Солнечные батареи: технология и экономика

 
1 6 7 8 9 10 11 12
+
-
edit
 


Предложена новая система получения водорода из воды на свету - Наука и техника - Химия - Компьюлента


Представленная химиками из Великобритании конструкция фотоэлектрода, изготавливаемого из доступных и не слишком дорогих материалов, позволяет с высокой эффективностью вырабатывать водород из воды.

// science.compulenta.ru
 


Предложена новая система получения водорода из воды на свету
Химики из Университета Восточной Англии предложили конструкцию изготавливаемого из вполне доступных материалов фотоэлектрода, которая позволяет с высокой эффективностью вырабатывать водород из воды.

Наноструктуры, полученные из фосфида индия.
Новый электрод имеет основание из золота, покрытое слоями наночастиц фосфида индия InP; третьим компонентом системы служит каталитический комплекс [Fe2S2(CO)6]. При погружении в воду и пропускании сравнительно малого тока такая фотоэлектрокаталитическая система может вырабатывать водород, причем эффективность этого процесса доходит до 60%.

Механизм реакции авторы описывают так: сначала падающие фотоны поглощаются нанокристаллами InP и переводят их электроны в возбужденное состояние. Затем эти электроны передаются железо-серному комплексу, а оттуда — ионам водорода H+ в окружающей воде, которые высвобождаются в форме H2. Необходимые наночастицам фосфида индия электроны предоставляет золотой электрод.

Как можно заметить, авторы сумели обойтись без использования органических молекул, что заметно увеличивает срок службы фотоэлектрода. «Наша система надежна, эффективна и не содержит токсичных тяжелых металлов, — пытается заинтересовать инвесторов один из авторов работы Томас Нанн (Thomas Nann). — Думаю, у нее есть хорошие шансы в борьбе с другими предложениями в области промышленного получения водорода».

Полная версия отчета ученых будет опубликована в журнале Angewandte Chemie International Edition.
Alex Barri

Posts: 301
Joined: Fri Dec 12, 2008 3:07 pm
Location: Moscow
Private messageWebsite
 8.08.0

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Кажется, это как бы не первые реально лётные тонкоплёночные фотоэлементы (малые элементы, еще на "Мире" летавшие исключительно для испытаний, и вроде как ничего не запитывавшие, тут вряд ли можно засчитать).

Японский парусник готов уплыть на Венеру

Его название – это сокращение, а также дань памяти легендарному греческому герою, поднявшемуся к Солнцу. «Но в отличие от мифического Икара IKAROS не упадёт», — спешит заверить представитель японского космического агентства Юити Цуда (Yuichi Tsuda). Хочется верить, ведь перед нами – первый солнечный парусник, вознамерившийся улететь далеко от Земли. // www.membrana.ru
 

Японский межпланетный КА IKAROS

http://www.membrana.ru/images/articles/1272967141-3.jpeg [not image]


По кпд и проч. данных пока не нашёл.
 2.0.0.82.0.0.8

ccsr

трамвайный
★★★★
админ. бан
Fakir> Оказывается, что на нынешних "Союзах" летают СБ кремниевые, с КПД 9-10% (то есть так скз простейшие, однокаскадные и вообще без каких-либо наворотов - ну почти как в калькуляторе :) ).
Fakir> Такой вот получается превалент экономики над технологией :)
Это заблуждение, т.к. еще в восьмидесятых годах на производстве было освоено изготовление кремниевых СБ с кпд близким к 18% ( а в отдельных случаях и более - правда точную цифру я не помню).Руководил тем производством Ю.В.Скоков - личность достаточно известная в определенных кругах. К слову, мы тогда по многим параметрам кремниевых СБ обогнали почти все страны мира - разумеется в военном направлении.
Были у них тогда и работы и с арсенидом галлия, но цена зашкаливала и заказчиков не нашлось.
 7.07.0

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
ccsr> Это заблуждение,

Это не заблуждение, а медицинский факт :)

ccsr> т.к. еще в восьмидесятых годах на производстве было освоено изготовление кремниевых СБ с кпд близким к 18% ( а в отдельных случаях и более - правда точную цифру я не помню).
ccsr> Были у них тогда и работы и с арсенидом галлия, но цена зашкаливала и заказчиков не нашлось.

