Русский
Русский
English
Статистика
Реклама

Энергия

Почти идеальное использование фотонов как получить электричество из лишнего тепла

28.09.2020 12:23:39 | Автор: admin

Новый термофотоэлемент

Исследователи из Мичиганского университета создали термофотоэлектрический (TPV) элемент, который рассчитан на работу совместно с недорогим накопителем тепловой энергии. Такая TPV ячейка будет интересна коммунальным службам и организациям, занимающимся созданием масштабных хранилищ энергии. Кроме того, устройство может найти применение в беспилотных летательных аппаратах, космических зондах и системах децентрализованного тепло- и электроснабжения. А также оно подходит для получения электричества из отработанного тепла.

Термофотоэлектрический элемент подобен солнечной батарее, но для выработки электроэнергии использует свет не от солнца, а от нагретого тела (излучателя). Разработка американских ученых представляет собой TPV ячейку с фотоэлементами из арсенида галлия-индия с воздушным зазором. Она может превращать в электричество большую часть основного светового спектра от излучателя. При этом ее коэффициент отражения составляет 99%, то есть она является почти идеальным зеркалом.

Благодаря такой высокой отражающей способности эффективность преобразования энергии на термофотоэлементе превышает 30% при использовании в качестве излучателя поверхности из карбида кремния с температурой 790 C.

Для сравнения, у большинства существующих TPV элементов коэффициент отражения составляет 95%, а эффективность лишь немного выше 20%. При этом для нормальной работы им необходим излучатель с температурой от 538 до 1370 C.

Термофотоэлектрическое устройство

Основная проблема TPV ячеек состоит в том, что многие фотоны, испускаемые излучателем, обладают очень низкой энергией. Они относятся к внеполосному спектру, то есть фотоэлемент не способен преобразовать их в электричество.

Однако ученые нашли способ вернуть такие фотоны обратно в излучатель, чтобы унесенная ими энергия не пропадала. Для этого исследователи разместили под тонкопленочным фотоэлементом металлическое зеркало, а зазор между ними заполнили воздухом.

Зеркало изготовили путем нанесения на кремниевое основание тонкого слоя золота. К нему приварили тонкие полосы из золота, поверх которых закрепили фотоэлемент. Такая конструкция дает возможность легко регулировать величину воздушного зазора, от которой напрямую зависит эффективность отражения фотонов, путем изменения толщины полос золота.

Добавление отражающего слоя и воздушного моста более чем в четыре раза снижает количество фотонов, не поглощаемых фотоэлектрическим элементом, смягчает требования к характеристикам фотоэлемента, что делает возможным применение более дешевых материалов, и позволяет снизить температуру излучателя без потери эффективности. В дополнение ко всему инновационная разработка открывает широкие возможности развития термофотоэлектрической энергетики.

Источник: nature.com

Подробнее..
Категории: Энергия

Шотландия бытовой газ заменит водородом

07.12.2020 10:11:30 | Автор: admin

Великобритания сделала еще один на шаг на пути к достижению к 2050 году нулевого показателя выбросов углекислого газа. В понедельник, 30 ноября, Служба по газовому и электроэнергетическому рынкам (OFGEM) обнародовала план пилотного использования экологически чистого водорода для обогрева и приготовления пищи в трехстах шотландских домах в округе Файф.

Оснащение домохозяйств системами отопления, кухонными плитами и духовыми шкафами на водороде доверено шотландской компании SGN. Она планирует бесплатно устанавливать оборудование, которое будет тестироваться течение 34 лет.

Этот амбициозный проект представляет собой эксперимент, начатый правительством Великобритании с целью проверки жизнеспособности использования в быту водорода, производимого путем электролиза, без выбросов углекислого газа. OFGEM выделила на реализацию проекта 24 миллиона долларов в рамках конкурса инноваций, направленного на поиск новых источников экологически чистой энергии. Еще 17 миллионов долларов организация потратит на проверку имеющихся газопроводов на безопасность при транспортировке водорода на большие расстояния.

По словам Энтони Грина, главы крупнейшего британского оператора энергосетей National Grid, Великобритания должна выбирать экологически чистые альтернативы топливу из ископаемых источников, в том числе водород, получаемый без выделения парниковых газов.

Если мы действительно хотим достичь будущего без выбросов углекислого газа, нам необходимо заменить метан экологически чистыми альтернативами, такими как водород, сказал Грин. В таких секторах, как теплоэнергетика, трудно проводить декарбонизацию, при этом с учетом значения, которые имеют сейчас газовые сети в Великобритании, такие проекты критично важны, если мы хотим доставлять низкоуглеродную энергию надежно и безопасно для всех потребителей.

Водород безопасен при использовании, но не лишен недостатков. Один из них заключается в том, что эффективность электролиза воды, с помощью которого производят водород, составляет около 80%. Это означает, что примерно 20% энергии, затрачиваемой при выработке водорода, тратится впустую. Поэтому, например, центральное отопление, подразумевающее использование теплового насоса зачастую может быть более рентабельным, чем система обогрева с помощью работающих на водороде бойлеров.

Но несмотря на это Великобритания считает очень важным потенциальную замену бытового газа водородом, так как в 85% британских домов используются газовые отопительные котлы. Впрочем, о применении водорода в качестве экологичного источника энергии задумывается не только правительство Великобритании, но и производители автомобилей и другой техники. Так, недавно Toyota анонсировала второе поколение своей модели Mirai, а Airbus показал концептуальные самолеты, использующие водород как топливо.

Источник: ofgem.gov.uk

Подробнее..
Категории: Энергия

Впервые в Европе доля ВИЭ превысила углеводородную генерацию и АЭС

26.01.2021 16:24:28 | Автор: admin

Ветрогенераторы в Европейском Союзе

Доля возобновляемых источников энергии (ВИЭ) превысила все другие производства электричества в Европейском союзе в 2020 году, впервые опередив электростанции на ископаемом топливе. При этом Испания и Германия добились такого результата еще в прошлом году, как и Великобритания, которая официально вышла из ЕС в январе 2020 года.

Согласно отчету, опубликованному аналитическими агентствами в области энергетики Ember и Agora Energiewende, в прошлом году ВИЭ обеспечивали выработку 38 процентов электроэнергии в ЕС. Новый показатель пока ненамного превышает генерацию на ископаемом топливе, на которое приходится 37 процентов. Оставшаяся четверть приходится на атомную энергетику.

