В Норвегии появится первая электростанция с летающими ветрогенераторами
Международная нефтегазовая компания Shell и американская Makani, входящая в холдинг Alphabet, займутся созданием новой прибрежной ветряной электростанции в Норвегии. Согласно посту генерального директора Makani Форта Фелкера на Medium, электростанция будет выполнена на базе летающих ветрогенераторов.
Все ветряные электростанции, конструкция которых может различаться, работают по общему принципу. Воздушные потоки вращают воздушный винт, который, в свою очередь, приводит в движение генератор. Энергия с генератора подается на подстанцию, где производится стабилизация напряжения. Оттуда электричество поступает уже в энергетическую компанию, а затем перенаправляется конечным потребителям.
При этом эффективность ветряных электростанций напрямую зависит от скорости ветра — чем она быстрее, тем большую мощность выдают станции. При этом при скоростях ветра ниже или выше расчетных станции перестают работать — в первом случае из-за недостаточной силы ветра, а во втором — для избежания поломок.
Разработка летающего ветрогенератора, выполненного в виде кордового планера, велась компанией Makani на протяжении последних пяти лет. Первые летные испытания станции состоялись в июне 2017 года. Летающий ветрогенератор должен будет парить на высотах, где практически постоянно присутствует ветер, и вырабатывать электричество.
Ветрогенератор Makani, выполненный в виде самолета, специальным тросом соединен с землей. Ветрогенератор, имеющий размах крыла 25,9 метра, способен подниматься на высоту до 305 метров. Аппарат оснащен восемью небольшими генераторами, соединенными с воздушными винтами диаметром 2,3 метра каждый.
После взлета аппарат будет подниматься на рабочую высоту, а затем — кружить вокруг точки привязки. Мощность испытанного в 2017 году летающего ветрогенаратора составила 600 киловатт, но ее можно увеличить.
Проект строительства новой станции у побережья Норвегии предполагает размещение в море небольших поплавков, удерживаемых на месте анкером. Ветрогенераторы Makani будут привязаны кабель-тросом к таким поплавкам. Испытания первой очереди новой электростанции планируется начать ближе к концу 2019 году. Другие подробности о новой станции не раскрываются.
В апреле 2017 года голландская компания Ampyx Power занялась разработкой нового типа электростанций, за выработку электроэнергии в которых будут отвечать привязные беспилотные летательные аппараты самолетного типа. В 2018 году компания планирует показать прототип электростанции мощностью 250 киловатт, а в 2020-м — представить первую систему мощностью два мегаватта.
Согласно проекту Ampyx Power, новые электростанции будут представлять собой небольшие платформы. К ним с помощью выдвижного троса будут привязываться беспилотные аппараты. Во время ветра эти беспилотники будут взлетать, причем чем сильнее будут воздушные потоки, тем выше будут подниматься аппараты.
Набрав высоту, беспилотники будут либо облетать платформу по кругу, либо описывать восьмерку. Одновременно аппараты станут подниматься и снижаться, а трос при этом будет вытягиваться из платформы и втягиваться обратно. Барабан троса предполагается прикрепить к генератору. Таким образом втягивание и вытягивание троса будет вращать барабан и раскручивать генератор.
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.