энергосбережение

О новом мировом рекорде прямого преобразования солнечного света в электричество с помощью гибких органических фотогальванических элементов заявила германская компания Heliatek. В отличии от обычных кремниевых солнечных панелей, органические — менее дорогие и просты в утилизации.
Heliatek сообщает, что результаты такого масштаба дали ячейки с мультипереходом. Представители компании также отмечают, что хотя для солнечных батарей и панелей традиционно используют кремний — это не так выгодно в энергетическом плане, как используемые ими органические фотоэлементы. Они более гибкие и менее дорогие. А величину потребляемой энергии подтвердили в солнечном испытательном комплексе под Фраунгофером.

Ранее батареи были способны впитывать в себя только 10,7% солнечной энергии, теперь целых 13,2%.

«Этот успех основан на нашем химическом исследовании новых органических материалов поглотителей», — сказал представитель Heliatek доктор Мартин Пфайфер.

Батареи, которые сумели побить мировой рекорд, сочетают в себе три разных амортизатора, каждый из которых приспособлен под отделку своего типа света — красного, зеленого и инфракрасного.

В дальнейшем, разработчики хотят использовать технологию в сверхлегких и гибких рулонных солнечных панелях «HeliaFilm».

Powerplus - педальный электрогенератор разработанный голландской компанией.

Аккумулятор ёмкостью 7 А·ч подзаряжается в процессе вращения педалей в умеренном темпе за 9 часов.

Генератор создан в первую очередь для экстремальных ситуаций, и районов стихийных бедствий.
https://youtu.be/gdNREWrgNPI

Инженеры Стэнфорда разработали прозрачное кремниевое покрытие, которое может повысить эффективность солнечных панелей, сохраняя их температуру. Покрытие собирает, а затем излучает тепло непосредственно в пространство, не блокируя входящие фотоны.

При массовом производстве разработка может быть использована для охлаждения любого устройства на открытом воздухе - например, в дополнение к кондиционерам в автомобилях.

После целого дня на солнце, солнечные батареи в Калифорнии могут достигнуть температуры 80 ° C (175 ° F), даже в зимние месяцы. Избыточное тепло может причинять проблемы, потому что, в то время как ячейки нуждаются в солнечном свете, чтобы собрать энергию, они также, по мере нагревания, теряют эффективность. Стандартные кремниевые ячейки, например, теряют от 20 до 19 процентов эффективности при нагреве всего до 10 ° C (18 ° F) или около того.

Ноутбуки решают проблему перегрева с помощью тщательно спроектированных вентиляторов и радиаторов, а для солнечных панелей и других устройств, которые работают на открытом воздухе, само пространство может служить теплоотводом в полном смысле этого слова. Прохладное окружение, температура которого приближается к абсолютному нулю, свело бы на нет необходимость для сложных и дорогих приспособлений тепловыделения - если бы только у нас был бы доступ к нему с земли.

Кремниевое (SiO2) покрытие для солнечной панели, разработанное профессором Шанхай Фэн (Shanhui Fan) и коллегами из Стэнфорда, успешно использует окружающее пространство как крупнейший тепловой поглотитель. Оно делает это путем сбора, а затем излучения тепла в виде инфракрасных электромагнитных волн, которые могут легко проходить через атмосферу в космос. Покрытие прозрачно, поэтому оно не влияет на способность ячеек собирать солнечный свет и улучшает теплоотвод кремния, присутствующего в большинстве солнечных панелей.

Исследователи протестировали свою технологию на солнечном тепловом коллекторе, сравнивая «голый» коллектор и два других, использующих механизмы, отводящие тепло - диоксид кремния и фотонные кристаллы (наноразмерный шаблон, влияющий на движение фотонов) для рассеивания тепла. Они обнаружили, что последний метод является наиболее эффективным.

По результатам исследования, покрытие позволяет видимому свету пройти до солнечных батарей, одновременно охлаждая основной элемент до 23 ° F (13 ° C). Это приводит к абсолютному повышению показателя эффективности на более чем один процент, что, может звучать не как что-то грандиозное, но является достаточно существенным на протяжении всей жизни ячейки.

Существует еще ряд усовершенствований, которые могли бы принести пользу охлаждению ячейки и повышение эффективности. Покрытие, однако, лучше всего работает в сухом и чистом окружении - идеальные места для больших солнечных батарей. Кроме того, поскольку тестирование было проведено зимой, коллекторы должны быть наклонены на 60 градусов к югу, чтобы максимизировать солнечное излучение, при этом уменьшается площадь проекции в небо, что ведёт к снижению охлаждающей способности технологии.

Наконец, элементы более традиционного конвективного охлаждения также могут быть добавлены к кремневому покрытию.

Фэн и его команда с оптимизмом смотрят на расширение производства для коммерческих приложений. Они считают, что технология может применяться к любому образцу, где на открытом воздухе система нуждается в эффективном рассеивании тепла, таким образом, чтобы охладить автомобили и помочь сэкономить на кондиционере и топливе, не затрагивая эстетической стороны.

