Solnechnaya batareya

Солнечная энергетика: конвертация в электричество и водородное топливо теперь эффективнее и дешевле

Идея использования солнечной энергии совсем недавно считалась лишь наивной мечтой некоторых учёных и не воспринималась всерьёз. Однако сегодня развитие солнечной энергетики находится на столь высоком уровне, что в скором времени эта отрасль сможет составить достойную конкуренцию тепловым и гидроэлектростанциям.

На днях произошли два знаменательных события, которые поистине можно считать прорывом в области солнечных технологий. Оба они связаны с увеличением эффективности конвертации энергии солнца, только в первом случае – в электричество, а во втором – в чистое водородное топливо. Итак, обо всем по порядку…

Первой хорошей новостью поделились австралийские ученые, работающие в Университете Нового Южного Уэльса. Им удалось успешно собрать и апробировать фотоэлементы, с помощью которых можно 40% солнечной энергии перевести в электричество. На сегодняшний день это официально рекордный показатель. Прототип устройства показали в Американской лаборатории NREL и в Сиднее.

Профессор, представляющий новую разработку, без сомнения заявил, что это самая высокоэффективная солнечная батарея в мире.

Luo

Рекордные показатели были достигнуты в результате комбинированного подхода при использовании существующих технологий. Учёные генерировали солнечную энергию с помощью гелиостата, который фокусировал солнечные лучи на вышке, где установлен фотоэлемент. Гелиостат был представлен австралийской энергетической компанией RayGen Resources, а фотоэлемент произведён дочерней компанией Boeing – Spectrolab.

Секрет успеха заключается в том, что специально спроектированный оптический фильтр, имеющий узкую полосу пропускания, фильтрует ненужные световые волны. Солнечная панель отражает ненужный участок спектра, предотвращая лишнее нагревание,  а оставшийся поглощенный свет конвертируется в чистую электроэнергию.

Таким образом, достигается удешевление технологии, так как отпадает необходимость приобретения нескольких панелей – нужно лишь сфокусировать свет на одной с помощью зеркал. Фотоэлементом здесь является обыкновенная солнечная панель, однако используется она новым способом, который никогда раньше не использовался.

Solnechnaya batareya

Учёные австралийского университета уже удивляли мир своими достижениями в области солнечной энергетики. Кстати, рекордом стало событие, когда был достигнут 20-процентный коэффициент эффективности, а произошло это в далёком 1989 году здесь же.

Теперь перейдем ко второму событию…

Здесь речь пойдет уже о конвертации солнечной энергии не в электричество, а в горючее топливо. Такое топливо может храниться долгое время и сжигается по мере надобности. Чтобы его  получить, к солнечной батарее подключаются два  электрода, которые опускаются в воду. В процессе электролиза вода распадается на кислород и водород, который можно собрать и сохранить в герметичной ёмкости для дальнейшего использования.

Однако, данный способ до настоящего времени был довольно дорогостоящим, так как для него нужны электроды из редких ценных металлов.

Над этой проблемой взялись работать учёные политехнического университета Швейцарии EPFL. На днях исследователи сообщили о создании электролизера из дешёвых материалов для преобразования «зелёной» энергии в водород. На ряду с железом и никелем добавился менее дорогой металл перовскит, который пошел на изготовление солнечных поглотителей. Швейцарские ученые под руководством Джингшан Луо получили коэффициент эффективности, равный 12,3%. Прежние показатели конвертации не превышали и 10%. Стоит отметить, что в 1998 году экспериментально был достигнут рекорд в 12,4% эффективности, но, учитывая использование таких дорогих металлов, как платина, о масштабном применении такого способа не могло быть и речи.

Electrody

Электроды, созданные на основе перовскита, также прекрасно работают, как на платине, отмечает руководитель проекта. Плюсом перовскита также является и то, что генерируемый ток имеет повышенное напряжение: кремниевые фотоэлементы выдают напряжение в 0,7 Вольта, а панели с применением перовскита – 1 Вольт. Это позволяет использовать вместо трёх панелей две.

Конечно, остаются некоторые проблемы, которые нужно решить. Например, нестабильность перовскита со временем приводит к снижению эффективности и выходу из строя. Причины нестабильности в настоящее время выясняются

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *