Tesla установила первые солнечные крыши
Американская компания Tesla завершила монтаж первых крыш, выполненных из черепицы с интегрированными солнечными панелями. Как пишет TechCrunch, первыми новинку получили сотрудники компании, а не сторонние заказчики. Пользователи солнечной крыши получили на нее гарантию, которая будет действовать пока стоит дом «или целую вечность, в зависимости от того, что истечет раньше».
В некоторых районах Земли, где Солнце достаточно ярко светит большую часть года, использование солнечных панелей для домашнего энергоснабжения — наилучшее решение с точки зрения энергетической независимости и экономии. Хотя солнечная система и стоит довольно дорого, в солнечных районах она довольно быстро окупается и даже позволяет продавать излишки электричества местным энергокомпаниям.
Тем не менее, современные солнечные панели имеют несколько недостатков. В частности, в рабочем цикле они могут сильно нагреваться и с нагревом терять эффективность. Кроме того, эффективность панелей напрямую зависит от того, падает на них прямой или рассеянный солнечный свет и под каким углом. Наконец, панели, как правило устанавливаемые в алюминиевые рамы, могут портить вид частного дома.
Tesla представила солнечные панели в виде черепицы в октябре 2016 года, а в мае текущего — открыла на них предзаказ. Солнечная черепица Tesla Solar Roof не сильно теряет в эффективности при нагреве и выдерживает падение пятисантиметровых градин на скорости до 160 километров в час. При этом она выпускается в разном оформлении и при установке не портит внешний вид дома.
Tesla Solar Roof выпускается в трех вариантах исполнения, имитирующих глиняную черепицу, камень и древесину. Кроме того, солнечная черепица Tesla производится и в обычном для солнечных панелей виде с тем лишь исключением, что она не имеет рамки.
Новые панели, имитирующие настоящую черепицу, состоят из нескольких слоев. Самый нижний слой представляет собой высокоэффективную солнечную панель. Средний слой — маскирующее стекло. Если на него смотреть с земли, то такое стекло будет выглядеть как дерево или камень. Однако оно полностью прозрачно, если на него смотреть сверху. Наконец, внешний слой — закаленное защитное стекло.
Где именно были установлены первые серийные образцы солнечной крыши Tesla, не уточняется. Как отмечает TechCrunch, в компании активно практикуется распространение новых продуктов сначала среди сотрудников Tesla, а затем уже среди сторонних покупателей. Вероятно, компания таким образом получает возможность раннего пользовательского тестирования.
В начале июня текущего года украинский стартап SolarGaps собрал сумму, необходимую для развертывания серийного производства жалюзи с солнечными батареями. По оценке стартапа, один квадратный метр солнечных жалюзи имеет потенциальную электрическую мощность в 100-150 ватт; в трехкомнатной квартире с окнами, выходящими на юг, жалюзи способны вырабатывать около четырех киловатт в час за день.
Жалюзи можно устанавливать на окна разного размера от 81 на 91 сантиметр до 183 на 212 сантиметров. Для эффективной выработки электроэнергии жалюзи оборудованы электроприводом, который изменяет положение ламелей в зависимости от положения солнца, благодаря чему жалюзи «следят» за солнцем.
Василий Сычёв
Австралийские ученые выяснили, от чего зависит цена водородного топлива, получаемого с помощью солнечных батарей. Они выделили основные факторы, влияющие на цену такого водорода в разных климатических районах, и предложили, как можно сделать его дешевле. Прогноз получился оптимистичным: вполне вероятно, что уже к 2030 году солнечный водород сравняется в цене с водородом, который получают традиционным способом из метана. Результаты исследования опубликованы в журнале Cell Reports Physical Science. Водород — практически идеальное топливо: он легкий, его удобно хранить и перевозить, а при сгорании выделяется безвредный водяной пар. Одна из перспективных областей современной энергетики — получение водорода с помощью солнечных батарей. В таких устройствах энергия солнечного излучения превращается в электроэнергию, которая сразу же тратится на выделения водорода из воды с помощью электролиза. Получается вдвойне выгодный процесс — можно не только получить удобное и экологичное топливо, но и запасти впрок энергию нестабильных солнечных генераторов. Однако, пока что у солнечного водорода есть существенный недостаток — высокая цена. К стоимости солнечного элемента в таком случае нужно прибавить стоимость катализаторов для электролиза, которые зачастую изготавливают из металлов платиновой группы. Эффективность таких устройств тоже пока что ниже, чем у стандартных солнечных элементов, ведь энергия преобразуется дважды, на каждом этапе часть ее теряется. В настоящее время энергия, которую можно получить от сжигания полученного водорода, у лучших преобразователей составляет только 17 процентов от поглощенной ими солнечной энергии. Все это делает солнечный водород дорогим. Поэтому, хотя водородное топливо становится все более популярным (уже используется около 80 миллионов тонн водорода в год), основным его источником все еще остается дешевый реформинг метана. Австралийские ученые под руководством Нэйтана Чана (Nathan L.Chang) из Университета Нового Южного Уэльса попробовали выяснить, как сделать экологичный водород дешевле В своем анализе они сосредоточились на так называемых независимых электролизерах Такие устройства не подключены к сети и питаются только от солнечных батарей. По сравнению с гибридными электролизерами, которые могут питаться и от сети, и от солнечных батарей, такие устройства работают менее стабильно и имеют ограниченную емкость. Но есть у независимых электролизеров и сильные стороны — такие устройства можно использовать для получения водорода в самых отдаленных районах, а отказ от проводов для соединения с сетью, делает их немного дешевле. Чтобы оценить вклад разных факторов, влияющих на работу независимого солнечного электролизера — стоимости материалов, эффективности, размера устройств, погодных условий и даже стоимости воды, которая нужна для электролиза, — ученые использовали метод Монте-Карло. Всего было сделано 20 тысяч итераций для разных климатических условий, помимо Австралии ученые рассмотрели районы Испании, Японии и Чили. Чан и его коллеги исходили из предположения, что для выхода на рынок экологичному водороду необходимо преодолеть ценовой порог в 2,5 доллара США за килограмм. На сегодняшний день, согласно их расчетам, средняя цена водорода, полученного в Австралии, все еще выше — от 3,4 до 3,7 долларов за килограмм. Вполне ожидаемо, больше всего цены на водород зависят от стоимости устройства. При этом из двух составных частей электролизера — солнечного элемента и катализатора — больший вклад в финальную цену вносит стоимость солнечного элемента. Кроме того, ученые отмечают, что стоимость водорода зависит от погодных условий — в первую очередь от яркости солнца и количества солнечных дней. Если в солнечном Порт-Хедленде в Австралии стоимость водорода составляет около 3,38 долларов за килограмм, то в Фукусиме в Японии при прочих равных условиях получится 4,72 доллара за килограмм. Поэтому авторы работы считают, что Японию можно будет рассматривать в качестве потенциального покупателя для австралийского водорода. Одним из самых эффективных способов для снижения стоимости водорода авторы называют переход на более масштабные и мощные преобразователи. Их расчеты показывают, что увеличение мощности устройства в десять раз уже сейчас может снизить цену на водород на 0,3 доллара за килограмм. Появление более эффективных солнечных батарей и катализаторов, разумеется, тоже будет каждый год делать водород из электролизеров немного дешевле. Поэтому стоимость полученного в Австралии солнечного водорода будет непрерывно снижаться, и уже к 2030 году может преодолеть порог в 2,2 доллара США за килограмм. Впрочем, задачу разработки одновременно дешевого и эффективного электролизера на солнечных батареях еще предстоит решить. Сейчас над созданием таких устройств работает множество научных групп по всему миру. Несколько месяцев назад американские и китайские химики собрали электролизер без использования дорогостоящих материалов — соединили перовскитный солнечный элемент с электрокатализатором из наностержней оксида кобальта. Эффективность устройства оказалась не очень высокой — 6,7 процентов — но авторы работы считают, что в дальнейшем ее можно будет повысить.Наталия Самойлова