Звезда энергетики Солнце

☀️Наибольший интерес из ВИЭ представляет солнечная энергетика. То есть когда непосредственно или относительно опосредованно используется энергия солнечного излучения.

⚡️К солнечной энергетике с определённой степенью условности можно отнести несколько способов преобразования энергии квантов света в основном в два вида энергии:
📌либо в энергию электрического тока,
📌либо в энергию химических связей разных видов топлива: молекулярного водорода, биоэтанола, биодизеля.

👉Электричество за счёт солнечного излучения получается
✔️либо путём прямого преобразования энергии света в разного типа фотоэлементах (так называемых солнечных ячейках),
✔️либо опосредованно - путём нагревания воды за счёт сконцентрированного с помощью соответствующих устройств солнечного излучения в разного рода гелиоконцентраторах до состояния пара, который используется в паровых электростанциях.

Продолжение следует

Характеристики водорода и метана, аккумулированных в композитном баллоне класса «тип 4» и в аккумуляторе CNT при разном давлении

В развитие темы

Израиль: с газом и углём не прощаются

🇮🇱Новая ГАЭС увеличит мощность действующих гидроэлектростанций в Израиле более чем вдвое, с нынешних 306 МВт до 650 МВт. Однако ключевым источником «чистой» энергии в стране будут оставаться солнечные панели. Их мощность по итогам 2021 г. достигла 2,6 гигаватт (ГВт), тогда как общая мощность ветрогенераторов и биомассовых электростанций – лишь 6 МВт, согласно Ember.

👉Впрочем, несмотря на прирост мощности ВИЭ, доминирование в израильской электроэнергетике будут сохранять газовые и угольные электростанции. Их мощность в прошлом году составила 12,2 ГВт и 4,9 ГВт, а доля в структуре выработки – 66% и 27% соответственно (при доле всех возобновляемых источников в 7%).

💪Сохранению ведущих позиций газа способствует освоение новых проектов в израильских территориальных водах: добыча газа на месторождениях Левиафан и Тамар на шельфе Левантийского моря (восточная часть Средиземноморья) в 2021 г. выросла на 25% (до 19,5 млрд. куб. м, согласно данным израильского Министерства энергетики). Основным источником сырья для угольных электростанций остаётся импорт. Израиль в 2021 г. импортировал 6,4 млн. т каменного угля, в том числе
🇨🇴3,2 млн. т из Колумбии,
🇷🇺2,4 млн. т из России,
🇿🇦0,8 млн. т из ЮАР.

Установленная электрическая мощность геотермальных станций в мире:
(а) с 1916 по 2012 гг.;
(b) с 2010 по 2025 гг.

Зачем блокчейн нужен энергетике❓

❗️Новые технологии блокчейна могут способствовать децентрализации процесса управления данными. Это возможно потому, что они предлагают безопасную, идентифицируемую среду для работы на местных рынках электроэнергии в контексте микросетей.

➕Эти технологии устраняют надобность в централизованном ответственном органе для защиты обращения данных и сделок с энергией, способствуя высокой прозрачности и отслеживаемости сделок. Микросети на базе блокчейна, основанные на «горизонтальной» торговле энергией и оптимальном использовании распределенных энергетических ресурсов, могут повысить рыночную эффективность и способствовать функционированию энергосистемы.

➖Однако же они подрывают устои существующей энергосистемы, бросая серьёзный вызов традиционным ролям сегодняшних участников рынка, включая операторов распределительных систем, розничных продавцов, поставщиков, операторов точек учёта и балансирующих групп. Необходим поиск нового равновесия для создания более устойчивой, безопасной, эффективной и децентрализованной энергетической системы. Одновременно с этим, практические ограничения использования платформ блокчейна в реальных условиях требуют дальнейшего изучения.
https://tttttt.me/globalenergyprize/3492

События в ТЭК за неделю по мнению авторов телеграм-каналов еженедельном дайджесте Energy Today:

Электрокары проезжают мимо российского нефтегаза https://tttttt.me/oil_capital/11006

Европа не знает где брать нефть: до введения запрета на поставки из России остается менее двух месяцев https://tttttt.me/needleraw/7148