Достижение полного само обеспечения электричеством из возобновляемых источников было запланировано на 2030 год, но динамика развития ветроэнергетики оказалась настолько хорошей, что амбициозная цель может быть достигнута гораздо раньше.

Называя вещи своими именами, Шведская ассоциация ветроэнергетики де-факто уже заявила о том, что страна будет готова к 100-процентному само обеспечению энергией из возобновляемых источников. Объем совокупной ветрогенерации в Швеции в декабре составит 18 тераватт-часов, что вместе с остальными «зелеными» мощностями позволит говорить о достижении страной целей в области возобновляемых источников энергии с опережением графика на 12 лет.
Это действительно феноменальный результат. Швеция только в 2015 году присоединилась к 16 другим странам для совместной работы над планами устойчивого развития до 2030 года под эгидой ООН. Основной упор тогда был сделан на гуманитарном развитии, экологической устойчивости, развитии мира и экономическом планировании на долгосрочную перспективу. Швеции принадлежит авторство многокомпонентного плана по борьбе с глобальным потеплением, обеспечению населения чистой водой и преодолению нищеты в развивающихся странах.
Большая часть планов все еще находится в процессе исполнения, но что касается экологического аспекта, то работа над ним оказалась настолько успешной, что вот-вот завершится. Шведская ассоциация ветроэнергетики сообщила, что вводимые в строй в текущем году ветровые турбины позволят обеспечить нацию чистой и доступной электроэнергией уже в декабре.
Как следует из распространенного пресс-релиза, к концу декабря 2018 года на всей территории Швеции будут функционировать более 3600 ветряных турбин, что с одной стороны позволит стране полностью обеспечить себя «зеленой» энергией, а с другой – значительно поднять долю возобновляемых источников энергии в мировом энергобалансе.
Эта работа имеет крайне важное значение, поскольку по самым осторожным оценкам потребность населения Земли в электроэнергии в ближайшие 20 лет может вырасти на 35 процентов, главным образом, за счет роста спроса со стороны развивающихся стран. Швеция намерена делиться с ними своим опытом и сотрудничать в сфере развития возобновляемой энергетики.

Мировая наука пытается найти альтернативу существующим источникам энергии, ведь всё топливо, которое использует человечество, производится из добываемых природных ресурсов. Однако теперь, похоже, появилась реальная возможность получать энергию буквально из воздуха. Учёные стали на шаг ближе к искусственному фотосинтезу: солнечный свет вполне возможно использовать для преобразования углекислого газа в метанол.
Система, превращающая углекислый газ в ацетаты, которые можно использовать в качестве топлива, была разработана учёными из национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли и Калифорнийского университета.
Как сообщает портал Geektimes со ссылкой на материалы исследования, опубликованные на сайте Национальной лаборатории имени Лоуренса, новая система имитирует фотосинтез. На её основе можно получать горючее, полимеры и другие химикаты.
«При естественном фотосинтезе листья получают энергию от солнца и перерабатывают двуокись углерода, чтобы в реакции с водой создать молекулы, формирующие их биомассу. В нашей системе нанопровода получают энергию солнца и доставляют электроны бактериям, в результате чего двуокись углерода перерабатывается и комбинируется с водой, давая на выходе разные химические продукты», — рассказал один из авторов работы Крис Чанг.
Система, представляющая собой поле вытянутых наноструктур из кремния и двуокиси титана, работает схожим с хлорофиллом образом: поглощая компоненты солнечного света различной частоты, она образует пары электрон-«дырка». Они поступают к бактериям Sporomusa ovata для восстановления CO2, а «дырки» расщепляют молекулы воды и получают кислород. Далее бактерии E.coli синтезируют заданный химикат из готовых ацетатов.
В частности, учёным удалось получить n-бутанол, углеводород изопрен и биоразлагаемый полимер PHB. Если полная система будет работать так, как задумали специалисты, человеку удастся создавать пластмассу и горючее.

Пассивный дом (в переводе с немецкого “Passivhaus”) — построение, отличающееся минимальным потреблением энергии, здание без отопления, являющее собой самостоятельную обособленную энергосистему.

Специфика пассивного дома
При этом горячее водоснабжение, система вентиляции, охлаждения и отопления пассивного жилья обеспечиваются посредством альтернативной энергетики (геотермальные источники, энергия ветра, солнечное тепло, холод и тепло земли и прочее) благодаря установкам возобновляемой энергии: грунтовых теплообменников, солнечных коллекторов, тепловых электростанций, тепловых насосов и прочего.

В среднем в пассивном доме затраты энергии на отопление составляют не более 15 кВт•ч/г на 1 м.кв. постройки (тогда как в энергосберегающих домах данный показатель составляет 75 кВт•ч/г). Такое требование продиктовано создателями инновационной разработки — Институтом пассивного дома, который расположен в городе Дармштадт.

Примечательно, что описанное предписание актуально для всех пассивных домов на планете. Вот почему в современных условиях пассивный дом считается самой строго контролируемой, четко координируемой новой формой строительства.

Из-за своей исключительной строительной идеи, пассивное жилье способно избавить от необходимости выбора дымохода, склада для горючих материалов, отопительных приборов, трубопроводной системы, а также газового котла. Исключительно в случае сильных морозов может понадобится дополнительное отопление для такого дома посредством, к примеру, системы теплового насоса.

В среднем пассивное жилье оберегает природную среду от 4 тыс. килограмм токсичных выбросов диоксида углерода за год. Сооружения такого рода для отопления потребляют на 80% меньше энергии, по сравнению с обыкновенным домом, а также в 4, 7 раз меньше, нежели энергосберегающие постройки. И все же, дабы пассивный дом корректно функционировал, важно придерживаться таких правил:

пассивное применение энергии солнца посредством значительной площади южных окон со специальными рамами, двойным типом остекления. По сути, в пассивном жилье само построение выступает в качестве солнечного коллектора;
приточно-вытяжная вентиляция гарантирует порядка 90% тепловой рекуперации. Под рекуперацией понимают предшествующий подогрев свежего воздуха благодаря сохраненному в теплообменнике теплу отработанного воздуха;
из-за непроницаемых стыков исключена возможность бесконтрольного воздухообмена. Как результат, абсолютно исключено ухудшение качества подачи воздуха, появление плесени, утрата тепла;
не наблюдаются мостики холода. В особенности это касается следующих мест: зоны примыкания балконов к стене, короб для жалюзи, перемычки окон и прочее;
отличная изоляция. Как правило, в процессе построения энергосберегающего жилья принято использовать 8-12 сантиметров теплоизоляционного шара. Что касается пассивного дома, такой норматив составляет – от 22-х до 30-ти сантиметров.
Кроме существенной экономии расходов на отопление, а также кардинального сокращения объема выбросов токсичных веществ, аспект здоровья так само принято считать важным преимуществом экодома. Так, для пассивного применения энергии солнца нужны окна больших размеров, размещенные в южном направлении. В целом, южные фасады подобных построений имеют панорамные балконы либо же панорамные окна.

Усовершенствованное обеспечение дневным светом характеризуется такими медицинскими эффектами:

отсутствие пыли, аллергических реакций — воздух, всасываемый снаружи, предварительно проходит фильтровую очистку. Существенная доля загрязнений, пыли, запахов, лишней влаги в доме постепенно откачиваются, выводятся наружу;
потери тепла пассивного здания – сводятся к минимуму. Дабы сократить теплопотери посредством системы вентиляции, в экодоме монтируется сверх эффективная вентиляционная система, благодаря которой выполняется снабжение всех жилых помещений чистым, свежим воздухом. В соответствии с санитарными нормами, для того, чтобы поддерживать нормальное состояние здоровья одного жильца нужно 30 кубическим метров свежего кислорода в час. Данная величина существенно уменьшается в случае форточной вентиляции в холодные периоды года. Более того, по результатам многочисленных исследований стало понятно, что в зданиях с автоматической системой вентиляции (контролируемой) отмечается более высокое качество воздуха, поскольку в помещения дома регулярно подается необходимый объем чистого кислорода, а это, к примеру, невозможно откорректировать посредством обыкновенного проветривания;
под влиянием солнечного света в человеческом организме вырабатывается в необходимом количестве витамин Д;
из-за солнечного света в организме вырабатывается серотонин – гормон счастья, настроения, который предупреждает развитие депрессивных состояний в зимнюю пору.

Сельские общины на Филиппинах в скором времени будут менять свечи и батарейные устройства на лампы, работающие на морской воде.

Устойчивый альтернативный проект освещения, который носит название SALt (в переводе «соль»), предлагает стране из 7000 островов важный инструмент, чтобы использовать их наиболее распространенный ресурс, соленую воду, безопасным и экологически чистым способом.

«Это не просто продукт. Это общественное движение», считают участники инициативы. Липа Айса Мийена (Lipa Aisa Mijena) сочетает свои навыки члена отдела инжиниринга в Университете Де Ла Сальи и свое участие в качестве члена Гринпис Филиппин, чтобы передать лампы в руки наиболее обездоленных слоев населения на островах.
Жители этой страны в первую очередь использовали в своих домах свечи, парафин или лампы с батарейным питанием, что зачастую приводило к пожарам и уничтожению всего семейного имущества.

Солевая лампа использует раствор соли - две ложки на один стакан воды. Даже соленая вода непосредственно из моря может обеспечить 8 часов света. Электрод устройства может работать до одного года, в зависимости от того, как часто и долго он используется, а процесс выработки электроэнергии является экологически чистым - не выделяет никаких вредных газов.
Будучи третьей в мире страной по количеству стихийных бедствий, Филиппины могут действительно извлечь выгоду из солевых ламп, особенно в условиях восстановления после разрушений.
Солевые лампы в конце этого года также смогут заряжать смартфон и другие устройства, хотя главная цель компании заключается в том, чтобы доставить эти лампы островитянам, которые испытывают наибольшую потребность в них.