«Вечный» генератор питается излучением Земли

Ученые предложили способ использования простого выпрямителя тока для поглощения и переизлучения инфракрасного света, который испускает наша планета. Расчеты показывают работоспособность идеи, предлагающей новый способ генерации чистой энергии.

Физики из Гарвардской школы инженерных и прикладных наук (SEAS) предложили устройство, которое может превращать энергию ИК-излучения в электричество. Как известно, наша планета нагревается Солнцем, и по сравнению с окружающим космическим пространством она очень горячая. Благодаря последним технологическим достижениям, эта разница температур может быть преобразована в постоянный ток (DC). По-сути, излучение Земли – это огромный неиспользованный источник энергии, и ученые нашли возможность извлечь из него пользу.

«На первый взгляд звучит странно: получать энергию, излучая тепло в космос, но наше устройство работает именно так, - рассказывает изобретатель новой технологии физик Федерико Капассо. – Наш прибор является промежуточным звеном на пути ИК-излучения в космос и превращает часть этого излучения в электроэнергию».

Группа Капассо предполагает два различных вида генератора, работающих на принципе захвата ИК-излучения: один, макроразмерный, является аналогом солнечного коллектора, а второй, наноразмерный, - аналогом фотоэлектрчисекой панели.

Устройство, созданное Федерико Капассо, использует средний ИК-диапазон, который до изобретения квантового каскадного лазера оставался вне внимания ученых. Капассо предлагает использовать это излучение для работы оригинальных фотоэлектрических панелей, которые вырабатывают электроэнергию, не поглощая видимый свет, а излучая инфракрасный.

На первый взгляд – это абсурд, солнечная панель излучающая свет, однако расчеты показывают, что она действительно выдает ток. Суть макроразмерного «эмиссионного комбайна» Федерико Капассо в использовании термоэлектрического эффекта: выработки электричества под воздействием разницы температур. Устройство представляет собой две соединенные пластины: одна («горячая») направлена к земле и поглощает ИК-излучение, а вторая («холодная») направлена вверх и сделана из материала, эффективно отдающего тепло.

Ученые измерили ИК-излучение поверхности Земли в городе Ламонт, штат Оклахома, США, и подсчитали, что разница температуры между пластинами позволит генерировать несколько ватт на квадратный метр. Надо отметить, что удельная мощность солнечного излучения в безоблачный день может доходить до 1400 ватт на кв. м, тогда как современные солнечные панели могут преобразовать в электричество лишь 10-20% этой энергии, причем только днем, в то время, как устройство Капассо выдает электричество днем и ночью и не требует наведения на Солнце.

Электрическая схема устройств Федерико Капассо очень проста, однако требует компонентов с уникальными для современной техники характеристиками. На фото три генераторные цепи с разной входящей температурой. Цепь А в равновесии и не вырабатывает ток; цепь В – обычный выпрямитель тока; цепь С – устройство Капассо, вырабатывающее ток

Федерико Капассо также предложил и второй, более эффективный нанотехнологичный, тип круглосуточной солнечной панели, основанной на принципе диода Ганна, предложенного в 1968 году и используемого в полицейских радарах. Суть термоэлектрического генератора второго типа заключается использовании способности электрической цепи самопроизвольно «толкать» ток в любом направлении. Так, если компонент электросхемы, например простой диод, нагрет больше, чем резистор, цепь создает электрический шум, производя положительное напряжение. Федерико Капассо полагает, что роль резистора может выполнить микроскопическая наноантенна, способная эффективно излучать ИК-лучи. Таким образом диод в сочетании с нанотехнологичными антеннами составят термоэлектрическую пару, вырабатывающую ток.

Оба устройства Капассо, на базе макропластин и наноантенн, могут быть созданы с помощью новейших достижений в области плазмоники, микроэлектроники и новых материалов, таких как графен. Возможно, уже в ближайшие годы удастся разработать микроскопические диоды, которые могут работать на низких напряжениях и переключаться с частотой 30 трлн раз. В случае успеха, станет возможным создание высокоэффективных нанотехнологичных термоэлектрических панелей Капассо, которые в буквальном слове будут впитывать энергию из окружающей среды.

Оригинал взят у

solar_front в 44 Гвт фотовольтаики поставят в этом году (мировое).

BNEF ожидает в 2014 установки 44,5 ГВт по всему миру.
28.02.2014: Экономическая служба информации Bloomberg New Energy Finance (BNEF) считает, что в течении текущего года установят 44,5 ГВт фотовольтаики. Это на 29,9 % больше по сравнению с 2013. В 2013 рост был 20,3 % и в 2012 - 4,4 %. Китай будет в 2014 будет самым большим в мире солнечным рынком и установит от 12 до 14 ГВт. Увеличение рынков в Японии и США частично компенсирует падение европейского рынка. Япония установит примерно 10,5 ГВт и США примерно 5,3 ГВт согласно BNEF в 2014. Ожидается, что именно производители поликремния и модулей из Азии получат максимальные прибыли.

Для справки: 44 ГВт - это более 10-ти крупных атомных электростанций.

Портативный электромотор превратит велосипед, взятый напрокат, в электромопед

Михаил Карпов

Во многих европейских городах можно без проблем взять велосипед у стойки, заплатив небольшую сумму (с условием, конечно, возврата его к другой такой же стойке). Но порой на велосипеде передвигаться утомительно. Именно для этих случаев предназначен электромотор ShareRoller, который планируется устанавливать на такие велосипеды.

Shareroller

Сам он не больше обычного дипломата, и его можно носить с собой. В дипломате и расположен мотор мощностью 750 Вт. Он очень просто присоединяется к специальной ячейке на раме велосипеда. Как им управлять? Очень просто. Регулятор мощности крепится на руле и так же легко от него отцепляется. С помощью мотора можно развить скорость в 29 км/ч.

Shareroller

Будет выпущено две модели: одна основана на литиево-никелевой марганцево-кобальтовой батарее, а другая — на литиево-никелевой оксида алюминия. На полном заряде первой можно проехать 19,3 км, а на второй — 32,2 км. Устройство также оснащено портами USB, которые помогут зарядить планшет, смартфон или ноутбук.

Shareroller

Энергия моря: буи, морская змея и «волшебный ковёр»

Не одними приливными электростанциями жива эксплуатация Мирового океана в энергетических целях. Но какой из способов окажется самым практичным?

Приливные электростанции (ПЭС) — это хорошо, что видно хотя бы из полувекового французского и не менее интересного (правда, не такого длительного) корейского опыта. Но у них есть фундаментальные ограничения: они работают только в прилив или отлив (последний, кстати, эксплуатируют далеко не все станции). В итоге КИУМ для них равен 24–26%, а пик выработки часто приходится на ночной минимум сетевого потребления. Другая деталь: ПЭС есть смысл ставить только там, где приливы и отливы особенно высоки. (Богатейшая в этом смысле страна — сами понимаете, какая — в развитии такого вида энергетики не спешит перешагнуть даже 2-мегаваттный рубеж.) Что ещё важнее, ПЭС могут работать только в составе больших энергосистем, а в реальном мире обеспечивать энергией надо и изолированные острова, и прочие места, лишённые доступа к сети.

Oyster соединён с морским дном, поэтому его установка далеко в открытом море невозможна. (Иллюстрация Aquamarine Power.)

Буи Oyster 2

Один из концептов, пытающих избежать названных недостатков, — Oyster 2, разрабатываемый британской Aquamarine Power и использующий энергию волн в береговой полосе. На первый взгляд, это три буя, устанавливаемые поблизости от берега, обычно на глубине 10–16 м, но при этом соединённые с намертво заякоренным на дне грузом. При раскачивании буёв волнами рычажное соединение между ними и дном сокращается, нагнетая воду по трубе, ведущей на берег. Труба выходит на береговую полосу и подаёт воду в гидротурбину, имеющую мощность 2,4 МВт — как у приличного ветряка. Учитывая, что каждый буй предполагается длиной в 26 м, ясно, что это довольно материалоёмкая установка. Именно поэтому, чтобы проверить концепцию, в 2009 году разработчик начал с установки менее масштабных 315-киловаттных систем, которые действуют у Оркнейских островов вот уже пять лет, подавая электричество в общую сеть.

Очевидно, что это решение довольно громоздко, а установка требует ещё и огромной баржи. Тем не менее, несмотря на стоимость в $5 000–7 000 за киловатт-час установленной мощности, разработчики системы уверены в её экономической целесообразности. Да, говорят они, это недёшево, однако КИУМ электростанций довольно высок, ведь волны в полосе прибоя есть всегда (впрочем, это относится не ко всем побережьям), то есть генерация на каждый киловатт установленной мощности значительно выше, чем от фотоэлементов в умеренном климате или даже от ветряка.

Кроме того, замечают в Aquamarine Power, острова, являющиеся главной целью их технологии, сейчас платят вдвое–втрое дороже за киловатт-час, чем потребители в крупных сетях. Это и впрямь крупная проблема островных экономик, причём её не удаётся побороть даже на таких немаленьких архипелагах, как Гавайский: вроде бы возможности для крупных инвестиций в энергетику там есть, а киловатт-час всё равно стоит 7–8 рублей. В таких местах системы наподобие Oyster 2 будут идеальны, уверены в компании.

В то же время у технологии есть два заметных невооружённым глазом недостатка. Первый — место. Западная Ирландия, многие участки побережья островов Тихого океана и тому подобные места действительно характерны сильным систематическим волнением у берега. А вот, скажем, на Балтике с береговыми волнами не всегда хорошо. Вторая проблема — механическая прочность. Чем сильнее воздействие волн, тем выше вероятность поломок. И хотя сама турбина вынесена на берег, соединение буя с дном при очень сильном волнении может серьёзно пострадать, что вынуждает компанию периодически ремонтировать свои экспериментальные установки. Нельзя сказать, что это дорого или долго, но возникновение перебоев в любом случае не является плюсом для системы круглосуточного автономного энергоснабжения. Кроме того, в сильные штормы наблюдается пиковая генерация, которую, вообще говоря, некуда девать. Сейчас проблема компенсируется недовнедрённостью технологии, делающей лишь первые шаги, но что будет потом?

