Официальный сайт журнала "Экология и Жизнь"

Всё об экологии ищите здесь:

   
Сервисы:
Каналы:
Каналы:
Блоги:
Дайджесты,
Доклады:

ЭКО-ВИДЕО



Реклама


Translate this page
into English

Translate.Ru PROMT©


Система Orphus


Главная Видео Солнечный испанский академик избран в РАН

Солнечный испанский академик избран в РАН

Солнечный испанский академик избран в РАН

На Форуме «Наука и общество» стало известно о том, известный исследователь в области солнечной энергетики профессор Антонио Луке (Antonio Luque, Институт солнечной энергии, Мадридский политехнический университет, Мадрид, Испания), избран иностранным членом Российской Академии Наук. Вновь избранный академик получил академический значок из рук Жореса Ивановича Алферова и прочел лекцию о будущем солнечных элементов.

 

 

Доклад Антонио Луке: Неудержимое развитие фотоэлектрической солнечной энергетики: PV против PV В последнее десятилетие идет очень бурное развитие фотоэлектрической (PV)солнечной энергетики. В прошлом году (2011) мощность всех солнечных батарей, составила более 37 ГВт. Это самая внедренная на сегодняшний день технология (см. также статью Е.Каца «Момент истины солнечной энергетики»):

 

Эта энергия, произведенная равняется энергии, произведённой семью атомными станциями. Производство СЭ уже является огромной индустрией, в которой сегодня господствуют страны Азии во главе с Китаем. Это уже не далекая перспектива — это реальность!

Зачем эта энергия производится? Тенденция к устойчивому развитию — это не утопия, а настоятельная необходимость. По крайней мере два миллиарда людей примут вслед за одним миллиардом граждан самых богатых в мире стран потребительскую модель, которая уже признана разрушительной для привилегированного «золотого» миллиарда. В некоторых случаях переработка заменит добычу ряда полезных ископаемых. Уголь, нефть и газ в конце концов закончатся, по крайней мере, закончатся низкие цены, которые и делают их такими привлекательными. Уран 338, единственный природный расщепляющийся материал, также закончится, хотя воспроизводящий материал при условии достаточного притока нейтронов может стать расщепляющимся, таким образом производство электричества за счет атомной энергии будет доступно немного дольше. Но при использовании этих материалов образуются отходы, и в случае с энергетикой эти отходы нельзя переработать. Это просто тепло, не дающее полезной энергии. Только энергия солнца поступает к нам в огромных количествах, превышающих наши энергетические потребности в тысячи раз. На самом деле, солнце всегда давало нам большую часть энергии: древесину и ископаемое топливо. Оно — наш источник питания, благодаря ему сегодня мы используем около 13% находящейся над уровнем моря земли. Эффективность преобразования солнечной энергии в пищу очень низка, примерно 0,03%, равно как и эффективность ее преобразования в топливо. Та же проблема низкой эффективности возникает с получаемой из солнечной энергии энергией ветра, гидроэнергией, энергией волн и термальной энергией океанов. Только прямое преобразование энергии имеет высокий КПД в 5% с учетом используемых земель и достигнет 10% через несколько десятилетий. Площадь территории, которая будет использоваться, незначительно мала (менее 0,2% находящейся над уровнем моря 3 4 Неудержимое развитие фотоэлектрической солнечной энергетики:… суши необходимо для производства 1/3 мирового электричества). Как это произошло? Впервые электрические явления, происходящие под воздействием света, открыл Александр Эдмон Беккерель в 1839 г. И только в 1905 г. Альберт Эйнштейн смог объяснить этот феномен. В 1954 г. Чапин, Фуллер и Пирсон создали первый работающий солнечный элемент на основе кремния; несколько лет спустя солнечные элементы на основе кремния ста- ли использоваться в России на спутниках. В 1973 г., когда разразился первый нефтяной кризис, начала выстраиваться индустрия, никем не замечаемая до недавнего времени, до того, как она буквально выстрелила. Важным стимулом к этому стал «зеленый» тариф (FID-in-tariff), который был сначала введен в Германии, а затем успешно был перенят Испанией и другими странами. В 2008 г. в Испании были установлены электростанции общей мощностью в 2,5 ГВт, в то время как до этого применение данного источника энергии было довольно незначительно и лимитировано. К концу этого года 40 из 50 самых крупных в мире фотоэлектрических станций, включая самую большую (Olmedilla, мощностью 60 МВт), были размещены в Испании. Никакая другая технология по производству электричества не может быть так быстро внедрена! На сегодняшний день самая большая станция мощностью в 214 МВт находится в Индии, следует за ней станция в США мощностью в 200 МВт. Сейчас Испания не получает поддержки в использовании фотоэлектрической энергии, но Испанские компании строят крупные станции в США (например, Abengoa мощностью 200 МВт), также планирует строительство подобных станций в Испании, чтобы получать электричество по местным ценам. Одно из преимуществ фотоэлектрической энергии в том, что существует множество технологий для производства солнечных элементов.