Это произошло в результате сокращения добычи угля и роста выработки электричества из ветра и солнца. В итоге электричество в Европе стало в 2020 на 29% чище, чем пять лет назад.

Наибольший рост продемонстрировали ветровые и солнечные станции, выработка которых выросла за прошлый год на 10%. Другие формы безуглеродной энергии, например гидроэнергетика, находились в стагнации.

Добыча угля, наоборот, снизилась на 20% за 2020. Примерно половина произошла по причине увеличения объемов выработки ветровой и солнечной энергии, остальное заслуга роста добычи природного газа и спада потребностей в электричестве во время пандемии.

Также значительно на 10% снизалась выработка атомной энергии. Были окончательно остановлены несколько реакторов в Германии и Швеции. Авторы доклада прогнозируют, что сокращения в этой отрасли энергетики продолжатся.

Принимая все вышесказанное к сведению, электричество в Европе стало в 2020 на 29% чище, чем пять лет назад. В 2015 на каждый киловатт-час электроэнергии приходилось 317 грамм СО2. Теперь то же количество электричества создает всего 226 грамм СО2.

Победа возобновляемой энергии над ископаемым топливом важная веха в переходе к чистой энергетике в Европе, заявил Патрик Грайхен, директор Agora. Однако, не стоит слишком радоваться. Программы восстановления после пандемии должны ускоренными темпами идти рука об руку с климатическими инициативами.

Недавно ЕС приняла несколько целей по сокращению эмиссии углекислого газа к 2030 примерно вдвое по сравнению с уровнем 1990 и по полному прекращению выбросов к 2050. Это соответствует мнению ученых ООН, уверенных в необходимости сдерживать климатические изменения. Европе придется удвоить темпы ввода в эксплуатацию станций чистой энергии, которая была достигнута в 2020, чтобы выполнить эти требования, подсчитали аналитики.

Источник: hightech.plus

Подробнее..
Категории: Энергия

Умные тепловые насосы оптимизируют работу солнечных и ветряных электростанций

17.02.2021 10:20:57 | Автор: admin

Голландский оператор системы передачи электроэнергии Tennet провел исследование, которое показывает, что применение усовершенствованных теплосетей совместно с солнечными и ветряными электростанциями обеспечивает гибкость энергетической системы. Это позволяет снизить потребление ископаемого топлива и использовать образующиеся в период низкого энергопотребления избытки электричества, вырабатываемого путем преобразования возобновляемой энергии.

Для оптимизации системы Tennet предлагает синхронизировать работу теплосетей с ветряными и солнечными электростанциями. Это означает, что, когда из возобновляемых источников поступает мало энергии, часть систем отопления будут простаивать, а в часы высокой производительности ВИЭ полностью использовать вырабатываемую ими электроэнергию.

Для реализации такой схемы необходимы прежде всего тепловые насосы, которые смогут работать в разных режимах. Придать гибкость энергопотреблению также могут помочь системы аккумуляции тепла.

Особенно интересно выглядит перспектива применения гибридных тепловых насосов, способных потреблять как электроэнергию, так и бытовой газ. Их использование позволит снижать нагрузку на электросеть без уменьшения обогрева зданий. Впрочем, для домов с хорошей теплоизоляцией даже полное временное отключение отопления не должно быть проблемой.

Дополнительным преимуществом гибкой энергосистемы может стать снижение цен на электроэнергию. Это достижимо при установке гибких тарифов или предоставлении скидок для теплосетей, оснащенных оборудованием, которое способно обеспечить изменение объемов потребления электричества в соответствии с производительностью электростанций, работающих за счет возобновляемых источников.

Сейчас Tennet совместно с немецким производителем оборудования Viessmann работает над пилотным проектом ViFlex. Он предназначен для изучения применения гибких тепловых насосов для регулировки нагрузки в электросетях. В рамках проекта несколько сотен тепловых насосов и систем хранения энергии объединили в виртуальную электростанцию, способную накапливать избыток энергии из возобновляемых источников и использовать его в периоды сниженной генерации электричества.

В тепловых насосах Viessmann используется технология, обеспечивающая возможность работы на 100% возобновляемой электроэнергии и способна с помощью интеллектуального управления гибко реагировать на потребности электросети. Например, тепловой насос может работать и заполнять энергохранилище именно тогда, когда солнечные панели выдают максимум электричества или, когда дует сильный ветер, что может приводить к образованиям излишков энергии. Это стабилизирует электросеть и позволяет отказаться от использования электростанций на ископаемом топливе.

Согласно отчету Tennet, в ближайшие годы выгоды от перехода на умные теплосети будут незначительны, но к 2030 году их преимущества ярко проявятся и будут только расти по мере увеличения использования возобновляемой энергетики.

Источник: tennet.eu

Подробнее..
Категории: Энергия

Новый европейский консорциум будет продавать водород по цене бензина

17.02.2021 22:23:11 | Автор: admin

Консорциум из тридцати европейских компаний запустил в Испании проект HyDeal Ambition с целью обеспечить к 2030 году поставки экологически чистого водорода по цене 1,5 евро/кг. Как сообщается в пресс-релизе, официальному заявлению о старте проекта предшествовали два года исследований и подготовительных работ.

Уже сейчас достигнуты различные соглашения и договоренности о сотрудничестве между членами консорциума. В 2022 году планируется ввести в эксплуатацию первый комплекс солнечных электростанций мощностью около 10 ГВт в Испании. Через восемь лет после этого в рамках проекта должны будут работать солнечные электростанции с общей мощностью 95 ГВт и электролизные установки, суммарно обеспечивающие мощность 67 ГВт.

Это позволит ежегодно производить 3,6 миллиона тонн экологически чистого водорода. Газообразное топливо предполагается передавать через сеть хранилищ и использовать для нужд энергетики, промышленности и транспорта.

По заявлению одного из участников проекта, основной на территории Испании газораспределительной компании Enags, HyDeal Ambition это больше чем очередное предприятие по получению энергии без вреда для окружающей среды, так как проект позволит к 2030 году предлагать экологически чистый водород по той же цене, что и нынешнее ископаемое топливо.

