Building club™ Форум архитекторов и строителей.

Информация о пользователе

Привет, Гость! Войдите или зарегистрируйтесь.



Энергосбережение

Сообщений 1 страница 8 из 8

1

Австралиец изобрёл солнечную черепицу

http://i021.radikal.ru/0804/20/08d83ed03725.jpg

Себастиан Браат (Sebastian Braat), выпускник университета Западного Сиднея (University of Western Sydney), разработал "Солнечную черепицу" (Solar roof tiles), сочетающую в себе сразу три функции.

"Солнечная черепица" — это плитки, состоящие из основы (прозрачный поликарбонат) и двух главных слоёв. Один — солнечные батареи, другой — тонкий резервуар с теплоносителем. Плюс тут имеются разъёмы: электрические и гидравлические.

Плитки используют солнечный свет для выработки электричества (на что идёт 12-18% падающей световой энергии), а также — для подогрева (через промежуточный теплообменник) горячей воды в домашнем водопроводе (что обеспечивается тепловыми лучами, не воспринятыми фотоэлектрической панелью).

Главное новшество австралийца состоит в том, что такие солнечные батареи предлагается не просто ставить поверх крыши (хотя можно поступить и так), но делать из набора этих плиток крышу непосредственно, так же, как укладывают обычную черепицу.

Соединив три функции (покрытие, поставщик электричества и тёплой воды) в одной плитке, автор предлагает использовать своё изобретение при возведении новых пригородных домов, способных не только обеспечивать себя энергией и тёплой водой в солнечный день, но и качать излишки электричества в сеть (когда есть возможность договориться с энергокомпанией об оплате), или в аккумуляторы.

0

2

Компания-производитель стекла Glaswerke Arnold GmbH & Co. KG поставила стеклянные элементы для самой крупной в мире крыши, оборудованной солнечными батареями. Предприятие располагает специальным методом, позволяющим интегрировать модули солнечных элементов на основе тонких покрытий в стеклянные конструкции.

Технологию Glaswerke Arnold могут оценить десятки тысяч жителей Нью-Йорка, каждый день пользующиеся станцией метро Stillwell Avenue. Стекольные элементы для крыши станции, расположенной над восемью путями вокзала на Кони-Айленд, площадью 5 300 м² произведены немецкой компанией и доставлены в Америку на корабле.

http://i032.radikal.ru/0804/ed/423aa60c15ac.jpg

Помимо солнечного света, прозрачная крыша дает электроэнергию, так как вся ее поверхность снабжена тонкопленочными солнечными элементами. Glaswerke Arnold оказалась единственной в мире компанией, способной выполнить такой заказ. Свой новый продукт изготовители стекла назвали Voltarlux. В летнее время солнечные элементы крыши вырабатывают около 2/3 необходимой для станции Stillwell Avenue электроэнергии и дают затенение.

Перспективность данного проекта трудно переоценить, уверен директор завода Arnold в Ремсладене Александр Кинле: «Более чем 6 000 вокзалов Германии могут быть оборудованы подобными крышами в ходе работ по реконструкции». Однако вокзалы - только один из возможных примеров: использование солнечной энергии становится все более популярным. Будь то фасад автомобильного салона или крыша зимнего сада – спрос на стекло Voltarlux неуклонно растет.

Интеграция солнечных элементов в фасадные или крышные конструкции из стекла требует значительного научно-технического потенциала. Такой потенциал у Glaswerke Arnold, одного из самых передовых производителей стекла в Европе, имеется в достатке. Компания, объединяющая в себе пять заводов в Германии и Австрии и два дочерних предприятия, предлагает помимо стекла Voltarlux широкий ассортимент стеклопакетов с другими полезными свойствами.

Шумоподавление, теплоизоляция, защита от взлома – вот всего лишь несколько из функций, для выполнения которых предназначено стекло производства Arnold. В компании работают в общей сложности 900 сотрудников, производство и разработка находятся полностью в Германии. Сама по себе технология получения тонких покрытий является отдельной областью, при этом требования к солнцезащите и теплоизоляции возрастают с каждым днем. «На протяжении многих лет комания концентрировала необходимые знания и способна теперь точно и гибко отвечать практически на любые требования заказчика», - заявляет Александр Кинле.

Еще одна инновация Glaswerke Arnold – Ornilux, особое стекло, заметное птицам. Оно значительно снижает вероятность столкновения птицы с прозрачными или отражающими поверхностями.

За эту разработку предприятие недавно удостоилось почетной премии «Инновации для архитектуры и строительства 2006». Премией награждаются «перспективные продукты из всех отраслей строительства, продемонстрировавшие особые архитектурные достоинства». Жюри, состоящее из известных архитекторов, особенно отметило, что на поведение птиц влияет присущее новому материалу свойство, что позволяет отказаться от изображения на стекле силуэтов хищных птиц.

0

3

Солнечные элементы на аморфном кремнии

Новая технология, разработанная американской компанией XsunX, позволяет изготавливать окна, вырабатывающие электричество и в то же время пропускающие 70% солнечного света. Power Glass отличается от материалов, применяемых в интегрированных в здание солнечных элементах, своей прозрачностью и значительно меньшими затратами на производство киловатта энергии. В него добавляется аморфный кремний, который, в отличие от кристаллического, легко интегрируется в очень тонкую пленку и сохраняет пластичность. Кристаллический кремний, который традиционно используется для изготовления фотоэлементов, в тысячу раз толще аморфного, что увеличивает расход данного материала. Кроме того, его следует помещать на жесткую основу, которая выдерживает высокотемпературную обработку.

Ранее применение аморфного кремния в основном ограничивалось жидкокристаллическими дисплеями и тонкопленочными транзисторами. Что касается солнечных батарей, то его использование в них сдерживалось низкой генерирующей способностью по сравнению с кристаллическим.

http://i010.radikal.ru/0804/e5/8f09f67579c4.jpg

Однако, как заявил генеральный директор XsunX Том Дъокович, «потенциал не в более эффективных фотоэлементах, а в более эффективном использовании фотоэлементов». По его словам, разработанная компанией технология позволяет задействовать ранее не охваченные строительные поверхности, причем без ущерба для внешнего вида здания. Оно просто получает дополнительную невидимую оболочку, которая вырабатывает электричество. XsunX получила эксклюзивный патент на рулонно-кассетную систему, которая, по словам представителей компании, позволяет организовать широкомасштабное производство тонкой пленки с минимальным риском загрязнения. Суть процесса состоит в том, что внутри вакуумной камеры для осаждения тонких пленок фотоэлементы наносятся тончайшим слоем (около 0.2 микрона) на большие рулоны материала-основы, причем одновременно обрабатывается большое количество кассет с пленкой. Такая технология позволяет снизить стоимость киловатта производимой энергии до 2 долларов и менее.

Производственный процесс идет при температуре 150°С – достаточно низкой, чтобы использовать пластиковую или полиэстровую основу – но при этом предъявляются крайне жесткие требования к чистоте операционной среды.

Полученная в результате гибкая пленка затем наносится на поверхность стеклопакета, подобно тому, как наносится низкоэмиссионное покрытие. Ширина пленки позволяет закрыть всю площадь стекла, и окно превращается в эффективный преобразователь солнечной энергии.

Компании по производству архитектурного стекла с фотоэлементами, такие как Scheuten Solar, включают в остекление непрозрачные фотоэлементы, которые чередуются с прозрачным стеклом. В результате стекло выглядит мозаичным или полосатым. Power Glass больше похоже на однотонное затемненное стекло, регулирующее пропускание солнечного излучения. Оно задерживает 30% входящего света по всей своей площади.

В 2007 году XsunX начала рекламную кампанию с целью привлечь потенциальных производителей, которые будут приобретать у компании лицензии на производство и оборудование. Конечно, после подписания соответствующего лицензионного соглашения, им потребуется некоторое время для установки рулонно-кассетной системы на существующих производствах, но первые «умные окна» Power Glass появились на мировом рынке уже в 2007 году.

0

4

Технология DSC

Солнечные элементы с красителем (DSC - Dye Solar Cell) называют первой настоящей революцией в солнечной энергетике с момента разработки кремниевых солнечных элементов около 40 лет назад. Эти новые элементы можно использовать на вертикальных поверхностях, внутри помещений или в затененных местах.

http://i048.radikal.ru/0804/35/092be4d20cb1.jpg

DSC представляют собой третье поколение фотоэлектрических источников тока, основанное на принципе искусственного фотосинтеза и использующего нанотехнологию и молекулярный дизайн. Такие элементы особенно хорошо подходят для локального энергообеспечения военных объектов, так как они менее чувствительны к изменениям в освещенности и угле падения света и обладают более высокой эффективностью при малом освещении.

Фотоэлектрические (ФЭ) элементы третьего поколения, DSC, можно изготавливать на подложках из стекла или метала. Они изготавливаются методом трафаретной печати, который позволяет непрерывно наносить слои на движущуюся ленту-подложку. Высокая площадь поверхности нано-композитов оксида титана позволяет этим элементам работать при высокой облачности или в затуманенной атмосфере, а не только при палящем солнце, как это имеет место в ФЭ системах предыдущих поколений.

Общепризнано, что традиционные источники питания на батареях не отвечают требованиям современной армии. Обеспечение, стоимость, надежность и утилизация батарей являются значительной проблемой. Быстро развивающееся энергопотребление, и в особенности потребление электроэнергии, делает вопрос производства и накопления энергии важным фактором функционирования современных вооруженных сил.

DSC отличается от кремния
Важные отличительные черты DSC по сравнению с обычными фотовольтаиками таковы:
DSC это фотоэлектрохимический элемент: разделение заряда происходит на границе между полупроводником с широкой запрещенной зоной и электролитом.
Это элемент с наночастицами оксида титана: пленка не плотная, как в случае аморфного кремния, а представляет собой "губку" для света.
Это элемент, активированный красителем: солнечный свет сначала поглощается монослоем красителя, химически адсорбированного на поверхности полупроводника; свободные носители заряда генерируются посредством вызванной видимым излучением электронной инжекции из молекулы красителя в слой оксида.

Основу DSC элемента составляет сэндвич из слоев TiO2, красителя, электролита и катализатора, расположенный между двумя прозрачными проводящими электродами. При освещении элемента происходит разделение заряда благодаря инжекции из возбужденного состояния молекулы красителя в зону проводимости оксида титана. Упрощенно, свет возбуждает краситель, выбивая электрон, который захватывается полупроводниковым оксидом титана, генерируя при этом электрический ток. Краситель затем восстанавливается переносом электрона в окислительно-восстановительной паре.

Структура солнечного элемента на оксиде титана

http://i050.radikal.ru/0804/22/506a3f23221d.jpg

Простая конструкция
Существует три основных конструкции DSC-систем. Первая представляет собой параллельный элемент, который требует объединения отдельных элементов в модуль. Эта конструкция имеет ряд ограничений с точки зрения технологии, поэтому она пока не является коммерческим продуктом. Два других дизайна, "интегрированный модуль" и "монолитная конструкция" различаются, в основном, только расположением противоэлектрода.

http://i039.radikal.ru/0804/85/85e8cc2d4cb9.jpg

Конструкция "интегрированный модуль" включает в себя две пластины проводящего стекла с электродом на одной и противоэлектродом на противоположной пластине. Преимущества этой конструкции таковы:
Используется полупроводниковая технология - методы для улучшения микроструктурных характеристик полупроводника для создания желаемой мезопористой структуры.
Развиваются подходы к сокращению потерь из-за перепадов напряжения на границах материалов.
Подходит для солнечного света высокой интенсивности.
По желанию прозрачный или полупрозрачный элемент.
Годится для встраивания в здания.
Элемент можно герметично запечатать для обеспечения очень длительного срока службы.

http://i027.radikal.ru/0804/35/11d17805993d.jpg

В монолитной конструкции элементы расположены последовательно на одной стеклянной подложке. В таком модуле одна пластина проводящего стекла используется как для электрода, так и для противоэлектрода. У этой конструкции имеются следующие достоинства:
Более низкая стоимость производства.
Потенциал для создания элементов большого размера.
Более дешевые материалы.
Технология пригодна для непрерывного производства.

Черты процесса производства DSC-элементов включают в себя:
Материалы, которые необходимы в значительных количествах, можно производить недорого и в большом масштабе.
"Простые" производственные процессы, используется стандартное оборудование.
Низкие энергозатраты в процессе производства.
Производственные процессы, сходные с гибридными процессами получения толстых покрытий и ламинированных стекол, пригодны для автоматизации.

Преимущества DSC
Солнечные элементы на оксиде титана имеют, в сравнении с другими типами солнечных элементов, следующие преимущества:
Существенно снижена зависимость работы элемента от угла падения света - возможна работа в преломленном или отраженном свете.
Элементы работают в значительно более широком интервале освещенности благодаря высокой внутренней поверхности оксида титана ("световая губка") - возможна реализация элементов для очень слабой освещенности.
Возможна реализация элемента, работающего эффективно в широком интервале температур.
Элементы менее чувствительны к частичному затенению.
Возможно создание прозрачных модулей - для дневного освещения, потолочного освещения, дисплеев.
Производство не требует дорогого вакуумного оборудования, что значительно сокращает капитальные расходы производства.
Для производства требуется существенно меньше энергии, чем при изготовлении любых других типов солнечных элементов.

0

5

В Японии создали новую солнечную батарею с концентратором

http://i050.radikal.ru/0804/90/92d73b99036f.jpg

Компания Sharp представила новую модель солнечной батареи, выходящую на более высокий уровень по эффективности и соотношению мощность/стоимость.

Совсем недавно эта японская компания выступила с прогнозом о снижении себестоимости электричества, выработанного солнечными батареями, вдвое (к 2010 году) и в 8 раз по сравнению с нынешним уровнем (к 2030-му). А теперь японские инженеры показали один из возможных путей снижения стоимости солнечного электричества.

Новинка была показана на конференции Solar Power 2006, прошедшей в Сан-Хосе на прошлой неделе. Крупнейший в мире производитель солнечных фотоэлектрических батарей обратился к давно известным солнечным концентраторам, но, естественно, придав системе оригинальные черты.

Новинка от Sharp представляет собой блок из нескольких линз Френеля, за каждой из которых установлена крошечная солнечная батарея, размером приблизительно 7 х 7 миллиметров. Линзы концентрируют солнечный свет в 700 раз.

Сами линзы намного дешевле солнечных преобразователей, так что общая стоимость установки, собирающей свет с большой площади, снижается.

Однако новшество заключается не в концентрации света. Воспользовавшись тем, что фотопреобразователи в этом устройстве очень маленькие, специалисты Sharp применили в них более дорогие полупроводниковые материалы. Не кремний, как обычно, а некий состав, называемый "III-V компаунд" (цифры означают столбцы периодической системы Менделеева, откуда взяты ингредиенты).

В результате удалось добиться КПД 36% против 13-22% у наиболее распространённых и коммерчески доступных солнечных батарей. Для повышения эффективности блок также был снабжён системой, поворачивающей его вслед за Солнцем.

На рынок такие батареи компания Sharp намерена вывести в 2008 году.

0

6

О таких вещах пишут с прошлого века, интерсно ктонибудь действительно реализовывать возьметься...

__________________________________________
Посмотрел Ваши посты - оч. содержательные! (еще пару минусов и ...БАН!)

-2

7

О таких вещах пишут с прошлого века, интерсно ктонибудь действительно реализовывать возьметься...

Ну так есть же хорошая пословица "Языком п..деть - не мешки ворочать", одно дело придумать идею и даже написать о ней, и совсем другое повсеместно внедрить ее в жизнь. Хотя если технология дествительно стоящая, то рано или поздно она полюбому будет внедрена и востребована, ибо прогресс не стоит на месте и все движется по пути эволюции.

0

8

спасибо!   Свежо и очень интересно. Вот бы на тралейбусы солнечные батареи поставили...  :D

0



Рейтинг форумов | Создать форум бесплатно © 2007–2016 «QuadroSystems» LLC