Альтернативная энергетика и энергосбережение

Взаимное стремление к укреплению торгово-экономических отношений даёт возможность для развития совместных промышленных проектов в том числе в водородной энергетике. Значительный потенциал сотрудничества между Россией и ОАЭ может раскрыться в многовекторной кооперации по проектированию и производству оборудования для сжижения, хранения и транспортировки водорода, а также по разработке международных и гармонизации национальных стандартов в этой области. Этот подход отражён и в подписанном сегодня Меморандуме. Учитывая мировую значимость поиска низкоуглеродных, но при этом энергоёмких и универсальных технологических решений, мы представили нашим коллегам из Объединенных Арабских Эмиратов Атлас российских проектов по низкоуглеродному и безуглеродному водороду и аммиаку, уже насчитывающий 41 проект по всей России,
- отметил Денис Мантуров.

Меморандум о взаимопонимании является неотъемлемой частью стратегического видения нашего руководства - налаживать новую и укреплять существующую международную кооперацию, которая соответствует целям устойчивого развития». Работа с Министерством промышленности и торговли РФ в рамках развития водородного топлива дополняет давние отношения между нашими странами и отражает новые директивы по поиску чистых и устойчивых источников энергии, особенно когда мировая экономика начинает оправляться от последствий COVID-19,
- сказал Султан Аль Джабер.

Это сотрудничество укрепляет прочное партнерство, существующее между ОАЭ и Российской Федерацией, особенно в части двусторонних инвестиций, сосредоточенных в приоритетных секторах, таких как промышленность, информационные технологии, инфраструктура, нефтехимия и энергетика, каждый из которых является краеугольным камнем для создания и развития водородной отрасли. Признавая потребность мира в источниках энергии с низким уровнем выбросов, можно точно сказать, что водород существенно изменит будущее энергетики и промышленности,
- добавил он.

ОАЭ предлагают несколько стратегических преимуществ в области развития водородного топлива, включая ресурсы газа и чистую электроэнергию из возобновляемых источников энергии, таких как солнце и ветер. В сочетании с возможностями ОАЭ по хранению и транспортировке эти преимущества повышают конкурентоспособность страны в области технологий водородного топлива. Это позволяет расширить наши возможности по всей производственно-сбытовой цепочке сектора, а также поднять инфраструктуру на новый качественный уровень благодаря сотрудничеству с российскими коллегами за счет утверждения международных стандартов,
- подчеркнул Аль Джабер.

"Конечной целью проекта является создание устройства, преобразующего природный газ, бензин и/или дизельное топливо в электроэнергию электрохимическим способом, - без применения генераторов, двигателей внутреннего сгорания и аналогичных устройств. В качестве предпочтительного топлива в рамках НИР рассматривается природный газ", - сказано в сообщении, распространенном в четверг.

По информации пресс-службы, готовое устройство будет состоять из двух частей. Первая часть - блок или агрегат, который будет преобразовывать углеводородное топливо в водород. В активе холдинга уже есть несколько ноу-хау, которые лягут в основу этой части проекта. Вторая часть - топливный элемент: получение электрической энергии из водорода. Сопутствующим продуктом в рамках этой части проекта может стать сеть заправочных станций (водородное топливо).

"Ожидаемый КПД всего устройства - 40 %, мощность - около 10 кВт. Готовое изделие при работе будет выделять в окружающую среду минимальное количество тепла, а по уровню шума встанет в один ряд с бытовыми электроприборами", - сказано в пресс-релизе.

Сообщается, что цена такого блока будет сравнительно невысокой, сопоставимой с классическими электромеханическими устройствами. Образец с озвученными характеристиками увидит свет в течение ближайших трех лет. При этом объем финансовых затрат на разработку не превысит 40 млн рублей, а расчетная себестоимость изделия ожидается на уровне, позволяющем организовать его крупносерийное производство.

"На сегодня уже создан лабораторный образец изделия мощностью 1 кВт", - информирует пресс-служба.