Речь же не о том, что у нас не умели и не умеют делать СБ с большим, чем 9%, КПД.
Конечно, умели и умеют - и делали, и кое-где летали (арсенид-галлиевые были как минимум на луноходах и на "Мире", хотя еще и однокаскадные). Ну в общем странно было бы, если б не умели - с учётом хотя бы того, что нобель Алфёрова как раз за гетероструктуры :)
Сейчас и многокаскадные умеют выпекать - и не только в качестве лабораторных изделий, но могут сделать и для реального применения.

Речь-то не об этом - а о том, что по факту при всём при том конкретно на КК "Союз" стоят кремниевые на 9%. Очевидно, простота, отработанность и дешевизна тут оказалась важнее - "Союз"-то сильно подолгу не летает, всего-то в космосе проводит обычно около полугода, из них в свободном полёте - считанные дни; тут вполне хватает и недорогих СБ умеренной мощности, на долговечность и высокую радиационную стойкость просто плевать. Собственно, сейчас в "Энергии" рассматривают вариант вообще снять СБ с корабля, и при полёте до станции обходиться аккумуляторами.
 3.0.153.0.15
RU Памятливый45 #06.07.2010 18:57  @Fakir#06.07.2010 18:19
+
0 (+1/-1)
-
edit
 

Памятливый45

злопамятливый
☆★★★
Fakir> ..."Союз"-то сильно подолгу не летает, всего-то в космосе проводит обычно около полугода, из них в свободном полёте - считанные дни; тут вполне хватает и недорогих СБ умеренной мощности, на долговечность и высокую радиационную стойкость просто плевать. Собственно, сейчас в "Энергии" рассматривают вариант вообще снять СБ с корабля, и при полёте до станции обходиться аккумуляторами.
Вообщето ТГУ или ГТУ на 6 кВт питается теми же компонетами, что и ЖРД КА.
А аккумуляторные батареи входят в комплект с СБ в систему электропитания.
Без аккумуляторов то -никуда.
В этот комплект входит и система ориентации КА относительно Солнца.
Я уже молчу про аэродинамическое сопротивление сих лопухов, которое составляет до 90% и требует периодически тратить топливо на подъём орбиты.
 7.07.0

ccsr

трамвайный
★★★★
админ. бан
Fakir> Речь-то не об этом - а о том, что по факту при всём при том конкретно на КК "Союз" стоят кремниевые на 9%. Очевидно, простота, отработанность и дешевизна тут оказалась важнее - "Союз"-то сильно подолгу не летает, всего-то в космосе проводит обычно около полугода, из них в свободном полёте - считанные дни; тут вполне хватает и недорогих СБ умеренной мощности, на долговечность и высокую радиационную стойкость просто плевать.
Не понятен смысл использования СБ с низким кпд кремния - массо-габаритные характеристики пластин с разным КПД не отличаются друг от друга, а вот за счет меньшего их количества с большим КПД можно сократить размеры самой батареи.
Да и сама технология создания кремниевых пластин не сильно отличается в производстве.
Конечно цена играет роль, но на общем фоне затрат на весь корабль она не такая уж громадная. Может у вас есть ссылка на источник, где указаны точные данные по это вопросу?
 7.07.0

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
ccsr> Не понятен смысл использования СБ с низким кпд кремния

Очевидно, смысл самый простой - так дешевле :) И привычней. И надёжней в результате.

ccsr> а вот за счет меньшего их количества с большим КПД можно сократить размеры самой батареи.

А размер там почти наверняка примерно один и тот же еще с 60-х. Ну уж точно с 80-х.
Если что-то и менялось, то вряд ли радикально.

ccsr> Конечно цена играет роль, но на общем фоне затрат на весь корабль она не такая уж громадная.

Ну так а СМЫСЛ?
Чего бы добились, поставив СБ с большим КПД? Ну сэкономили сколько-то там кило массы при той же мощности. А киловатт космического фотоэлемента с ростом КПД быстро дорожает. Т.е. панель стоила бы больше, хотя весила меньше, выгода только на снижении затрат на выведение. При сравнительно небольшой себестоимости выведения килограмма отечественными ракетами (несколько тысяч $ за кг) - это бы наверняка не окупилось.
Да что там - на "Союзах" много лет возили триста кило свинцового балласта. Буквально. На фоне этого выгадать лишний десяток кг на СБ - ну... не то чтоб первоочередная задача :)

А главное - пилотируемый КК в первую очередь должен быть надёжным. Т.е. существенные изменения без большой выгоды и/или необходимости делаются редко :)

ccsr> Может у вас есть ссылка на источник, где указаны точные данные по это вопросу?

