В последнее время человечество повсеместно начало раскрывать потенциал солнечной энергии, прямо на наших глазах мир начинает преобразовываться, сменяя унылые пейзажи дымящих труб на приветливые солнцу зеркала и солнечные крыши домов, принимающие дары солнечного света. Потенциал использования энергии Солнца безграничен и если научиться максимально извлекать пользу из нее, человечество сможет решить фундаментальные энергетические, экономические и экологические проблемы.

Первая солнечная панель

Чарльз Фриттс считается отцом солнечной техники. В 1884 году он создал первый рабочий солнечный модуль и установил его на крыше здания в Нью-Йорке, чтобы проверить его экономическую жизнеспособность. В то время в солнечных панелях вместо кремния использовался селен в дополнение к очень тонкому слою золота на поверхности. Хоть устройство и работало, но высокая стоимость материалов сделала его использование экономически нецелесообразным. Интересно также, что это исследование проводилось до публикации Альберта Эйнштейна «Фотоэлектрический эффект», который стал базовым знанием современной солнечной промышленности.

Первая практическая солнечная батарея

Созданный инженером-электриком Джеральдом Пирсоном и физиком / химиком Кальвином Фуллером, первый практический солнечный элемент был показан 25 апреля 1954 года в Bell Labs в Нью-Джерси. Технология была быстро принята, как основа дальнейших разработок, сначала телефонными компаниями (1955), а затем Министерством обороны США для транспортных средств и спутников в космосе (1958).

Первая солнечная электростанция которая преодолела порог в 1 МВт — станция Lugo PV

В свое время солнечная электростанция Lugo PV в Калифорнии, была крупнейшей в мире в своем роде. Установка была построена Atlantic Richfield Oil Company в 1982 году и установила рекорд, как крупнейший завод по производству солнечной энергии в то время, а так же был первым источником возобновляемой энергии, который преодолел барьер 1 МВт. Солнечная электростанция так и не смогла конкурировать с производителями электроэнергии на ископаемым топливом, и в конечном итоге была закрыта и распродана по частям.

Самая большая солнечная электростанция в мире — Солнечный парк пустыни Тенггер

Тенггер — пустынный солнечный парк, в Чжунвэй, Китай. Названный «Великой стеной солнечной энергии», в настоящее время это крупнейшая в мире фотоэлектрическая установка как по размеру, так и по производительности. Занимая площадь в 43 кв. км, она имеет мощность 1547 МВт.

Самый большая солнечная тепловая установка в мире — солнечный завод Иванпа (Ivanpah Solar Plant).

Солнечная электрогенерирующая система Иванпа, пустыня Мохаве, Калифорния. Законченный в 2014 году, завод имеет мощность 392 МВт (первоначально планировалась 440 МВт), что делает его крупнейшей солнечной тепловой станцией в мире, с ценой в 2,2 млрд. долл. Проект был разработан BrightSource Energy и Bechtel.

Самая милая станция солнечной энергии в мире — Panda Green Energy PV Park

Для популяризации и развития солнечной энергетики в Китае пошли по нестандартному пути: симпатичные солнечные парки в форме панды. Первая часть проекта на 250 акрах уже завершена, она генерирует 50 МВт, но ожидается, что ее мощность удвоится, после завершения строительства второй части станции.

Лучшая система солнечных панелей на орбите — Международная космическая станция

262 400 солнечных батарей управляют Международной космической станцией, которая вращается вокруг Земли со скоростью 4,76 миль / с. Солнечные батареи могли бы покрыть площадь, равную более половины площади футбольного поля и могут генерировать мощность 120 кВт. При солнечном свете станция отводит 60% электроэнергии, генерируемой батареям, для бесперебойной работы станции во время прохождения ею темной стороны, когда солнечный свет не доступен.

Тайваньский Стадион Дракона

8 844 солнечных батарей расположены в виде дракона на новом национальном стадионе в Тайване. Во время тестирования потребовалось всего 6 минут, чтобы включить все 3300 огней стадиона. В дни, когда стадион не используется, вырабатываемая им энергия может быть перенаправлена ​​в общую сеть, удовлетворяя 80% потребностей в энергии ближайшего района. По оценкам специалистов, стадион генерирует 1,14 млн. кВтч в год, предотвращая выброс 660 тонн двуокиси углерода в атмосферу в год.

Vanguard 1 — первый спутник, питаемый солнечным элементом

Миссия Vanguard 1 состояла в том, чтобы проверить возможности запуска трехступенчатого космического транспорта. Это был второй спутник, запущенный США, и первый в истории спутник, который питался от фотогальваники в 1958 году.

 

Финолу Виллы (Finholhu Villas) — Солнечная энергия на роскошном курорте

Финолу Виллы — роскошные островные виллы Club Med в южноазиатской стране Мальдивы. Эти роскошные курорты полностью самодостаточны, с солнечными батареями, установленными по всему острову. Местные называют их «энергосберегающей архитектурой», площадь солнечных панелей 6200 кв. м., включая систему хранения энергии. Сгенерированых 900 кВт достаточно для обеспечения нужд персонала и гостей на острове в любое время.

 

Китай строит дороги с солнечными батареями под ними, которые вскоре могут иметь возможность заряжать автомобили беспроводным способом и оказывать цифровое содействие в автоматизированных транспортных средствах. Этот второй проект солнечной дороги — часть скоростной автомагистрали Цзинань — простирается на 1,2 мили. Основным строительным элементом строительства является прозрачный бетон над слоем солнечных батарей.

Основные работы строительства завершены, остается лишь завершить работы подключения дороги к электрической сети.
Солнечное шоссе города Цзинань состоит из трех слоев. Верхний слой представляет собой прозрачный бетон, который имеет аналогичные структурные свойства со стандартным асфальтом. Центральным слоем являются панели солнечных батарей, которые обозначены как «несущие весы». Нижний слой должен отделить солнечные батареи от влажной земли снизу. Дорога будет достаточно прочной, чтобы безопасно пропускать через себя транспортные средства, такие как грузовик среднего размера.

Инженеры отметили, что вскоре можно будет интегрировать беспроводную зарядку автомобиля.

 

Последний и самый большой разъем питания для комбинированной системы зарядки (CCS) выполнен компанией Phoenix Contact для электромобилей емкостью аккумуляторов до 500 кВт.

Высокая мощность зарядки оценивается от 500А со скоростью до 1000 В, и обеспечивает обратную совместимость с текущим стандартом CCS.

Phoenix Contact HPC будет доступен как для основных регионов — рынка Северной Америки в версии Type 1, так и для Европы (и большей части остального мира) в версии Type 2.

Значение максимальной емкости аккумуляторной батареи 500 кВт, которую может обеспечить энергией данная зарядка, в настоящее время значительно превышает потребности электромобилей, производители которых только намекают на использование емкости в диапазоне 150 кВт и 350 кВт.

«До сих пор комбинированная система зарядки (CCS) допускала быструю зарядку с токами до 200 А. Однако для достижения значительно уменьшения времени зарядки необходимы значительно более высокие токи. Обычная технология зарядки приведет к опасному перегреву — или потребует больших, громоздких диаметров кабелей.

Технология HPC Phoenix Contact основана на активной системе охлаждения, которая позволяет производить зарядку током до 500 А без ущерба для безопасности или управляемости. В качестве хладагента они используют экологически чистую и удобную для использования смесь вода-гликоль. Данный состав охлаждает как зарядный кабель, так и контакты питания постоянного тока в разъеме автомобиля. Контактор также действует как радиатор из-за его высокой теплопроводности. Встроенные датчики температуры измеряют изменения тепла в реальном времени. Контроллер оценивает полученные данные и соответственно регулирует подачу охлаждающей жидкости. Это надежно предотвращает перегрев и в то же время повышает энергоэффективность системы охлаждения.

Система HPC от Phoenix Contact также включает несколько согласованных компонентов в области доставки. Они включают в себя блок охлаждения, согласованный с размерами зарядной станции, а также соответствующий контроллер для системы охлаждения в дополнение к разъему транспортного средства и зарядному кабелю. Кроме того, предлагается стандартизованный интерфейс для направления зарядного кабеля в зарядную станцию ​​с отключением натяжения. Коннектор автомобиля HPC основан на установленной комбинированной системе зарядки для Европы и Северной Америки и поэтому полностью совместим с CCS. Кроме того, он прост в обслуживании, так как сальниковая лицевая рама и контакты постоянного тока могут быть легко заменены в случае повреждения, без необходимости сливать хладагент. Это также особенно безопасно благодаря встроенным датчикам температуры и газа. Даже гибкий и легко управляемый зарядный кабель HPC предоставляет пользователю или оператору раннее предупреждение в случае риска для безопасности благодаря индикатору износа, встроенному в оболочку кабеля.

Система HPC обычно используется в общественных или коммерческих парках для погрузки, например, в зонах ожидания шоссейных дорог, где водитель электромобиля имеет ограниченное количество времени. Системы охлаждения и контроллеры обычно расположены в центре парковки, а отдельные децентрализованные зарядные станции снабжены охлаждающей жидкостью и имеют только отдельные теплообменники. Тем не менее, также возможно установить систему HPC на независимых зарядных станциях, в которых интегрированы системы охлаждения и контроллеры.

Модульный дизайн системы HPC обеспечивает высокую степень гибкости, а это означает, что ничто не мешает развивать современную высокопроизводительную быструю зарядную инфраструктуру по всей стране. Для реализации индивидуальных решений HPC Phoenix Contact предлагает своим клиентам профессиональный и экспертный консалтинг ».