«Морская змея» Pelamis Wave Power Converter

Совсем другие идеи лежат в основе проектов британской же Pelamis Wave Power. Представители этой компании считают, что полоса сильного прибоя есть не везде, а механические поломки в ней вероятнее, чем в открытом море. Они используют соединённые в цепь («морская змея») плавучие полупогружённые цистерны, которые самостоятельно плавают на поверхности, не имея связи с дном, кроме банального якоря. Кстати, даже он необязателен, поскольку установка может использовать плавучий якорь, не требующий контакта с дном.

Глубина, на которой работает установка, в идеале должна превышать 50 м, а устанавливают её в 5–10 км от берега, где хорошее волнение. Электричество вырабатывается в силу взаимного колебания отдельных секций, из-за чего гидравлические насосы закачивают воду под давлением внутрь секций. Стандартный Pelamis Wave Power Converter состоит из пяти таких устройств, каждое из которых имеет отдельную турбину, работающую от поступающей воды. С увеличением волнения жёсткость соединения секций «змеи» автоматически корректируется, и генерация электричества меняется с большей плавностью, чем сила волн. Несмотря на то что волны в море часто меняют высоту сильнее, чем в полосе прибоя, выработка установки не скачкообразна, так как её мгновенная мощность зависит не от высоты волны, а от её крутизны (с ростом волны увеличивается и её длина, так что кривизна в целом меняется не очень сильно).

«Змея» (Pelamis Wave Energy Converter) при мощности 1 МВт имеет длину 180 м. Чтобы не стать угрозой судоходству, она окрашена кричаще яркие цвета. (Иллюстрация Pelamis Wave Power.)

Компания уже создала несколько полуэкспериментальных установок мощностью 750 кВт и пару более крупных — на 1 МВт, показав их высокою живучесть. Чтобы противостоять волнам высотой до 30 м (заявленный безопасный максимум), «змея» самоориентируется по направлению волнения, что исключает боковые удары. Если волна обрушивается прямо над погружёнными звеньями «змеи», то последняя как бы подныривает под неё без серьёзных повреждений. Несмотря на высокую живучесть, предусмотрено быстрое (15 мин) сворачивание плавучего или обычного якоря «змеи» и буксировка последней в док. Коэффициент использования установленный мощности системы равен, в зависимости от характера моря, 25–40% — то есть он в несколько раз больше, чем для фотоэлементов, и даже чуть выше среднего для мировой энергетики.

Сейчас Pelamis Wave Power разрабатывает мегаваттную версию своей установки и планирует на 2017 год создание первой крупной электростанции мощностью 10 МВт. Кстати, такой гигант, как E. ON, и меньшая по размерам ScottishPower Renewables уже имеют по одному устройству Pelamis, проводя их долгосрочные испытания. В ближайшие годы они собираются построить несколько волновых электростанций на этой основе, с общей мощностью более 50 МВт.

Это начинание выглядит очень перспективно, хотя нельзя не заметить, что пока не вполне ясна окончательная цена киловатт-часа установленной мощности. Кроме прочего, причина в том, что каждая группа установок требует подсоединения к материку подводным кабелем, и от удалённости от берега и количества установок в группе этот компонент может резко меняться. Понятно, что чем больше «морских змей» в каждой волновой ферме, тем ниже удельная стоимость, но до начала массового развертывания таких систем сделать корректную оценку довольно сложно.

Водоизмещение 1-мегаваттной системы равно 1 350 т, длина — до 180 м, а диаметр — 4 м. С такими размерами очевидно, что стоимость вырабатываемой энергии будет зависеть ещё и от массовости производства подобной системы.

«Волшебный ковёр» обещает извлекать с одного метра прибрежного калифорнийского дна столько же энергии, сколько фотоэлементы получают с 64 м² тамошней суши. (Иллюстрация UCB.)

«Волшебный ковёр» Резы Алама

Наконец, третий подход, авторства Резы Алама (Reza Alam) из Калифорнийского университета в Беркли (США). Он основывается на эксплуатации волн в прибрежной полосе, однако с самого начала нацелен на полное исключение повреждения системы волнами. Ради этого установку помещают на дно близ берега (до глубин в 18 м), где она под ударами волн колеблется, благо её верхняя часть сделана из полимерного «коврика». Под ковриком находятся насосы, которые от колебаний нагнетают воду по трубопроводу малого сечения на берег. Там эта вода под давлением может быть использована либо в турбине, либо в установке обратного осмоса для опреснения морской воды.

Последнее весьма важно, поскольку в малых энергосистемах спрос на электричество есть не всегда. И тогда невостребованную волновую энергию можно тратить на опреснение или запасать с помощью пневматического аккумулятора. Недавние испытания системы в опытных резервуарах показали, что, несмотря на придонное расположение, так можно извлечь до 90% энергии волн, причём вне зависимости от их высоты и амплитуды:

Среди недостатков этой технологии главным пока является отсутствие реальной проверки морем: первая опытная волновая станция такого типа будет построена лишь в 2016 году.

В то же время «волшебный ковёр» Резы Алама выглядит довольно здравой альтернативой другим методам использования волновой энергии, не в последнюю очередь благодаря способности к ослаблению волн над собой и, следовательно, неповреждаемости. По словам конструктора, результаты лабораторных экспериментов в условиях усреднённого калифорнийского побережья показали, что 100 м² его «ковра» дадут столько киловатт-часов, сколько 6 400 м² солнечных батарей, расположенных в той же местности. И, разумеется, работает «ковёр» не только днём.

http://newscenter.berkeley.edu/2014/01/28/seafloor-carpet-catches-waves-to-harness-energy/

news.nationalgeographic.com/news/energy/2014/02/140220-five-striking-wave-and-tidal-energy-concepts/

Электромобили токсичны, дороги и медленно заряжаются... И прочие мифы о них

Авто без ДВС поляризуют общественное мнение: одни — за, другие — против; аргументы, разумеется, «на уровне», из-за чего понять что-то со стороны вообще невозможно, а потому подспудно складывается ощущение, что врут все...

«Что ты думаешь, доедет то колесо, если б случилось, в Москву?»

Начнём с главного, что будто бы препятствует внедрению этого вида транспорта: у электромобилей малый запас хода, недостаточный для дальних поездок. Но так ли это на самом деле? Большинство электромобилей обладают дальностью пробега на одной зарядке в 160 км, в то время как среднее дневное расстояние, покрываемое средним же автомобилистом в городе, равно 32 км. В немногочисленных более дальних поездках ограниченный запас энергии на борту не был бы такой проблемой, если бы не длительность процесса зарядки — более высокая, чем у бензиновых аналогов, парируют противники электротранспорта.

По дальности пробега электромобили перевалили за 450 км, время же зарядки упало до получаса и менее, а при быстрой автоматической смене батарей и до 90 секунд. (Фото Tesla Motors.)

Оглядимся вокруг: на дворе 2014 год, а эти аргументы могли бы быть высказаны и десять, и сто лет тому назад (возросшая ёмкость батарей была скомпенсирована ростом скоростей и прожорливости электроавто). Однако Tesla Motors слегка скорректировала реальность. Неторопливое семейное путешествие из Лос-Анджелеса в Нью-Йорк заняло у её Model S 76 часов, а это более 72 км/ч с учётом заправки и перекусов в придорожных кафе. (Не знаем, как вы, а мы давно не ездили на 5 500 км с такой средней скоростью, причём вне зависимости от качества дорог.) И это объяснимо: дальность авто — до 450 км на одной заправке, плюс сеть высоковольтных заряжающих станций, восполняющих дефицит энергии в аккумуляторах такой машины за жалкие 20–30 минут, которые всё равно уйдут на обеденную остановку.

Наконец, если вы не из Северной Америки, то вполне можете приобрести гибрид, который, как Prius Plug-in, покроет ваши ежедневные 32 км, используя ДВС для более далёких поездок.

Медленная зарядка? Да, от домашней сети с её переменным током электроавто будет запитываться часов десять. Однако часто ли вы заправляете бензиновый автомобиль дома? Или, быть может, всё-таки стоит отправиться на бензо/электроколонку и подзарядить от постоянного тока до 80% ёмкости батарей за 20 минут? Конечно, электрозаправок пока мало. Но их число быстро растёт, и, скажем, век назад, когда автомобиль победил электромобили, топливных заправок тоже, что называется, не было. Дайте время.

У богатых свои причуды?

Электромобили — это запретительно дорого, цены в России начинаются едва ли не с $30 тыс.! Между тем это как раз средняя цена покупаемого у нас автомобиля. Задумайтесь: вы тратите на бензин (для авто с пробегом в 20 тыс. км в год) не менее 50 тыс. рублей. Впрочем, честнее было бы сказать «часто более 60 тыс. рублей», и это в России, где объём двигателей скромнее, а АКПП используется реже, чем в США. Электроаналог потратит на тот же пробег 4 000 кВт•ч, то есть в российских ценах от 10 до 18 тыс. рублей. С учётом разрыва в стоимости ТО (у электромобиля оно много меньше) разница на километр пробега не опустится ниже $0,1. То есть за четыре–пять лет электромобиль сэкономит вам около $10 тыс.

Разрыв в цене, как видим, резво сокращается. И это не говоря о том, что по мере взросления электромобиль будет доставлять принципиально меньше проблем. В западных странах ситуация с расходами на такой вид транспорта проявляется ещё резче благодаря налоговым вычетам, положенным при его покупке. Наконец, средний срок владения автомобилем за рубежом много выше, чем в России (в США, например, иногда больше десяти лет). За этот срок электромобиль окажется как минимум не дороже, чем работающий на жидком топливе, а после этой точки он явно станет дешевле, да и стоимость таких машин на вторичном рынке упадёт не так резко, как у вашего нынешнего ДВС-авто.

Сколько тысяч новых ТЭС потребует электротранспорт?

Ещё одно возражение из нефтелагеря: электромобили вреднее для окружающей среды, чем бензиновые машины. Нам часто говорят, что массовая электромобилизация, случись она в будущем, потребует строительства «второй энергетики»: сети электростанций, снабжающих именно электроавто. А это огромные деньги, которые сначала будут «вбухиваться» в новые электростанции, а затем ещё и в сетевую инфраструктуру.

Хорошо, попробуем посчитать сами. Предположим, в России вместо нынешних автоорд было бы 50 млн электромобилей (в пересчёте на легковые), причём не таких экономичных, как Mitsubishi i-MIEV, а двухтонных колоссов типа Model S, поедающей 20 кВт•ч на сотню. Кажется, вот он — истинный мрак: энергетике страны придётся вырабатывать в год аж на 200 млрд кВт•ч больше! Правда, сегодняшняя выработка уже превышает триллион киловатт-часов, так что «вторая энергетика», если бы она потребовалось, была бы просто карликом на фоне уже существующей.

Разумеется, никакой «второй энергетики» в масштабах страны не понадобится. Цифры неумолимы: коэффициент использования установленных мощностей (КИУМ) у нас равен 22–23%, то есть средняя электростанция эксплуатируется менее чем на одну четвёртую своих возможностей. Да, треть производимого электричества идёт от АЭС и ГЭС, где особо не увеличишь, но две трети мы получаем, сжигая наследие динозавров, и там КИУМ ещё меньше, чем по энергетике в целом. Абсолютно на тех же генерирующих мощностях можно выдать вышеупомянутые 200 млрд кВт•ч, просто повысив средний КИУМ до... менее чем трети. То есть даже когда средняя электростанция будет бить баклуши две трети времени, проблема снабжения электромобилей будет решена на все сто.

Сетевая инфраструктура до некоторой степени будет перестроена, это факт. Станции быстрой зарядки вдоль дорог потребуют приличных ЛЭП и оборудования для преобразования переменного тока в постоянный. Однако за пределами ключевых трасс и крупных городов изменений будет не так много. Ночью нынешние сети загружены чрезвычайно мало — как и вышеупомянутые электростанции, поэтому внедрение электромобилей, в особенности там, где низок ночной тариф, будет сопровождаться естественным увеличением эксплуатации имеющихся сетей в тёмное время суток, когда электромобилевладельцы будут стараться как можно дешевле заправить своих железных друзей. Домашняя зарядка долга? Пардон, но ночью вы спите, так что мучительное ожидание пройдёт для вас не так заметно. Сложнее будет владельцам квартир, в которых «ночная зарядка» пока малореальна. Тем не менее и тут есть подвижки: в США в отдельных штатах предполагают обязать застройщиков кондоминиумов выводить уличные розетки к парковке. В Южной же Корее и вовсе собираются проложить индукционные заряжающие конъюнктуры под асфальтом тех же парковок. По сути, нагрузка на сети не будет большой, и это ещё не всё.

Электрозаправки способны обойтись без сетевого электричества

Как бы смешно это ни звучало, в энергетическом смысле мир может скатиться к феодализму. Современные энергосети — колоссальные структуры, в большинстве стран мира лучше всего характеризующиеся словосочетанием «голова одна, маленькая и наверху» Для очень многих частных электрозаправок будет иметь смысл днём заправлять клиентский электротранспорт от солнечных батарей. Мало того что электричество от них уже сейчас по себестоимости ниже цен в ЕС или Москве, с ними и проблем меньше: постоянный ток фотоэлементов не надо преобразовывать с дополнительными потерями (в отличие от сетевого переменного). Наконец, в эпоху постоянного удорожания электроэнергии установка над электрозаправкой фотоэлементов гарантирует стабильное обеспечение по фиксированным ценам, уменьшая зависимость от произвола генерирующих компаний.

Электрозаправки пока лишь умеренно покрыты солнечными батареями, но «всё ещё будет», поскольку парк растёт очень быстро. (Фото Thomas Braun.)

Ладно, но они же неэкологичны, скажете вы. В их производстве используются энергоёмкие материалы и энергоёмкие же производственные процессы. Да, недавно так оно и было. Однако технологии изготовления батарей и самих электроавто развиваются стремительно, и энергоёмкость падает (за счёт оптимизации производства аккумуляторов), что легко заметить хотя бы снижению их стоимости. И вот уже BMW заявляет о дополнительном снижении воздействия электромобильного производства на окружающую среду, потихоньку обзаводясь собственной энергетической базой: новый завод в Лейпциге (ФРГ) стоимостью в полмиллиарда долларов производит электроавто, питаясь от четырёх мощных ветротурбин. А ещё на подходе технологии, которые значительно снизят энергоинтенсивность изготовления батарей.

Недолговечные и ядовитые

Батареи. Они ведь ужасно токсичны и недолговечны, не так ли? Или это тоже выдумки «кремлёвского радио»? Увы, нет... это просто оценки, которые были верными несколько лет назад. Современные литий-ионные, литий-железо-фосфатные или литий-железо-кобальтовые батареи не так токсичны, как свинцово-кислотные, на которых бегали первые серийные электрокони современности, и уж точно много менее токсичны, чем бесчисленные тонны жидкого топлива, утекающие на бензоколонках, при транспортировке, добыче и переработке нефти, потребной для прокорма стад бензиновых машин. Иные части этих батарей можно есть, хотя мы не стали бы, так как вкус, говорят, отвратный.

Недолговечность и впрямь была проблемой — недавней: Toyota не хотела делать свой Prius литиевым, потому что батареи выдерживали лишь 5–6 лет активной эксплуатации. Но новые версии литиевых батарей сохраняют 85% своей ёмкости в течение десятилетки, и именно поэтому Tesla уже выдаёт покупателям сравнимую по длительности восьмилетнюю гарантию. Впрочем, это, конечно, маркетинговый ход, который могли бы повторить и остальные производители в этой нише: всё равно гарантийных случаев не будет, если только вы не собьёте столб, убив батареи физически.

Более того, японские господа недавно пришли к мысли, что даже после этого десятилетия батареи будет выгодно использовать вне электромобиля. Да, их ёмкость упадёт ниже 85%, но для резервного энергоснабжения дома ёмкость на килограмм далеко не так важна, как для внутренностей машины. А лучше всего использовать это б/у-хозяйство для накопления и хранения энергии солнечных батарей, что в Японии уже делают, активно собирая старые аккумуляторы электромобилей и компонуя из них крупные накопители на гелиоэлектростанциях мегаваттной мощности. И даже после десяти расчётных лет эксплуатации литий из них всё ещё пригоден для вторичной переработки, добавим мы.

Почему у нас ничего этого всё равно не будет

Что-то мы всё о хорошем... И впрямь, отстранимся от старого (западного) мира: нам это всё не светит — точнее, светит, но совсем-совсем не в этом десятилетии. Причин много, попробуем разобраться хотя бы с парой основных.

Пункт первый: да, электромобили сравнительно дёшевы в эксплуатации. Но в России ценность этого аргумента резко снижена тем, что мы не американцы. У нас средний срок эксплуатации машины одним владельцем — сакраментальные 54 месяца (в Москве — 50), причём в основном за счёт недорогих авто. А для тех, что по цене равны нынешним электромобилям (от $30 тыс.), он равен трём годам. Ну да, за это время никакой электромобиль (пока не подешевеет до ДВС-коня) себя не окупит. К тому же всем понятно, что если «наш человек» нацелился менять дорогую машину раз в три года, то ему наплевать на экологию (и пусть экологический след от такого поведения много больше, чем от американского автовладения) и цены.

«Наш человек» использует машину как средство позиционирования себя в своих собственных глазах (и в меньшей степени — в глазах соседей). Только не думайте, что владельцы недорогих машин белые и пушистые: в массе своей они просто мало зарабатывают. А поскольку электромобили в обществе нашего типа явно не станут предметом, приносящим хозяину «престижные бенефиции», то и ожидать их успеха на российском рынке не приходится.

Впрочем, в бедах нашей страны виноваты не только её граждане: свою палку в электроколёса обязательно воткнёт и правительство. Те же электрозаправки, что сейчас строит Tesla Motors, в знойный полдень, когда клиентов мало, а фотоэлементы на крыше генерируют много электричества, планируют (и будут) продавать электричество в сеть, благо такой сценарий уже давно реализуется тамошними сетевиками. А ночью, когда на огонёк заглянет путь и небольшое, но стабильное число автолюбителей (дальние путешественники), американская электрозаправка возьмёт электричество из сети.

А вот у нас вместо электромобилизации будет как-то так. За вычетом пальм и с добавлением снега, конечно. (Фото Shepherd Thomson.)

В России же подобная форма взаимодействия мелкого потребителя с сетью (продажа энергии днём и покупка её ночью), по сути, не предусмотрена: госсетям не до того, и нет никаких признаков, что власти вообще собираются над этим задумываться. А раз так, то электрозаправке придётся месяцами выбивать себе подключение, платить больше других и напрочь забыть об установке фотоэлементов на крыше. И ещё раз вспомним о закладке в госстандарты обеспечения новых жилых домов 380-вольтовыми розетками, выделенными на придомовые парковки: как думаете, у нас это пойдёт? Увы. В РФ даже сами парковки в госстандарты пока заложить не сподобились.

Проведём аналогию: представим, что американское государство сто лет назад не стало бы за свой счёт строить дороги с твёрдым покрытием. Сильно бы тогда автомобилизировалось тамошнее общество, раскатывая по грунтовым дорогам при часто плюсовой по температуре зиме, то есть когда автопоездки были бы реальны лишь в летние месяцы? Как и любое по-настоящему крупное изменение в жизни общества, электромобилизация без активного госучастия, конечно, возможна — вот только случится она на бездну лет позже и обойдётся много дороже. И нет совершенно никаких надежд, что российское государство (данное понятие в текущий момент нашей истории переводится как «эти полтора человека») когда-нибудь соберётся активно способствовать этому процессу. При всей его неизбежности, это не полёт со стерхами, и для поддержания рейтинга среди российских избирателей электромобиль бесполезен.

Подготовлено по материалам The Conversation. Изображения на заставках принадлежат Shutterstock (1 и 2).

Александр Березин

Разработан метод преобразования кремниевых микросхем

Различные изображения созданного учеными гибкого и оптически прозрачного кремниевого "полотна"

Группа ученых из Саудовской Аравии придумала простой и экономически эффективный способ преобразования традиционных жестких электронных компонент из кремния (к примеру, из устаревших электронных устройств) в механически-гибкие и прозрачные образцы. Это технология позволит открыть много новых приложений в области потребительской электроники, кроме того, решит проблему переработки старых электронных устройств.

90% современной электроники, к примеру, компьютеры и мобильные телефоны, состоят из миллиардов высокопроизводительных устройств со сверхнизким энергопотреблением, интегрированных на крошечные пластины из твердого и хрупкого объемного монокристаллического кремния. В своей последней работе группа ученых из Integrated Nanotechnology Lab в King Abdullah University of Science and Technology (KAUST, Саудовская Аравия) предложила новый универсальный и недорогой регенеративный процесс, позволяющий превратить эти устройства в тонкие механически-гибкие и оптически прозрачные фрагменты так называемого кремниевого «полотна».

Процесс включает в себя несколько микропроизводственных шагов, которые, грубо говоря, позволяют ученым «отшелушить» тонкий верхний слой жесткой кремниевой пластины (на которой в самом начале были сформированы отдельные компоненты). Последующая полировка подготавливает остаток объемного фрагмента кремния таким образом, чтобы получить больше гибких пластин, что сводит к минимуму объем отходов.

Универсальный метод для преобразования обычной кремниевой электроники в гибкую и полупрозрачную. рис.ACS Nano

По словам ученых, сейчас они исследуют некоторые стандартные CMOS-совместимые процессы, пытаясь построить различные устройства на основе создаваемых в результате переработки устаревших устройств гибких пластин. В частности, рассматриваются варианты создания элементов памяти, логических элементов, термоэлектрических генераторов и литий-ионных батарей микроскопического размера.

После формирования подобных устройств на поверхности отшелушенных гибких пластин, ученые выявляют неиспользуемые площади на пластинах и на этих местах создают в них зазоры (поря) за счет применения методики реактивного ионного травления. Далее на границах зазоров создается изолирующий слой. И на последнем шаге верхняя часть пластины (толщиной порядка 10 мкм) высвобождается от остальной подложки за счет использования реакции на основе дифторида ксенона. В результате получается гибкая схема на основе кремния.

По словам команды исследователей, в данный момент они заняты дальнейшим развитием своей идеи, в частности, разработкой CMOS-схем, запоминающих устройств и систем связи на основе гибких пластин. Кроме того, в перспективе они планируют обратиться к изготовлению высокопроизводительных микропроцессоров, биомедицинских устройств и других полезных приспособлений. В частности, они хотели бы помочь развитию так называемой «умной одежды» за счет использования своих гибких пленок.

Подробные результаты работы ученых опубликованы в журнале ACS Nano.
http://nanotechweb.org/cws/article/tech/56259

Как найти ветер в облаках?

ПО и косметические изменения в аппаратном обеспечении, сделанные General Electric, позволили компании, эксплуатирующей её турбины, поднять прибыль на 20%.

История часто несправедлива к именам. Томас Эдисон родился в сотне километров от Чарльза Браша, они были почти сверстниками, да и их интересы в электробизнесе пресекались, так что в конечном счёте Эдисону пришлось купить компанию Браша... Но сравнить объём наших знаний о первом и последнем невозможно.

Первый автоматизированный ветряк. Не стоит морщиться: с чего-то же надо было начинать! (Здесь и ниже иллюстрации GE.)

Между тем именно Браш в 1887 году построил первый полностью автоматический генератор, который работал от ветряка, спаренного с дюжиной свинцовых аккумуляторов, и следующие двадцать лет именно от этого 12-киловаттного чуда тогдашней техники питалось его поместье. Этот 4-тонный монстр высотой в 18 м, имевший аж 144 (!) лопасти, на многие десятилетия опередил сходные по параметрам установки конкурентов, став первым автономным источником энергии, целиком основывающемся на ветре.

Сегодня General Electric — компания, в которую после слияния с эдисоновской фирмой вошла Brush Electric, — делает ветряки в десять раз выше и в 200 раз мощнее. Однако задачи автоматизации их работы далеко не исчерпаны, и это направление деятельности Чарльза Браша всё ещё серьёзно влияет на энергетику.

В конце XIX столетия задачи такого рода казались простыми: надо лишь автоматически ориентировать лопасти по ветру, чтобы изменение его направления не остановило установку. Решить проблему удалось уже тогда, однако исследования конца XX — начала XXI века показали, что действительно оптимальный угол установки лопастей турбин выбрать очень сложно: слишком от многих факторов он зависит. Нередко алгоритмы казались конструкторам идеальными, а жизнь их или решительно поправляла, или даже опровергала. В принципе, это логично: количество факторов, которые влияют на эффективность ветряков, что называется, зашкаливает, и часть из них ранее не рассматривалась вовсе. Как мы не раз писали, даже взаимодействие ветряков между собой может резко менять их КПД, и при разных направлениях ветра такие коллизии способны то увеличивать, то снижать общую эффективность группы турбин. Одним моделированием тут не справиться...

В общем, GE обратилась к уже навязшей в зубах Big Data и компьютерным облакам, в которых накапливается и хранится информация о погодных условиях, скорости и направлениях ветра на разных высотах, а также о выработке электроэнергии каждой турбиной. Сопоставляя графики такого рода (общее количество учитываемых факторов огромно, так что и графиков очень много), GE-инженеры искали самые выгодные режимы работы как по углам установки лопастей, так и по их динамической корректировке при вариациях скорости ветра...

Одним из частных, но «впечатляющих итогов работы» стало создание ПО PowerUp, которое компания предоставляет потребителям, пользующимся ветротурбинами GE, и которое позволяет в реальном времени отслеживать производительность ветряков и постоянно корректировать их параметры. Кроме установки лопастей, это и угол отклонения гондолы ветряка от направления воздушного потока, и скорость и момент турбины. Скажем, по результатам испытаний, проведённых компанией, общая выработка энергии ветряными фермами, принадлежащими EDP Renewables, при равной скорости ветра выросла на 5% только из-за внедрения нового ПО, которое постоянно обращается к «примерам» производительности ветряков при текущей скорости ветра и подбору оптимальных параметров их работы.

5% увеличения выработки — это не так уж мало, особенно если вспомнить, что для прибыли это может обернуться 20% роста.

Может показаться, что 5% — это крохи. Но если мы вспомним, что норма прибыли в ветроэнергетике (да и вообще в западном бизнесе) — далеко не те 70%, без которых, по уверениям, скажем, наших книготорговцев, они все умрут, станет ясно, что увеличение выручки на 5% просто за счёт нового ПО на уже существующих ветряках и, по сути, без нужды в покупке нового оборудования означает резкий скачок прибыли. Как заявляют разработчики, сразу на 20%.

Но дело не только в деньгах. Эоловые мощности производят сегодня сотни миллиардов киловатт-часов в год, поэтому даже 5-процентый рост генерации может аукнуться увеличением выработки на десятки миллиардов киловатт-часов — то есть на годовой объём энергопотребления небольшой страны. Одна только EDP Renewables в ближайшем будущем планирует установить PowerUp на пяти эоловых фермах в трёх американских штатах, чтобы получить от 402 тамошних турбин дополнительные 420 млн кВт•ч электричества в год (а это энергопотребление десятков тысяч американских домохозяйств). Похоже, у нового ПО и его разработчиков огромное поле для деятельности.

Подготовлено по материалам GE Reports. Изображение на заставке принадлежит Shutterstock.

Александр Березин

СЖИЖЕННЫЙ ВОЗДУХ БУДЕТ ИСПОЛЬЗОВАТЬСЯ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ

В Великобритании будет построена промышленная станция хранения энергии, работающая на сжиженном воздухе.

На прошлой неделе британская компания Highview Power Storage объявила о том, что Министерство энергетики и изменения климата Великобритании предоставило ей грант в размере £8 на строительство гигантского «аккумулятора», работающего на сжиженном воздухе. Highview Power Storage уже эксплуатирует подобную экспериментальную станцию, однако в промышленных масштабах с помощью жидкого воздуха можно будет запасти достаточно энергии, чтобы в течение трех часов станция могла выдавать мощность 5 МВт.

Технология, используемая Highview Power, во многом напоминает аккумулирование энергии путем закачки в резервуары сжатого воздуха, однако в данном случае воздух не просто сжимается, а охлаждается и переходит в жидкое состояние. Сжиженный воздух хранится в специальных сосудах при температуре около -200°С, а при необходимости его испаряют, получив газ под высоким давлением, который вращает турбину электрогенератора.
Одно из преимуществ такого подхода – использование распространённого и коммерчески доступного оборудования, которое широко применяется и в других отраслях. Стоимость хранения одного киловатт-часа электроэнергии оценивается в £533, однако на крупномасштабном предприятии может быть снижена до £500 и меньше. Тем не менее, Highview Power сталкивается с жесткой конкуренцией со стороны производителей аккумуляторных батарей, которые рассчитывают снизить стоимость хранения энергии.
По сообщению IEEE Spectum

В 2013 году суммарная мощность, введённых в эксплуатацию солнечных установок в Китае достигла 12 гигаватт

В прошлом 2013 году в Китае были введены в эксплуатацию солнечные панели, суммарная мощность которых составила 12 гигаватт. Ни одна страна мира в течение года не устанавливала такое количество солнечных батарей. Более того, количество введённых в эксплуатацию в 2013 году солнечных панелей превышает количество панелей, установленных за всю историю Китая. Самое примечательное то, что в 2014 году Китай планирует ввести в эксплуатацию солнечные панели суммарной мощностью 14 гигаватт.

Для сравнения, Германия, которая являлась лидером в солнечной энергетике в 2013 году ввела в эксплуатацию солнечные батареи суммарной мощностью 3,3 гигаватта. На фоне этих цифр успехи Китая в области использования солнечной энергии выглядят особенно впечатляющими.

В 2010 году китайские власти ставили себе цель ввести в эксплуатацию к 2015 году солнечные батареи суммарной мощностью 5 гигаватт. Таким образом, первоначальный план уже был перевыполнен.

"Перевыполнение плана" во многом связано с развитием технологий. Цены на солнечные панели из года в год падают, делая возможным реализацию проектов, о которых было невозможно помыслить в прошлом.

График снижения стоимости кристалического кремния фотоэлектрических преобразователей, происходящего по закону Свансона (эффект Свансона) приведён ниже.

Закон Свансона (эффект Свансона / Swanson effect) снижения стоимости кристаллического кремния фотоэлектрических преобразователей (фотоэлементов): по оси x - года; по оси y - стоимость кристаллического кремния фотоэлементов, $/ватт.

На графике чётко видно, что в 1977 году 1 ватт обходился в $76,67. К 90-му году стоимость кристаллического кремния резко снизилась, затем вплоть до 2008 года его стоимость падала незначительно. После 2008 года цена на "кремний" опять поползла вниз и в 2013 году составила $0,74 на Ватт.

Прогресс продолжается. Будем ждать светлого будущего, когда альтернативная энергетика потеснит традиционную, углеводородную...

Примечание: Закон Свансона (Эффект Свансона) - предположение, высказанное основателем корпорации SunPower, согласно которому стоимость фотоэлектрических преобразователей падает на 20% при каждом удвоении промышленных мощностей солнечной энергетики (Фактически стоимость фотоэлементов снижается наполовину, каждые 3 года).

З.Ы. Для сравнения: мощность одной АЭС 2 - 4 ГВт.

Солнечная станция Айванпа - самая мощная и крупная на сегодняшний день гелиотермальная электростанция

Область экологически чистой энергетики совершила большой скачек вперед с открытием новой гелиотермальной электростанции Айванпа (Ivanpah Solar Electric Generating System), которая на прошлой неделе начала отдавать первые ватты энергии в общую энергосистему Америки. Мощность станции Айванпа, расположенной в пустыне Мохава к юго-западу от Лас-Вегаса составляет 392 МВт, чего достаточно для того, чтобы обеспечить энергией 140 тысяч среднестатистических домов и что позволит сократить ежегодные выбросы углекислого газа в атмосферу на 400 тысяч тонн. Следует заметить, что станция Айванпа сместила с пьедестала почета станцию Shams 1, которая расположена в Объединенных Арабских Эмиратах, которая вступила в строй около года назад и мощность которой составляет 100 МВт.

Проект по строительству станции Айванпа является совместным проектом компаний NRG Energy, Inc., Google и BrightSource Energy. Теперь станция Айванпа является крупнейшей в мире солнечной электростанцией, работающей на принципе концентрации солнечных лучей (concentrated solar power, CSP), и она будет вырабатывать третью часть гелиотермальной энергии, производимой на территории США.

Станция Айванпа занимает площадь около 13 квадратных километра, на которой расположены 350 тысяч зеркал, разбитых на три группы. Каждая из групп зеркал фокусирует отражаемый свет на одной из трех башен, высота которых составляет 140 метров, что соответствует высоте 40-этажного дома. Энергия сфокусированного солнечного света нагревает и заставляет кипеть воду в котлах, установленных на вершине каждой башни, а полученный таким образом перегретый пар вращает турбины, связанные с электрогенераторами.

Несмотря на столь впечатляющее достижение, коим является строительство и запуск станции Айванпа, ее сооружение вызвало волну критики. Во-первых, электрическая энергия, вырабатываемая на станции Айванпа, будет стоить в четыре раза дороже, чем энергия, вырабатываемая на обычных тепловых электростанциях, работающих на природном газе. Во-вторых, борцы за чистоту природы обеспокоены сложившейся ситуацией в районе расположения станции. Помимо ущерба окружающей среде, который нанесло строительство станции, их волнует опасность для птиц, в числе которых есть несколько редких видов, которые уже гибнут, получая ожоги от концентрированного солнечного света в районе башен станции где температура достигает значения более 500 градусов по шкале Цельсия.

http://inhabitat.com/ivanpah-worlds-largest-solar-thermal-plant-officially-goes-in-service-today/

General Eleсtric: магнитные холодильники вытеснят традиционные в ближайшие десять лет

Компания GE анонсировала выпуск холодильных установок на основе магнитокалорического эффекта и показала опытную установку. В ней нет ни сжижаемых хладагентов, ни компрессоров. Отсутствуют даже термоэлектрические преобразователи (элементы Пельтье), столь популярные в автомобильных холодильниках, туристическом снаряжении и экзотических системах охлаждения компьютеров.

Конструкция магнитного холодильника довольно проста. Какой-либо объект (бутылка воды, радиатор чипа, воздух в камере) охлаждается, отдавая своё тепло металлическим пластинам. Они контактируют с теплоносителем, во внутренней структуре которого под действием магнитного поля происходят обратимые циклические изменения.

Экспериментальная холодильная установка на основе магнитоэлектрического эффекта (фото: General Electric)

Экспериментальная холодильная установка на основе магнитоэлектрического эффекта (фото: General Electric).

Для лабораторных исследований список веществ, подходящих на роль теплоносителя в магнитном холодильнике, исчисляется десятками. Он включает ферро-, антиферро- и ферримагенитки, но практически значимый магнитокалорический эффект сильнее всего выражен у некоторых парамагнетиков.

В зависимости от конкретной технической задачи основным теплоносителем может служить парамагнитный материал в различном агрегатном состоянии. Обычно удобнее использовать окись азота или алюминий.

Молекулы парамагнетиков полярные, то есть обладают магнитным моментом. В обычном состоянии они ориентированы беспорядочно из-за теплового движения. Во внешнем магнитном поле они стремятся расположиться в направлении магнитных линий. За счёт этого внутренняя структура парамагнетиков временно становится более упорядоченной. Происходит обратимое понижение энтропии, приводящее к снижению температуры.

В экспериментах эффект хорошо наблюдается в адиабатических условиях, то есть при наличии теплоизолирующей оболочки вокруг парамагнетика. Если же её убрать, то обмен с окружающей средой приведёт к выравниванию температуры. Подвергаясь действию переменного магнитного поля, парамагнетики сначала аккумулируют тепло (понижая температуру воздуха и более нагретых тел вокруг себя), а затем отдают его на радиатор в следующем цикле. Далее, как и в любой холодильной установке, тепло уносится во внешнюю среду.

Системы охлаждения на основе магнитокалорического эффекта актуальны не только для бытового, но и для промышленного применения — в частности для создания надёжных и малозатратных систем охлаждения в серверных и дата-центрах. Ведущий автор исследования Венкат Венкатакришнан (Venkat Venkatakrishnan) высоко оценивает значимость этой работы. «Мы на пути к очередной революции в системах охлаждения», — пишет он в отчёте.

По оценкам GE, магнитокалорическое холодильное оборудование вытеснит компрессорное в течение ближайших десяти лет.

Идея создавать магнитные холодильные установки была предложена очень давно. Профессор Фрайбургского университета (Германия) Эмиль Габриель Варбург описал тепловые эффекты в парамагнетиках ещё в 1881 году. Долгое время работа не находила применения, поскольку создаваемые установки отличались низкой производительностью.

Спустя столетие, в 1980-х, исследователи Лос-Аламосской национальной лаборатории (США) смогли получить практически значимый магнитокалорический эффект при помощи дорогостоящего магнита со сверхпроводящей обмоткой.

Экономически целесообразными такие системы удалось сделать только недавно — за счёт применения новых материалов и подходов к реализации процесса теплообмена. Вместо создания переменного магнитного поля с помощью катушек индуктивности GE предлагает использовать вращение постоянных неодимовых магнитов.

Такой метод снижает затраты электроэнергии и позволяет создавать экономичные магнитные холодильники. По предварительным расчётам, их энергоэффективность превосходит традиционные системы охлаждения на 20%. Экспериментальная установка далека от показателей будущих серийных моделей, но уже легко превращает воду в лёд.
Андрей Васильков

Аккумуляторы будущего изготавливают из ревеня

Исследователи из Гарварда создали новый вид аккумулятора, в котором используется электрохимическая реакция между органическими соединениями вместо металлов. Эта многообещающая технология позволяет надеяться в скором времени на решение проблемы создания дешёвого и высокоэффективного аккумулятора. По словам изобретателей, в их разработке используются хиноны, органические соединения, идентичные тем, что содержатся в ревене

Стоимость добычи хинонов низка, их можно вырабатывать из растений или синтезировать из нефти-сырца. В отличие от батарей с цельным электродом, проточные батареи содержат два химических компонента в виде растворов в отдельных резервуарах. В аккумуляторе гарвардцев используется водный раствор хинонов, что делает его пожаробезопасным. Эти гидрохиноны могут выполнять ту же функцию, что и металлические электрокатализаторы, например, платиновые.

Проточные аккумуляторы хорошо приспособлены для хранения большого объёма энергии, но их главным недостатком является высокая стоимость. По оценкам изобретателей из Гарварда, традиционные проточные батареи имеют стоимость около 700$/кВт*час, в то время как их новинка может понизить стоимость до 27$/кВт*час. Разработчики утверждают, что их аккумулятор сейчас имеет эффективность не хуже большинства современных проточных аккумуляторов на основе ванадия.

По словам одного из разработчиков, Роя Гордона (Roy G. Gordon) использование хинонов может стать прорывной технологией в сфере перезаряжаемых источников энергии.

«Весь мир использует аккумуляторы с ионами металлов в разных состояниях. Но эта технология имеет ряд ограничений и недостатков, в частности низкую ёмкость и высокую стоимость. Предложенные нами органические молекулы открывают огромные возможности.»

Майкл Азиз (Michael J. Aziz), ведущий разработчик, считает, что широкое использование органических проточных аккумуляторов в связке с возобновляемыми источниками энергии (солнечной, ветряной) поможет существенно понизить зависимость человечества от ископаемых источников энергии.

«Проблемой возобновляемых источников является их непостоянство во времени, и это важнейшее препятствие на пути к их широкому внедрению. Я уверен, что мы нашли хорошее решение.»

В отчете Американского Химического Сообщества от 2011 года сообщается, что всемирная выработка ветряной энергии в 2006 году составила 74,3 ГВт, а в 2007 — 94 ГВт. К 2020 году прогнозируется уровень выработки в 474 ГВт. К тому же сроку в США планируется достигнуть уровня выработки солнечной энергии в размере 100 ГВт.

Сейчас исследователи разрабатывают перевозимый проточный аккумулятор, сравнимый по габаритам с прицепом для перевозки лошадей. Подобные аккумуляторы могут быть подключены к солнечным панелям на крышах зданий, что позволит осуществлять бесперебойное энергоснабжение даже в условиях отсутствия солнца.

Vestas V164 - самый мощный на сегодняшний день ветряной электрогенератор (видео)

Датская технологическая компания Vestas, специализирующаяся на разработке и производстве турбин ветрогенераторов большой мощности, объявила о том, что на прошлой неделе был введен в строй самый мощный на сегодняшний день в мире ветрогенератор, лопасти которого охватывают площадь, эквивалентную площади трех футбольных полей. Опытный образец генератора V164, мощностью 8 МВт, которой достаточно для снабжения 7500 среднестатистических европейских домашних хозяйств, установленный на датском полигоне для испытаний больших ветряных генераторов Danish National Test Centre for Large Wind Turbines, начал вырабатывать электроэнергию, которая поступает в общую энергетическую сеть Дании.

«Мы ожидаем, что использование ветрогенераторов большой мощности позволит существенно снизить стоимость энергии для наших конечных потребителей» – рассказывает Майкл Зарин (Michael Zarin), представитель компании Vestas, – «Теперь, для получения определенного количества энергии потребуется меньшее число турбин, что, в свою очередь, позволит сократить расходы на создание и обслуживание сопутствующей инфраструктуры, прокладку кабелей и возведение дополнительных подстанций».

Следует отметить, что

разработка и создание опытного образца ветрогенератора V164 производилась специалистами компании Vestas совместно со специалистами компании Mitsubishi Heavy Industries.

И, если на подобные турбины будет соответствующий спрос, то их мелкосерийное производство может быть налажено к 2015 году.

Самым мощным ветряным генератором до этого момента времени являлась турбина E-126, мощностью 7.5 МВт, установленная на побережье Германии, созданная германской компанией Enercon. Самые мощные ветрогенераторы, устанавливаемые на оффшорных электростанциях в море, имеют максимальную мощность в 6 МВт, а их производством занимается германская компания Siemens и французская компания Alstom.

phys.org

dailytechinfo.org

В Европе готовятся испытания первого грузового автомобиля с двигателем, работающем на жидком воздухе

В начале лета этого года британская компания Dearman Engine Company планирует начать серию испытаний грузового автомобиля Dearman, который будет приводиться в действие тепловым двигателем, топливом для которого будет выступать жидкий воздух, точнее один из основных компонентов воздуха - азот. Двигатели такого типа будут использоваться на грузовиках-рефрижераторах, в которых жидкий азот будет также использоваться для охлаждения перевозимого груза.

Если испытания двигателей Dearman пройдут успешно, то массовое производство транспортных средств с этими двигателями может начаться уже через два года. Эксплуатация таких автомобилей позволит сократить потребление на 1.3 миллиарда литров дизельного топлива и уменьшить выбросы углекислого газа в атмосферу более чем на миллион тон за срок до 2025 года, конечного срока, к которому согласно планам европейского правительства на дорогах Европы вообще не должно остаться транспортных средств работающих на традиционных видах топлива.

Кроме того, чтобы стать частичным решением экологической проблемы, использование жидкого воздуха в качестве топлива является выходом из еще одной затруднительной ситуации. Все дело в том, что в Великобритании и во всех других странах существуют промышленные предприятия, добывающие кислород, углекислый газ, аргон и другие газы методом сжижения воздуха. В качестве побочного продукта этих видов производства получается огромное количество жидкого азота, избытки которого предприятия попросту сбрасывают в окружающую среду, нанося ей огромный ущерб и выбрасывая буквально на ветер большое количество энергии, затраченной на охлаждение воздуха до жидкого состояния.

Двигатель, работающий на жидком азоте, был разработан совместными усилиями специалистов компании Dearman, специалистов британского проектно-технологического бюро Риккардо, университетов Лидса, Бирмингема, Лафборо и Брайтона. Программа испытаний будет проходить под наблюдением специалистов Ассоциации исследований автомобильной промышленности (Motor Industry Research Association, MIRA), а финансирует проведение всех работ правительство Великобритании и Европейского Союза.

"Специалисты MIRA рады возглавить проект, демонстрирующий первый в мире двигатель, работающий на жидком воздухе" - рассказывает Крис Ривз (Chris Reeves), один из менеджеров MIRA в области новых и интеллектуальных технологий в транспорте, - "Жидкий воздух - это абсолютно новый вектор развития транспортной техники, он имеет огромный потенциал способствовать решению проблемы вредных выбросов, которые в огромных количествах производятся армией транспортных средств".

http://www.dearmanengine.com/
http://inhabitat.com/worlds-first-zero-emission-liquid-air-engine-on-track-for-testing-this-summer/

Первая геотермальная электростанция, использующая энергию магмы заработала в Исландии

Из альтернативных источников энергии использование геотермальной энергии пока обходится дороже, чем использование энергии солнца и ветра, но в ближайшем будущем ситуация может измениться.

Исландские специалисты совершили прорыв в области геотермальной энергетики. Новое предприятие в этой сфере работает на магме. ГеоЭС расположилась у подножия одного из крупнейших вулканов в стране

На сегодняшний день геотермальная энергетика является одним из самых перспективных ВИЭ. Все больше регионов начинают развивать эту отрасль. Большая активность в этом направлении наблюдается в Исландии. Небольшое государство уже успело прославиться весьма необычными решениями в области альтернативной энергетики.

В декабре прошлого года в новостях проходила информация об инициативе исландской компании, намеревавшейся начать производство возобновляемого топлива из вулканических выбросов. Похоже исландцы решили на всю использовать эти природные дары. Недавно в Исландии была запущена первая в мире геотермальная электростанция, работающая на магме. По словам специалистов, данное открытие поможет сделать энергию, добываемую таким способом, более дешевой, в следствии чего геотермальная энергетика сможет составить серьезную конкуренцию солнечной и ветряной отраслям.

У подножия вулкана Крафла, который сегодня является одним из самых больших зон вулканической активности в Исландии, была пробурена скважина, глубина которой достигает 2 100 метров. На такой глубине скважина попала в зону расплавленной породы — магмы. К слову, ранее что-то пододное в современной истории случалось единожды на Гавайях в 2005 году. Температура на дне скважины достигает 900 — 1000 градусов по Цельсию. Из скважины бьет столб перегретого пара, который можно использовать для производства чистой энергии.

Я уверен, что в будущем данное открытие сможет привести к революции в области повышения энергоэффективности высокотемпературных геотермальных районов по всему миру. По сути, исландская буровая установка создала первую в мире геотермальную систему, работающую на магме. Это поистине уникальная разработка, с помощью которой можно добывать тепло непосредственно из расплавленной породы, — Уилфред Элдерс, профессор геологии в Калифорнийском университете

Примечательно, что буровая установка IDDP-1, работающая в рамках международного исследовательского проекта Iceland Deep Drilling Project, добралась до природного источника еще несколько лет назад, однако все это время скважина была закрыта, и лишь совсем недавно уникальное месторождение заработало в полную мощь, позволяя вырабатывать чистую недорогую энергию.

http://iddp.is/

В Японии начинаются продажи готовых домов с 10-киловаттными солнечными батареями

16 января 2014 года Sekisui Heim Co., Ltd. из города Мито заявила о начале выпуска серийных каркасных домов, оснащённых фотоэлементами общей мощностью до 10 кВт.

В чем, собственно говоря, дело? Мы и так знаем, заметит утомленный «КЛ»-читатель, что в Японии солнечную энергетику внедряют, не считаясь ни с какими экономическими жертвами. И всё же это очень значимая новость, товарищи: дома на металлическом каркасе производятся едва ли не поточно, и интегрировать на их крыши солнечные батареи заметно дешевле, чем делать это потом. Наконец, сами крыши оптимизированы для установки значительного количества гелиоустройств.

Теоретически каждая Smart Power Station должна генерировать не один мегаватт-час в год. Не приведёт ли массовое внедрение таких домов к разбалансировке весьма компактных по размерам японских энергосистем и не пора ли уже строить больше ГАЭС? (Иллюстрация Sekisui Chemical).

Дома, которые компания претенциозно называет Smart Power Station, в стандартном варианте предусматривают монтаж на крыше фотоэлементов общей пиковой мощностью в 6,8 кВт (4,64 кВт «номинальной» в японских условиях) для модели с жилой площадью 130 м². Правда, есть и резервы: даже у модели площадью 114 м² можно смонтировать до 10 кВт солнечных батарей. Более того, для серий, собираемых на базе деревянного каркаса, предусмотрена специальная крыша с большими свесами с южной стороны, доводящая пиковую мощность гелиогенерации до 10 кВт даже для жилища в скромные 108 м². По утверждениям производителя, сборка заранее изготовленного дома на месте длится около суток.

Для компенсации отключений электричества ночью и в не солнечные дни предусмотрена небольшая литиевая батарея e-Pocket, ёмкость которой, к сожалению, не уточняется.

Производитель подчёркивает: с нынешним «зелёным» тарифом покупатель такого дома может продавать затем в сеть как часть своей генерации, так и её всю (?), причём в реальных японских условиях его доход будет неизменным 20 (!) лет подряд.

Солнечные батареи наклонены на 1°, так что между ними и крышей почти нет зазоров, куда может набиться пыль. Если это решение стоит признать разумным, то выбор собственно солнечных батарей — а это медно-индиево-диселенидные фотоэлементы — кажется нам не столь удачным.

Да, это тонкоплёночные элементы, которые хорошо подходят для установки на крышу, поскольку почти невесомы. Их КПД приближается к эффективности кремниевых батарей (15% для больших панелей), а энергоёмкость производства много ниже, да и стоимость тоже. А всё потому, что это прямозонный полупроводник, отчего он хорошо поглощает свет уже при микрометровой толщине, что для кремния малореально. В результате того же недешёвого индия тратится ничтожно мало, и на единицу мощности такая батарея получается весьма щадящей по цене.

Но у этих панелей есть и недостаток — очень малый опыт длительной коммерческой эксплуатации. Кроме того, они содержат компоненты, которые сами по себе не могут быть утилизированы без лишнего риска. Ещё важнее то, что в разработку кремниевых солнечных батарей сейчас вкладывается много больше игроков, чем в медно-индиево-диселенидные. Это значит, что инвестиции в производство последних рискуют проиграть гонку кремнию. Впрочем, эта же ставка, при всей кажущейся её рискованности, может обеспечить домам Sekisui Heim Co., Ltd. преимущество перед конкурентами...

«Конкурирующие» дома используют кремний-кремниевые фотоэлементы, которые на 20% эффективнее, но значительно дороже. (Иллюстрация PanaHome.)

Да-да, мы сказали «конкурентами»: в апреле прошлого года компания Panasonic начала малым тиражом производить дома Eco Cordis, тоже изначально наделённые солнечными батареями на крыше. В отличие от сооружений Sekisui Heim, они используют специфические кремниевые фотоэлементы HIT собственной разработки, в которых слой кристаллического кремния окружён тонкой оболочкой кремния аморфного (КПД 18,3%), что в теории делает их на 20% эффективнее медно-индиево-диселенидных, хотя и несколько дороже. На фоне общей цены домов с такими солнечными панелями разница по стоимости выглядит не очень заметной. Поэтому говорить о том, какой из двух продуктов выйдет победителем в конкурентной борьбе, пока рано.

Кстати, согласно данным Panasonic, доход от продажи производимого таким домом электричества по итогам 2013 года находится в районе $5 000 (в год), хотя подробности подсчётов, к сожалению, не сообщаются. Учитывая, что фиксированные тарифы для солнечных батарей в Японии сейчас согласовываются с домовладельцами на 20 лет, покупка такого жилища в каком-то смысле вполне выгодна: вне зависимости от того, насколько упадёт цена на геолиоэлектричество за эти двадцать лет, предприимчивый домовладелец получит примерно $100 000. Так что, кроме двух названных компаний, на этом рынке стоит ожидать появления и других игроков, причём в самое ближайшее время.

Подготовлено по материалам Tech-On!. Изображение на заставке принадлежит Shutterstock.

Александр Березин

Новый тепловой двигатель готов к производству (видео)

Новый тип двигателя сгорания прошел весь цикл испытаний и готов к массовому производству. Не исключено, что новый простой многотопливный мотор сможет заменить привычный двигатель внутреннего сгорания.

Компания Cyclone Power Technologies объявила о завершении разработки и тестирования многотопливного двигателя нового типа. В настоящее время начался этап коммерциализации новинки, а также ее сертификации для автомобильной промышленности.

Новый тип двигателя под названием Waste Heat Engine (WHE) является устройством для превращения тепловой энергии сгорающего топлива в механическую работу. Собственно, то же самое делает и двигатель внутреннего сгорания (ДВС), но в отличие от него WHE – это двигатель внешнего сгорания.

Блок цилиндров двигателя WHE. При той же мощности, двигатель WHE более чем в 2 раза легче ДВС

Принцип работы WHE очень прост: во внешней камере сгорания происходит нагрев теплоносителя, деионизированной воды, которая в свою очередь толкает поршни или крутит турбину. КПД WHE не превышает таковой у дизельного двигателя, однако двигатель внешнего сгорания имеет несколько преимуществ.

Прежде всего, WHE может потреблять любое топливо: жидкое или газообразное. Это может быть этанол, дизельное топливо, бензин, уголь, биомасса или их смеси – в общем, все что угодно, включая тепло солнечного света, отработанного пара и т.д. Например в первоначальных тестах использовалось топливо, получаемое из кожуры апельсина, пальмового или хлопкового масла, куриного жира. При этом биотопливо можно не разбавлять нефтяным, а значит выброс двигателя WHE может быть более чистым. Поскольку WHE способен работать при относительно низкой температуре в 225 градусов Цельсия, он может использовать для работы самые разные источники тепла.

Одно из главных преимуществ WHE – меньшее количество деталей и более простое устройство, чем у ДВС. Внешнее сгорание не требует сложной системы клапанов и газораспределительного механизма, хотя из-за высокого давления необходимо применять высокопрочные материалы. В целом, WHE-DR намного легче традиционного ДВС. Так, типичный 4-цилиндровый блок цилиндров ДВС весит около 90 кг, в то время, как аналогичный алюминиевый блок цилиндров WHE весит около 35 кг.

Стоимость изготовления WHE должна быть не выше, чем стоимостьизготовления аналогичного по мощности ДВС, но при этом новый двигатель будет легче и сможет использовать самые дешевые виды топлива.

Небольшое автомобильное шасси с двигателем WHE мощностью 330 л.с. В центре баки для различных видов топлива: угольный порошок, сжиженный газ (водород, метан и т.д.), жидкое топливо (бензин, биотопливо и т.д.)

Двигатели WHE можно использовать во всем диапазоне мощностей. В частности, небольшие электрогенераторы мощностью от 1 кВт до 10 кВт будут иметь небольшие размеры и смогут питаться любым видом топлива, что крайне важно для аварийных источников энергии. Такие же двигатели можно использовать для небольшой техники, вроде газонокосилок, или составить их в пакеты для применения в промышленности, на морских судах и т.д.

Двигатели WHE среднего размера мощностью 100-400 л.с. идеально подойдут для автомобилей и небольших лодок, а большие двигатели мощностью от 400 до 1000 л.с. – для кораблей.

Благодаря отсутствию дыма, вибрации, меньшему шуму при работе и более экологичному выхлопу, двигатели внешнего сгорания могут использоваться для энергоснабжения городских поездов и других видов общественного транспорта.

З.Ы.
Похоже вот на эту разработку 2010 года. ИМХО -

Станет ли газ дешёвым бензином?

Американский стартап Siluria заявил, что нашёл способ получения из природного газа жидкого топлива по цене, вдвое уступающей бензину. Что за способ? И не надувательство ли это?

Большие нефтяные компании пытались производить жидкое моторное топливо из метана ещё в 1970-х; до сих пор никаких особых успехов на этом направлении не видно. И не будет видно, поскольку всё это танцы вокруг древнего процесса Фишера — Тропа, который вряд ли вообще можно сделать экономически выгодным, пока за нефть платят сегодняшние цены. Он требует нагрева метана для разрыва его молекулы и получения смеси угарного газа и водорода (синтез-газ). Затем смесь обрабатывают, имея на выходе моторное топливо. Обе части техпроцесса далеки от простоты, энергоёмки и требуют дорогого оборудования (средний завод по переделке метана в жидкое топливо стоит миллиарды долларов).

Эрик Шер (слева) и и Алекс Ткаченко не могут не радоваться: их Siluria уже привлекла инвестиции на десятки миллионов долларов, чего должно хватить на опытно-промышленное производство. Но сторонние химики сомневаются... (Фото NY Times.)

Ну а компания Siluria утверждает, что решила проблему за счёт исключения этапа синтез-газа.

Её работник забрасывает белые пеллеты внутрь реактора демонстрационной установки, затем подаёт туда метан и кислород, и, грубо говоря, из крана начинает течь этилен. Простой, вообще говоря, процесс, не ясно лишь то, почему реакция окисления останавливается на этилене и не идёт дальше, до углекислого газа, который как топливо совершенно бесполезен. Именно поэтому в 1980-х метод окисления метана был вычеркнут из разумных способов получения моторного топлива.

«Условия для реакции, необходимые для того, чтобы с тем же успехом (если не лучше) превращать метан в этилен, превращают этилен в углекислый газ», — замечает Джей Лабингер (Jay Labinger), десятилетия назад опубликовавший статью, из которой вытекала бесперспективность этого процесса.

Что отличает процесс, созданный Siluria, от испробованного г-ном Лабингером, мы не знаем. И дело не только в секретности, нормальной для потенциально сверхвыгодной технологии, но и в том, что стартап нестандартным образом подошёл к решению проблемы.

Ключевую роль тут играют катализаторы, состав которых, понятно, не раскрывается. А принцип их работы компания и сама точно не знает, так как подбирала его не по ожидаемым химическим свойствам соединения, а перебором множества соединений из потенциально подходящих в качестве катализаторов. Этот процесс был ею автоматизирован, ну а сами катализаторы часто делаются в виде нанонитевого материала, обладающего, естественно, другой реакционной способностью, чем тот же катализатор в обычном виде.

