи-наклейки.

Важно отметить, что полученные пленочные солнечные батареи показывают практически одинаковую эффективность до и после отделения пленки от подложки. Измерения показали, что ток и напряжение до и после процесса переклейки на лист из нержавеющей стали или на натриево-кальциевое стекло неразличимы, подразумевается, что никаких повреждений не возникает во время переноса наклейки на любую поверхность.

Средние измерения показателей производительности более 20 солнечных батарей площадью 0,05 кв.см и 0,28 кв.см соответственно, показали КПД = 7,4 ± 0,5% и 5,2 ± 0,1% до процесса переклейки и КПД = 7,6 ± 0,5% и п = 5,3 ± 0,1% после переклейки. Разница эффективности у элементов различной площади обусловлена большим сопротивлением последовательно соединенных батарей.

Тем не менее, более важным является то, что обе солнечные батареи имеют почти идентичные показатели эффективности до и после процесса переклейки, а отклонение составляет всего 5%, что находится в пределах погрешности измерений. Эти результаты иллюстрируют несколько ключевых преимуществ данной технологии: универсальность в выборе подложки, высокое качество оригинального исполнения, простота и масштабируемость технологического процесса, а также дополнительная экономия на многоразовом использовании оригинальных кремниевых подложек.

Чжен утверждает, что подобные пленочные солнечные батареи можно будет наклеивать на любые поверхности: на стекло, на ткань, на бумагу, или на любой другой нетипичный для фотоэлектроники материал, даже на стены домов. И в каждом случае батарея будет генерировать такое же количество электричества, что и традиционные солнечные батареи предшествующей технологии, сохраняя эффективность 7,5%.

Плюс ко всему, батарея-наклейка легко гнется, и это не приводит ни к поломкам, ни к снижению эффективности. Ученые предвидят, что это замечательное свойство при невысокой себестоимости позволит применять новые солнечные батареи — наклейки в качестве источников питания для умной одежды и прочих электронных устройств, где важна гибкость.

Консорциум Battery500 займется созданием дешевой и мощной батареи

Источник: https://hightech.fm/2016/08/11/Battery500

Созданием нового, более мощного и дешевого, аккумулятора для электрокаров озадачены не только компании-производители. Недавно Белый дом создал консорциум Battery500 — многопрофильную группу под руководством Национальной лаборатории Pacific Northwest департамента энергетики США. Его задача — снижение стоимости производства аккумулятора для транспортных средств, пишет Science Daily.

Консорциум будет получать ежегодное финансирование до $10 млн в течение пяти лет. Исследователи стремятся утроить эффективность современной батареи для электрических транспортных средств. Это должно сделать аккумулятор более легким, менее дорогим и более доступным.

По словам М. Стэнли Уиттингема, профессора химии в университете Бингемтон, они постараются сделать батарею настолько мощной, насколько это вообще возможно. При этом она будет меньшего размера и гораздо дешевле современных аналогов. В консорциум входят одни из самых талантливых ученых, и Уиттингем с нетерпением ждет начала работы над новой литиевой батареей, которая сделает электромобили более доступными.

В консорциум Battery500 входят Национальная лаборатория Pacific Northwest, Национальная лаборатория Brookhaven, Национальная лаборатория Айдахо, Национальная акселерационная лаборатория SLAC, Стэндфордский Университет, Университет Калифорнии, Сан-Диего, Техасский университет в Остине, Университет штата Вашингтон, IBM и Tesla Motors как члены консультативного совета.

Также исследователи рады любым идеям со стороны. Они уверены, что именно разнообразие опыта и мнений чаще всего приводит к лучшим результатам.

Илон Маск создаст солнечную крышу

Источник: https://hightech.fm/2016/08/10/solar_roof

В конце июля Tesla приняла окончательное решение приобрести за $2,6 млрд. фирму SolarCity, которая занимается установкой объектов и инфраструктуры для сбора солнечной энергии.

Глава Тесла Илон Маск подчеркнул, что следующим продуктом компании станут не отдельные модули, которые устанавливаются на крышу, а готовое покрытие — солнечная крыша. Вероятно, речь идет о кровле из солнечных панелей.

Глава SolarCity Линдон Райв также подтвердил, что стартап готовит к выпуску покрытие для крыши. По его мнению, это откроет для SolarCity новый рынок. Ежегодно в США устанавливают 5 миллионов новых крыш. Как отметил Райв, многие не хотят инвестировать в солнечные панели, так как кровлю часто приходится менять или обновлять. Готовое предложение как раз подойдет тем, кто планирует реновации, так как они получат возможность обновить крышу и, в то же время, обзавестись источником солнечной энергии.

Изготовление солнечных батарей будет происходить на фабрике мощностью 1 ГВт, которая строится в Баффало. Завод SolarCity начнет свою работу во втором квартале 2017 года.

Audi создала систему получения электричества от кочек на дорогах

Источник: https://hightech.fm/2016/08/11/audi_bumpy_road

Электрокары и гибриды используют систему рекуперативного торможения как дополнительный источник энергии, но есть и другие методы выработки электричества. Audi разработала прототип подвески eROT, которая получает электроэнергию от неровностей на дорогах. В Германии дорожное полотно позволяет восстанавливать в среднем 100-150 ватт, сообщает Digital Trends.

Audi ранее заявляла о своих планах использовать движение амортизаторов для выработки электричества, а теперь компания представила рабочий прототип системы под названием eROT. В связке с электрической установкой с напряжением 48 вольт такой тип подвески позволит вырабатывать дополнительную энергию для работы двигателя.

Созданная Audi подвеска использует специальный рычаг для абсорбации движения колес по неровной поверхности. Рычаг направляет это движение в электромотор, который преобразует его в электричество. В компании заявляют, что во время испытаний на немецких дорогах система eROT позволила восстановить в среднем до 100-150 ватт энергии. В готовом автомобиле электричество может использоваться для обеспечения работы некоторых элементов оборудования и позволит снять нагрузку с двигателя.

амортизаторы вырабатывают электричество

Для работы eROT необходима 48-вольтная электрическая установка. Многие эксперты полагают, что такие системы начнут широко использоваться в ближайшие несколько лет, так как с каждым годом электрической начинки в машинах становится все больше. Они позволят накапливать энергию, которую можно будет использоваться для обеспечения работы электронных компонентов или небольших электродвигателей в так называемых умеренных гибридах и микрогибридах.

Компания пока не сообщала о своих планах использовать систему eROT при производстве автомобилей. Точно известно, что Audi выпустит в 2017 году электромобиль с минигибридной системой на основе электрической установки с напряжением 48 вольт.

Наверх