Строительство газопровода Нигерия-Марокко не станет спасением для Европы https://tttttt.me/IGenergy/2626

Кто из нефтяников преуспел в охране окружающей среды? ИРТТЭК анализирует экологические программы российских компаний https://tttttt.me/irttek_ru/2716

Продать и поставить - вещи разные. Оплатят ли азиатские покупатели получаемы продукты?https://tttttt.me/oilfly/17479

Россия рассчитывает перенаправить на Восток до 100 млрд куб.м. дополнительных объемов газа – Новак https://tttttt.me/energopolee/1657

Спрос на "Дружбу" возрос на 9% https://tttttt.me/naansmediapublic/5558

Угольная маржа. Переработка ископаемого может давать сотни процентов добавленной стоимости. Но как? https://tttttt.me/globalenergyprize/3511

Почему нефтепровод из Венгрии в Сербию запланирован как долгострой? В Европе пока даже не знают, где для него брать нефть https://tttttt.me/Energy_digest/9378

В Великобритании построят плавучий энергокомплекс 3,2 ГВт в составе ВЭС и установок по производству водорода https://tttttt.me/ESGpost/994

Чтобы первыми узнавать о событиях в ТЭК подписывайтесь на @energytodaygroup и каналы участники дайджеста! Хотите принять участие в следующем? Ждём ваши посты на @EnergyTodayRedactor до 22.00 каждой субботы.

Перспективы фотофторов

🌿В энергию химических связей упомянутая энергия солнечного излучения преобразуется в процессе природного фотосинтеза. В свою очередь, энергетика, сфокусированная на производстве биотоплива, основывается
📌либо на переработке биомассы, синтезируемой в процессе природного фотосинтеза,
📌либо на переработке клеточных предшественников (определённого типа липидов или жирных кислот), синтезируемых природными или чаще направленно модифицированными штаммами фототрофов. Затем эти предшественники легко преобразуются в разные виды биотоплива, например, биоэтанол, биодизель, биоводород.

💪Наработка на полях и/или в разного рода биореакторах биомассы разных типов фототрофов позволяет осуществить чрезвычайно эффективное преобразование энергии солнечного излучения в процессе природного фотосинтеза в органическую биомассу. Выявление, разработка, создание методами генной инженерии и подробные исследования фототрофов, способных эффективно и преимущественно накапливать в клетках предшественники, легко преобразуемые в биотопливо, такое как этанол и биодизель, представляется достаточно перспективным с точки зрения экологии и экономики направлением развития одного из видов опосредованной солнечной энергетики.

👉В ИФР РАН успешно проводятся изыскания с использованием синтетических нанокомпонентов, как в виде искусственных интермедиатов на многих ключевых участках растительной клетки и, особенно, фотосинтетического аппарата (ФА), так и в виде наночастиц на основе жизненно значимых для фототрофов микро- и макроэлементов вместо обычных удобрений.

Ушёл из жизни академик РАН Ашот Саркисов

Ашот Саркисов, академик Российской академии наук (РАН) и лауреат премии «Глобальная энергия», скончался на девяносто девятом году жизни 17 октября 2022 г.

Ашот Саркисов получил премию «Глобальная энергия» в 2014 г. за выдающийся вклад в повышение безопасности атомной энергетики и вывод из эксплуатации ядерных объектов. Этим проблемам Ашот Аракелович посвятил почти всю профессиональную карьеру, которая начиналась в Севастопольском высшем военно-морском инженерном училище, где с середины 1950-х гг. он читал лекции по курсу «Корабельные ядерные энергетические установки». Интерес к морской атомной энергетике был во многом связан со службой на флоте: пройдя Великую отечественную войну и окончив в 1950 г. Высшее военно-морское инженерное училище в звании капитана-лейтенанта, Ащот Аракелович в период с 1950 по 1954 гг. служил на кораблях Балтийского флота. В 1956 г. он защитил кандидатскую диссертацию и приступил к научным исследованиям, результаты которых были представлены в 1964 г. в первой в мире монографии по нестационарным и аварийным режимам работы корабельных ядерных энергетических установок.

Защитив в 1968 г. докторскую диссертацию и став в 1971 г. начальником Севастопольского высшего военно-морского инженерного училища, Ашот Аракелович приступил к созданию научной школы по динамике и безопасности судовых ядерных энергетических установок. Являясь автором 12 монографий, 17 изобретений и свыше 280 научных статей, он подготовил 11 докторов и более 40 кандидатов наук. При этом он продолжал собственные исследования, проблематика которых со временем всерьез расширилась и стала охватывать такие области, как безопасность подземных атомных электростанций, работа ядерных установок с термоэлектрическими преобразователями энергии, а также экологические и радиационные риски при выводе из эксплуатации и утилизации атомных подводных лодок и атомных электростанций.

Последние 30 с небольшим лет жизни Ашот Аракелович отдал Институту проблем безопасного развития атомной энергетики Российской академии наук (ИБРАЭ РАН), где он занимался вопросами развития малой атомной энергетики, а также разработкой Стратегического мастер-плана комплексной утилизации атомных подводных лодок и обслуживающей их инфраструктуры.

Ашот Саркисов был главным редактором журнала «Арктика. Экология и экономика» (2011-2021 гг.), а также членом ряда исследовательских организаций, в том числе Консультативного Российско-Американского общественного совета (КАРОС), Научного совета по гидрофизике океана при Президиуме РАН и Межведомственного научного совета РАН и Росавиакосмоса по проблемам космической энергетики.

Ассоциация «Глобальная энергия» выражает соболезнования родным и близким Ашота Аракеловича.
https://globalenergyprize.org/ru/2022/10/18/ushel-iz-zhizni-akademik-ran-ashot-sarkisov/

Схема двухслойного реактора

(а) для конверсии метановоздушной смеси в водород-содержащий газ
(b) и принцип его работы.

В развитие темы

PTAA для перовскита

☀️Продолжаем разговор о перовскитных солнечных элементах (PSC). Для инвертированных PSC предпочтительным вариантом использование для HTL является поли(триариламин) (PTAA).

💪Один из самых высоких КПД в PSC на основе PTAA был получен при p-легировании HTL на основе PTAA с использованием Li-TFSI и TBP. Однако, несмотря на привлекательные электрические параметры изготовленного устройства, p-легирование HTL на основе PTAA также привело к более быстрой деградации солнечного элемента. В целом, PTAA обеспечивает стабильную работу элемента в случае использования при его изготовлении хлорбензола или толуола, причём последний считается более эффективным для улучшения растворимости PTAA и, следовательно, повышения качества пленки HTL.

👉Однако при успешном использовании HTL на основе PTAA в PSC, были продемонстрированы значительные различия в работе устройства в зависимости от молекулярного веса этого полимера. Молекулярный вес PTAA сильно влияет на межфазные потери носителей заряда в элементе. Было установлено, что при использовании высокомолекулярного PTAA достигается снижение скорости рекомбинации зарядов.

🤔Примечательно, что этот полимер демонстрирует высокую гидрофобность поверхности после выполнения необходимой после отжига обработки, что ухудшает качество перовскитного слоя. Для преодоления этого недостатка были успешно применены кратковременная обработка кислородной плазмой или обработка поверхности растворителем DMF.

Функционализированные аминами MOF

👉Функционализация MOF ковалентно присоединёнными аминогруппами позволяет устранить недостатки слабого сопряжения, обеспечиваемого координационными связями «металл-амин». Благодаря ковалентному связыванию аминов линкерами или лигандами с сильными связями в процессе кристаллизации каркаса или постсинтетически, амины остаются постоянно связанными с каркасами и, таким образом, они устойчивы к волатилизации и гидролизу. При надлежащей активации аминогруппы взаимодействуют с поверхностью пор, и для захвата углекислого газа можно использовать механизм хемосорбции в системе «амин-CO2».

🤔Основной проблемой ковалентной функционализации MOF аминами являются вопросы синтетической совместимости. Для успешного внедрения аминов перед кристаллизацией материала амины или их прекурсоры должны быть просто совместимы с процессом кристаллизации MOF, в то время как для постсинтетического подхода сам каркас должен быть устойчивым в условиях функционализации аминами, которые могут быть более жёсткими по сравнению с эксплуатационными условиями, наблюдаемыми при захвате CO2.

💪Благодаря богатому набору органических синтетических инструментов, таких как защитные группы и контроль хемоселективности, данный подход имеет большие перспективы в области получения высокоустойчивых, химически настраиваемых аминофункционализированных MOFсорбентов для улавливания диоксида углерода после сжигания топлива.
https://tttttt.me/globalenergyprize/3495

Установленная электрическая мощность и производство энергии на ГеоЭС в странах мира в 2020 г.

♨️В таблице приведены данные по установленной мощности и производству электроэнергии на ГеоЭС в первых десяти странах-лидерах в 2020 г., а также суммарные цифры.

Влияние ТЭНГ на текущие технологии

⚡️Трибоэлектрический наногенератор (ТЭНГ) установил дорожную карту по применению подходов и технологий, основанных на внедрении новой отдельной дисциплины в энергетической науке. Также он стимулировал приложение глобальных усилий по разработке систем и датчиков с автономным питанием для мониторинга окружающей среды/инфраструктуры, национальной безопасности и носимой/гибкой электроники.

💰Крупнейшие транснациональные корпорации инвестируют в эту технологию значительные средства. Технологии, созданные на основе ТЭНГ, способны оказать значительное влияние на решение таких проблем общества, как
✔️сбор энергии от крупномасштабных движений,
✔️обеспечение безопасности с помощью встроенных датчиков,
✔️улучшение образа жизни и благосостояния человека с помощью гаджетов с автономным питанием,
✔️а также внедрение современных медицинских устройств.

❗️ТЭНГ позволяет создать новую энергетическую технологию для развития Интернета вещей, робототехники и искусственного интеллекта, которую называют энергией новой эры.
https://tttttt.me/globalenergyprize/3499

Ячейки Гретцеля для беспроводных устройств

🇸🇪Шведская компания Exeger модернизировала ячейки Гретцеля – сенсибилизированные красителем солнечные панели, названные в честь Михаэля Гретцеля, лауреата премии «Глобальная энергия». Обновлённая технология используется в производстве беспроводных устройств, в том числе наушников и телевизионных пультов.

👉Как и стандартные ячейки Гретцеля, гибкие солнечные пластины от компании Exeger состоят из пяти основных элементов:
1️⃣стеклянного анода;
2️⃣мезопористого слоя диоксида титана, который генерирует электроны при взаимодействии со светом;
3️⃣слоя красителя, который поглощается анодом, благодаря чему последний обретает фото чувствительность;
4️⃣электролита, проводящего электрический ток;
5️⃣катода из слоя пластины, который нанесён на стекло для сбора электронов.
Однако, если в обычных ячейках Гретцеля анод покрыт слоем оксида олова, то в разработке Exeger используется пауэрфойл (Powerfoyle), специальный проводящий электродный материал.

💪Специалисты Exeger масштабировали производство ячеек с помощью трафаретной 3D-печати. Компания на своём предприятии в Стокгольме может выпускать от 10 до 40 млн. пластин, которые способны генерировать электроэнергию от искусственного света, даже при условии частичного затенения их поверхности. https://globalenergyprize.org/ru/2022/10/18/yachejki-gretcelya-dlya-besprovodnyh-ustrojstv/

Мембранные технологии для Н2 и СО2

❗️Мембранная технология разделения газов, разработанная специалистами «Газпрома» для извлечения гелия из природного газа Чаяндинского и Ковыктинского месторождений в Восточной Сибири, может быть использована для выделения водорода, углекислого газа, кислых и редких газов. Об этом говорится в статье зампреда правления компании Виталия Маркелова и генерального директора ООО «Газпром проектирование» Владимира Вагарина, опубликованной в журнале «Газовая промышленность».

👉Первая экспериментальная мембранная установка по извлечению гелия была построена ещё в 2013 году и проходила испытания на Ковыктинском газоконденсатном месторождении. Испытания были признаны успешными, и в марте 2020 года на Чаяндинском месторождении была введена в эксплуатацию уже первая промышленная мембранная установка. Она включает две ступени газоразделения и состоит из шести технологических линий, производительность каждой из которых достигает 5,32 млрд кубометров природного газа в год. Вывод мембранной установки на полную мощность ожидается в 2024 году.