Способ изготовления используемых катализаторов опирается на известные достижения Анжелы Белчер (Angela Belcher) из Массачусетского технологического института (США), которая «вывела» вирусы, способные паковать атомы неорганических веществ в заранее заданную форму. По уверениям представителей компании, они перепробовали десятки тысяч соединений на роль катализаторов и пока остановились на паре самых успешных, с которыми получается именно этилен, а не бесполезный углекислый газ.

Сейчас Siluria собирается построить две опытно-промышленные установки — одну в Калифорнии, где будет выпускаться синтетическое моторное топливо, а другую в Техасе, где процесс, который обойдётся без последнего этапа, будет иметь на выходе чистый этилен, также пользующийся рыночным спросом.

Если заявления стартапа правдивы, если его сотрудникам действительно удалось добиться в лаборатории себестоимости синтбензина, вдвое меньшей того, что получается из обычной нефти, то последствия этого трудно описать, ибо в пересчёте на энергоёмкость газ в США в среднем впятеро дешевле нефти. Однако специалисты во главе с Джеем Лабингером сомневаются; впрочем, это не отменяет того факта, что множество вполне потрясающих открытий в химии были сделаны «околослучайно» — а значит, и у Siluria есть серьёзные шансы на прорыв.

Александр Березин
Подготовлено по материалам Technology Review.

TABBY - набор для создания электромобиля, который может быть собран меньше, чем за час

Для того, чтобы сделать электрические и гибридные автомобили доступными более широкому кругу людей, компания OSVehicle разработала два варианта набора из разряда "сделай сам", которые получили названия TABBY и Urban TABBY. Получив такой набор, любой человек, имеющий руки, находящиеся на "своем месте", может собрать автомобиль менее, чем за час, за меньшее время, чем он потратит на совершение покупок в ближайшем супермаркете. Автомобили TABBY доступны в двух- и четырехместных вариантах, а в качестве трансмиссии может быть выбран как гибридный вариант, так и полностью электрический.

В зависимости от выбранной комплектации кузова и двигательной системы стоимость автомобиля TABBY может составлять от 5445 до 8168 долларов. К сожалению, автомобили TABBY в настоящее время не сертифицированы для движения по дорогам общего назначения, но открытый характер этого проекта подразумевает, что в конструкцию автомобиля быстро и легко могут быть внесены соответствующие изменения, после которых транспортное средство станет полностью удовлетворять техническим требованиям, которые могут отличаться друг от друга в различных странах.

Следует заметить, что автомобиль Urban TABBY является более модернизированным вариантом автомобиля TABBY. Он снабжен множеством дополнительных элементов конструкции, нацеленных на увеличение безопасности движения. И что еще более важно, чертежи и другая технологическая документация доступны для скачивания с официального сайта компании OSVehicle. Любой квалифицированный инженер может внести небольшие изменения в конструкцию будущего автомобиля и сделать предварительный заказ на его изготовление компанией OSVehicle. Предполагается, что поставки стандартных и модернизированных наборов для самостоятельной сборки автомобилей TABBY начнутся уже весной 2014 года.

Создавая наборы TABBY и Urban TABBY, компания OSVehicle преследует сразу множество целей. Первой и основой целью является предоставление возможности потребителю самому собрать свой автомобиль, ведь согласитесь, что умение собирать и ремонтировать свое транспортное средство никогда не станет лишним для любого владельца автомобиля. Второй целью компании является поощрение людей к использованию гибридных и электрических автомобилей, что в перспективе позволит полностью избавиться от зависимости от ископаемых видов топлива и облаков ядовитых выхлопов, которые становятся все большей и большей проблемой, особенно в современных крупных мегаполисах.

Растения могут стать нефтью за минуты

...Вместо миллионов лет. Новая технология переработки микроводорослей в топливо позволяет получать из них высококачественную лёгкую нефть за цикл, длящийся менее часа. И без предварительной сушки!

В Тихоокеанской национальной северо-западной лаборатории Министерства энергетики США создан непрерывный и весьма быстрый процесс превращения водорослей в нефть в химическом реакторе: то, что в природе занимает миллионы лет, в лаборатории заканчивается за десятки минут.

Нефть, вода, обогащённая азотом и фосфором, и вода с растворённым горючим газом — вот и всё, что выходит из реактора по переработке водорослей. По сути, это одноступенчатое получение нефти из биомассы, и если вот так удастся делать топливо по доллару за баррель, мировой ТЭК ждут потрясения. (Здесь и ниже фото PNNL.)

«Цена — серьёзное препятствие на пути получения жидкого топлива из водорослей, — говорит Дуглас Эллиот (Douglas Elliott), возглавляющий проект. — Мы полагаем, что наша технология сделает такое топливо куда более экономичным».

То же самое в цифрах: мир потребляет 4,8 трлн л жидкого топлива в год, а нынешние жалкие десятки миллиардов литров биотоплива получаются из высших растений, выращиваемых на десятках миллионов гектаров. Причем один гектар в среднем даёт менее кубометра биотоплива — то есть буквально столько же, сколько нефть стоимостью порядка тысячи долларов. Не надо быть гением, чтобы заметить: пищевые сельхозкультуры выращивать экономически рациональнее, да и недоедания в третьем мире, где значительная часть этого биотоплива производится, всё же будет поменьше.

Есть вариант: заменить высшие растения микроводорослями, которые можно быстро выращивать на пресных сточных водах больших городов (и тогда не надо вносить удобрения и посматривать в небо, опасаясь непогоды) или на морской воде, и тогда производство можно вынести в жаркие пустыни, где с солнечным светом полный порядок. Но какой бы путь вы ни выбрали, получить удаётся только исходное сырьё для топлива — до состояния биодизеля водоросли надо доводить с помощью переэтерификации. Да, вы правильно думаете: перед этим водоросли надо извлечь из их естественной водной среды и долго сушить, что не удешевляет конечный продукт.

Однако дизелем человеческие нужды не исчерпываются: мы жить не можем без керосина и бензина, которые почти что пьём. Но приличных технологий их получения из водорослей пока нет, да и переэтерификация на дизтопливо требует метанола, а его делают из природного газа. Наконец, в странах вроде нашей биодизель зимой просто замёрзнет, то есть в него придётся что-то добавлять — скажем, известную толику обычного дизеля.

Словом, получается «долго, дорого, неоднозначно». Что же делать?

Группа г-на Эллиота полагает, что нашла решение. В её химреакторе водоросли отправляются не на дизельную тропу, а по старому природному пути — из биомассы в нефть. Только путь этот занимает намного меньше времени: в реактор впрыскивают горячую воду под давлением 20,7 МПа и температуре 350 °С. Всё это резко ускоряет процесс, поэтому менее чем за час водоросли из него выходят в виде нефти, и в небольшой степени — биогаза, из которого можно получать метан (или же попросту сжигать, имея тепло для подогрева самой установки).

Причём, что важно, маленьких зелёных нефтяников не приходится предварительно сушить: в исходном сырье может быть 80–90% воды по массе!

Процесс из трудоёмкого, почти скорняжного дела (выращивание — сушка — заготовка — внесение добавок) превращается в конвейер: выращивание — прямое сливание водорослей в реактор — нефть на выходе. Итоговый продукт — весьма лёгкая нефть без примесей, которая легко и просто перерабатывается на существующих НПЗ без перестройки технологического цикла, без внесения добавок и прочих телодвижений. Да и двигатели машин под него адаптировать не надо. Опять же за счёт большой пропускной способности реактора в единицу времени стоимость «переделки» водорослей в нефть сами разработчики техпроцесса оценивают как «радикально более низкую», чем в биодизельном варианте.

Исходная водорослевая суспензия теперь не нуждается в предварительной просушке.

«Отсутствие нужды в сушке водорослей — большой плюс, это сильно снижает издержки, — уверен Дуглас Эллиот. — Отсюда и сторонние бонусы: после извлечения сырья из воды последнюю и питательные вещества можно отправить обратно в ёмкости с водорослями, дополнительно снижая стоимость»:

Пока авторы технологии работают лишь с небольшим экспериментальным реактором ёмкостью в 1,5 л водорослевой суспензии, но, по их словам, его можно легко масштабировать, и при этом благодаря большому объёму у него будут гораздо меньшие тепловые потери через стенки, что даст значительную экономию на масштабе. Внедрение разработки уже началось: частная компания Genifuel Corp. лицензирует сейчас технологию для получения нефти из водорослей.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Algal Research (доступен полный текст).

Подготовлено по материалам Тихоокеанской национальной северо-западной лаборатории. Изображение на заставке принадлежит Shutterstock.
Александр Березин

«Вечный» генератор питается излучением Земли

Энергия моря: буи, морская змея и «волшебный ковёр»

Электромобили токсичны, дороги и медленно заряжаются... И прочие мифы о них

Разработан метод преобразования кремниевых микросхем

Как найти ветер в облаках?

СЖИЖЕННЫЙ ВОЗДУХ БУДЕТ ИСПОЛЬЗОВАТЬСЯ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ

В 2013 году суммарная мощность, введённых в эксплуатацию солнечных установок в Китае достигла 12 гигаватт

Солнечная станция Айванпа - самая мощная и крупная на сегодняшний день гелиотермальная электростанция

Аккумуляторы будущего изготавливают из ревеня

Vestas V164 - самый мощный на сегодняшний день ветряной электрогенератор (видео)

В Европе готовятся испытания первого грузового автомобиля с двигателем, работающем на жидком воздухе

Первая геотермальная электростанция, использующая энергию магмы заработала в Исландии

В Японии начинаются продажи готовых домов с 10-киловаттными солнечными батареями

Новый тепловой двигатель готов к производству (видео)

Станет ли газ дешёвым бензином?

TABBY - набор для создания электромобиля, который может быть собран меньше, чем за час

Растения могут стать нефтью за минуты

Syndicate

Page Summary

Style Credit

Expand Cut Tags