В 2002 г. я пригласил в Серседилью, горный район Мадрида, три десятка экспертов (включая Нобелевского лауреата Ж.И. Алфёрова), чтобы обсудить значительное увеличение эффективности СЭ. Была опубликована книга [1] и Европейской комис- сии был предложен проект FULLSPECTRUM, в котором участвовали 19 исследовательских центров Европы (включая ФТИ им. А.Ф. Иоффе) и который я координировал. Одной из тем исследования были каскадные СЭ, сложная система, состоящая из нескольких монокристаллических (т.е. образуемых одним кристаллом) слоев СЭ (сегодня их три) с различной шириной запрещенной зоны, каждая из которых взаимодействует с определенной частью фотонов солнечного спектра. К концу проекта Европейская команда ненадолго захватила пальму первенства в области эффективности у США. После завершения проекта был создан институт CPV-систем (сложные каскадные СЭ, работающие под кон- центрированным солнечным светом); он поддерживал установку концентраторов солнечного света с тройным гетеропереходом, мощностью 3 МВт. Компании, которые были выбраны для этого проекта и начали эту работу, сейчас являются самыми успешными на этом все еще зарождающемся рынке. Другой предмет, который изучался в рамках проекта, был солнечный эле- мент с промежуточной зоной, т.е. СЭ с тройным переходом, образуемым за счет энергетической зоны (промежуточной зоны) внутри запрещенной зоны. Мы (Луке и Марти) предложили эту модель в 1997 г. [2], сейчас многие на- учные группы ее исследуют (эта статья процитирована 555 раз в базе WOK). О прогрессе, который был достигнут в развитии этой технологии, говорится в ссылке [3]. Полагаю, что эта технология, благодаря ее высокой эффективности, более 40% и в будущем возможно 50%, может сделать производство электричества из фотоэлектрической энергии дешевле [4], чем любая другая технология, использующая солнечнyю энергию или другие источники. Однако, сейчас она дороже, чем уже привычные кремниевые СЭ, таким образом, ее конкурентом является та же фотоэлектрическая энергия (PV). Мы считаем, что если CPV- технология будет развиваться, возможно, даже с помощью политических мер, благодаря ее потенциалу к усовершенствованию за счет увеличения эффективности и многим возможностям для оптики и механики, цены вскоре станут ниже, чем при использовании обычных фото-солнечных элементов. CPV должна стать главной технологией для электростанций в регионах с высокой инсоляцей. В конечном итоге мы ожидаем, что к середине столетия фотоэлектрическая энергия в том или ином виде будет источником 1/3 потребляемого электричества в мире. В Испании ежегодно 16% электричества вырабатывается за счет энергии ветра и более 3% за счет фотоэлектрической энергии. 33% — это вполне реально. Но чтобы увеличить использование солнечной энергии будут необходимы дешевые решения для ее хранения, а это пока невозможно. (новое предложение английских ученых см. http://www.ecolife.ru/infos/agentstvo-ekoinnovatsijj/9496/)

Литература [1] A. Marti, and A. Luque, Next generation photovoltaics: high efficiency through full spectrum utilization Institute of Physics Publishing, Bristol, 2003 [2] A. Luque, and A. Marti, Physical Review Letters 78, 5014 (1997). [3] A. Luque, A. Marti, and C. Stanley, Nature Photonics 6, 142 (2012). [4] M. Yamaguchi, and A. Luque, IEEE Transactions on Electron Devices 46, 2139 (1999).

Антонио ЛукеAntonio Lukue 

21.10.2012, 2014 просмотров.


Нравится

Новости
12.11.2019 14:55:08

Италия введет в школах уроки об изменении климата

Италия первой в мире решила ввести в школах обязательные занятия, на которых будут изучать изменения климата. Такие уроки появятся в расписании уже с 1 сентября 2020 года.

климат, уроки, изменения

12.11.2019 14:48:09

Предприятия внедряют новые технологии переработки отходов

Металлургическое производство сопряжено с большим объемом промышленных отходов. Основными из них являются шлаки — силикатные материалы, получаемые при выплавке металлов из руд.

переработка, отходы, Промышленные

11.11.2019 21:05:21

Выпущены все млекопитающие из бухты Средняя Приморского края

Операция по возвращению животных в естественную среду обитания началась в июне 2019 года. В Охотское море были благополучно выпущены 10 косаток.

Минприроды, млекопитающие, море

11.11.2019 20:59:12

35 миллионов деревьев: за осень волонтеры по всей стране высадили огромный лес

В России подведены итоги масштабной экологической акции

акция, волонтеры, лес

10.11.2019 19:12:35

Словосочетание 2019 года

В предыдущие годы главными словосочетаниями становились fake news — фейковые новости и single-use — одноразовый.

климат, 2019, Новости

08.11.2019 11:17:57

Для освоения Арктики нужна космическая доктрина

Освоение Арктики сегодня сопоставимо с освоением космоса, заявил заместитель председателя комитета СФ по федеральному устройству, региональной политике, местному самоуправлению и делам Севера Александр Акимов

конференция, Арктика, Россия

31.10.2019 16:49:23

Компанию Coca-Cola назвали главным пластиковым загрязнителем мира

После всемирной акции по уборке мусора ее участники составили антирейтинг компаний, чьи тары встречались среди пластиковых отходов чаще всего.

рейтинг, бренд, отходы

RSS
Архив "Новости"
Подписка на RSS
Реклама: