Tesla создаст в Австралии виртуальную электростанцию
Правительство Южной Австралии договорилось с американской компанией Tesla о создании виртуальной электростанции, введение которой в строй позволит снизить стоимость электроэнергии для конечных потребителей на 30 процентов. Согласно сообщению властей Южной Австралии, проект будет реализован в два этапа, на первом из которых власти проведут испытания придуманной ими системы.
Виртуальной электростанцией австралийские власти называют частные домовладения, самостоятельно удовлетворяющие свои потребности в электроэнергии и поставляющие ее излишки в сеть. Для организации первой в стране виртуальной электростанции планируется оснастить 1100 домовладений солнечными электростанциями мощностью пять киловатт и настенными аккумуляторными батареями емкостью 13,5 киловатт-час.
Для эксперимента власти выбрали домовладения фонда Housing Trust, работающего с 1983 года. Его целью является обеспечение жильем бездомных людей. В рамках проекта, в частности, домовладения получат аккумуляторные батареи Tesla Powerwall 2. Само оборудование и его установка будут абсолютно бесплатными для жильцов — оно будет оплачено произведенной и поставленной в сеть электроэнергией.
В случае, если этот эксперимент признают удачным, солнечные панели и аккумуляторы получат еще 24 тысячи домовладений. В целом же за четыре года число производящих электроэнергию домов в составе виртуальной электростанции планируется довести до 50 тысяч; мощность такой электростанции составит около 250 мегаватт.
В конце прошлого года Tesla завершила сборку и запустила крупнейшую в мире литий-ионную батарею. Она расположена на территории Южной Австралии. На сборку батареи у Tesla ушло почти два месяца. Емкость этой батареи составляет сто мегаватт-час. Она должна принимать на себя пиковое энергопотребление, упрощая тем самым развитие в Южной Австралии альтернативной энергетики.
Василий Сычёв
Материаловеды выяснили, как соли муравьиной кислоты улучшают эффективность и стабильность солнечных элементов. Оказалось, ионы формиата заполняют вакансии иода на границе перовскитных кристаллов, а также замедляют скорость кристаллизации перовскита, поэтому вместо множества мелких кристаллитов формируются один крупный. Полученные солнечные элементы продемонстрировали эффективность в 25, 6 процента. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature. Эффективность солнечных элементов на основе смешанных свинцово-галогенидных перовскитов всего за десять лет увеличилась с 3,8 до 25,5 процента. Такие солнечные элементы дешевы и просты в получении, а еще их можно делать полупрозрачными и использовать в качестве верхней части тандемного солнечного элемента. Чаще всего в солнечных элементах используют перовскиты состава MAx(FA)1-хPbI3, где MA и FA — органические однозарядные катионы метиламмония и формамидиния. Для повышения стабильности и эффективности часть метиламмония заменяют на цезий, а часть иода — на хлор и бром. С недавних пор ученые стали добавлять в перовскитную решетку еще и анионы формиатов (солей муравьиной кислоты), которые стабилизируют перовскиты даже лучше, чем анионы хлора и брома — например, в феврале мы писали о работе китайских химиков, которые смогли с помощью муравьиной кислоты вырастить рекордно большие монокристаллы для фотодетектора. Но четкого понимания механизма происходящих процессов у ученых до сих пор не было. В одних работах писали, что формиат помогает контролировать рост перовскитных кристаллов, в других — что главная причина в предотвращении фазовой сегрегации (разделении разных подтипов катионов и анионов в пространстве, в результате чего перовскитная пленка становится неоднородной). Разобраться в вопросе смогли китайские, шведские, корейские и швейцарские ученые под руководством Майкла Гретцеля (Michael Grätzel) из Федеральной Политехнической Школы Лозанны и Джин Йонга Кима (Jin Young Kim) из Ульсанского Национального Института Науки и Технологии. Они работали с перовскитом состава FAPbI3, в который добавляли от одного до пяти мольных процентов формиата формамидиния FAHCOO. На снимках сканирующей электронной микроскопии видно, что добавки формиата помогают получить перовскитные кристаллиты большего размера — до двух микрометров. Метод рентгеновской дифракции подтвердил, что пленки с формиатом имеют лучшую кристалличность — то есть процент аморфного перовскита в них ниже. Кроме того в пленках с формиатом полностью отсутствовала фаза δ-FAPbI3, в которую основная фаза, α- FAPbI3, постепенно превращается под действием следов влаги. Перовскит δ-FAPbI3 не фотоактивен, поэтому чем ниже его содержание в пленке, тем лучше для будущего солнечного элемента. Самые качественные пленки получились с добавками двух мольных процентов формиата. При более высоких концентрациях формиата кристаллиты перовскита становились разупорядоченными.