Солнечная энергия фото: D1 81 d0 be d0 bb d0 bd d0 b5 d1 87 d0 bd d0 b0 d1 8f d1 8d d0 bd d0 b5 d1 80 d0 b3 d0 b8 d1 8f картинки, стоковые фото D1 81 d0 be d0 bb d0 bd d0 b5 d1 87 d0 bd d0 b0 d1 8f d1 8d d0 bd d0 b5 d1 80 d0 b3 d0 b8 d1 8f

Преимущества TEPLOCOM SOLAR-1500

Особенности Комплект TEPLOCOM Solar-1500 + Солнечная панель 250 Вт х 2

• Online;
• встроенный MPPT контроллер заряда от солнечных батарей с поиском точки максимальной мощности; 
• несколько режимов работы: параллельно с сетью, автономно, параллельно с сетью в режиме резервного источника питания; 
• защита от короткого замыкания и перегрузки;
• автоматический перезапуск при восстановлении питания переменного тока; 
• дисплей отображает всю основную информацию о работе системы;
• контроль от глубокого разряда и перезаряда АКБ;
• выбор приоритета питания нагрузки.

Технические характеристики Комплект TEPLOCOM Solar-1500 + Солнечная панель 250 Вт х 2

Солнечная панель

Солнечный кабель

MC4 коннекторы

Солнечная энергия спасет мир

Мировые поставки электроэнергии из возобновляемых источников растут быстрее, чем прогнозировалось, и в ближайшие 5 лет вырастут примерно на 50% благодаря возрождению солнечной энергетики.

Международное энергетическое агентство (МЭА) заявило, что проекты по использованию солнечной, ветровой и гидроэнергии в последние 4 года реализуются крайне быстро. 

К 2024 году в результате нового рассвета дешевой солнечной энергии ожидается, что мировые солнечные мощности могут вырасти на 600 ГВт, что практически вдвое превышает установленную суммарную электро-мощность Японии. Прогноз таков: в ближайшие 5 лет объем возобновляемой электроэнергии возрастет на 1200 ГВт, что суммарно общей мощности электроэнергии Америки. 

Это переломный момент для возобновляемых источников энергии. Такие технологии, как солнечная фотоэлектрическая и ветровая энергетика, находятся в центре глобальной энергетической революции. Их растущее внедрение имеет первостепенное значение для борьбы с выбросами парниковых газов, снижению загрязнения воздуха и распространению доступной электроэнергии. 

Есть надежда, что рост спроса на возобновляемые источники энергии будет постепенно вытеснять с рынка нефть и уголь, сдвинув на десятки лет прогнозы нефтяных и горнодобывающих предприятий.

Сегодня на возобновляемые источники энергии приходится 26% мирового производства электроэнергии, но, по данным МЭА, ожидается, что к 2024 году их доля будет 30%. Это возрождение следует за глобальным замедлением в прошлом году, вызванным снижением стоимости технологий и ростом экологической обеспокоенности.

Однако, если мир надеется достичь своих климатических целей, то роль возобновляемых источников энергии в глобальной энергетической системе должна расти еще быстрее. Но не стоит забывать о том, что, хотя потенциал солнечной энергии захватывает дух, быстрый рост может обрушить рынки электроэнергии, если регулирующие органы и коммунальные предприятия не адаптируются.

Растущие климатические амбиции Европейского Союза и США сыграли наибольшую роль в повышении прогнозов МЭА, но именно Китай будет лидером в реализации проектов по использованию ветровой и солнечной энергии.

Скорее всего аппетиты жаждущих энергии предприятий и заводов станут самым большим стимулом для бума солнечной энергетики, поскольку руководители компаний используют снижение затрат, чтобы сократить свои счета за электроэнергию.

Однако ожидается, что количество домашних солнечных панелей также увеличится более чем в два раза и к 2024 году достигнет около 100 млн. крыш, причем самый высокий рост на душу населения будет наблюдаться в Австралии, Бельгии, Калифорнии, Нидерландах и Австрии.

Даже после “впечатляющего” роста, ожидаемого для солнечной энергетики в течение следующих пяти лет, панели будут покрывать только 6% имеющихся в мире крыш, оставляя пространство для дальнейшего роста.

Солнечная энергия в майнинге

По мере усложнения добычи растет и вычислительная мощность компьютеров, необходимая для создания новых хэшей. Для открытия новых уникальных хэшей требуются суперкомпьютеры и многочисленные установки для майнинга.

Одна из самых сложных частей майнинга – соизмерение стоимости криптовалюты с энергозатратами, связанными с работой и охлаждением оборудования.

Более того, существенным является и воздействие на окружающую среду. По мере расширения криптовалютной сети потребуется больше энергии для поддержания и обновления блокчейна и обнаружения новых хэшей. Это означает, что необходимо огромное количество невозобновляемых источников энергии. Использование солнечной энергии может стать фантастическим решением для повышения прибыльности майнинга при одновременном сокращении потребления углеродного топлива. Именно это делает солнечную энергию краеугольным камнем устойчивого развития.

Добыча криптовалюты с помощью солнечной энергии – относительно новая идея, которая начала набирать популярность в 2017 году. Лучшая формула для майнингового успеха определяется тремя факторами: максимальным хэшрейтом, потреблением энергии и ценой покупки оборудования. Повлиять на хэшрейт невозможно. Единственными факторами, на которые можно повлиять, это энергопотребление и цена покупки оборудования. Поэтому лучший способ повысить рентабельность системы – снизить потребление энергии, с чем поможет солнечная энергия.

Майнинг требует значительных затрат энергии, настолько больших, что стоимость электроэнергии стала определяющим фактором при рассмотрении рентабельности добычи биткоинов. Включение в уравнение солнечной энергии склоняет чашу весов в сторону максимальной прибыли и предлагает экологически устойчивый вариант расширения сети блокчейн.

Есть одно но: хотя использование солнечной энергии обходится дешевле традиционной, майнеры могут использовать этот ресурс только в дневное время, а для добычи в ночное время им все равно приходится пользоваться электричеством из сети.

Ищете решение для майнинга? Наши специалисты помогут! Звоните +7 499 638—27—29, пишите [email protected]. Еще больше актуальных новостей из мира майнинга и криптовалют можно не только почитать, но и обсудить в нашем telegram канале!

Бесплатные изображения, картинки и роялти-фри фото панели солнечных батарей

фотографий солнечных панелей – БЕСПЛАТНЫЕ фотографии солнечных панелей Creative Commons

Попробуйте наши другие сайты!

Раскадровка – Создавайте привлекательные раскадровки, графических органайзеров и инфографику!
Быстрая рубрика – Легко создавайте и делитесь красивыми рубриками!
abcBABYart – Создавайте индивидуальные детские рисунки

Фотоэлектрохимическое получение водорода из воды с использованием солнечной энергии.Аспекты, связанные с материалами

В данной работе рассматривается получение водорода из воды с использованием солнечной энергии. Работа посвящена вопросам материаловедения при разработке высокоэффективных фотоэлектрохимических ячеек (ФЭП). Изложены требования к свойствам фотоэлектродов с точки зрения полупроводниковых и электрохимических свойств и их влияние на характеристики ФЭП. Рассмотрены различные типы PEC и рассмотрено влияние структуры PEC и выбора материалов на эффективность преобразования солнечной энергии.

Обсуждаются тенденции исследований в области разработки высокоэффективных УИК. Утверждается, что для обработки материалов, удовлетворяющих особым требованиям, предъявляемым к фотоэлектродам, должна использоваться очень сложная технология материалов. Важным вопросом при обработке этих материалов является соотношение объема и межфазных свойств на границах твердое / твердое тело (например, границы зерен) и твердое тело / жидкость (например, на границе электрод / электролит). Следовательно, разработка ПЭК с эффективностью, необходимой для коммерциализации, требует применения современных технологий обработки материалов.

Работоспособность ФЭУ рассматривается с точки зрения:

•

возбуждения электронно-дырочной пары в фотоэлектродах;

•

разделение зарядов в фотоэлектродах;

•

электродные процессы и связанная с ними передача заряда внутри PEC;

•

генерация напряжения PEC, необходимого для разложения воды.

Утверждается, что технология PEC является наиболее перспективной технологией для производства водорода по нескольким причинам:

•

Технология PEC основана на солнечной энергии, которая является постоянным источником энергии, и воде, которая является возобновляемым источником. ресурс;

•

Технология PEC экологически безопасна, без нежелательных побочных продуктов;

•

Технология PEC может использоваться как в больших, так и в малых масштабах;

•

Технология PEC относительно несложна.

40+ удивительных фактов о солнечной энергии, которые вы не можете себе позволить пропустить

Потребление невозобновляемых источников, таких как нефть, газ и уголь, растет угрожающими темпами. Наконец, пришло время заняться некоторыми другими возобновляемыми источниками энергии, такими как солнечная, ветровая и геотермальная энергия. Хотя многие страны начали широко использовать солнечную энергию, им еще предстоит пройти долгий путь, чтобы использовать эту возобновляемую энергию для удовлетворения своих ежедневных потребностей в энергии.

Учитывая растущую озабоченность по поводу устойчивого развития во всем мире, отрасль солнечной энергетики через несколько лет обязательно станет быстрорастущей отраслью.Это не только создаст несколько рабочих мест для людей, но и поможет нам в выживании, не наносящем ущерба окружающей среде.

Неудивительно, что все ищут какой-то альтернативный источник энергии, который помог бы им немного лучше сберечь невозобновляемые ресурсы для своих будущих поколений. Солнечная энергия – определенно лучший источник энергии для них, и это, несомненно, будущее нашей планеты.

Что такое солнечная энергия?

Солнечная энергия – это энергия солнца.Солнце вырабатывало энергию миллиарды лет. Это самый важный источник энергии для жизненных форм. Это возобновляемый источник энергии, в отличие от невозобновляемых источников, таких как ископаемое топливо. В технологиях использования солнечной энергии солнечная энергия используется для освещения домов, производства горячей воды, обогрева домов, как показано в обзорах солнечных водонагревателей и электричества.

Основным преимуществом солнечной энергии является то, что она не производит никаких загрязняющих веществ и является одним из самых чистых источников энергии. Это возобновляемый источник энергии, он не требует особого обслуживания и прост в установке.Единственное ограничение, которым обладает солнечная энергия, заключается в том, что ее нельзя использовать ночью, а количество солнечного света, получаемого на Земле, зависит от местоположения, времени суток, времени года и погодных условий.

40+ удивительных фактов о солнечной энергии, которые вы не можете себе позволить пропустить

Вот несколько фактов о солнечной энергии, которые помогут вам оценить потенциал солнечной энергии для удовлетворения глобальных требований.

Факт 1: Солнечная энергия – это совершенно бесплатный источник энергии, и ее можно найти в изобилии.Хотя Солнце находится в 90 миллионах миль от Земли, свету требуется менее 10 минут, чтобы пройти с такого большого расстояния.

Факт 2: Солнечная энергия, состоящая из лучистого тепла и солнечного света, может быть использована с помощью некоторых современных технологий, таких как фотоэлектрические элементы, солнечное отопление, искусственный фотосинтез, солнечная архитектура и солнечное тепловое электричество.

Факт 3: Солнечные технологии можно разделить на активные и пассивные. Фотоэлектрические панели и солнечные тепловые коллекторы, использующие солнечную энергию, являются примерами активной солнечной технологии.Пассивная технология включает в себя строительство комнат для улучшения циркуляции воздуха, ориентацию пространства на благоприятное использование солнечного света.

Факт 4: Земля получает 174 Петаватт приходящей солнечной радиации в верхние слои атмосферы. Около 30% отражается обратно в космос, а остальная часть поглощается океанами, облаками и сушей.

Fact 5: Круговорот воды – важный результат солнечной изоляции. Земля, океаны и атмосфера поглощают солнечную радиацию, и их температура повышается.Теплый воздух поднимается из океанов, вызывая конвекцию. Когда этот воздух поднимается на большую высоту, облака создаются за счет конденсации водяного пара. Эти облака вызывают дожди, которые возвращают воду на поверхность земли, завершая круговорот воды.

Fact 6: Солнечная энергия имеет и другое применение. Посредством фотосинтеза солнечная энергия преобразуется в химическую энергию зелеными растениями, которые создают биомассу, из которой состоит ископаемое топливо.

Факт 7: Садоводство и сельское хозяйство стремятся максимально использовать солнечную энергию.К ним относятся такие методы, как определение времени посевных циклов и смешивание сортов растений. Теплицы также используются для преобразования света в тепло, чтобы способствовать круглогодичному выращиванию специальных культур.

Факт 8: Солнечные системы горячего водоснабжения используют солнечную энергию для нагрева воды. В некоторых районах от 60 до 70% воды, используемой в домашних условиях при температуре до 60 градусов Цельсия, можно сделать доступной за счет солнечного отопления.

Факт 9: Солнечные дымоходы – это пассивные солнечные вентиляционные системы.Валы соединяют интерьер и экстерьер здания. Функционирование можно улучшить за счет остекления и использования термомасс.

Fact 10: Солнечная энергия также может использоваться для приготовления питьевой, солоноватой или соленой воды. Сточные воды можно очищать без использования электричества или химикатов. Создание соли из морской воды также является одним из старейших способов использования солнечной энергии.

Fact 11: Одежду можно сушить на солнце с помощью бельевых веревок, вешалок для одежды и т. Д.

Fact 12: Пищу можно готовить, сушить или пастеризовать, используя солнечную энергию.

Fact 13: Солнечная энергия – это наиболее захватывающее использование солнечной энергии. Это то, как солнечная энергия преобразуется в электричество с использованием фотоэлектрической (прямой метод) или концентрированной солнечной энергии (косвенный). Большие лучи солнечного света фокусируются в небольшой луч с помощью зеркал или линз в случае концентрированной солнечной энергии. Фотоэлектрический эффект используется Photovoltaic для преобразования солнечной энергии в электрическую.

Fact 14: Солнечные химические процессы заменяют ископаемое топливо в качестве источника химической энергии и могут сделать солнечную энергию пригодной для хранения и транспортировки.Фотосинтез может создавать различные виды топлива. Технология производства водорода – одна из основных областей солнечнохимических исследований.

Fact 15: Системы аккумулирования тепла могут хранить солнечную энергию в виде тепла за счет использования обычных материалов с высокой удельной теплоемкостью, таких как камень, земля и вода. Солнечная энергия также может храниться в расплавленных солях.

Fact 16: Нефтяной кризис 1970 года выявил хрупкую природу ископаемого топлива как источника энергии для всего мира.Таким образом, исследования в области альтернативных технологий возобновляемых источников энергии, таких как солнечная и ветровая энергия, набирают обороты.

Fact 17: Солнечная энергия считается будущим альтернативных источников энергии, поскольку она не загрязняет окружающую среду и помогает бороться с парниковым эффектом на глобальный климат, создаваемым использованием ископаемого топлива.

Факт 18: Обычно солнечная энергия в домашних условиях используется солнечными батареями, которые поглощают солнечную энергию для приготовления пищи и нагрева воды.

Fact 19: Солнечная энергия не загрязняет окружающую среду, не оказывает вредного воздействия на окружающую среду и является экологически приемлемой.

Fact 20: Солнечная энергия – один из наиболее широко используемых возобновляемых источников энергии. Можно использовать технологии возобновляемых источников энергии для преобразования солнечной энергии в электричество.

Fact 21: Космические миссии различных стран используют солнечную энергию для питания своих космических кораблей.

Fact 22: Солнечная энергия – очень надежный источник энергии.

Fact 23: Благодаря новым достижениям в научных исследованиях, солнечная энергия может стать более доступной в будущем при снижении затрат и повышении эффективности.

Fact 24: Солнечная энергия может оказаться основным источником возобновляемой энергии из-за ее огромного потенциала и долгосрочных преимуществ.

Fact 25: Земля получает около 1366 Вт прямого солнечного излучения на квадратный метр.

Fact 26: Самая большая солнечная электростанция в мире расположена в пустыне Мохаве в Калифорнии на площади 1000 акров.

Fact 27: Солнечная энергия является предпочтительным способом создания энергии там, где потребность является временной. Например, временные ярмарки, горнодобывающие предприятия, Олимпийские игры.

Fact 28: Солнечная энергия также может использоваться для питания вычислителей.

Fact 29: Солнечные панели практически не требуют обслуживания, поскольку батареи не требуют воды или другого регулярного обслуживания и прослужат долгие годы. После того, как солнечные панели установлены, периодических затрат не возникает.

Fact 30: Солнечная энергия может значительно снизить счета за электроэнергию.Более того, существует множество налоговых льгот и программ скидок, призванных стимулировать использование солнечной энергии и одновременно сэкономить деньги домовладельцев.

Факт 31: Солнечная энергия не загрязняет окружающую среду шумом. Он не имеет движущихся частей и не требует дополнительного топлива, кроме солнечного света, для выработки энергии.

Fact 32: Домашняя система солнечных панелей состоит из нескольких солнечных панелей, инвертора, аккумулятора, регулятора заряда, проводки и вспомогательных материалов. Солнечный свет поглощается солнечными панелями и преобразуется в электричество установленной системой.Аккумулятор накапливает электроэнергию, которую можно использовать позже, например, в пасмурные дни или вечером.

Fact 33: Благодаря резервной батарее солнечная энергия может обеспечивать электричеством круглосуточно, даже в пасмурные дни и ночью.

Факт 34: Солнечная энергия измеряется в киловатт-часах. 1 киловатт = 1000 ватт.

Fact 35: Хотя солнечная энергия широко используется, она обеспечивает лишь небольшую часть мирового энергоснабжения.

Fact 36: Солнечная энергия используется во многих приложениях, включая электричество, испарение, биомассу, отопление воды и здания и даже транспорт.

Fact 37: Крупные инвестиции – одна из основных причин, почему солнечная энергия до сих пор не используется многими людьми во всем мире.

Факт 38: Солнечная энергия используется более 2700 лет. В 700 году до нашей эры стеклянные линзы использовались для разжигания огня путем увеличения солнечных лучей.

Fact 39: Солнце также является основным источником невозобновляемых ископаемых видов топлива (угля, газа и нефти), которые миллионы лет назад зародились в виде растений и животных.

Fact 40: Облака и загрязнение не позволяют солнечным лучам достигать земли.

Каждый год солнце излучает энергию Земли для удовлетворения глобальных потребностей в энергии в течение всего года. Солнечная энергия – это технология, используемая для преобразования солнечной энергии в другие формы, например в электрическую, для удовлетворения глобальных потребностей. На данный момент только одна десятая глобальных потребностей в энергии обеспечивается солнечной энергией, но потенциал на будущее ошеломляет.

Fact 41: Солнечная энергия – один из самых распространенных источников энергии.Неудивительно, что у Солнца достаточно энергии, чтобы удовлетворить потребности всего мира в энергии. Если воспринимать всерьез и использовать должным образом, человечество никогда больше не потребует никаких других невозобновляемых источников энергии для удовлетворения своих потребностей. Фактически, по мере увеличения использования солнечной энергии Земля постепенно становится более устойчивым местом для жизни.

Fact 42: Если пустыня Мохаве будет застроена массивами солнечных панелей, сбор солнечной энергии там в течение дня будет генерировать больше энергии, чем Соединенные Штаты потребляют электричество ежегодно.Фактически, количество произведенной солнечной энергии вдвое превышает годовое потребление электроэнергии в США. Это означает, что это не только сэкономит много денег, но и резко сократит использование невозобновляемых ресурсов ископаемого топлива.

Fact 43: Хотите верьте, хотите нет, но стоимость солнечных панелей снизилась на ошеломляющие 99% с 1977 года. Солнечные панели являются квинтэссенцией для сбора солнечной энергии. Согласно рыночным отчетам ассоциации Solar Energy Industries Association и GTM Research, стоимость солнечного элемента сейчас составляет всего 0 долларов.21 за ватт по сравнению с 77 долларами за ватт в 1977 году. В последние годы весь собранный модуль стоит всего 0,39 доллара за ватт.

Fact 44: Сначала может быть сложно поверить в это, но факт в том, что солнечная энергия дешевле ископаемого топлива. Солнечная энергия стоит примерно 4,3 цента за кВтч на несубсидированных условиях. Трудно поверить, не правда ли? Это делает солнечную энергию намного дешевле, чем любые другие альтернативы ископаемому топливу, которые стоят около 4.От 2 центов за кВтч до 7,8 центов за кВтч. Так что ваши сбережения действительно большие.

Fact 45: После создания солнечной электростанции контракт на поставку электроэнергии, который она заключает со своими клиентами, составляет примерно от 20 до 25 лет. Это означает, что после создания солнечная электростанция должна прослужить более двух десятилетий.

Кроме того, солнечные панели могут прослужить в общей сложности от 40 до 50 лет. После этого их можно будет заменить более развитыми и эффективными панелями.Установка солнечных панелей может быть очень дорогостоящей; однако они того стоят. Они оба экономичны и энергоэффективны. В общем, это очень мудрое и очень ценное вложение.

Дополнительный факт : Солнечная энергия в Швеции быстро растет, каждый год растет на 96%.

Снимает солнечные панели, улавливающие солнце

Потрясающие аэрофотоснимки солнечных электростанций, сделанные Джейми Стиллингсом, показывают глубокий след возобновляемой энергии в географии Земли.

Фоторепортаж с Джейми Стиллингсом

1 / 12 (Джейми Стиллингс)

На снимке Солнца

Проект солнечной энергии Crescent Dunes в северной Неваде будет производить электричество через месяц или два

Фотографу, стоящему на земле, солнечные электростанции, покрывающие сотни акров пустыни Калифорнии или Невады, кажутся уходящими за горизонт.Агрегаты больше, чем пикапы, и на некоторых проектных площадках их тысячи.

Итак, чтобы захватить границы заводов, Джейми Стиллингсу пришлось нанять вертолет. Он тщательно спланировал каждый полет, чтобы поймать 20-минутное окно идеального света, часто в 4:30 утра, всегда прося пилота убрать одну из дверей. С высоты 2000 метров он наклонился к краю самолета и сфотографировал проекты, расположенные ниже. «Мы проводим большую часть своей жизни с нашими невидимыми для нас источниками энергии», – говорит он.«Фотографии о сознании».

В серии под названием « Изменение перспектив развития возобновляемой энергетики» Стиллингс фотографирует наиболее значимые проекты возобновляемой энергетики на всех континентах. С тех пор как шесть лет назад он начал документировать солнечные электростанции, он пришел к выводу, что они вызывают как свет, так и темноту. «Многие горожане думают:« Вау! Это фантастические проекты для бесполезных пустынь! »- говорит он. «Другие, которые больше настроены на пустыню и ее виды, испытывают чувство меланхолии.”

Необычные фотографии солнечных электростанций, сделанные Стиллингсом, выставлялись в музеях Северной Америки и Европы и были приобретены Библиотекой Конгресса США. Его изображения солнечной электростанции Ivanpah в пустыне Мохаве, крупнейшего проекта такого рода в мире, будут опубликованы в виде монографии этой осенью. Стиллингс живет в Санта-Фе, штат Нью-Мексико, в доме на солнечной энергии.

Новая книга Стиллингса, The Evolution of Ivanpah Solar , выйдет в продажу в Северной Америке ноября.24.

Солнечных ферм в 15 изображениях

1. Концентрированные солнечные электростанции
Концентрированные солнечные электростанции (CSP) используют зеркала, чтобы концентрировать солнечные лучи и нагревать жидкость, производя пар, который приводит в движение турбину для выработки энергии. Их не следует путать с фотоэлектрическими (PV) солнечными электростанциями, которые напрямую производят электричество. На этой фотографии показаны три «солнечные башни» электростанции Иванпа в Калифорнии.

1. Концентрированные солнечные электростанции
Концентрированные солнечные электростанции (CSP) используют зеркала, чтобы концентрировать солнечные лучи и нагревать жидкость, производя пар, который приводит в движение турбину для выработки энергии. Их не следует путать с фотоэлектрическими (PV) солнечными электростанциями, которые напрямую производят электричество. На этой фотографии показаны три «солнечные башни» электростанции Иванпа в Калифорнии.

2. Десятки тысяч зеркал
Завод Ivanpah, расположенный в пустыне Мохаве в Калифорнии, недалеко от Лас-Вегаса, имеет почти 175 000 зеркал, установленных на земле.Эти зеркала, известные как гелиостаты, можно перемещать, чтобы отслеживать путь Солнца и более эффективно улавливать его лучи. Эта солнечная энергия отражается на центральной башне, которая придает объектам круглую форму.

3. Жидкий теплоноситель для превращения воды в пар
В центральной башне находится ресивер и трубы, содержащие текущий жидкий теплоноситель или теплоноситель, который обычно состоит из расплавленной соли. Эта жидкость служит для нагрева сети воды внутри градирни, производя пар, который приводит в действие турбину, как на обычных тепловых электростанциях.

4. Выпуск воды
На заводе в Иванпа, когда пар проходит через турбину, он охлаждается большими вентиляторами, задняя часть которых видна на этой фотографии. Использование системы с воздушным охлаждением помогает экономить воду, что является ключевой проблемой в пустынных регионах. Время от времени также требуется вода, чтобы очистить зеркала от пыли и другого мусора.

5. Электростанции с параболическим желобом
Вторая категория технологий концентрированной солнечной энергии – и в настоящее время наиболее распространенная – это электростанция с параболическим желобом (PTPP), которая состоит из длинных полукруглых зеркал или желобов, которые вращайте по горизонтальной оси, чтобы отслеживать Солнце.Этот тип солнечной фермы имеет прямоугольную форму, а не круглую. На электростанции Noor 1 в Уарзазате, Марокко, которую можно увидеть здесь, установлено 500 000 зеркал на площади 4,8 квадратных километра, что эквивалентно 600 футбольным полям!

6. Возможности хранения
В электростанциях с параболическим желобом солнечный свет фокусируется на горизонтальной черной трубке, проходящей над центром зеркала. По этой трубке течет теплоноситель, температура которого может достигать 500 ° C.Затем тепло транспортируется и концентрируется через сеть труб для привода турбины в энергоблоке. Одним из преимуществ концентрированных солнечных электростанций является то, что тепло можно хранить в течение нескольких часов, прежде чем использовать для производства электроэнергии в часы пиковой нагрузки.

7. Фермы в пустыне
Электростанции с параболическим желобом, как и их эквиваленты с солнечными электростанциями, лучше всего подходят для чрезвычайно солнечных открытых пространств, таких как пустыни. Самые крупные ТЭЦ расположены в США, Марокко и странах Персидского залива, например, электростанция Шамс-1 в Объединенных Арабских Эмиратах (на фото) с 258000 зеркалами, расположенными на 2.5 квадратных километров.

8. Линейные отражатели Френеля
Одним из вариантов электростанции с параболическим желобом является система линейных отражателей Френеля (LFR). Эта технология, изобретенная французским ученым в начале 19 века, существует уже некоторое время и используется в большинстве маяков. На этой фотографии профессор Токийского университета и исследователь японского гиганта электроники Sharp демонстрирует модель этих плоских зеркал для производства солнечной энергии.

9.Менее дорогая, но также менее эффективная технология
В системах с линейными отражателями Френеля плоские зеркала вращаются по горизонтальной оси и слегка наклоняются, чтобы сконцентрировать солнечные лучи на неподвижной трубе выше, как показано на этой фотографии, сделанной на заводе в Галисии, в западная Испания. Плоские зеркала дешевле, чем их параболические аналоги, но они также менее эффективны. Эта технология также используется на заводе Alba Nova мощностью 12 мегаватт в Гизоначча, Корсика.

10.Параболические тарелки
Хотя параболические тарелки выглядят как спутниковые тарелки, в этой технологии используются зеркала, чтобы улавливать солнечные лучи и отправлять их обратно на двигатель Стирлинга, расположенный в фокусе параболы. Впервые задуманный в начале 19 века двигатель Стирлинга работает, используя колебания давления газа. Каждая параболическая тарелка представляет собой отдельную единицу. В Фениксе, штат Аризона, 60 таких агрегатов были сгруппированы вместе, чтобы обеспечить общую мощность 1,5 мегаватт.

11.Фотоэлектрические солнечные электростанции
Фотоэлектрические (PV) системы являются наиболее распространенными солнечными фермами во всем мире и значительно дешевле в строительстве, чем концентрированные солнечные электростанции. Они основаны на фотоэлементах, собранных в панели, которые захватывают солнечный свет и преобразуют его непосредственно в электричество. Самые большие растения можно найти в пустынных регионах, например, в чилийской пустыне Атакама.

12. Крупнейшие в мире солнечные фермы
Самые мощные фотоэлектрические станции сегодня находятся в Китае, США и Индии.Четыре, расположенные в Тамил Наду, Индия, и в Калифорнии, имеют мощность более 500 мегаватт. Франция может похвастаться крупнейшей в Европе фотоэлектрической электростанцией, расположенной в Сестасе на юго-востоке страны. На этой фотографии показано солнечное ранчо California Valley к северу от Лос-Анджелеса, которое занимает площадь почти 800 гектаров и имеет мощность 250 мегаватт.

13. Панели слежения за солнцем
Солнечное ранчо California Valley использует 90 000 вращающихся систем для поворота панелей к солнцу для большей эффективности.Это позволяет сконцентрировать производство в середине дня, когда спрос на электроэнергию наиболее высок, особенно для кондиционирования воздуха.

14. От постоянного тока к переменному току
Фотоэлектрические панели вырабатывают электричество постоянного тока (DC), которое необходимо преобразовать в переменный ток (AC), прежде чем его можно будет подать в электросеть. Здесь показана трансформаторная подстанция на фотоэлектрической электростанции Нанао в Японии.

15. Сложные диспетчерские
Большие солнечные фермы требуют тщательного управления.Концентрированная солнечная электростанция Иванпа, например, разделена на три участка, каждая из которых состоит из круглой группы гелиостатов, обращенных к башне. Управление в целом осуществляется из диспетчерской, показанной здесь.

Коллекторы солнечной энергии, выращенные из семян

Джефф Фальк
713-348-6775
[email protected]

Джейд Бойд
713-348-6778
[email protected]

ХЬЮСТОН – (21 июня 2021 г.) – Инженеры Университета Райса создали микроскопические семена для выращивания удивительно однородных двумерных кристаллов перовскита, которые одновременно стабильны и высокоэффективны при сборе электроэнергии из солнечного света.

Аспирант кафедры химического машиностроения Университета Райса Сирадж Сидхик держит контейнер с двумерными перовскитными «семенами» (слева) и меньший флакон с раствором растворенных семян, который можно использовать для производства тонких пленок для использования в высокоэффективных оптоэлектронных устройствах, таких как высокоэффективные солнечные батареи. панели. (Фото Джеффа Фитлоу / Университет Райса)

Галогенидные перовскиты – это органические материалы, изготовленные из обильных недорогих ингредиентов, и метод выращивания семян Райса решает как эксплуатационные, так и производственные проблемы, которые сдерживали фотоэлектрическую технологию галогенидного перовскита.

В исследовании, опубликованном в Интернете в журнале Advanced Materials, инженеры-химики из инженерной школы Райса Брауна описывают, как производить семена и использовать их для выращивания однородных тонких пленок, очень востребованных материалов, состоящих из однородно толстых слоев. В лабораторных испытаниях фотоэлектрические устройства, изготовленные из пленок, показали свою эффективность и надежность, что ранее было проблематичной комбинацией для устройств, изготовленных из перовскитов 3D или 2D.

«Мы придумали метод, с помощью которого вы действительно можете адаптировать свойства макроскопических пленок, сначала адаптировав то, что вы добавляете в раствор», – сказал соавтор исследования Адитья Мохите, доцент кафедры химической и биомолекулярной инженерии и материалов. наука и наноинженерия в Райс.«Вы можете получить что-то очень однородное по размеру и свойствам, что приведет к более высокой эффективности. Мы получили почти ультрасовременный КПД устройства в случае 2D в 17%, и это без оптимизации. Мы думаем, что можем улучшить это несколькими способами ».

Адитья Мохите (Фото Джеффа Фитлоу / Университет Райса)

Mohite сказал, что получение однородных пленок из двумерных перовскитов было огромной проблемой в сообществе исследователей галогенидных перовскитов, занимающихся фотоэлектрическими технологиями, которое значительно выросло за последнее десятилетие.

«Ожидается, что однородные пленки позволят создать оптоэлектронные устройства как с высокой эффективностью, так и с технологической стабильностью», – сказал он.

Высокоэффективные фотоэлектрические пленки, выращенные из семян риса, оказались довольно стабильными, сохранив более 97% своей пиковой эффективности после 800 часов освещения без какого-либо регулирования температуры. В предыдущих исследованиях 3D-галогенидные фотоэлектрические устройства на перовските были высокоэффективными, но склонными к быстрой деградации, а 2D-устройства не обладали эффективностью, но были очень стабильными.

В исследовании Райса также подробно описывается процесс роста семян – метод, доступный для многих лабораторий, сказала соавтор исследования Аманда Марсель, председатель попечительского совета Уильяма Марша Райса и доцент кафедры химической и биомолекулярной инженерии в Райсе.

Тонкая пленка двумерных кристаллов галогенидного перовскита одинаковой толщины. Инженеры Райса открыли метод самосборки для производства пленок из «семян», субмикроскопических кусков двумерных кристаллов, которые служат в качестве шаблонов. (Фото Джеффа Фитлоу / Университет Райса)

«Я думаю, люди возьмут эту газету и скажут:« Ой.Я собираюсь начать это делать », – сказала Марсель. «Это действительно хорошая бумага для обработки документов, которая позволяет углубиться в детали, чего раньше никогда не делали».

Название перовскит относится как к конкретному минералу, открытому в России в 1839 году, так и к любому соединению с кристаллической структурой этого минерала. Например, галогенидные перовскиты могут быть получены путем смешивания свинца, олова и других металлов с бромидными или йодидными солями. Исследовательский интерес к галогенидным перовскитам резко возрос после того, как в 2012 году был продемонстрирован их потенциал для высокоэффективной фотовольтаики.

Mohite, который присоединился к Rice в 2018 году, более пяти лет исследовал фотовольтаику галогенидных перовскитов, особенно 2D-перовскиты – плоские, почти атомарно тонкие формы материала, которые более стабильны, чем их более толстые собратья, из-за присущей им влагостойкости.

Мохите, соавтор исследования, соавтор исследования Сирадж Сидхик, доктор философии. студент в своей лаборатории, с идеей преследовать засеянный рост.

Аспиранты инженерного факультета Университета Райса Мохаммад Самани (слева) и Сирадж Сидхик открыли метод выращивания с помощью затравки для создания тонких двумерных пленок галогенидного перовскита со слоями одинаковой толщины.Однородные двумерные перовскитные пленки очень востребованы и, как ожидается, приведут к созданию солнечных панелей и других высокоэффективных и стабильных оптоэлектронных устройств. (Фото Джеффа Фитлоу / Университет Райса)

«Идея о том, что память или история – генетическая разновидность семян – может определять свойства материала, является мощной концепцией в материаловедении», – сказал Мохайт. «Многие шаблоны работают так. Если вы хотите вырастить, например, монокристалл алмаза или кремния, вам понадобится затравка монокристалла, которая может служить шаблоном.”

Хотя рост затравки часто демонстрировался для неорганических кристаллов и других процессов, Мохайт сказал, что это первый раз, когда он проявляется в органических двумерных перовскитах.

Процесс выращивания 2D перовскитных пленок из зародышей во многих отношениях идентичен классическому процессу выращивания таких пленок. В традиционном методе химические вещества-прекурсоры отмеряются, как ингредиенты на кухне – X частей ингредиента A, Y частей ингредиента B и так далее – и они растворяются в жидком растворителе.Полученный раствор наносят на плоскую поверхность с помощью центробежного покрытия, широко используемого метода, который основан на центробежной силе для равномерного распределения жидкости по быстро вращающемуся диску. По мере растворения растворителя смешанные ингредиенты кристаллизуются в тонкую пленку.

Mohite в течение многих лет создавала двумерные перовскитные пленки таким способом, и хотя пленки кажутся совершенно плоскими невооруженным глазом, они неравномерны в нанометровом масштабе. В некоторых местах пленка может быть толщиной монокристалла, а в других местах – толщиной в несколько кристаллов.

Аманда Марсель (Фото Жана Лаша)

«В конечном итоге вы получаете что-то полностью полидисперсное, и когда изменяется размер, меняется и энергетический ландшафт», – сказал Мохайт. «Для фотоэлектрического устройства это означает неэффективность, потому что вы теряете энергию на рассеяние, когда заряды сталкиваются с барьером, прежде чем они достигнут электрического контакта».

В методе выращивания семян семена получают путем медленного роста однородного 2D-кристалла и его измельчения в порошок, который растворяется в растворителе вместо отдельных предшественников.Семена содержат такое же соотношение ингредиентов, как и в классическом рецепте, и полученный раствор наносится методом центрифугирования на диски точно так же, как и в оригинальном методе. Этапы испарения и кристаллизации также идентичны. Но затравочный раствор дает пленки с однородной однородной поверхностью, очень похожей на материал, из которого были измельчены семена.

Когда Sidhik сначала преуспел в этом подходе, не сразу было понятно, почему он производит лучшие фильмы. К счастью, лаборатория Мохите примыкает к лаборатории Марсиэль, и хотя она и ее ученик, со-ведущий автор Мохаммад Самани, ранее не работали с перовскитами, у них действительно был идеальный инструмент для поиска и изучения любых кусочков нерастворенных семян, которые могли бы служить образцом для однородных пленок. .

«В моей группе мы могли отслеживать зарождение и рост, используя методы светорассеяния, которые мы обычно используем для измерения размеров полимеров в растворе», – сказал Марсель. «Так возникло сотрудничество. Мы соседи по лаборатории, и мы говорили об этом, и я такой: «Эй, у меня есть это оборудование. Давайте посмотрим, насколько велики эти семена и сможем ли мы отследить их с течением времени, используя те же инструменты, которые мы используем в науке о полимерах ».

Тонкая пленка двумерных кристаллов галогенидного перовскита, выращенная методом выращивания с помощью затравки Университета Райса.Метод обработки раствора дает тонкие пленки удивительно однородной толщины, что является очень востребованной функцией, которая, как ожидается, приведет к созданию высокоэффективных солнечных панелей и других оптоэлектронных устройств. (Фото Джеффа Фитлоу / Университет Райса)

В качестве инструмента использовалось динамическое рассеяние света, основная техника в группе Марсель. Было обнаружено, что растворы достигают состояния равновесия при определенных условиях, позволяя части некоторых семян оставаться нерастворенными в растворе.

Исследование показало, что эти частицы семян сохранили «память» об идеально однородном медленно выращиваемом кристалле, из которого они были измельчены, и Самани и Марсель обнаружили, что они могут отслеживать процесс зародышеобразования, который в конечном итоге позволит семенам образовывать однородные тонкие пленки.

Mohite сказал, что сотрудничество дало то, что часто пытаются и редко достигают в исследованиях наноматериалов – метод самосборки для создания макроскопических материалов, которые соответствуют обещаниям отдельных наночастиц, из которых они состоят.

«Это действительно проклятие технологии наноматериалов», – сказал Мохайт. «На индивидуальном уровне, состоящем из одного элемента, у вас есть прекрасные свойства, которые на порядок лучше, чем что-либо еще, но когда вы пытаетесь объединить их во что-то макроскопическое и полезное, например, пленку, эти свойства просто исчезают, потому что вы не может сделать что-то однородное, имея только те свойства, которые вам нужны.

«Мы еще не проводили экспериментов с другими системами, но успех с перовскитами вызывает вопрос, может ли этот тип засеянного подхода работать и в других системах», – сказал он.

Исследование проводилось при поддержке Управления энергоэффективности и возобновляемых источников энергии Министерства энергетики (DOE), Академического института Франции и Управления военно-морских исследований (N00014-20-1-2725) и с использованием объектов Министерства энергетики в Национальном Аргонне. Лаборатория и Брукхейвенская национальная лаборатория.

-30-

Ссылки и ресурсы:

DOI документа Advanced Materials: 10.1002 / adma.202007176

Копия статьи доступна по адресу: https://doi.org/10.1002/adma.202007176

ИЗОБРАЖЕНИЯ с высоким разрешением доступны для загрузки по адресу:

https://news.rice.edu/files/2021/06/0621_SEEDS-msss46-lg.jpg
ЗАГОЛОВОК: аспиранты инженерного факультета Университета Райса Мохаммад Самани (слева) и Сирадж Сидхик открыли метод выращивания с помощью семян для создания 2D-галогенида. тонкие пленки перовскита со слоями одинаковой толщины.Однородные двумерные перовскитные пленки очень востребованы и, как ожидается, приведут к созданию солнечных панелей и других высокоэффективных и стабильных оптоэлектронных устройств. (Фото Джеффа Фитлоу / Университет Райса)

https://news.rice.edu/files/2021/06/0621-SEEDS-film15-lg.jpg
ЗАГОЛОВОК: Тонкая пленка двумерных кристаллов галогенидного перовскита одинаковой толщины. Инженеры Райса открыли метод самосборки для производства пленок из «семян», субмикроскопических кусков двумерных кристаллов, которые служат в качестве шаблонов.(Фото Джеффа Фитлоу / Университет Райса)

https://news.rice.edu/files/2021/06/0621-SEEDS-film16-lg.jpg
ЗАГОЛОВОК: Тонкая пленка двумерных кристаллов галогенидного перовскита, выращенная методом посевного роста Университета Райса. Метод обработки раствора дает тонкие пленки удивительно однородной толщины, что является очень востребованной функцией, которая, как ожидается, приведет к созданию высокоэффективных солнечных панелей и других оптоэлектронных устройств. (Фото Джеффа Фитлоу / Университет Райса)

https: //news.rice.edu / files / 2021/06/0621-SEEDS-seed37a-lg.jpg
ЗАГОЛОВОК: Сирадж Сидхик, аспирант химического факультета Университета Райса, держит контейнер с 2D перовскитными «семенами» (слева) и меньший флакон с раствором растворенных семян. которые можно использовать для производства тонких пленок для использования в высокоэффективных оптоэлектронных устройствах, таких как солнечные панели с высоким КПД. (Фото Джеффа Фитлоу / Университет Райса)

https://news.rice.edu/files/2021/06/0621-SEEDS-mohite63-lg.jpg
ЗАГОЛОВОК: Адитья Мохите (Фото Джеффа Фитлоу / Университет Райса)

https: // новости.ris.edu/files/2021/06/0621-SEEDS-marciel-lg.jpg
ЗАГОЛОВОК: Аманда Марсель (Фото Жана Лаша)

Этот выпуск можно найти на сайте news.rice.edu.

Следите за новостями Райс и связями со СМИ через Twitter @RiceUNews.

Университет Райса, расположенный в лесном кампусе площадью 300 акров в Хьюстоне, неизменно входит в 20 лучших университетов страны по версии U.