Guardian: Шесть инноваций, делающих альтернативную энергетику "умнее"

Плавучая ветроэлектростанция недалеко от побережья провинции Фукусима (Япония)

В отличие от большинства солнечных батарей, ячейки которых делаются из кремния, при распечатке батарей на принтере светочувствительную краску можно наносить прямо на пластиковые рулоны формата A3.

— Такие солнечные «батареи» можно напылять буквально повсюду, на любые материалы и устройства, от оконных рам и упаковок до смартфонов и компьютеров, — говорит Фиона Скоулз, исследователь из австралийской Государственной ассоциации научных и прикладных исследований. Эта организация занимается разработкой фотоэлектрических элементов на протяжении восьми последних лет, и два года назад установила на крыше своего здания солнечные батареи, отпечатанные на принтере.

Хотя технология, по словам Скоулз, "более или менее готова к применению" и способна уменьшать энергопотребление объектов, на которых установлены отпечатанные на принтере солнечные батареи, продукт пока не отвечает стандартам производительности широко используемых кремниевых устройств, эффективность которых во много раз выше.

2. Плавучие ветроэлектростанции

Шотландские моря в недалеком будущем увидят крупнейшую в мире плавучую ветроэлектростанцию — правительство Шотландии утвердило соответствующий проект нефтегазовой компании Statoil.

Пять плавучих ветровых турбин мощностью по 6 МВт, соединенных между собой кабелями, станут на якорь в водах Великобритании и, как ожидается, будут вырабатывать энергию, достаточную для обеспечения 20 тысяч жилых домов.

— Развитие плавучих ветряных электростанций может в корне изменить ситуацию в отрасли, — говорит Пол Митчелл, директор Института энергетики в Абердине. — Драйверами их масштабного развертывания станут снижение стоимости производства электроэнергии по сравнению с другими формами генерации и, конечно, государственная политика.

В настоящее время в Шотландии на начальных стадиях развития находятся еще два подобных проекта, аналогичные электростанции разрабатываются в Норвегии, Португалии, США и Японии.

Однако, необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить, какое воздействие плавучие ветряки оказывают на окружающую среду. По прогнозу Митчелла, такие ветроэлектростанции станут конкурентоспособными не раньше, чем через пять лет.

3. Летающие электростанции для лагерей беженцев

Во время гуманитарных катастроф подача электричества является приоритетной задачей организаций, оказывающих помощь пострадавшим. В лагерях беженцев, которые часто расположены в местах, не имеющих доступа к общей энергосистеме, чаще всего используются дизельные генераторы, но бывает, что их не всегда можно быстро доставить в зону конфликта; к тому же, их эксплуатация дорого обходится.

Команда французских конструкторов полагает, что ей удалось найти экологически чистое решение — воздушные шары, покрытые фотоэлектрическими элементами.

Шар Zephyr диаметром 4 метра может произвести электроэнергию, достаточную для обеспечения 50 человек, одной временной больницы или телекоммуникационного блока. Электричество передается на землю, где его можно накапливать в аккумуляторе или использовать сразу же.

Этот продукт, сравнимый с воздушными змеями-электростанциями Makani компании Google, получил поддержку энергетической корпорации EDF после победы на французском конкурсе «Премия Дайсона». В настоящее время команда пытается привлечь средства для создания первого опытного образца. Конструкторы рассчитывают, что он будет готов к 2017 году, а продукт появится на рынке еще через год. По их словам, такие шары можно будет использовать также во время мероприятий на открытом воздухе, в удаленных населенных пунктах и густонаселенных городах, где коммерсантам не хватает площадей для строительства электростанций.

4. Водяные насосы на солнечных батареях

В Африке хорошо знают, что такое засуха и нехватка воды, а также заболевания и конфликты, из-за этого возникающие. Проблема усугубляется ухудшением экологии, а Межправительственная группа по проблемам изменения климата прогнозирует, что в течение пяти лет с дефицитом воды могут столкнуться около полумиллиарда людей.

При этом большинство засушливых районов африканского континента располагают крупнейшими в мире запасами грунтовой пресной воды. Уже сегодня в некоторых регионах Африки водяные насосы на солнечных батареях помогают местным общинам получать эту влагу.

Пятиметровый насос может ежедневно добывать 30 тысяч литров воды из скважины глубиной 100 метров.

Эндрю Хит из благотворительного фонда Practical Action, говорит, что потенциал солнечной энергии безграничен. Фонд участвовал в установке более десятка насосов на солнечных батареях в северной части Кении.

— Это замечательный проект в том смысле, что он использует общедоступный ресурс, солнце, для получения дефицитного ресурса, воды, и не нуждается в подключении к национальной энергосистеме, — говорит он.

С 2009 года цена солнечных батарей снизилась на 70%, но в Африке не хватает квалифицированных специалистов, которые могли бы производить и устанавливать эти батареи, а поскольку в регионе не затихают конфликты, насосы должны постоянно находиться под вооруженной охраной.

5. Солнечные батареи, использующие принцип киригами

Производство солнечных панелей, ориентированных на движение солнца по небу, с тем чтобы улавливать максимум солнечного света, идея не новая. Но технология, которая используется в настоящее время, громоздкая и дорогостоящая, и ее можно применять лишь на определенных типах установок.

Команда Макса Штейна из Университета Мичигана создала конструкцию солнечной батареи, техническое решение которой навеяно киригами — японским искусством вырезания из бумаги. Отдельные элементы батареи, если их потянуть, меняют наклон и перемещаются относительно друг друга. По мнению разработчиков, устанавливать инновационные батареи будет легче, чем обычные, а делать их можно будет из более дешевых и легких материалов. В статье, посвященной данной разработке и опубликованной в журнале Nature Communications, ученые утверждают, что их батареи на 35% эффективнее по сравнению с традиционными.

Новая технология "позволяет нам взять любой гибкий фотоэлектрический элемент и, сделав в нем прорези, деформировать определенным образом. Формы очень просты и забавны, а эффект неожиданный, хотя и очевидный после того, как это проделано", говорит Штейн.

6. Уличный фонарь, уничтожающий комаров

Малазийские исследователи создали уличный фонарь, помогающий бороться не только с изменением климата, но и с комарами — переносчиками различных болезней.

Светодиодный фонарь представляет собой энергетический гибрид, объединяющий солнечную батарею и ветряк. Комары летят к фонарю, потому что он выделяет углекислый газ, как и люди при дыхании. Глава команды разработчиков, д-р Чонг Вэнь Тун пояснил, что углекислый газ выделяется в "сравнительно малых объемах", и преимущества альтернативной энергетики с лихвой компенсируют эмиссию. Улететь от фонаря комарам не дает вентилятор. Исследователи надеются, что новый вид уличного освещения поможет предотвращать лихорадку денге — вирусное заболевание, распространенное в тропиках, вакцины против которого в настоящее время не существует.

Два опытных фонаря установлены в настоящее время на территории кампуса Малайского университета в Куала-Лумпуре, где и ведется их разработка. Еще шесть таких фонарей — на улицах малазийской столицы. В настоящее время разработчики готовятся к выводу продукта на рынок.

Срок службы инновационных фонарей гораздо больше, чем у традиционных светильников, но производство пилотных прототипов обошлось в 20 тысяч фунтов стерлингов, а каждый фонарь в настоящее время стоит 1700 фунтов.

Оригинал материала:

http://www.theguardian.com/global-development-professionals-network/2015/nov/30/six-innovations-smarter-renewable-power#img-1