👍При этом на первой и второй технологических линиях установки извлечения гелиевого концентрата использовались импортные мембраны, на третьей и четвёртой — частично локализованные, на пятой и шестой – полностью отечественные. Сама же установка мембранного выделения разных компонентов природного газа является по-настоящему прорывной российской инновацией, не имеющей аналогов в мировой практике. По словам авторов статьи, опыт работы показал, что мембраны российского производства в работе оказались на 20-25% производительнее зарубежных.
https://globalenergyprize.org/ru/2022/10/18/membrannye-tehnologii-dlya-n2-i-so2/

Дополнение к Cолнцу

🇺🇸Компания Aeromine Technoligies, созданная специалистами Хьюстонского университета, спроектировала ветротурбину, пригодную для монтажа на крыше частного дома. Ключевой особенностью разработки является отсутствие громоздких лопастей, которые препятствуют использованию ветроустановок для автономного энергоснабжения.

💨Инновация выглядит как коробка высотой 3 метра, стенки которой образуют два антикрыла, напоминающих аналогичную деталь гоночного болида, только установленную в вертикальном положении. Между двумя стенками размещена труба, внизу которой расположен пропеллер диаметром 91 см. Антикрылья, обращенные друг к друг под углом примерно в 45 градусов, образуют зону низкого давления, которая должна улавливать воздух и приводить в действие ветрогенератор. Мощность установки составляет 5 киловатт (кВ), что сопоставимо с мощностью 21 стандартной солнечной панели, смонтированной на крыше.

👉Единственным минусом установки является невозможность использования в местах, где быстро меняется направление ветра. Однако этот недостаток компенсируется возможностью масштабирования: пользователь при желании может смонтировать несколько подобных установок на расстоянии не менее 4,6 м друг от друга, чтобы снабжать энергией не только собственный дом, но и другие постройки на участке.
https://globalenergyprize.org/ru/2022/10/18/dopolnenie-k-solncu-vetryanye-turbiny-dlya-krysh-chastnyh-domov/

Достижения в проектировании разных типов солнечных ячеек, по состоянию на последние 40 лет

Обозначения:
📌точки – название лабораторий, в которых были достигнуты достижения;
📌фиолетовый цвет – каскадные фотоэлементы и элементы на основе арсенида галлия;
📌синий цвет – кремниевые ячейки различных вариантов;
📌зелёный цвет – тонкопленочные элементы на основе полупроводников теллурида кадмия и селенида меди-индия-­галлия;
📌оранжевый цвет – сенсибилизированные красителем солнечные ячейки, ячейки на основе перовскита, ячейки на основе органических красителей и на основе квантовых точек.

АРВЭ помогла в съемках новой документалки о ВИЭ

Если к 2050 году доля выработки зеленой энергии в России достигнет более 20%, то уже этого хватит для того, чтобы обеспечить существенную углеродоемкость российской энергетики и конкурентоспособность отечественного бизнеса в сфере ВИЭ на мировых рынках. О шансах нашей страны занять лидирующие позиции в энергетике будущего расскажет новый документальный фильм "Энергия солнца, ветра и воды", подготовленный Институтом развития интернета при помощи Ассоциации развития возобновляемой энергетики в рамках цикла "Новое общество".

🎞 "Новое общество" - документальный сериал о ближайшем будущем. Ведущие российские специалисты и эксперты в рамках данного цикла объясняют, как прорывные идеи и технологии помогут человечеству справиться с глобальным потеплением, загрязнением воздуха и опасными болезнями. Так, в серии "Энергия солнца, ветра и воды" вы узнаете:

✅ Что сделали ученые МГУ для повышения эффективности солнечных панелей?
✅ В чем уникальность Пенжинской губы, где планируется построить мощнейшую в мире приливную электростанцию?
✅ Какое из ВИЭ в России по своему потенциалу превышает газ, уголь и нефть в 10 тысяч (!) раз?

📽 Посмотреть документальный фильм "Энергия солнца, ветра и воды" уже сейчас можно в онлайн-кинотеатре Okko.

#виэ #арвэ #россия