Странный мир квантовой механики буквально наполнен явлениями, которые с обычной точки зрения кажутся полностью невозможными. Даже достаточно большие молекулы могут "переплестись" так, что они начинают демонстрировать коллективное поведение, становясь, по сути, квантовым объектом более крупного масштаба. Такое коллективное поведение затрагивает собой свойство суперадсорбции (суперпоглощения), которое повышает способности молекулы к поглощению фотонов света и накоплению энергии.
"Cуперадсорбция является коллективным квантовым эффектом, в котором непосредственно задействованы переходы между энергетическими состояниями молекул" - рассказывает Джэймс Куач (James Quach), исследователь из университета Аделаиды, - "В этом деле принимает непосредственное участие так называемая конструктивная интерференция, которой подвержены волны всех длин (свет, радиоволны, звук и даже механические колебания). Такая интерференция происходит, когда волны с различными длинами складываются и оказывают большее влияние на окружающую среду, чем волны только с одной длиной волны. На квантовом уровне это позволяет объединению молекул поглощать свет более эффективно, чем в случае, если бы каждая из молекул работала индивидуально".
Квантовое коллективное поведение молекул, составляющих рабочее тело аккумуляторной батареи, приводит к появлению озвученного в начале статьи парадокса - чем большее количество молекул входит в состав батареи, тем больше ее емкость и тем быстрее она может быть заряжена. По крайней мере, так все должно работать согласно теории.
Однако, эффект суперадсорбции до последнего времени был продемонстрирован только в масштабах, которые совершенно не подходят для практической реализации квантовых батарей. И лишь недавно ученым удалось сдвинуть все это с места при помощи нового экспериментального устройства. В основу этого устройства лег активный слой из молекул вещества-красителя Lumogen-F Orange, которые достаточно легко адсорбируют фотоны света. Этот слой был расположен в оптической микрополости между двумя зеркалами.
Зеркала, окружающие оптическую полость, являются не совсем простыми, они состоят из чередующихся слоев диэлектрических материалов, диоксида кремния и пятиокиси ниобия. Такие зеркала называют распределенными отражателями Брэгга (distributed Bragg reflector) и они отражают намного больше фотонов света, чем обычные стеклянные зеркала с металлическим покрытием.
Затем, при помощи технологии сверхскоростной переходной абсорбционной спектроскопии, исследователи провели измерения параметров, имеющих отношение к процессу аккумулирования и хранения энергии молекулами вещества Lumogen-F Orange. Но самым интересным оказался момент, когда исследователи увеличили размер оптической полсти и количество заключенных в ней молекул поглотителя. Время полной "зарядки" этого накопителя оптической энергией уменьшилось, демонстрируя непосредственную работу эффекта суперадсорбции.

В герметичный фрагмент солнечной кровли интегрированы 248 гибких тонкопленочных ячеек, которые преобразуют солнечный свет в электроэнергию. При частичном затемнении панель продолжает вырабатывать электроэнергию: отключаются только те ячейки, которые попали в тень.

Вес фрагмента составляет 18 кг, толщина — 2 мм, он легко демонтируется для сдачи в аренду. Для транспортировки крупный модуль можно свернуть в компактный рулон диаметром — 800 мм. 

«Разработанная нами технология соединения единичных фрагментов размером 3400х1000 мм помогла нам изготовить панель рекордной площади — 6,8 метров. Сейчас мы организуем мелкосерийное производство таких модулей в Троицке, а после испытаний и сертификации они станут полноценным продуктом со всеми преимуществами фотовольтаических систем Solartek: легкостью, простотой монтажа, минимальными требованиями к кровле и возможностью легкого снятия для сдачи в аренду», — рассказал генеральный директор Solartek Дмитрий Яковлев.

В планах компании — организация производства таких модулей, их испытания и верификация по заказу крупных застройщиков и торговых центров.

С помощью передового технологического оснащения ученые исследуют свойства современных сверхпроводящих и ферромагнитных материалов в сильных магнитных полях, а также спроектируют и сконструируют кинетические и сверхпроводниковые индукционные накопители, сверхпроводящие кабели нового типа, электромоторы и генераторы, которые практически не имеют ограничений по энергоемкости.
В зависимости от области применения такой энергетический кластер сможет выполнять различные функции: сглаживать суточные и часовые пики нагрузки электрических сетей, выступать в качестве альтернативы дизель-генераторных мобильных установок для выработки электрической энергии в труднодоступных районах страны, использоваться в аварийных системах энергоснабжения, что особенно актуально для предприятий, в которых оборудование встроено в непрерывные производственные циклы, и т.д. Партнером лаборатории в разработке сверхпроводниковых накопителей и кабелей выступает Объединенный институт ядерных исследований.
По словам директора Института ЛаПлаз, профессора Андрея Кузнецова, внедрение технологий сверхпроводимости в электрические системы является неизбежным, так как они обладают улучшенными энергетическими, массогабаритными, экологическими характеристиками и показателями надежности энергетических систем в целом. Подобные стационарные системы также гораздо экономичнее, так как заряжать накопители можно от солнечных батарей, ветрогенераторов или от стандартных сетей по ночному тарифу, а использовать в любой период времени.