Как принято писать в некоторых случаях в англоязычных статьях - personal communications :)
 3.0.153.0.15

ccsr

трамвайный
★★★★
админ. бан
ccsr>> Не понятен смысл использования СБ с низким кпд кремния
Fakir> Очевидно, смысл самый простой - так дешевле :) И привычней. И надёжней в результате.
Fakir> Как принято писать в некоторых случаях в англоязычных статьях - personal communications :)
Я не знаю как сейчас обстоят дела с производством СБ, но в старое время при их создании все пластины сортировались по ряду их параметров, чтобы выбрать однотипные, а потом уже из них собирать линейки.В процессе отбора выбраковывались и те, чей КПД не соответствовал требованиям и поэтому делать специально кремниевые пластины с пониженными характеристиками не имело смысла. Как я понимаю, не всем КА подходят маломощные СБ - значит с точки зрения экономии выгоднее не производить пластины с малым КПД, а гораздо проще использовать выбраковку. К слову, я знаю устройства, которые как раз и были построены на кремниевых элементах, которые не прошли приемку, но для других условий отлично подходили. Так что я не совсем верю в то что вам кто-то сообщил, хотя бы потому, что выбраковынные элементы имели КПД гораздо выше, чем заявленные вами.
 7.07.0

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Хорошая капитальная книжка - жаль, раньше не видел.
The handbook of photovolatic science and engineering (2005)
http://gen.lib.rus.ec/...
50 MB

Есть более раннее издание, 2003 - оно 15 Мб.
 3.0.153.0.15

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Устарело, но любопытно. Надеюсь, пр-во уже запустили.

РОСНАНО инвестирует в производство солнечных батарей для космических аппаратов

актуальные новости энергетики. Наблюдательный совет Российской корпорации нанотехнологий (РОСНАНО) одобрил проект по созданию совместного с ОАО «НПП «Квант» производства солнечных батарей для космических аппаратов. // www.energyland.info
 


Наблюдательный совет Российской корпорации нанотехнологий (РОСНАНО) одобрил проект по созданию совместного с ОАО «НПП «Квант» производства солнечных батарей для космических аппаратов.

Продукцией проекта станут солнечные батареи, предназначенные для космических спутников и орбитальных станций. Их основой является арсенид галлия, который позволяет вдвое – с 15 до 32% поднять эффективность батарей, по сравнению с кремниевыми. Новые батареи создаются на основе трехкаскадных солнечных элементов – до 30 чередующихся слоев, каждый толщиной 10-15 нм.

Новые батареи будут полностью соответствовать требованиям мировых производителей космических аппаратов к солнечным энергосистемам. Их КПД в условиях космоса составит около 30%, ресурс работы – 15 лет, что соответствует уровню лучших мировых аналогов. Высокое качество продукта сочетается с конкурентоспособной ценой, получаемой за счёт более низкой стоимости производства солнечных фотоэлементов, по сравнению с закупаемыми в настоящий момент иностранными аналогами.

На сегодняшний день в России нет собственного промышленного производства мультикаскадных солнечных элементов на основе арсенида галлия. При этом, согласно государственной политике развития космической отрасли в России, солнечные батареи для российских космических аппаратов должны производиться в России. Оба предприятия, занимающиеся сейчас сборкой солнечных батарей (НПП «Квант» и ОАО «Сатурн») покупают солнечные элементы на основе арсенида галлия за рубежом. Таким образом, успешное выполнение проекта будет способствовать решению крайне важной для отечественной космической отрасли задачи - создания собственного полного цикла производства современных солнечных батарей для космических аппаратов, что существенно снизит зависимость от иностранных поставщиков.

«Данный проект нацелен на защиту российских интересов в программе освоения космоса. Он имеет и ярко выраженное экономическое значение – 70% стоимости космической солнечной батареи приходится именно на солнечные элементы, которые мы сейчас на 100% импортируем», – подчеркнул управляющий директор РОСНАНО Александр Кондрашов.

РОСНАНО предоставит ОАО «НПП «Квант» долгосрочный заём в размере 550 млн руб. сроком на 5 лет. ОАО «Информационные спутниковые системы» им. академика М.Ф. Решетнёва», основной потребитель продукции проекта, вносит в проект 50 млн руб. в качестве займа.

Производство создается на базе ОАО «НПП «Квант» в Москве. Первые образцы продукции будут выпущены уже в 2009 году. Выход на полную проектную мощность – производство солнечных элементов площадью 240 м2 – ожидается в 2012 году. ОАО «НПП «Квант» уже заключены договоры с производителями космических аппаратов на поставку солнечных батарей на основе арсенида галлия на период с 2009 по 2016 гг., что обеспечивает заказами 60% продукции, произведенной за эти годы. Планируется, что потребителями продукции также будут зарубежные производители космических аппаратов.



Крайне удивило, что стоимость самих фотоэлентов всего 70% от стоимости панели.


До кучи - график:
 3.6.33.6.3

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Корни: статья 1957 года. Причём опубликована до запуска ПС.



Кремниевые солнечные батареи как источники электрического питания искусственных спутников земли


Кремниевые солнечные батареи как источники электрического питания искусственных спутников земли, Маловецкая В.М., Вавилов В.С.

// ufn.ru
 


Кремниевые солнечные батареи как источники электрического питания искусственных спутников Земли
В.М. Маловецкая, В.С. Вавилов а
а Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, Москва, Российская Федерация

Электрическое питание научной аппаратуры и телеметрического устройства искусственного спутника Земли за счет аккумуляторов и гальванических батарей на его борту может происходить только в течение ограниченного времени. Длительная же работа аппаратуры возможна лишь при условии использования солнечной энергии. Из известных в настоящее время способов преобразования солнечной энергии в электрическую наиболее перспективным является использование фотоэлектрических полупроводниковых батарей.

http://ufn.ru/ufn57/ufn57_9/Russian/r579h.pdf

  • причём очень похоже, что один из авторов - сын С.И.Вавилова
 3.6.133.6.13

Lev1

втянувшийся

С СБ не все таке просто. ОК летит к ОС 10-50 часов (округленно). СБ на ОК работают. Потом ОК стыкуется к ОС и болтается в состае ОС полгода в режиме полуконсервации - СБ не работают. Потом ОК отстыковывается - СБ работают еще 6-10 часов.
Имеет ли смысл ставить на ОК дорогие производительные СБ если они отработают в лучшем случае трое суток из полгода? Может эффективнее ставить на ОК самое дешевое?
 8.08.0

alex_ii

аксакал
★★
Lev1> Имеет ли смысл ставить на ОК дорогие производительные СБ если они отработают в лучшем случае трое суток из полгода? Может эффективнее ставить на ОК самое дешевое?
А нет ли в таком случае смысла убрать СБ совсем? Уж пару-то суток полета к станции корабль может и на аккумуляторах продержаться... А на обратный путь - от бортсети МКС дозарядят.
 12.0.742.10012.0.742.100
+
-1
-
edit
 

Jerard

аксакал

alex_ii> Уж пару-то суток полета к станции корабль может и на аккумуляторах продержаться...

Лучше на ТЭ... но это-ж работать надо... разрабатывать, испытывать... бабло мимо пропускать...
"Остановите Землю — я сойду" (С) Лесли Брикасс, Энтони Ньюли  5.05.0

au

   
★★☆
Lev1> Имеет ли смысл ставить на ОК дорогие производительные СБ если они отработают в лучшем случае трое суток из полгода?

Что значит "дорогие", "производительные"? Если это 1% от стоимости корабля — это дорогие? Если это будет CIGS батарея и она покрывает поверхности, то она стоит копейки, а эффективность выше привычной для советского космоса.


Copper indium gallium selenide solar cells - Wikipedia, the free encyclopedia


Copper indium gallium selenide solar cells
From Wikipedia, the free encyclopedia
Jump to: navigation,
search
Copper indium gallium selenide (CuIn1-xGaxSe2 or CIGS) is a direct bandgap semiconductor useful for the manufacture of solar cells. Because the material strongly absorbs sunlight, a much thinner film is required than of other semiconductor materials. The CIGS absorber is deposited on a glass backing, along with electrodes to collect current.
CIGS's absorption coefficient is higher than any other semiconductor used for solar modules.

// Дальше —
en.wikipedia.org
 


> Может эффективнее ставить на ОК самое дешевое?

Эффективнее — неправильное здесь слово. Дешевле. И тут стоит вспомнить поговорку: you pay peanuts, you get monkeys.
 
+
-
edit
 

alex_ii

аксакал
★★
Jerard> Лучше на ТЭ... но это-ж работать надо... разрабатывать, испытывать... бабло мимо пропускать...
Топливные элементы - это не для Союза, это в лучшем случае для новых кораблей. Возни с интеграцией в корабль много. А аккумуляторы на Союзе уже есть, их разве что придется сделать более емкими...
 12.0.742.10012.0.742.100
+
-
edit
 

Jerard

аксакал

alex_ii> Топливные элементы - это не для Союза
Ну, поставили же цифру в РН.

> А аккумуляторы на Союзе уже есть, их разве что придется сделать более емкими...
Возни, однако, столько же будет. Может потребление снизить?
"Остановите Землю — я сойду" (С) Лесли Брикасс, Энтони Ньюли  5.05.0
+
-
edit
 

alex_ii

аксакал
★★
Jerard> Возни, однако, столько же будет. Может потребление снизить?

И так на ТМА-М должно снизиться на цифровом оборудовании...
 12.0.742.10012.0.742.100

Lev1

втянувшийся

Jerard>> Возни, однако, столько же будет. Может потребление снизить?
alex_ii> И так на ТМА-М должно снизиться на цифровом оборудовании...
 8.08.0

Lev1

втянувшийся

Jerard>> Возни, однако, столько же будет. Может потребление снизить?
alex_ii> И так на ТМА-М должно снизиться на цифровом оборудовании...
Потребление снижается при активной работе в пиках но повышается в спящем (консервационном)режиме. В целом за полгода в составе ОС ТМА-М съест больше электроэнергии чем ТМА. То же касается Прогрессов.
 8.08.0

Mishka

модератор
★★★
Lev1> Потребление снижается при активной работе в пиках но повышается в спящем (консервационном)режиме. В целом за полгода в составе ОС ТМА-М съест больше электроэнергии чем ТМА. То же касается Прогрессов.

Повышается именно расход или его относительный вклад в общий расход?
 

Lev1

втянувшийся

Jerard>>> Возни, однако, столько же будет. Может потребление снизить?
alex_ii>> И так на ТМА-М должно снизиться на цифровом оборудовании...
Lev1> Потребление снижается при активной работе в пиках но повышается в спящем (консервационном)режиме. В целом за полгода в составе ОС ТМА-М съест больше электроэнергии чем ТМА. То же касается Прогрессов.
Сейчас предполагается установить на Союзы-Прогрессы АСН (автономную систему навигации). Корабли смогут самостоятельно вычислять свои навигационные параметры и стыковаться с ОС даже без связи с наземным ЦУП. Это должно занять не 2 суток а 7-9 витков, не более 10 часов.
Параллельно на Гео выводятся спутники системы Луч которые обеспечат круглосуточную связь всех летающих объектов в том числе МКС и кораблей с наземным ЦуП. Т.е. 10-часовая схема стыковки кораблей будет дополнительно подстрахована.
В этой связи я вообще не вижу смысла трат денег на модернизацию СБ и СЭС кораблей Союз и Пролгресс которая (СБ и СЭС) в штатном варианте должна работать несколько часов. Это - деньги на ветер.
 8.08.0

Lev1

втянувшийся

Lev1>> Потребление снижается при активной работе в пиках но повышается в спящем (консервационном)режиме. В целом за полгода в составе ОС ТМА-М съест больше электроэнергии чем ТМА. То же касается Прогрессов.
Mishka> Повышается именно расход или его относительный вклад в общий расход?
Повышается именно суммарное общее энергопотребление кораблей в течение полугода нахождения в составе ОС (МКС) плюс автономный полет.
Энергопотребление во время автономного полета снижается. Энергопотребление во время нахождения в составе ОС повышается.
 8.08.0

Lev1

втянувшийся

Есть один неубиваемый аргумент в защиту новых дорогих СБ на Союзах/Прогрессах. Это когда НПП "Квант" скажет что прекращает выпуск СБ предыдущего поколения и придется по неизбежности ставить новые СБ и мудрить с СЭС.
 8.08.0

Lev1

втянувшийся

Лично мне с технико-экономической точки зрения вся эта эпопея с новыми СБ и СЭС на Союзах-Прогрессах напоминает историю с пересаживанием Союзов-Прогрессов с РН Союз У-ФГ на Союз-2. Никаких выгод а РН в полтора раза дороже. Автоматом повышаем стоимость кресла и стоимость доставки кг груза.
Сами срем себе в карман.
 8.08.0

1 6 7 8 9 10 11 12

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru