ResourceOfSun

Ученые построили первый All-Carbon солнечный элемент

2012-11-01T09:39:00.002+02:00

Ученые Стэнфордского университета создали первый солнечный элемент, сделанный полностью из углерода, перспективная альтернатива дорогим материалам, используемых в фотоэлектрических устройствах сегодня.

Результаты исследования опубликованы 31 октября интернет-издание журнала ACS Nano.

"Углерод имеет потенциал, обеспечивающий высокую производительность при низкой стоимости", сказал главный автор исследования Zhenan Bao, профессор химической инженерии в Стэнфорде. "Насколько нам известно, это первая демонстрация рабочего солнечного элемента, который имеет все компоненты, сделанные из углерода. Данное исследование основывается на предыдущей работе, проделанной в нашей лаборатории».

В отличие от жестких кремниевых солнечных панелей, которые украшают многие крыши, тонк-пленочный прототип Стэнфорда изготовлен из углеродных материалов. "Возможно, в будущем мы сможем посмотреть на альтернативные рынки, где гибкие углеродные солнечных элементы наносят на поверхность здания, на окна или на машины для выработки электроэнергии," сказал Zhenan Bao.

"Обработка на основе кремния солнечных элементов требует много шагов", объяснил Michael Vosgueritchian, соавтор работы. "Все нашы устройства можут быть построены с использованием простых методов покрытия, которые не требуют дорогостоящих инструментов и машин".

Углеродные наноматериалы

Группа Zhenan Bao экспериментальных солнечных элементов состоит из светочувствительного слоя, который поглощает солнечный свет и зажимается между двумя электродами. В типичном тонкопленочном солнечном элементе, электроды изготовлены из проводящего металла и оксида индия и олова (ITO). "Таких материалов, как индий мало, и становится все более дорогим, поскольку спрос на солнечные батареи, панели с сенсорным экраном и другие электронные устройства растет," сказал Zhenan Bao. "Углерод, с другой стороны, находится в больших количествах на земле и стоит намного дешевле".

Для исследования Bao и ее коллеги заменили серебро и ITO, используемые в обычных электродах, графеном - листом углерода толщиной в один атом и одностенными углеродными нанотрубками, которые в 10000 раз уже человеческого волоса. "Углеродные нанотрубки имеют экстраординарную электропроводность и свойства поглощения света".

Для активного слоя ученые использовали материал, изготовленный из углеродных нанотрубок и "фуллерены" - футбольный мяч формы углеродных молекул только одного нанометра в диаметре. Исследовательская группа недавно подала заявку на патент для всего устройства.

Одним из недостатков All-Carbon прототипа является то, что в первую очередь поглощается ближний инфракрасный диапазон света, что показывает эффективность элемента в условиях лаборатории менее 1% - значительно ниже, чем коммерчески доступные солнечные батареи. "Мы четко должны пройти долгий путь по эффективности", сказал Zhenan Bao. "Но с лучшими материалами и лучшими методами обработки, мы ожидаем, что эффективность будет расти довольно резко."

Повышение эффективности

Команда Стэнфордского университета смотрит на различные способы повышения эффективности. "Шероховатость может приводить к короткому замыканию устройства и будет трудно собрать ток," сказал Zhenan Bao. "Мы должны выяснить, как сделать каждый слой очень гладким, складывая наноматериалы очень хорошо."

Ученые также экспериментируют с углеродным наноматериалами, которые могут поглощать больше света в широком диапазоне длин волн, включая видимый спектр.

"Материалы из углерода очень надежны". "Они остаются стабильными в температуре воздуха около 1100 градусов по Фаренгейту".

"Мы считаем, что All-Carbon солнечные батареи могут быть использованы в экстремальных условиях, например, при высокой температуре или при высоких физических нагрузках", сказал он. "Но очевидно, что мы хотим получить высокую эффективность солнечных элементов и работаем над тем, чтобы улучшить наши устройства".

"Фотогальваника, безусловно, будет очень важным источником силы, что мы будем задействовать в будущем". "У нас есть много доступных солнечных лучей. Нам надо выяснить, каким образом использовать этот природный ресурс, который дан нам".

Развитие высокоэффективных солнечных элементов с квантовыми вкраплениями

2012-11-01T09:09:00.003+02:00

Исследования показывают, что недавно разработанные солнечные элементы могут вскоре превосходить традиционные фотогальванические технологии. Ученые из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) продемонстрировали первый солнечный элемент с внешней квантовой эффективностью (EQE) превышающей 100 процентов для фотонов с энергией солнечного спектра. (EQE это процент фотонов, которые будут преобразованы в электроны внутри устройства).

Исследователи представят свои выводы на AVS 59-ом Международном симпозиуме и выставке, который будет проходить 28 октября - 2 ноября, в городе Тампа, штат Флорида

В то время, как традиционные полупроводники производить только один электрон от каждого фотона, кристаллические материалы нанометровых размеров, таких как квантовые точки, позволяют обойти это ограничение и разрабатывать перспективные фотоэлектрические материалы. Повышение эффективности приходит из квантовой точки сбора энергии, которые иначе были бы потеряны в виде тепла в обычных полупроводниках. Сумма потерь тепла уменьшается и в результате того, что энергия направляется на создание большего электрического тока.

Используя силу процесса, который называется множественной генерации экситонов (MEG), исследователи смогли показать, что в среднем каждый синий фотон, который поглощается, может генерировать на 30 процентов больше тока, чем это позволяют сделать обычные технологии. MEG работает за счет эффективного расщепления и использования большей части энергии в более высоко-энергетичных фотонах. Исследователи продемонстрировали EQE значение в 114% для фотонов с энергией 3,5 эВ, доказывая возможность этой концепции в рабочем устройстве.

Иосиф Лютер, старший научный сотрудник Национальной лаборатории возобновляемой энергии, считает, что MEG технологии – правильное направление развития. "С текущими солнечными технологиями элементы по-прежнему слишком дороги, чтобы полностью конкурировать с невозобновляемыми источниками энергии, эта технология использования MEG показывает, что направление в котором ученые и инженеры думают о преобразовании солнечных фотонов в электричество постоянно меняется", сказал Лютер. "С этой технологией есть шанс резко повысить эффективность модуль, который может привести к созданию панели солнечных батарей, что значительно дешевле, чем невозобновляемые источники энергии".

Прозрачные покрытия следующего поколения могли бы улучшить эффективность солнечных фотоэлектрических ячеек.

2012-11-01T08:51:00.001+02:00

Эффективность фотоэлектрических элементов, возможно, скоро получит мощный импульс, благодаря следующему поколению прозрачных покрытий изготовленных из наноматериалов, способных сокращать количество света, отраженного от поверхности солнечного элемента.

Материалы, которые могут похвастаться "настраиваемым" коэффициентом рефракции, были разработаны в течение последних нескольких лет, и они показывают огромный потенциал для фотоэлектрических приложений. Профессор E. Fred Schubert факультета электрической, компьютерной и системной инженерии Rensselaer Polytechnic Institute, изучает способы использования этой вновь обретенной управляемости и представит свои выводы на предстоящем AVS 59-ом Международном симпозиуме и выставке, который будет проходить 28 октября - 2 ноября, в городе Тампа, штат Флорида

Коэффициентом рефракции – свойство материала, которое изменяет скорость света, и вычисляется как отношение скорости света в вакууме к скорости света через материал. Среди наиболее фундаментальных свойств оптических материалов, показатель преломления (коэффициентом рефракции) определяет важные оптические характеристики, такие как отражение Френеля, брэгговское отражений, преломление Снелла, дифракции и фазовой и групповой скорости света.

Воздух и другие газы имеют показатель преломления очень близкий к 1,0, но, к сожалению, не являются жизнеспособными для тонкопленочных оптоэлектронных приложений. Среди прозрачных плотных материалов, пригодных для использования в тонкопленочных оптоэлектронных приложениях, фторид магния (MgF₂) имеет самый низкий показатель преломления (n=1,39).

На самом деле, на протяжении многих лет диапазон между 1,0 и 1,39 оставались неисследованными. Но с появлением настраиваемого коэффициента рефракции материалов, все меняется. Исследования Шуберта основаны на изготовлении прозрачных тонкопленочных материалов, показателем преломления которых можно управлять.

" Было продемонстрированы оптические тонкопленочные материалы с показателем преломления 1,05. Настраиваемый показатель преломления материалов основывается на «нанопористом диоксиде кремния (SiO₂), оксиде индия-олова (ITO) и диоксиде титана (TiO₂), мы можем точно контролировать пористость с помощью косоугольного осаждения – техника, в которой подложка располагается не перпендикулярно к углу падения по отношению к источнику осаждения", говорит Шуберт.

Шуберт и его коллеги использовали эти материалы, чтобы спроектировать и изготовить четыре слоя антибликового покрытия. "Процесс изготовления этого покрытия является аддитивным и чисто физическим, так что эта техника полностью совместима с современными процессами производства солнечных батарей", отмечает он.

Высоко прозрачные солнечные элементы для окон, генерирующие электричество

2012-07-28T17:22:00.001+03:00

Исследователи из University of California, Los Angeles (UCLA) разработали новые прозрачные солнечные ячейки, которые могут быть установлены в окна в домах и других зданиях. Они способны генерировать электричество в то же время позволяя людям видеть всё, что делается снаружи. Их исследование было опубликовано в журнале ACS Nano.

Команда UCLA описывает новый тип полимерных солнечных элементов (PSC), которые производят энергию главным образом за счет поглощения инфракрасного излучения, не видимого света, в результате чего клетки почти на 70% прозрачны для человеческого глаза. Они сделали устройство со светочувствительного пластика, который преобразует инфракрасное излучение в электрический ток.

"Эти результаты открывают возможность для солнечных элементов с прозрачного полимера стать дополнением для компонентов портативной электроники, умных окон и строительно-интегрированной солнечной энергетики и в других приложениях," сказал руководитель исследования Yang Yang, профессор естественных наук и техники UCLA, который также является директором Nano Renewable Energy Center в California NanoSystems Institute (CNSI).

Yang добавил, что имел место интенсивный во всем мире интерес к так называемым полимерным солнечным элементам. "Наши новые PSC сделаны из пластичных материалов и являются легкими и гибкими," сказал он. "Более того, они могут быть получены в больших объемах по низким ценам".

Полимерные солнечные батареи привлекли большое внимание в связи с их преимуществами по сравнению с конкурирующими технологиями солнечных элементов. Ученые также интенсивно исследовали PSC на их потенциал в создании уникальных достижений для более широкого применения. Несколько таких приложений будут доступны в высоко производительных прозрачных фотоэлектрических (PV) устройствах, в том числе строительно-интегрированных фотоэлектрических и комплексных PV зарядных устройствах для портативной электроники.

Группа исследователей UCLA с California NanoSystems Institute, UCLA Henry Samueli School of Engineering and Applied Science и UCLA's Department of Chemistry and Biochemistry продемонстрировали высоко производительные, прозрачные полимерные солнечные элементы путем включения ближнего инфракрасного светочувствительного полимера и использования серебряных нанотрубок композитных пленок в качестве верхнего прозрачного электрода. Ближний инфракрасный светочувствительный полимер поглощает больше инфракрасного света, но он менее чувствителен к видимому свету, выравнивая производительность солнечной ячейки и прозрачность в видимом диапазоне длин волн.

Другой прорыв – это прозрачный проводник сделанный из смеси серебряных нанотрубок и наночастиц диоксида титана, который был в состоянии заменить непрозрачные металлические электроды, которые использовали в прошлом. Этот материал электрода позволяет солнечным батареям быть изготовленными экономно. С помощью этой комбинации, было достигнуто 4% эффективности мощности преобразования для обработки данного решения и прозрачного полимера солнечных элементов.

ЗЕЛЕНЫЙ ТАРИФ

2012-07-03T16:13:00.001+03:00

Вобщем, тема не новая, но захотелось поделиться. Материал взят с сайта первоисточника, а именно с Закона Украины "Об электроэнергетике", без поправок и изменений, как есть. Без перевода, надо ж как-то оправдывать своё происхождение)).

"Зелений" тариф - спеціальний тариф, за яким закуповується електрична енергія, вироблена на об'єктах електроенергетики, що використовують альтернативні джерела енергії (крім доменного та коксівного газів, а з використанням гідроенергії - вироблена лише малими гідроелектростанціями).

Сприяння розвитку альтернативної енергетики як екологічно чистої і безпаливної підгалузі енергетики шляхом встановлення "зеленого" тарифу та оплати електростанціям, які виробляють електричну енергію з використанням альтернативних джерел енергії (крім доменного та коксівного газів, а з використанням гідроенергії - вироблену лише малими гідроелектростанціями), всієї виробленої ними електричної енергії в повному обсязі у грошовій формі, без застосування будь-яких видів заліків погашення заборгованості із розрахунків за електроенергію.

Оптовий ринок електричної енергії України зобов'язаний купувати за "зеленим" тарифом електричну енергію, вироблену на об'єктах електроенергетики, що використовують альтернативні джерела енергії (крім доменного та коксівного газів, а з використанням гідроенергії - вироблену лише малими гідроелектростанціями), і не продану за договірними цінами безпосередньо споживачам або енергопостачальним компаніям, які здійснюють господарську діяльність з постачання електричної енергії за регульованим тарифом.

Електрична енергія, вироблена з альтернативних джерел енергії, може бути реалізована за "зеленим" тарифом за прямими договорами зі споживачами. При цьому споживачу енергії органом, уповноваженим Кабінетом Міністрів України, видається документ встановленої форми, що підтверджує закупівлю енергії, виробленої з альтернативних джерел енергії, та визначається порядок використання зазначеного документа.

"Зелений" тариф затверджується національною комісією, що здійснює державне регулювання у сфері енергетики, на електричну енергію, вироблену суб'єктами господарювання на об'єктах електроенергетики, що використовують альтернативні джерела енергії (крім доменного та коксівного газів, а з використанням гідроенергії - вироблену лише малими гідроелектростанціями).

Величина "зеленого" тарифу встановлюється для кожного суб'єкта господарювання, який виробляє електричну енергію з використанням альтернативних джерел енергії, за кожним видом альтернативної енергії та для кожного об'єкта електроенергетики.

Величина "зеленого" тарифу для суб'єктів господарювання, які виробляють електричну енергію з енергії вітру, встановлюється на рівні роздрібного тарифу для споживачів другого класу напруги на січень 2009 року, помноженого на коефіцієнт "зеленого" тарифу для електроенергії, виробленої з енергії вітру.

Величина "зеленого" тарифу для суб'єктів господарювання, які виробляють електричну енергію з біомаси, встановлюється на рівні роздрібного тарифу для споживачів другого класу напруги на січень 2009 року, помноженого на коефіцієнт "зеленого" тарифу для електроенергії, виробленої з біомаси. У цьому Законі біомасою є продукти, що складаються повністю або частково з речовин рослинного походження, які можуть бути використані як паливо з метою перетворення енергії, що міститься в них.

Величина "зеленого" тарифу для суб'єктів господарювання, які виробляють електричну енергію з енергії сонячного випромінювання, встановлюється на рівні роздрібного тарифу для споживачів другого класу напруги на січень 2009 року, визначеного із застосуванням тарифного коефіцієнта, що застосовується для пікового періоду часу (для тризонної тарифної класифікації), помноженого на коефіцієнт "зеленого" тарифу для електроенергії, виробленої з енергії сонячного випромінювання. Величина "зеленого" тарифу для суб'єктів господарювання, які експлуатують малі гідроелектростанції, встановлюється на рівні роздрібного тарифу для споживачів другого класу напруги на січень 2009 року, визначеного із застосуванням тарифного коефіцієнта, що застосовується для пікового періоду часу (для тризонної тарифної класифікації), помноженого на коефіцієнт "зеленого" тарифу для електроенергії, виробленої малими гідроелектростанціями.

Коефіцієнт "зеленого" тарифу для електроенергії, виробленої з використанням альтернативних джерел енергії, встановлюється на рівні: 1,2 - для електроенергії, виробленої з енергії вітру об'єктами електроенергетики, величина встановленої потужності яких не перевищує 600 КВт;

1,4 – для електроенергії, виробленої з енергії вітру об'єктами електроенергетики, величина встановленої потужності яких більша за 600 КВт, але не перевищує 2 000 КВт;

2,1 – для електроенергії, виробленої з енергії вітру об'єктами електроенергетики, величина встановленої потужності яких перевищує 2 000 КВт;

2,3 – для електроенергії, виробленої з біомаси;

4,8 – для електроенергії, виробленої з енергії сонячного випромінювання наземними об'єктами електроенергетики;

4,6 – для електроенергії, виробленої з енергії сонячного випромінювання об'єктами електроенергетики, які вмонтовані (встановлені) на дахах будинків, будівель та споруд, величина встановленої потужності яких перевищує 100 КВт;

4,4 – для електроенергії, виробленої з енергії сонячного випромінювання об'єктами електроенергетики, які вмонтовані (встановлені) на дахах будинків, будівель та споруд, величина встановленої потужності яких не перевищує 100 КВт, а також для об'єктів, вмонтованих (встановлених) на фасадах будинків, будівель та споруд, незалежно від їх граничної потужності;

0,8 – для електроенергії, виробленої малими гідроелектростанціями.

Коефіцієнт "зеленого" тарифу електроенергії, виробленої об'єктами електроенергетики, введеними в експлуатацію (або суттєво модернізованими) після 2014, 2019 та 2024 років, зменшується відповідно на десять, двадцять та тридцять відсотків від його базової величини, визначеної частиною сьомою цієї статті. У цьому Законі суттєво модернізованими об'єктами електроенергетики, що виробляють електроенергію з використанням альтернативних джерел енергії, вважаються об'єкти, вартість модернізації енергетичного обладнання яких становить понад п'ятдесят відсотків початкової вартості такого обладнання.

Для суб'єктів господарювання, які виробляють електричну енергію з використанням альтернативних джерел енергії, "зелений" тариф встановлюється до 1 січня 2030 року.

Фіксований мінімальний розмір "зеленого" тарифу для суб'єктів господарювання встановлюється шляхом перерахування у євро величини "зеленого" тарифу, розрахованого за правилами цього Закону, станом на 1 січня 2009 року за офіційним валютним курсом Національного банку України на зазначену дату.

Величина "зеленого" тарифу не може бути меншою за фіксований мінімальний розмір "зеленого" тарифу, який на кожну дату встановлення роздрібних тарифів для споживачів перераховується у національну валюту за офіційним валютним курсом Національного банку України на таку дату.

Зазначений порядок стимулювання виробництва електроенергії з альтернативних джерел енергії для об'єктів електроенергетики, будівництво яких розпочате після 1 січня 2012 року та введених в експлуатацію до 1 січня 2013 року, застосовується за умови, що питома вага сировини, матеріалів, основних засобів, робіт та послуг українського походження у вартості будівництва відповідного об'єкта електроенергетики, що виробляє електричну енергію з використанням альтернативних джерел енергії, становить не менше 15 відсотків, для об'єктів, будівництво яких розпочате після 1 січня 2012 року та введених в експлуатацію після 1 січня 2013 року, - не менше 30 відсотків, для об'єктів, будівництво яких розпочате після 1 січня 2012 року та введених в експлуатацію після 1 січня 2014 року, - не менше 50 відсотків.

Додатковою умовою застосування зазначеного порядку стимулювання виробництва електроенергії з використанням енергії сонячного випромінювання є використання на об'єктах електроенергетики, введених в експлуатацію після 1 січня 2013 року, сонячних модулів, у вартості виробництва яких питома вага матеріалів та сировини українського походження становить не менше ніж 30 відсотків, а після 1 січня 2014 року - 50 відсотків.

Порядок визначення питомої ваги сировини, матеріалів, основних засобів, робіт та послуг українського походження у вартості будівництва відповідного об'єкта електроенергетики, що виробляє електричну енергію з використанням альтернативних джерел енергії, затверджується національною комісією, що здійснює державне регулювання у сфері енергетики. Порядок видачі сертифікатів про походження товарів для підтвердження їх українського походження в цілях цього Закону затверджується Кабінетом Міністрів України.

Держава гарантує, що для суб'єктів господарювання, які виробляють електричну енергію з альтернативних джерел енергії на введених в експлуатацію об'єктах електроенергетики, буде застосовуватися порядок стимулювання виробництва електроенергії з альтернативних джерел енергії, встановлений відповідно до положень цієї статті на дату введення в експлуатацію об'єктів електроенергетики, які виробляють електроенергію з альтернативних джерел енергії. У разі внесення змін до законодавства, що регулює порядок стимулювання виробництва електроенергії з альтернативних джерел енергії, суб'єкти господарювання можуть обрати новий порядок стимулювання. Держава гарантує законодавче закріплення на весь строк застосування "зеленого" тарифу вимоги щодо закупівлі всієї електроенергії, виробленої на об'єктах електроенергетики, що використовують альтернативні джерела енергії (крім доменного та коксівного газів, а з використанням гідроенергії - вироблену лише малими гідроелектростанціями), і не проданої за договорами безпосередньо споживачам або енергопостачальним компаніям, за встановленим "зеленим" тарифом, а також щодо розрахунків за таку електроенергію у повному обсязі, у встановлені строки та грошовими коштами у порядку, встановленому законом.

Роздрібна ціна на електричну енергію, що використовується суб'єктами господарської діяльності, які реалізують інноваційні проекти, зареєстровані у встановленому законом порядку, що передбачають впровадження та виробництво обладнання, а також матеріалів, сировини і комплектуючих для виробництва обладнання, яке виробляє енергію з використанням альтернативних джерел енергії, встановлюється на рівні роздрібного тарифу для споживачів відповідного класу напруги, встановленого станом на 1 січня 2009 року.

Химики использовали нанопроволоки для запуска фотосинтез-подобного процесса

2012-07-03T15:37:00.001+03:00

Использование энергии солнца вдохновило ученых и инженеров искать пути преобразования света в чистую энергию для отопления дома, топливных заводов и силовых устройств. В то время как большинство исследований фокусируются на производстве энергии, некоторые исследователи смотрят на потенциальное использование новых солнечных технологий в других областях.

Работа доцента кафедры химии Бостонского колледжа Dunwei Wang с кремниевыми нанопроводами и их связанными конструкциями, Nanonets, показала, что эти стабильные, крошечные структуры могут быть использованы в процессах по сбору энергии водород-генерирующего расщепления воды.

Объединившись со своим другом с Бостонского колледжа профессором химии Kian L. Tan, исследователи взяли цель на изучение нанопроводов в процессе фотосинтеза.

Их работа привела к созданию процесса, который напоминает фотосинтез. Используя кремниевые нанопроволоки для сбора световой энергии для мощных реакций, появилась возможность синтезировать основные соединения двух популярных обезболивающих, противовоспалительных препаратов, сообщают ученые в текущем издании Angewandte Chemie, журнал немецкого химического общества.

Последовательность реакций предлагает подход, который отличается от предыдущих попыток изолировать углекислый газ от солнечного света и решает досадную проблему низкой селективностью углерода, которая до сих пор ограничивала ранние методы производства топлива. Тан и Ван сообщают, что их процесс обеспечивает избирательность, необходимую для производства сложных органических соединений, способных разрабатывать фармацевтические препараты и дорогостоящие химикаты.

Этот процесс успешно справлялся с углеродом, структурно сопротивляющимся большинству усилий, которые использовали его для одного химического продукта. Как правило, изысканные формы молекулы углерода должны сначала быть произведены для получения необходимых результатов.

"Если мы сможем начать использовать углекислый газ и свет для силовых реакций в органической химии, есть огромное преимущество в этом. Это позволяет исключить человека из процесса добычи ископаемого топлива с помощью света для запуска химической реакции", сказал Тан. "Ключевым является взаимодействие двух областей – материалов и синтетической химии. Отдельно, эти области могут не добиться этого сами по себе, но вместе, мы объединили наши знания, чтобы заставить их работать.».

При фотосинтезе растения захватывают солнечный свет и используют солнечную энергию и двуокись углерода для возбуждения химической реакции.

Тан и Ван использовали кремниевые нанопроволоки как фотокатод, используя эффективные средства преобразования солнечной энергии в электрическую энергию. Электроны освобождаются от атомов в нанопроволоке, которые затем передаются в органических молекулах, чтобы вызвать химические реакции.

В этом случае исследователи использовали ароматические кетоны, которые при ударе электронов становятся активными и нападают и связывают углекислый газ. Дальнейшие действия производят кислоты, что позволило команде создать прекурсоры для ибупрофена и напроксена с высокой избирательностью и высокой производительностью, сообщают авторы.

Тан сказал, что это не случайно, что этот процесс очень похож на природный фотосинтез, а химики постоянно черпают вдохновение в природе в своей работе.

"Исследователи в своей области, всегда черпают вдохновение в природе", сказал Тан. "Вы берете основные уроки и пытаетесь сделать это искусственным путем. В данной работе мы пытаемся извлечь уроки из природы, хотя мы не можем копировать природу непосредственно".

SOLAR POWER INSTALLERS

2012-05-20T15:36:00.001+03:00

Приведу список наиболее популярных зарубежных и отечественных установщиков систем солнечной энергетики. Ссылок давать не буду, дабы не рекламировать данные фирмы.
NJ SolarPower - NJ Solar Power is a leading solar power firm that offers a complete line of turnkey solar system solutions for residential, commercial, and government clients. The company is a full-service solar power provider and partner throughout the life of the solar panels.
United Solar Associates - Our company is a family owned business. We specialize in residential and commercial solar photovoltaic and hybrid solar photovoltaic and solar thermal systems. Each of our projects are designed to minimize your investment while reducing your energy consumption. We guarantee your satisfaction!
Solar Edison - is committed to providing customers with the best value in renewable energy solutions that effectively meet their unique power requirements.
Second Generation Energy - is a Solar Integrator based in Massachusetts. We are owned and operated by a skilled team who are all passionate about the work we are doing. We believe that renewable energy combined with conservation measures will have the greatest impact on solving our energy problems.
Nexamp.Inc - As a leading solar independent power producer, Nexamp develops, builds, owns, and operates distributed and utility-scale solar projects. Nexamp delivers integrated solutions – from project development and financing through construction and asset management – to ensure that our clients and partners maximize the value of their solar energy investments.
Alteris Renewables - Real Goods was founded in 1978, and our 34 years in business is longer than the 25-year warranties offered on most solar power systems. Our expertise, professionalism and quality are unparalleled in the solar industry, and offer our customers the security to know we will be there when they need us.
United Renewable Energy - is one of the largest and fastest growing turn-key solar energy solution providers on the East Coast. We provide sales, financial assessments, design, financing and installation of commercial, industrial and utility scale solar power systems, and residential systems in select states.
The Solar Center - is one of the East Coast's largest and most experienced providers of solar electric and solar thermal systems.

The Entech Group, Inc. - is your single-source environmental solutions provider for all market sectors, whether it’s an underground oil tank removal in NJ or solar energy system design & installation.

groSolar - is quickly emerging as North America's leading solar PV engineering, procurement, and construction firm in the 1-30 MW commercial and utility solar market. groSolar also offers procurement and logistics services to dealers and solar contractors, by providing them with the industry's highest quality products at the best available costs.

Corbin Solar Solutions, LLC - The photovoltaic panel (or PV panel) is the system’s hotspot. Comprised of absorbent, silicone-based material, the panels—when struck by sunlight—generate electricity in the form of direct current (DC) voltage.

Brilliant Solar has experienced designers, installers and developers of photovoltaic systems for residential and commercial facilities. Brilliant Solar Paneling strives to build the highest performing solar PV systems with the highest return on investment (ROI) for our customers. Our basic goal is to reduce or eliminate our customer’s electric utility costs.

Standard Renewable Energy - has been providing services to help consumers gain energy independence since 2007. Headquartered in the Dallas, Texas area, SRE has provided countless numbers of homeowners and businesses alike with the information specific to their goals and the ability to make the identified improvements to achieve them.
Sun Star Energy, Inc was created to merge a passion for renewable energy resources with a strong resolve to provide outstanding customer service not often seen in service businesses today.
Аванте. Персонал нашей компании – это высококвалифицированные специалисты возобновляемых источников энергии, которые прошли профессиональные курсы («International Network for Sustainable Energy», «Renewable Energy Agency») и получили сертификаты специалистов. Высокий уровень наших специалистов позволяет выполнить любой заказ быстро и качественно.
ЭкоГруп - Солнечные батареи и другие гелиосистемы, которые предоставляет наша компания, отвечают за обеспечение электрической энергией дач, отопление загородных домов, жилых сооружений. Сотрудники нашего предприятия предлагают и осуществляют комплекс работ по эффективной эксплуатации солнечной энергии на больших промышленных объектах и в жилом строительстве.
Группа компаний “Sunlit” - это группа компаний и фирм-партнеров, объединенных целью предоставления рынку комплексных инжиниринговых услуг высокого качества – от отдельных решений до строительства заводов «под ключ».
Зеленая Энергия. We are a leading renewable energy company in Ukraine. We have a strong track record of successfully completing renewable projects for our customers on time on budget. Our customer base includes government institutions, business enterprises, and in some instances residential. We have operated on the Ukrainian renewable market since its very inception. We collaborate closely with local universities to allow us to stay on the top of the latest technical developments.
ЭНЕРГО-СТАР - осуществляет прямые поставки от производителей, предлагает полную консультационную поддержку по вопросам подбора и монтажа оборудования, выполняет наиболее сложные заказы и ведёт активную работу на рынке с 2000 года. За время работы ООО «Энерго-Стар» завоевала надёжную деловую репутацию и доказала, что способна решать любые задачи.

СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ, ИЗЛУЧАЮЩИЕ СВЕТ

2012-05-08T13:46:00.000+03:00

Для получения максимального количества энергии, солнечные батареи изготавливают для поглощения, как можно большего количества света от Солнца. Теперь исследователи из Университета Калифорнии, Беркли, предложили и продемонстрировали противоречащую концепцию: солнечные батареи должны быть изготовлены как светодиоды, способные излучать свет, а также поглощать его.

Команда Беркли представит свои выводы на конференции по лазерам и электрооптике (CLEO: 2012), которая состоится 6-11 мая в Сан-Хосе, штат Калифорния.

"Мы показали, что лучшие солнечные ячейки на излучающих фотонах, тем выше их напряжение и большую эффективность можно получить", говорит Eli Yablonovitch, главный научный сотрудник Калифорнийского университета в Беркли и профессор электротехники.

С 1961 г. ученым известно, что в идеальных условиях, есть ограничение на количество электрической энергии, которая может быть собрана из солнечного света, падающего на типичную солнечную батарею. Это абсолютный теоретический предел, около 33,5 процента.

Тем не менее, в течение пяти десятилетий, ученые не могли приблизиться к достижению этой эффективности: с 2010 года, самая высокая эффективность была чуть больше 26 процентов. (Это для плоских, монокристаллических солнечных батарей, которые поглощают световые волны выше определенной частоты. Гетероструктурные переходы, которые имеют несколько слоев и поглощают несколько частот, имеют возможность достижения более высокой эффективности.)

Совсем недавно, Yablonovitch и его коллеги пытались понять, почему был такой большой разрыв между теоретической и предельной практической эффективностью. Они наткнулись на относительно простое, противоречащее здравому смыслу, решение на основе математической связи между поглощением и излучением света.

"По сути, это потому, что есть связь между термодинамическим поглощением и испусканием," говорит Миллер. "Если у вас есть солнечная батарея, которая является хорошим излучателем света, она также делает его преобразование в более высокое напряжение", которое в свою очередь увеличивает количество электрической энергии, которая может быть собрана из ячейки", говорит Миллер.

В прошлом году компания под названием Alta Devices, со-основателем которой является Yablonovitch, использовала новый подход к созданию прототипа солнечной батареи из арсенида галлия (GaAs), материала часто использующегося для производства солнечных батарей на спутниках. Прототип побил рекорд, прыгнув с 26 % до 28,3 % эффективности. Компания достигла этого рубежа, в частности, путем разработки ячеек, чтобы свет проходил как можно легче - с помощью методов, которые включают, например, увеличение отражательной способности заднего зеркала, которое посылает входящие фотоны обратно через переднюю панель устройства.

Солнечные батареи производят электричество, когда фотоны от Солнца падают на полупроводниковый материал внутри ячейки. Энергии фотонов выбивает свободные электроны из материала, что позволяет электронам свободно перемещаться. Но процесс детонации свободных электронов могут также генерировать новые фотоны, в процессе, называемом люминесценции. Идея новой солнечной ячейки том, что эти новые фотоны - которые не поступают непосредственно от Солнца - должны иметь возможность легко вырываться из ячейки.

Эта работа является "хорошим, полезным способом" определением того, как ученые могут повысить эффективность солнечных батарей, а также найти новые творческие способы тестирования и изучения солнечных батарей, говорит Leo Schowalter из Crystal IS, Inc. председатель комитета CLEO по светодиодам, солнечным батареям, и энергосберегающей фотонике.

AORA Solar запускает "Always-On" cолнечную электростанцию в Испании

2012-02-13T15:27:00.001+02:00

AORA Solar запустила первую в Европе газотурбинную солнечную тепловую электростанция в Альмерии, Испания. Электростанций расположена на территории в пол-акра земли в Platforma Solar Almeria (PSA), крупнейший и самый эксклюзивный научный парк в мире, посвященный исключительно исследованиям и разработкам на основе солнечных энергетических систем.

Среди лиц, присутствовавших при запуске AORA, были представители испанских и израильских правительств, в том числе посол Израиля в Испании, Алон Бар и делегации бизнесменов из Испании, Мексики и США заинтересованных в приобретении Tulip системы AORA.

Основные моменты системы Tulip в Альмерии:

Турбина и связанный генератор преобразования тепловой энергии в электрическую;
В дополнение к производству электроэнергии, завод Альмерии производит 170 кВт тепла в качестве побочного продукта, который будет использоваться для питания завода по опреснению воды;
Революционный гибридный подход Tulip позволяет системе работать не только на солнечном излучении, но и практически на любых альтернативных видах топлива, в том числе биогаза, биодизеля и природного газа;
Tulip может работать на различных режимах – от солнечного режима, где электричество получается от обильного солнечного света, гибридного режима, где топливо помогает генерировать полную мощность, когда солнечного света недостаточно, например, когда погода пасмурная, до топливного режима, вступающего в работу только в ночное время или сильно пасмурный период, обеспечивая тем самым бесперебойное энергоснабжение 24 часа в сутки.

Новый инструмент для анализа материалов солнечных элементов

2012-02-09T19:43:00.000+02:00

Чтобы получить кремний для солнечных элементов, сначала делают стержень кремния высокой степени очистки, а затем обрабатывают в несколько этапов с постепенным нагревом и охлаждением. Но, как долго нагревать (охлаждать) кремний, как быстро охлаждать (нагревать), сколько этапов нагревания-охлаждения необходимо – до сих пор для этого пользовались методом проб и ошибок, руководствуясь интуицией и опытом.

Теперь исследователи Массачусетского технологического института считают, что они нашли способ лучше.

Инструмент под названием "Impurities to Efficiency" (известный как I2E) позволяет компаниям или исследователям изучать альтернативные стратегии производства, подключить описание планируемых материалов и этапов обработки. Примерно через минуту моделирования I2E дает представление о том, с какой именно эффективностью полученная солнечная батарея будет преобразовывать солнечный свет в электричество.

Одним из важнейших факторов, определяющих эффективность солнечной ячейки, является размер и распределение частиц железа в кремнии. Несмотря на то, что кремний, который используется в солнечных элементах, был очищен до уровня 99,9999 %, оставшиеся крошечные вкрапления железа формируют препятствия, которые могут блокировать поток электронов.

Аспирант David Fenning, член команды Массачусетского технологического института, работающей над I2E, сравнивает влияние атомов железа на поток электронов в солнечных элементов с группой протестующих в городе. Если они собираются вместе на одном перекрестке, они могут блокировать движение в этой точке, но автомобиль все еще может найти обходные пути. "Но если есть один человек в середине каждого перекрестка, весь город может быть перекрыт", говорит он, хотя это то же самое количество людей.

Команда во главе с доцентом кафедры машиностроения Tonio Buonassisi, в том числе Fenning, сотрудник-аспирант Douglas Powell и сотрудники Института солнечной энергии Испанского технического университета Мадрида нашли способ использовать традиционную физику и подробное компьютерное моделирование, чтобы предсказать, как именно атомы железа и частицы будут вести себя во время процесса производства пластин. Затем они использовали узкоспециализированный инструмент для измерения – рентгеновский пучок из синхротрона в Argonne National Laboratory – для подтверждения их моделирования путем выявления фактического распределения частиц в пластинах.

"Высокотемпературная обработка перераспределяет металлы", объясняет Buonassisi. С помощью этого современного оборудования, команда провела измерения распределения железа в пластине, изначально и после обработки, и сравнили с предсказаниями из компьютерного моделирования.

Бесплатно, I2E Сайт существует с июля, и пользователи уже провели около 2000 моделей. Детали того, как работает система, и о примерах будет сообщено в ближайшее время в статье в журнале Photovoltaics International. Министерство энергетики США, которое поддерживает исследования, также сообщило о новом инструменте, записи будут опубликованы в блоге агентства.

Powell говорит, I2E был использован "научно-исследовательскими центрами по всему миру".

С помощью этого инструмента компания под названием Varian Semiconductor Equipment Associates (недавно приобретенная компанией Applied Materials), которая делает оборудование для производства солнечных батарей, произвела тонкую настройку одной из печей, которые они продают. Изменения позволили оборудованию производить кремниевые пластины для солнечных батарей в пять раз быстрее, чем это было изначально, даже слегка повысилась общая эффективность полученных ячеек.

Без этого инструмента было слишком много возможных вариантов для тестирования, так что люди в конечном итоге выбирали лучшее из небольшого числа вариантов. Но с I2E, говорит Buonassisi: "Вы сможете выбрать глобальный оптимум" – то есть, самое лучшее решение для данного набора требований. "Мы действительно можем ускорить инновационный процесс", говорит он.

Fenning говорит, что компаниям, которые "не могут позволить себе делать такие крупные эксперименты" необходимо выяснить, какой процесс для данного приложения является лучшим. Физика, происходящая внутри пластины в процессе обработки, является сложной. "Есть целый ряд препятствующих механизмов, которые омрачают картину того, что происходит", и именно поэтому развитие моделирования было длительным и сложным процессом.

Теперь то, что инструмент моделирования доступен, Fenning говорит, поможет производителям сбалансировать качество продукции и время производства.

Мировой рекорд Semprius в эффективности модулей

2012-02-06T23:06:00.001+02:00

Semprius установил новый мировой рекорд эффективности для фотоэлектрических модулей, достигнув показателя 33,9% (активная область). Этот модуль был протестирован в помещении при стандартных тестовых условиях (850 Вт/м², 25C температуры ячейки, и спектр соответствуют AM1.5D) Институтом солнечной энергия Политехнического Университета в Мадриде (IES-UPM).

Этот результат эффективности, сертифицированный IES-UPM и подтвержденный измерениями на открытом воздухе в Институте концентрации фотоэлектрических систем (ISFOC) в Puertollano, Испания, значительно превышает предыдущий показатель 32,0%.

"Это важная веха для Semprius и всей индустрии PV", говорит Скотт Берроуз, вице-президент по технологиям Semprius. "Впервые мы смогли конвертировать более чем треть солнечной энергии в электроэнергию. Это демонстрирует, как концентрационный PV-модуль может использовать быстро растущую эффективность для продолжения снижения стоимости вырабатываемой солнечной электроэнергии".

Semprius предоставляет уникальный модуль HCPV, производство которого начинается с печати микро-перехода. Этот процесс позволяет компании производить наименьшие солнечные ячейки в мире – размером примерно с точку карандаша – для создания солнечных модулей с высокой степенью эффективности и производительности.

"Это кульминация нашего акцента на обеспечение умного дизайна для солнечных элементов", сказал Джо Карр, главный исполнительный директор Semprius.

"Мы внимательно изучили каждый компонент нашего модуля – ячейки, оптика, корпус и производственный процесс,– для развития конкурентного решения, которое воплощает в себе высокую эффективность, производительность и надежность. Важным для наших клиентов является тот факт, что модуль, оцененный по этим трем показателям, является частью той продукции, которая будет коммерчески доступна позже в этом году ".

После развития этого модуля при поддержке Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии департамента энергетики США, Semprius сейчас наращивает глобальное развертывание демонстрационной системы, пока завершается строительства опытно-промышленной установки в Хендерсоне, штат Северная Каролина. Коммерческое производство на заводе начнется во второй половине 2012 года.

"Мировой рекорд это прорыв в эффективности модулей. В сочетании с нашим опытом в бизнесе, он имеет потенциал стать игроком на солнечных рынках в регионах с высоким излучением. С Semprius в качестве партнера, мы и дальше будем расширять наш портфель на рынке солнечной энергетики. Мы очень рады работать вместе с Semprius для коммерциализации этой технологии во всем мире",– сообщил Martin Pfund – генеральный директор Siemens Energy Photovoltaic Business Unit.

PV-станция 200 МВт подключена к сети

2012-02-05T18:20:00.000+02:00

29 октября 2011 года была подключена к сети для ввода в эксплуатацию и испытания работы фотоэлектрическая станция Golmud компании Huanghe Hydropower на 200 МВт, которая имела самые крупные инвестиции в мире. Завершение этой станции будет эффективно оптимизировать мощность, уменьшать давление на окружающую среду и способствовать устойчивому развитию местной экономики.

Завершение фотоэлектрической станции Golmud 200 МВт является важной вехой в PV-развитии компании Huanghe в провинции Qinghai. После завершения проект будет производить ежегодно в среднем 317 ГВт электроэнергии, а также сэкономит 120 000 тонн обычного топлива, уменьшит 6000 тонн выбросов CO₂, около 2760 тонн выбросов SO₂ и 175 тонн выбросов пыли по сравнению с тепловой энергией.

ТОНКАЯ НАСТРОЙКА СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ

2012-02-03T01:47:00.000+02:00

Три инженера с университета в Буффало надеются значительно увеличить количество солнечного света, который солнечные элементы преобразуют в электричество.

Вместе с военными коллегами исследователи Университета Буффало показали, что вложение заряженных квантовых точек в фотоэлектрические элементы может улучшить электрическую мощность, позволяя ячейкам «собирать» инфракрасный свет, а также увеличивает срок службы фотоэлектронов.

Исследования фигурировали в мае прошлого года в журнале Nano Letters. Состав исследовательской группы: Владимир Митин, Андрей Сергеев и Низами Вагидов – профессорско-преподавательский состав в области электротехники; Китт Рейнхардт с Управления Научных исследований ВВС и Джон Литтл и эксперт по передовым нанотехнологиям Кимберли Саблон научно-исследовательской лаборатории армии США.

Митин, Сергеев и Вагидов основали компанию OPtoElectronic Nanodevices LLC. (OPEN LLC.), чтобы принести инновации на рынок.

Идея встраивания квантовых точек на панели солнечных батарей не нова: по словам Митина, ученые предполагали около десяти лет назад, что эта техника могла бы улучшить эффективность, позволяя панелям «собирать» невидимый, инфракрасный свет в дополнение к видимому свету. Однако интенсивная работа в этом направлении ранее имела ограниченный успех.

Исследователи с Университета Буффало и их коллеги не только успешно использовали встроенные квантовые точки для сбора инфракрасного света, они пошли дальше, используя выборочное легирование так, что квантовые точки в пределах солнечной батареи имеют значительный заряд.

Этот встроенный заряд выгоден, потому что он отталкивает электроны, заставляя их путешествовать по всему полю квантовых точек. В противном случае, квантовые точки создают канал рекомбинации для электронов, по сути "захват" движущихся электронов, предотвращая появление электрического тока.

Технология способна увеличить эффективность солнечных батарей до 45 %, сказал Митин, заслуженный профессор SUNY. Через Управление по науке, передаче технологий и экономической связи (STOR) Университета Буффало, он и его коллеги подали предварительные заявки на патенты, чтобы защитить свои технологии.

"Чистые технологии действительно преимущество региона, государства, страны", сказал Митин. "Имея высокую эффективность солнечных батарей, потребители смогут сэкономить деньги, а провайдеры – иметь меньшее поле солнечных батарей, которое производит больше энергии".

Митин и его коллеги уже потратили много времени на разработку квантовых точек с встроенным зарядом, получившая название "Q-BICs". Для дальнейшего улучшения технологий и доведения её до рынка, OPEN LLC. в настоящее время ищет финансирование от частных инвесторов и федеральных программ.

НОВЫЙ РЕКОРД ЭФФЕКТИВНОСТИ ТОНКОПЛЁНОЧНЫХ СОЛНЕЧНЫХ ПАНЕЛЕЙ

2012-02-03T00:40:00.000+02:00

Солнечные проекты начали набирать популярность в течение последних десяти лет. Черный кремний, 3D-панели и солнечная краска – это только некоторые из новшеств, созданные, чтобы помочь людям и компаниям уменьшить использование ископаемого топлива и улучшить экологическую обстановку в мире.

Несмотря на их удивительные особенности, большинство из этих революционных технологий еще далеко не достаточно эффективны, чтобы изменить ситуацию.

Однако даже в этом контексте, First Solar, один из самых престижных компаний, работающих в секторе возобновляемых источников, недавно объявила о новом рекорде эффективности их тонкопленочных PV-панелей, сделанных из теллурида кадмия.

Для всей поверхности панели команде экспертов удалось получить показатель эффективности преобразования 14,4%, показывая заметный прогресс роста с 13,4%, зарегистрированного в прошлом году.

На этом пути First Solar планирует расширить свои исследования, чтобы иметь возможность похвастаться 15%-ным показателем за пределами своей лаборатории к 2015 году.

По словам разработчиков, их прогресс, объявленный на World Future Energy Summit в Абу-Даби, был также подтвержден Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (NREL) Департамента энергии США.

"Этим значительным достижением мы придерживаемся плана нашей компании по эффективности модулей, что демонстрирует нашу способность превратить нашу рекордную технологию в непрерывное улучшение уровня модулей. Это также подчеркивает огромный потенциал CdTe по сравнению с кремниевой технологией", пояснил Dave Eaglesham, главный директор по технологиям компании First Solar.

До сих пор компании удалось произвести и поставить 5 ГВт передовых экологически чистых тонкопленочных модулей. Наиболее удивительным фактом является то, что First Solar может превратить простой лист стекла в энергосберегающие солнечные панели всего за 2 с половиной часа.

Так как предприятие заинтересовано в минимизации выбросов углекислого газа всеми средствами, оно дает зеленый свет кампаниям по переработке, сбору старых PV-панелей от домовладельцев без каких-либо дополнительных затрат, чтобы преобразовать их в новые продукты.

2012-02-03T00:37:00.000+02:00

Рад Вас приветствовать на страницах моего ресурса. Здесь Вы сможете найти интересующую Вас информацию по солнечным элементам, панелям и батареям, узнаете, в чем разница между этими понятиями, какие бывают виды солнечных элементов, какие технологии используются сейчас в производстве, а какие испытываются в лабораториях и исследовательских центрах.

Также, Вы сможете узнать об истории развития солнечной энергетики, истории изучения фотоэффекта, принципе действия фотоэффекта. На этой странице будут размещаться последние новости в области солнечных элементов, рекорды эффективности преобразования света в электрическую энергию, а также крупнейшие события в мире солнечных технологий.

Для начала приведу таблицу уже имеющихся результатов работы исследовательских центров и лабораторий по показателю эффективности преобразования:

Тип солнечных батарей	Показатель эффективности преобразования, %
Кремниевые
Si (кристаллический)	24,7
Si (поликристаллический)	20,3
Si (тонкопленочная передача)	16,6
Si (тонкопленочный субмодуль)	10,4
III-V
GaAs (кристаллический)	25,1
GaAs (тонкопленочный)	24,5
GaAs (поликристаллический)	18,2
InP (кристаллический)	21,9
Тонкие пленки халькогенидов
CIGS (фотоэлемент)	19,9
CIGS (субмодуль)	16,6
CdTe (фотоэлемент)	16,5
Аморфный/Нанокристаллический кремний
Si (аморфный)	9,5
Si (нанокристаллический)	10,1
Фотохимические
На базе органических красителей	10,4
На базе органических красителей (субмодуль)	7,9
Органические
Органический полимер	5,15
Многослойные
GaInP/GaAs/Ge	32,0
GaInP/GaAs	30,3
GaAs/CIS (тонкопленочный)	25,8
a-Si/mc-Si (тонкий субмодуль)	11,7