Представитель HyDeal Ambition, основатель Soladvent и Solairedirect, ранее занимавший должность заместителя директора по инновациям французского энергетического гиганта Engie, подчеркивает, что новый проект представляет собой целостную промышленную экосистему, охватывающую всю цепочку поставки экологичного водорода.

В состав консорциума вошли поставщики получаемой с помощью солнца электроэнергии, производители строительных материалов и установок для электролиза, газораспределительные компании, энергетические и промышленные группы, инфраструктурные фонды, финансовые и юридические фирмы в основном из Испании, Франции и Германии.

HyDeal Ambition не первый, хотя и наиболее амбициозный проект в области производства водорода экологичным способом. В конце 2020 года Iberdrola заявила о создании консорциума, призванного обеспечить к 2026 году цены водорода менее 1,65 евро/кг с помощью системы электролизеров на 25 ГВт. Активное развитие водородной промышленности в Испании во многом обусловлено поддержкой со стороны правительства страны, которое планирует инвестировать 1,5 миллиарда евро в этот сектор к 2023 году.

Источник: pv-magazine.com

Подробнее..
Категории: Энергия

Аккумуляторы оказались на 30 выгоднее пиковых газовых электростанций

17.04.2021 02:20:40 | Автор: admin

Аккумуляторная электростанция для возобновляемых источников энергии

Австралийский Совет по экологически чистой энергетике опубликовал доклад, в котором заявляется, что крупные аккумуляторные системы лучше всего подходят для сохранения и распределения энергии, производимой на солнечных и ветряных электростанциях. Батареи способны мгновенно реагировать на изменение спроса на электроэнергию в масштабах страны как при краткосрочных, так и при длительных пиковых нагрузках.

В исследовании сравнивается нормированная стоимость электроэнергии, получаемой от новой пиковой газотурбинной электростанции (ГТЭС) на 250 МВт и от аккумуляторных систем аналогичной мощности, рассчитанных на отдачу заряда на протяжении четырех и двух часов. Согласно отчету, с учетом всех затрат использование батарей с двухчасовым запасом энергии обходится на 17%, а с емкостью, достаточной для четырех часов работы на 30% дешевле, чем производство электричества на ГТЭС.

Благодаря применению передовых технологий современные аккумуляторные хранилища превосходят газотурбинные пиковые электростанции по надежности и скорости реакции на изменение энергопотребления. Хотя, как предполагалось ранее, высокие значения именно этих показателей могут позволить ГТЭС стать востребованными в будущей системе электроснабжения, основанной на потреблении возобновляемой энергии.

В отчете говорится, что в то время как газотурбинным электростанциям требуется 15 минут для реагирования на увеличение спроса на электроэнергию, аккумуляторы могут сразу же отдавать накопленное электричество. При этом емкости батарей достаточно для покрытия типичной продолжительности дневной пиковой нагрузки.

Аккумуляторы позволяют быстро увеличивать объемы хранилища энергии, имеют нулевое время запуска и обеспечивают лучшую частотную характеристику энергосистемы, рассказал генеральный директор Совета по экологически чистой энергетике Кейн Торнтон. Он отметил, преимущества батарей подтверждаются опытом эксплуатации крупномасштабных систем, таких как Hornsdale Power Reserve с аккумуляторами Tesla Powerpack.

Подробнее..
Категории: Энергия

Хранить энергию дешево помогут гравитационные аккумуляторы

26.04.2021 22:27:05 | Автор: admin

Гравитационная батарея накопитель энергии

Шотландский стартап Gravitricity разработал электромеханический накопитель энергии, который позиционируется как альтернатива химическим аккумуляторам для электросетей, получающим энергию из возобновляемых источников.

На этой неделе компания запустила демонстрационную версию своего устройства в столице Шотландии, Эдинбурге. Основа установки напоминает лифтовую шахту высотой с четырехэтажный дом. Вместо кабины лифта внутри этой опоры размещен 50-тонный чугунный груз, подвешенный на стальных тросах, соединенных с электродвигателями. Когда на моторы подается питание, они поднимают груз до половины высоты шахты, превращая электроэнергию из сети в потенциальную энергию чугунной конструкции.

Когда нужно отдать накопленную в гравитационном аккумуляторе энергию, груз под воздействием силы тяжести опускается по шахте, а двигатели начинают работать как электрогенераторы, развивая мощность до 250 кВт. Переключение между режимами потребления и генерации электричества выполняется всего за несколько секунд.

По заявлению Gravitricity, гравитационный аккумулятор способен высвободить всю сохраненную энергию за одиннадцать секунд. Однако сейчас, пока идет тестирование, груз перемещается только с минимальной скоростью.

Идея запасать энергию в виде потенциальной с конца XIX века реализуется в гидроаккумулирующих электростанциях. Однако они не получили широкого распространения, так как для их создания требуется определенный рельеф местности, сложная инфраструктура и получение множества разрешений.

Сейчас для накопления энергии в масштабах электросетей обычно применяют химические батареи. Гравитационные аккумуляторы выгодно отличаются от них значительно большим сроком службы, простотой изготовления и утилизации, меньшей занимаемой площадью.

Кроме того, электромеханические системы должны быть дешевле литий-ионных батарей. По оценкам, с учетом всех затрат за 25 лет эксплуатации стоимость хранения одного мегаватт-часа энергии для шахтной установки составит 171 доллар. Для традиционных аккумуляторов аналогичный показатель равен 367 долларам, а для инновационных проточных батарей 274 долларам.

К 2023 году Gravitricity планирует построить полномасштабную систему с грузом массой до 500 тонн и пиковой мощностью примерно 4 МВт в шахте глубиной около одного километра. В качестве места установки своих первых аккумуляторов для коммерческого использования компания рассматривает заброшенные горные выработки в Чехии, Польше и Южной Африке.

Источник: sciencemag.org

Подробнее..
Категории: Энергия

ВИЭ теперь явно превосходят традиционные электростанции доказано новым исследованием

01.07.2021 08:25:22 | Автор: admin

Ученые из Института систем солнечной энергетики им. Фраунгофера опубликовали 5-е издание исследования, посвященного определению нормированной стоимости электроэнергии (LCOE) для электростанций различных типов. Под этим параметром подразумевают среднюю расчетную величину всех расходов, которые необходимы для производства электричества.

Отчет показывает, что в связи с активизацией действий по защите климата расходы традиционных электростанций растут. А нормированная стоимость электроэнергии, генерируемой за счет возобновляемых источников, особенно солнечного света, продолжает снижаться.

Ветряные и солнечные станции в Германии обеспечивают значительно меньшую LCOE, чем обычные электростанции. Из-за роста цен на CO2-сертификаты (которые обязаны покупать предприятия, продуцирующие много парниковых газов) конкурентоспособность даже существующих угольных и газотурбинных электростанций в ближайшие годы будет падать, отмечает доктор Кристоф Кост, возглавляющий проект.

Сейчас LCOE для фотоэлектрических установок составляет 3,1211,01 цента/кВтч, а удельные затраты на СЭС от 530 до 1600 евро/кВт. Солнечные электростанции, объединенные с аккумуляторными хранилищами энергии показывают LCOE 5,2419,72 цента/кВтч.

Нормированная стоимость электроэнергии для береговых ветроэлектрических установок колеблется в пределах от 3,94 до 8,29 цента/кВтч. Это делает их вторым по дешевизне источником электричества после СЭС. LCOE морских ветрогенераторов выше 7,2312,13 цента/кВтч. Расположенные в море ВЭУ чаще, чем наземные, работают при полной нагрузке (до 4,5 часов ежегодно), но их создание и эксплуатация требует больших расходов, 34 тыс. евро/кВт.

Для новых тепловых электростанций в Германии нормированная стоимость электроэнергии равняется как минимум 7,5 цента/кВтч.

К 2040 году, по прогнозам исследователей, LCOE наземных СЭС окажется в пределах 1,923,51 цента/кВтч, а расходы на их создание упадут ниже 350 евро/кВт. Для размещаемых на крышах небольших солнечных установок эти показатели составят 3,586,77 цента/кВтч и 615985 евро/кВт соответственно.

Как ожидается, уже в 2024 году нормированная стоимость электроэнергии для всех фотоэлектрических систем станет меньше 10 центов/кВтч без учета расходов на аккумуляторы. А также предполагается, что СЭС, объединенные с батареями, к 2040 году смогут демонстрировать LCOE 512 центов/кВтч, но еще в 2030 году они станут выгоднее парогазовых установок.

Источник: pveurope.eu

Подробнее..
Категории: Энергия

Япония повысила планку возобновляемой энергетики до 38 к 2030 году

27.07.2021 18:12:41 | Автор: admin

Согласно опубликованному правительством в среду, 21 июля, законопроекту, Япония в рамках борьбы за сокращение выбросов стремится увеличить интенсивность перехода на альтернативные источники энергии. Новая цель страны сделать их преобладающими в энергобалансе страны.

Отредактированный план национальной энергетической политики подразумевает, что к 2030 году возобновляемая электроэнергия, в первую очередь генерируемая за счет солнца и ветра, должна составлять 3638% от общего объема вырабатываемой в Японии электроэнергии. В текущей программе фигурирует значительно более низкое целевое значение этого показателя 2224%. Ожидаемая доля в энергобалансе атомной энергетики осталась прежней и составляет 2022%.

Возможно, обновление планов по экологическому развитию связано со сделанным в январе этого года заявлением ряда крупных компаний, в список которых вошли Sony, Panasonic и Nissan. Они призвали японское правительство повысить ожидаемый уровень использования возобновляемой энергии вдвое, до 4050%.

В настоящее время третья по величине экономика мира все еще сильно зависит от ископаемого топлива благодаря ему генерируется 76% электричества. Это связано в том числе с тем что АЭС Фукусима-1 не работает на полную мощность из-за аварии, произошедшей 10 лет назад. Мирный атом обеспечивает только 6% электроэнергии, еще 18% за альтернативными источниками.

Гринпис назвал новый проект разочаровывающим и раскритиковал правительство за невыполнение обязательств по прекращению потребления ископаемого топлива, хотя по текущей программе углеродная нейтральность должна быть достигнута в течение 30 лет.

Пересмотр Базового энергетического плана является поворотным моментом для демонстрации политической воли Японии по стремлению обеспечить нулевое количество выбросов к 2050 году заявил Хисайо Такада, директор японского подразделения организации.

Однако план вызывает разочарование, поскольку его недостаточно для достижения целевого показателя в 1,5 C, добавил он, имея в виду уровень глобального потепления, установленный Парижским соглашением 2015 года. Кроме того, Такада считает, что долю электроэнергии, получаемой на ТЭС, необходимо снизить на 56%, а не на 41%, как указано в проекте.

Правительство Японии намерено в ближайшее время продолжить рассмотрение документов, чтобы окончательно утвердить план в октябре.

Источник: france24.com

Подробнее..
Категории: Энергия

От Южной Кореи до Украины как водород покоряет мир

02.08.2021 10:20:14 | Автор: admin

Водородная энергетика интенсивно развивается, что наглядно показывает ряд крупных сделок, заключенных в недавнее время.

Так, Air Liquide, парижский производитель технических газов, заявил о готовности инвестировать в получение водорода в Южной Корее.

Одна из крупнейших в мире биржевых компаний Trafigura подписала соглашение с немецким производителем зеленого водорода Hy2gen, предполагающее изучение процессов изготовления и хранения экологически чистого аммиака. С его помощью планируется декарбонизировать водный транспорт.

Американская химическая компания Air Products договорилась с производителем двигателей Cummins об оснащении топливными элементами грузовых машин. Этим фирма начинает преобразование своего глобального автопарка, направленное на распространение водородомобилей. Как предполагается, прототип водородного грузовика появится уже в следующем году.

Правительство штата Западная Австралия инициировало запуск программы сертификации, направленной на подтверждение экологичности получения зеленых водорода, аммиака, стали и цинка.

Расположенный на другом конце австралийского континента штат Виктория выделил 4,5 млн евро на создание проектов, призванных стимулировать переход бизнеса на использование водорода.

Североамериканский поставщик водородного топлива PowerTap приобрел 49% акций компании AES-100, которая разработала продвинутый электролизер, использующий для получения водорода синтез-газа. Ожидается, что технология позволит в 23 раза снизить затраты на производство.

Европейский инвестиционный банк заключил соглашение с Польским кластером водородных технологий, ориентированное на содействие использованию систем хранения топлива.

Ирландский поставщик энергии из альтернативных источников SSE Renewables и производитель ВЭУ Siemens Gamesa подписали меморандум о взаимопонимании, в рамках которого организуют производство водорода за счет энергии, вырабатываемой двумя ветряными электростанциями, расположенными в Шотландии и Ирландии.

Наконец, Европейский банк реконструкции и развития подписал с Оператором ГТС Украины первый в своем роде договор, предполагающий содействие развитию водородной энергетики. Управляющий директор Банка Гарри Бойд-Карпентер отметил:

Украина в большой степени зависит от ископаемого топлива во всех секторах экономики, а водород может стать хорошей альтернативой, которая обеспечит декарбонизацию и уменьшит потребность в традиционном топливе.

Источник: pv-magazine.com

Подробнее..
Категории: Энергия

Солнечно-ветровая электростанция в Марроко будет поставлять энергию в Британию по кабелю длиной 4000 км

30.09.2021 00:19:14 | Автор: admin

Солнечно-ветровая электростанция в Марокко будет снабжать Великобританию чистой энергией посредством самого длинного подводного высоковольтного кабеля.

Проект Xlinks Morocco-UK Power Project будет представлять собой комбинированную электростанцию, использующую энергию и солнца, и ветра. Мощность установки составит 10,5 ГВт. Для передачи энергии в Великобританию будут использоваться высоковольтные кабели постоянного тока общей длиной 3800 км.

Электростанция займёт территорию примерно 1500 км2, а стоимость проекта составит 21,9 млрд долларов. Примерно 7 ГВт мощности будет производиться солнечной электростанцией, а ещё 3,5 ГВт обеспечит ветряная.

Проект также подразумевает создание аккумуляторной системы мощностью 20 ГВт/ч / 5 ГВт, которая, как ожидается, обеспечит достаточную емкость хранения электроэнергии для ежедневного надежного и гибкого обеспечения чистой электроэнергией потребителей.

Для передачи всей энергии понадобится четыре кабеля, первый из которых будет проложен до 2027 года, а три оставшихся введут в эксплуатацию в 2029 году. В итоге в 2030 году Xlinks Morocco-UK Power Project сможет обеспечивать электроэнергией около 7 млн британских домохозяйств, покрывая 8% общей потребности страны в электричестве.

Что касается самой концепции, подразумевающей расположение электростанции почти в 4000 км от потребителя, компания Xlinks объясняет это природными особенностями Марокко. Страна занимает третье место по величине глобальной горизонтальной освещённости (GHI) в Северной Африке, что на 20% больше, чем GHI в Испании, и более чем вдвое больше, чем в Великобритании. Кроме того, самый короткий зимний день по-прежнему предлагает более 10 часов солнечного света.

Источник: ixbt.com

Подробнее..
Категории: Энергия

Британия откажется от энергии ископаемого топлива к 2035 году

05.10.2021 20:14:07 | Автор: admin

До конца этой недели премьер-министр Великобритании Борис Джонсон официально объявит на ежегодной конференции партии консерваторов в Манчестере, что уже с 2035 года все электричество страна будет получать из возобновляемых источников. Это известие обрадовало не всех защитников окружающей среды, поскольку закрывать атомные электростанции правительство не собирается.

Желая снизить зависимость страны от природного газа и другого ископаемого топлива, Борис Джонсон объявит на этой неделе, что все электричество Британии с 2035 года будет поступать из возобновляемых источников, рассказал изданию источник. Премьер-министр представит во время выступления планы своей партии по значительному повышению инвестиций в возобновляемую и атомную энергетику, в то время как Британия переживает кризис, вызванный скачком цен на газ.

По мнению премьера, переход на чистую энергию позволит в будущем избежать зависимости от колебаний цен на это топливо. Впрочем, для того чтобы обеспечить базовые потребности жителей Британии в электричестве, потребуется как минимум в четыре раза увеличить выработку энергии морского ветра, а также повысить мощности установок атомной энергии, пишет Electrek.

Вчера Джонсон заявил на ВВС, выступая в шоу Эндрю Марра: К 2035 мы можем сделать для всей нашей энергетики то же самое, что мы делаем с автомобилями с двигателями внутреннего сгорания к 2030.

Напомним, что Британия обязалась прекратить продажу новых автомобилей с ДВС с 2030 года.

Кое-кому из защитников окружающей среды это решение кажется недостаточно радикальным. Так, Даг Парр, главный ученый Greenpeace UK, поприветствовав правительство Британии за то, что оно, наконец, согласилось исключить природный газ из электросистемы страны, заявил, что разочарован сохранением приверженности атомной энергии.

Источник: hightech.plus

Подробнее..
Категории: Энергия

Как растет водородная энергетика новейшие грандиозные проекты отрасли

07.10.2021 12:12:08 | Автор: admin

Сфера производства и использования водородного топлива интенсивно развивается по всему миру: швейцарско-канадский консорциум разрабатывает новый процесс производства зеленого водорода, итальянская Snam заключила соглашение с IRENA, а французский консорциум планирует развернуть высокопроизводительные системы хранения водорода для железнодорожного сектора.

Швейцарская компания EBH2 Systems разработала технологию, позволяющую дешево получать экологически чистый водород практически из любой воды, в том числе соленой. Канадская фирма HPQ Silicon Resource уже приобрела лицензию на продажу электролизеров EBH2 GHR. С их помощью партнеры надеются снизить до 1 доллара затраты на производство каждого килограмма водородного топлива.

Итальянский оператор газотранспортной системы Snam намерен использовать свой опыт эксплуатации трубопроводов, чтобы помочь Международному агентству по возобновляемым источникам энергии в 50 раз увеличить глобальное использование водорода в течение следующих 5 лет. А также Snam вместе с Iris Ceramica Group построит до конца 2022 года первый в мире завод керамической плитки, работающий на экологичном водородном топливе. Его будут получать с помощью фотоэлектрической системы на 2,5 МВт.

Американские Emerson и BayoTech объединились, чтобы построить сотни установок для низкозатратного производства экологически чистого водорода, способных вырабатывать до 1000 кг газа в сутки.

Две другие североамериканские фирмы, производитель электрогрузовиков Nikola и специализирующаяся на топливной инфраструктуре Opal Fuels, договорились совместно работать над созданием водородных заправочных станций и получением водорода из биогаза.

Во Франции поставщик автозапчастей Plastic Omnium и производитель подвижного состава Alstom подписали меморандум о взаимопонимании в области разработки высокотехнологичных систем хранения водорода для железнодорожной отрасли. Проект предполагает внедрение таких решений на поездах, курсирующих во Франции и Италии, со следующего года.

Французские инвестиционные компании Ardian и FiveT Hydrogen основали совместное предприятие Hy24. Оно должно стать крупнейшей в мире платформой для инвестиций в экологичную водородную инфраструктуру. Компании надеются собрать до 1,5 млрд евро.

В то же время группа ученых из Великобритании обратилась к правительству страны с открытым письмом, в котором призвала проявлять осторожность при переходе на альтернативное топливо. Эксперты заострили внимание на неэкологичности голубого водорода и возможности применения более эффективных тепловых насосов.

Источник: pv-magazine.com

Подробнее..
Категории: Энергия

Солнце и ветер способны полностью обеспечить энергетику крупных стран доказано учеными в новом исследовании

07.11.2021 12:17:51 | Автор: admin

По мнению большинства участников климатического саммита ООН COP26, проходящем сейчас в штландском Глазго, стратегия декарбонизации энергетики является одной из приоритетных тем. Однако, критики возобновляемых источников энергии сомневаются в надежности систем, полагающихся на ресурсы с нестабильной генерацией. Недавнее исследование, проведенное учеными из Калифорнийского университета в Ирвине совместно с коллегами Университета Цинхуа, Научного института Карнеги и Калифорнийского технологического института, решает вопрос стабильности.

В статье, опубликованной в журнале Nature Communications, исследователи утверждают, что на сегодняшний день львиная доля спроса на электроэнергию в промышленно развитых странах может быть покрыта за счет совместного использования ветра и солнца. Но для этого необходимо предпринять дополнительные меры.

В своей работе ученые доказывают, что наиболее надежные системы на основе ветроустановок, способны удовлетворить потребности в электроэнергии в исследуемых странах в 72-91 процентах случаев, даже без накопления энергии. С добавлением энергохранилищ, покрывающих 12-часовые периоды, с этой задачей справятся солнечные электростанции, которые покроют 83 до 94 процентов нужд энергетики.

Ветровая и солнечная энергия могут удовлетворить более 80 процентов спроса во многих регионах без сумасшедших объемов хранения или избыточных генерирующих мощностей, что является критическим моментом, - сказал соавтор Стивен Дэвис, профессор UCI. - Но в зависимости от страны может быть много многодневных периодов в течение года, когда некоторый спрос необходимо будет удовлетворить за счет хранения энергии и других неископаемых источников энергии в будущем с нулевым выбросом углерода.

Чтобы оценить достаточность ресурсов ВИЭ, ученые проанализировали данные о почасовом потреблении энергии за 39 лет в 42 крупных странах. Они обнаружили, что полный переход на устойчивые энергоресурсы может быть проще для более крупных стран в более низких широтах, которые могут полагаться на наличие солнечной энергии в течение всего года.

Исследователи выделили Германию, как пример территориально небольшой страны на высоких широтах, в которой есть затруднения в покрытии всех потребностей за счет ветровых и солнечных ресурсов.

Исторические данные показывают, что страны, расположенные дальше от экватора, могут иногда испытывать периоды, называемые темными штилями, во время которых ресурсы солнца и втёрта сильно ограничиваются, - сказал ведущий автор Дэн Тонг, доцент Университета Цинхуа. - Один недавний случай этого явления в Германии длился две недели, вынудив немцев прибегнуть к управляемой генерации, которая во многих случаях обеспечивается установками, работающими на ископаемом топливе.

Для решения этой проблемы ученые предложили несколько ответов, в числе которых наращивание генерирующих мощностей, превышающих годовой спрос, развитие возможностей долгосрочного хранения и объединение ресурсов нескольких стран на континентальной суше.

Европа является хорошим примером, - сказала Тонг, постдокторант UCI. - Большая согласованность и надежность может быть обеспечена системой, включающей солнечные ресурсы из Испании, Италии и Греции с обильным ветром, доступным в Нидерландах, Дании и странах Балтии.

Исследователи обнаружили, что ветер и солнце смогут обеспечить около 85 процентов от общего спроса на электроэнергию в Соединенных Штатах, и это количество также может быть увеличено за счет увеличения мощности, добавления батарей и других методов хранения, а также присоединения к другим национальным партнерам на североамериканском континенте.

Во всем мире существуют определенные геофизические ограничения на нашу способность производить электроэнергию с нулевым выбросом углерода, - сказал Дэвис. - Все сводится к разнице между трудным и невозможным. Будет сложно полностью исключить ископаемое топливо из нашей структуры производства электроэнергии, но мы сможем достичь этой цели, когда будут согласованы технологии, экономика и социально-политическая воля.

Финансирование исследование было предоставлено Национальным научным фондом США, Национальным фондом естественных наук Китая, Научным институтом Карнеги и фондом Gates Ventures Inc.

Источник: news.uci.edu

Подробнее..
Категории: Энергия

Helion получит миллиарды долларов на запуск термоядерного реактора к 2024 году

09.11.2021 14:25:16 | Автор: admin

Американский стартап Helion Energy готовит к коммерческому производству Polaris первый в мире термоядерный реактор, который, как заявляется, начнет промышленное производство электроэнергии уже в 2024 году. На завершение его строительства и запуска компания получила рекордные инвестиции.

Раунд финансирования серии E возглавил известный инвестор Сэм Альтман, бывший президент Y Combinator и нынешний генеральный директор OpenAI, взявший на себя дополнительно роль исполнительного председателя в Helion. Среди других участников соучредитель PayPal Питер Тиль с компанией Mithril Capital, бывший президент eBay Джефф Сколл c Capricorn Investment Group и соучредитель Facebook Дастин Московиц.

К настоящему моменту времени раунд принес Hilion 500 миллионов долларов США, но предусмотрены дополнительные вливания в размере 1,7 миллиарда долларов связанные с достижением Helion ключевых показателей эффективности. Деньги будут использованы для завершения строительства объекта Polaris в Эверетте, Вашингтон.

Polaris расширит впечатляющие достижения прототипа шестого поколения Helion Trenta, который произвел 10 000 импульсов высокой мощности и проработал почти каждый день более 16 месяцев с 2020 года. Ранее в этом году Trenta удалось продемонстрировать температуру выше 100 миллионов градусов по Цельсию решающего показателя для термоядерного синтеза.

Стартапу также удалось поддерживать плазму дольше 1 миллисекунды и получить магнитное поле с индукцией более 10 Тесла, что позволяет сжимать плазму в ходе процесса термоядерного синтеза.

В отличии от других проектов, основанных на выработке тепла для приводных турбин, Helion опирается на электромагнитный подход, который является более эффективным. Когда ионы дейтерия и гелия-3 в плазме с высоким бета-коэффициентом сталкиваются и сливаются, высвобождается энергия, и плазма расширяется. Это расширение, по словам Helion, вызывает изменения магнитного потока плазмы, которые отталкивают магнитное поле, создаваемое магнитами вокруг камеры, и это взаимодействие полей непосредственно индуцирует электрический ток, который может быть уловлен с высокой эффективностью.

Более того, компания заявляет, что может регенерировать оставшуюся энергию от ввода, а также новые реакции термоядерного синтеза, и что ее устройство продемонстрировало рекуперацию энергии с 95-процентной эффективностью и работу магнитов с 95-процентной энергоэффективностью.

Как ни странно, чистая выработка электроэнергии на самом деле не является главной целью прототипа Polaris. Электричество будет всего лишь побочным продуктом производства гелия-3 путем деления атомов дейтерия. Гелий-3 рассматривается как уникальное по своей энергоемкости топливо 15-20 тонн этого вещества может обеспечить электричеством все дома в США в течении года, - но его настолько сложно производить, что несколько организаций разрабатывают концепции добычи его на Луне и доставке на Землю.

Соучредитель и генеральный директор Helion Дэвид Кертли говорит, что компания планирует выпускать термоядерные реакторы размером с морские контейнеры, каждый из которых вырабатывает около 50 мегаватт, что примерно достаточно для питания 8 200 домов в США.

Helion прогнозирует выработку электроэнергии по цене около 10 долларов за МВтч, и это без учета масштабной экономии за счет массового производства, квот на выбросы углерода или государственных стимулов. На сегодня это треть цены энергии, производимой солнечными и даже угольными электростанциями. Таким образом, термоядерный синтез мог бы стать самым дешевым способом получения электричества.

За возможность первым запустить производство чистой термоядерной энергии Helion конкурирует с реактором SPARC от Массачусетского технологического института, строительство которого планируется завершить в 2025 году.

Источник: helionenergy.com

Подробнее..
Категории: Энергия

Найдена лучшая комбинация ВИЭ для надежной генерации (солнечные панели, ветряк, биогаз и аккумулятор)

29.11.2021 00:12:04 | Автор: admin

Ученые из Портсмутского университета (Великобритания) нашли, по их словам, лучшую комбинацию возобновляемых источников для обеспечения бесперебойного и надежного производства энергии с экономией в 25%.

Основным препятствием для широкого внедрения ВИЭ является их нестабильность. В новом исследовании были проанализированы гибридные системы, которые вырабатывают электроэнергию из двух или более возобновляемых источников, обеспечивая более стабильное энергоснабжение.

Исследователи протестировали четыре комбинации возобновляемых источников энергии, а также интеграцию обычных солнечных панелей с экологически чистым фазопереходным материалом, который увеличивает общую производительность системы.

Материалы с фазовым переходом (PCM) это вещества, способные накапливать тепловую энергию, что позволяет стабилизировать температуру. Они могут поглощать или выделять большое количество так называемого скрытого тепла при изменении своего физического состояния, например, в процессе плавления или замораживания.

Ветряные и солнечные электростанции производят энергию только тогда, когда дует ветер или светит солнце, что означает резкие изменения в генерации. Поскольку сами по себе эти формы энергии ненадежны, мы должны объединить их вместе, - говорит доктор Сурав Ханна, который является автором-корреспондентом научной статьи. - Объединив их, мы можем повысить надежность и найти наиболее эффективное и экономичное сочетание возобновляемых источников.

Эксперты британского университета пришли к выводу, что объединение теплоаккумулирующего материала с фотоэлектрическими панелями, установками на энергии ветра, биогаза и аккумулятором является лучшим сочетанием возобновляемых источников с экономией до 25%.

Обычные фотопанели могут преобразовывать только 20% солнечной энергии в электричество. Остальные 80% теряются, превращаясь в тепло. Новым подходом стало то, что мы исследовали, как хранить это тепло в материале с фазовым переходом, а это означает, что 80%, которые обычно теряются, загружаются в накопитель тепловой энергии. Эту тепловую энергию можно преобразовать в отопление помещений и нагрев воды, на что обычно уходит больше всего энергии в домашнем хозяйстве, - поясняет Ханна.

Комбинации возобновляемых источников энергии были протестированы в индийском городе Ченнаи в жарком и влажном климате, но ученые намерены найти способ оптимизации выработки электроэнергии и экономии денежных средств в других местах, добиваясь полной автономии.

Была построена система из фотоэлектрического блока, оснащенного PCM на задней стороне солнечных панелей, ветряка, аккумулятора и биогазовой установки. В качестве PCM использовался гексагидрат хлорида кальция с температурой плавления около 30 градусов Цельсия и скрытой теплоемкостью 191 кДж/кг.

Ветровая турбина, фотоэлектрическая система и аккумуляторная батарея подключены к шине постоянного тока, а биогазовый генератор, а электрическая нагрузка подключена к шине переменного тока. Преобразователь необходим для преобразования переменного тока в постоянный или наоборот.

Для максимального увеличения выработки энергии ветра и солнца, уменьшения использования батарей и минимизации операций с биогазом и уменьшения выбросов углерода был создан специальный алгоритм управления. Оптимальная конфигурация системы была предоставлена комбинацией фотоэлектрической системы мощностью 224 кВт, оснащенной PCM, ветряной турбины мощностью 206 кВт, биогазового генератора мощностью 420 кВт, батареи на 633 Ач и преобразователя мощностью 170 кВт.

Чистая текущая стоимость этой конфигурации составила 1,43 миллиона долларов, а приведенная стоимость энергии (LCOE) была оценена исследовательской группой в 0,094 доллара за 1 кВтч. Эти значения сравнивались со значениями той же конструкции системы без хранилища PCM, и было обнаружено, что они значительно ниже.

Полное описание конструкции системы приводится в статье, которая недавно была опубликована в журнале Energies.

Источник: port.ac.uk

Подробнее..
Категории: Энергия

Прорыв в ядерном синтезе что это значит для будущего энергетики

14.02.2022 20:22:24 | Автор: admin

Европейские ученые объявили о значительном прорыве на пути создания коммерческого термоядерного реактора, энергия в котором вырабатывается в результате таких же процессов, которые происходят внутри звезд.

Британская лаборатория JET побила собственный мировой рекорд по количеству энергии, которую смогли выделить, соединяя вместе две формы водорода.

В ходе эксперимента удалось получить 59 мегаджоулей энергии за пять секунд (11 мегаватт мощности). Это более чем в два раза больше, чем удалось достичь во время аналогичных тестов в 1997 году.

Это не слишком большое количество энергии (его достаточно лишь для кипячения примерно 60 чайников воды), но важность этого достижения состоит в том, что оно подтвердило правильность проекта, разработанного для большего термоядерного реактора, который сейчас строят во Франции.

Эксперименты JET на шаг приблизили нас к термоядерной энергии, - сказал доктор Джо Милнс, руководитель реакторной лаборатории. - Мы продемонстрировали, что можем создать минизвезду внутри нашей машины и удерживать ее там в течение пяти секунд и получить высокую производительность, что действительно выводит нас на новую ступень.

Объект ITER, расположенный на юге Франции, поддерживается целым консорциумом мировых правительств, включая страны-члены ЕС, США, Китай и Россию. Ожидается, что это станет последним шагом в подтверждении того факта, что ядерный синтез может стать надежным источником энергии во второй половине этого столетия.

Эксплуатация электростанций будущего, основанных на термоядерном синтезе, не будет приводить к выбросам парниковых газов и создавать лишь мизерное количество короткоживущих радиоактивных отходов.

Эти эксперименты, которые мы только что завершили, должны были сработать, - сказал генеральный директор JET профессор Ян Чепмен. - Если бы они не сработали, мы имели бы реальные опасения относительно того, сможет ли ITER достичь своих целей. Ставки были высоки, и то, чего мы добились, удалось сделать благодаря невероятным людям и их вере в науку.

Термоядерный синтез основан на принципе высвобождения энергии путем слияния атомных ядер, а не путем их расщепления, как в случае реакций деления, благодаря которым работают атомные электростанции. В ядре Солнца это происходит благодаря огромному гравитационному давлению при температуре около 10 миллионов градусов Цельсия. При гораздо более низком давлении, возможном на Земле, температуры для синтеза должны быть гораздо выше - более 100 миллионов градусов Цельсия.

Нет материалов, которые могли бы выдержать прямой контакт с таким теплом. Следовательно, для достижения термоядерного синтеза в лаборатории ученые разработали систему, в которой перегретый газ или плазма удерживается внутри магнитного поля в форме пончика.

Реактор Joint European Torus (JET), расположенный в Калхеме в Оксфордшире, стал пионером в разработке этого подхода к синтезу, которым занимается почти 40 лет. И в последние 10 лет его настроили таким образом, чтобы воспроизвести будущий вид объекта ITER.

Стены реактора JET изготовили из бериллия и титана. Топливом, которое избрала французская лаборатория для изготовления плазмы, будет смесь двух форм изотопов водорода дейтерия и трития. JET должен был опробовать материал, из которого будут сделаны внутренние стенки реактора объемом 80 кубических метров, в котором содержится магнитное поле, которое было бы эффективно для работы с этими изотопами.

Во время экспериментов в 1997 году JET использовал углерод, но углерод поглощает тритий, который является радиоактивным. Поэтому для последних испытаний новые стенки реактора изготовили из металлов бериллия и титана. Они впитывают в 10 раз меньше. Затем научной команде JET пришлось настроить свою плазму для эффективной работы в этой новой среде.

Это потрясающий результат, потому что им удалось получить наибольшее количество энергии, выделившейся в результате термоядерных реакций из всех устройств, запущенных в истории, - прокомментировал доктор Артур Террелл, автор книги Строители звезд: ядерный синтез и энергетическая гонка планеты (The Star Builders: Nuclear Fusion And The Race To Power The Planet). Это знаковый момент, ведь они продемонстрировали стабильность плазмы в течение пяти секунд. Это звучит не очень долго, но в ядерном масштабе это действительно очень, очень долгое время. И тогда очень легко перейти от пяти секунд к пяти минутам, или пяти часам, или даже дольше.

Реактор JET не сможет работать подольше, потому что его медные электромагниты нагреваются слишком сильно. Однако для проекта ITER используют сверхпроводящие магниты с внутренним охлаждением.

Реакции синтеза в лаборатории, как известно, потребляют больше энергии для инициирования, чем они могут выработать. В случае JET для проведения экспериментов используют два маховика мощностью 500 мегаватт.

Но теперь есть доказательства того, что этот дефицит в будущем можно будет преодолеть, поскольку будет использоваться больше плазмы. Объем тороидальной емкости ITER будет в 10 раз больше JET. Ожидается, что французская лаборатория выйдет на безубыточность. Появившиеся после этого коммерческие электростанции должны давать энергию, которую можно будет передать в электрические сети.

Это долгосрочный проект, и примечательно, что примерно четверть из 300 ученых, работающих в JET, только начинают свою карьеру. Именно им придется передать исследовательскую эстафету.

Однако остается много технических проблем. В Европе над этими проблемами работает консорциум Eurofusion, в который входят около 5000 научных и инженерных экспертов из ЕС, Швейцарии и Украины. Великобритания также участвует в проекте.

Реактор JET, вероятно, будет выведен из эксплуатации после 2023 года, а ITER начнет эксперименты с плазмой в 2025 году или вскоре после этого.

Источник: bbc.com

Подробнее..
Категории: Энергия

Последние комментарии

© 2006-2022, tuvatforum.ru