Международная команда исследователей смогла увеличить эффективность работы солнечных батарей на 125%. Для этого они смоделировали идеальное расположение структур внутри устройств.

Об этом сообщает Eenergy.media, передает Электроблюз (новости электротехники, рынок электротехники, электротехнический рынок).

Группа ученых из Великобритании, Португалии и Бразилии в новом исследовании обнаружила, что изменения позиции рисунка решетки в конструкции солнечных батарей может на 125% увеличить ток, генерируемый кристаллическим кремнием. Это первый случай, когда минимальные манипуляции исследователей принесли значительное увеличение эффективности устройства.

Ученые объяснили, что вместо внедрения новых структурных конструкций, основанных на естественных текстурах или вычислительных алгоритмах, исследователи сосредоточились на теоретических расчетах того, что может оптимизировать схему рассеивания и дифракции солнечного света.

Их моделирование показало, что линии решетки, расположенные в простой периодической, квазислучайной структуре, оптимизируют работу «фотонной области» солнечной батареи – области внутри фотонной структуры, в которой в одномерном порядке расположен основной дифракционный элемент.

В эксперименте команда смоделировала производительность фотонной области в виде узорчатой шахматной доски, выполненной из кристаллической кремниевой плиты толщиной всего 1 микрометр, это в несколько раз тоньше, чем паутина шелка. И сравнила ее с другими видами конструкций солнечных батарей, в том числе с плоским элементом, вертикальными линиями решетки, скрещенными линиями и другими.

Результаты показали, что шахматная доска с произвольным расположением ее повторяющихся элементов генерирует больший ток, чем любой из других элементов.

Руководитель министерства энергетики Ольга Буславец представила в Германии портфель потенциальных проектов по производству водорода.

Об этом сообщает минэнерго, передает Электроблюз (новости электротехники, рынок электротехники, электротехнический рынок).

Пилотные проекты сочетают две технологии – возобновляемую энергетику и производство водорода.

Вопросы развития водородной энергетики, и в этом контексте перспективы использования инфраструктуры газотранспортной системы Украины сейчас на повестке дня в связи со значительными изменениями в экономической и энергетической сферах, а также развитием водородных технологий в странах ЕС.

В промышленности Германии уже есть спрос на водород и Украина рассматривается как возможный его поставщик. Сейчас немецкие компании тестируют технологии выработки водорода и оптимизации процессов.

По словам Ольги Буславец, Украина и Германия уже начали диалог по интеграции водородных технологий в энергетическую систему Украины в рамках «Инициативы зеленого водорода для Европейского зеленого курса 2×40 ГВт».

«В кратчайшие сроки мы должны провести консультации и определить совместно с Германией основные приоритетные пилотные проекты, которые могут быть реализованы в рамках указанной программы, разработать механизмы их внедрения и найти источники возможного финансирования», – отметила она.

И.о. министра считает, что для транспортировки возобновляемого водорода в ЕС можно использовать мощности украинской газотранспортной системы. Но этот вопрос должен быть дополнительно проработан совместно с экспертами ЕС, которые определят соответствующие маршруты и разработают комплекс мероприятий, направленных на обеспечение надежности и безопасности работы ГТС с новым энергоносителем.

Ольга Буславец пригласила немецкие компании, у которых есть опыт работы с водородом, объединиться с надежными отечественными промышленными партнерами для реализации в Украине первых пилотных проектов.

«Мы надеемся на результативное сотрудничество и помощь немецкой стороны в осуществлении ключевых мероприятий по развитию и интеграции водородных технологий – разработку концепции и реализацию выбранных пилотных проектов», – подчеркнула и.о. министра.

Сегодня также делегация Украины посетила немецкий концерн Thyssenkrupp, который является крупнейшим потребителями природного газа и декларирует его замещение собственного производства в объеме, эквивалентном 2 млн тонн водорода. Это позволит крупнейшему производителю стали стать абсолютно климатически нейтральным в краткосрочной перспективе. Начиная со следующего года, предприятие планирует вводить в эксплуатацию электролизеры мощностью 1 ГВт каждый. Сокращение выбросов СО2 является целью концерна, а замещение традиционных источников энергии возобновляемыми, в частности, водородом – его амбициозной задачей.

Международное энергетическое агентство (МЭА) выпустило свой основной отчет World Energy Outlook 2020 (WEO), в котором рассматриваются различные сценарии развития энергетического сектора в ближайшее десятилетие.

Об этом сообщает Electrek, передает Электроблюз (новости электротехники, рынок электротехники, электротехнический рынок).

Во всех четырех сценариях, которые можно прочитать в отчете, солнечная энергия занимает центральное место, а зеленая энергия играет заметную роль. Фактически МЭА заявляет, что к 2030 году возобновляемые источники энергии будут составлять 80% рынка новой энергетики.

В настоящее время гидроэнергетика является наиболее широко используемым источником зеленой энергии в мире, но солнечная энергия превзойдет ее, потому что стоимость фотоэлектрических панелей и их установки быстро падает.

В большинстве стран солнечные фотоэлектрические установки дешевле, чем новые угольные или газовые электростанции, а солнечные проекты теперь предлагают одни из самых низких цен на электроэнергию из когда-либо существовавших. МЭА справедливо указывает на то, что необходимы серьезные инвестиции в электрические сети, чтобы поддерживать зеленую энергию по мере ее роста.

По словам исполнительного директора МЭА, д-ра Фатиха Бирола, «солнечная энергия становится новым королем мировых рынков электроэнергии».

«Если правительства и инвесторы активизируют свои усилия по выработке экологически чистой энергии в соответствии с нашим сценарием устойчивого развития, – говорит Бирол, – то рост как солнечной, так и ветровой энергии будет еще более впечатляющим и воодушевляющим для преодоления мировой климатической проблемы. Правительства обладают способностью и ответственностью принимать решительные меры для ускорения перехода на чистую энергию и направлять мир на путь достижения наших климатических целей, включая нулевые выбросы».

В WEO-2020 показано, что сильный рост возобновляемых источников энергии должен сочетаться с активными инвестициями в электрические сети. Без достаточных инвестиций сети окажутся слабым звеном в трансформации электроэнергетического сектора, что скажется на надежности и безопасности электроснабжения.

В то же время спрос на ископаемые виды топлива будет падать. Потребность в угле не вернется к докризисному уровню. При этом его доля в структуре энергопотребления на 2040 год упадет ниже 20% – впервые после промышленной революции. А вот спрос на природный газ значительно вырастит, в основном в Азии. Ситуация же с нефтью остается уязвимой перед серьезной экономической неопределенностью, вызванной пандемией.

«Эпоха роста мирового спроса на нефть закончится в следующем десятилетии, – сказал Бирол. – Но без значительного изменения государственной политики нет никаких признаков быстрого спада. Исходя из сегодняшних политических установок, восстановление мировой экономики вскоре вернет спрос на нефть до докризисного уровня».

Согласно сценарию устойчивого развития, мировой экономике отводится другой посткризисный путь. Помимо быстрого роста технологий повышения эффективности использования солнечной энергии и ветра в последующие 10 лет произойдет значительное увеличение объемов производства, использования и хранения водорода, сокращение выбросов углерода, новый импульс получит ядерная энергетика.

«Несмотря на рекордное падение глобальных выбросов в этом году, мир делает еще недостаточно, чтобы привести их к решительному снижению, – отметил Бирол. – Экономический спад временно снизил выбросы, но низкий экономический рост – это не стратегия борьбы с выбросами, это стратегия, которая послужит лишь дальнейшему обнищанию наиболее уязвимых групп населения в мире. Только более быстрые структурные изменения в способах производства и потребления энергии могут навсегда переломить тенденцию выбросов. Правительства обладают способностью и ответственностью принимать решительные меры для ускорения перехода к чистой энергии и поставить мир на путь достижения наших климатических целей, включая нулевые выбросы».

Значительная часть этих усилий должна быть сосредоточена на сокращении выбросов от существующей энергетической инфраструктуры – угольных, сталелитейных и цементных заводов. В противном случае международные климатические цели окажутся недостижимыми, независимо от действий в других областях. Подробный новый анализ в WEO-2020 показывает, что, если сегодняшняя энергетическая инфраструктура продолжит работать так же, как и до сих пор, она повысит температуру на 1,65 градуса.

Несмотря на такие серьезные проблемы, видение мира с нулевыми выбросами становится все более актуальным. Амбициозный путь, намеченный в сценарии устойчивого развития, основан на том, что страны и компании своевременно и полностью выполнят объявленные цели по нулевым выбросам, в результате чего к 2070 году весь мир сведет их к нулю.

Это потребует ряда серьезных дополнительных действий в течение следующего десятилетия. Для сокращения выбросов примерно на 40% к 2030 году необходимо, чтобы источники с низким уровнем выбросов обеспечивали почти 75% мирового производства электроэнергии по сравнению с менее чем 40% в 2019-м, чтобы более 50% проданных легковых автомобилей во всем мире были электрическими (2,5% – в прошлом году).