Школа для Электрика. Все Секреты Мастерства. Образовательный сайт по электротехнике  
ElectricalSchool.info - большой образовательный проект на тему электричества и его использования. С помощью нашего сайта вы не только поймете, но и полюбите электротехнику, электронику и автоматику!
Электрические и магнитные явления в природе, науке и технике. Современная электроэнергетика, устройство электрических приборов, аппаратов и установок, промышленное электрооборудование и системы электроснабжения, электрический привод, альтернативные источники энергии и многое другое.
 
Школа для электрика | Правила электробезопасности | Электротехника | Электроника | Провода и кабели | Электрические схемы
Автоматизация | Тренды, актуальные вопросы | Передовые энергетические технологии | Обучение электриков | Контакты



 

База знаний | Избранные статьи | Эксплуатация электрооборудования | Электроснабжение
Электрические аппараты | Электрические машины | Электропривод | Электрическое освещение

 Школа для электрика / Передовые энергетические технологии / Наука, инжиниринг, технологии / Первая солнечная панель, которая будет производить водород вместо электричества


 Школа для электрика в Telegram

Первая солнечная панель, которая будет производить водород вместо электричества


Мы используем природный газ и нефть, чтобы согреть наши дома. Эти 3 вида сырья дорого обходятся нашей окружающей среде. В конце концов, они вызывают выброс опасного количества углекислого газа в атмосферу.

Чтобы остановить продолжающееся изменение климата, ЕС обязался сократить выбросы парниковых газов не менее чем на 40 процентов к 2030 году.

Биоинженеры из Католического университета Левана, KU Leuven (далее KUL), возможно, нашли способ значительно ускорить этот процесс: они создали солнечную панель, преобразующую солнечный свет и воздух в водород, который мы можем сжигать чисто и без выбросов.

Солнечная панель, преобразующая солнечный свет и воздух в водород

Использование солнечной энергии может принимать совершенно иную форму, чем та, которую мы знаем в традиционной концепции фотогальваники.

В этом году, после 10 лет разработки, бельгийские ученые из KUL представили новую специальную солнечную панель, которая вместо электричества будет производить зеленый водород.

Новая солнечная технология позволит производить водород из водяного пара, присутствующего в воздухе.

Водородная панель производит газообразный водород из солнечного света и воздуха с эффективностью преобразования энергии до 15 процентов. Это мировой рекорд.

На самом деле, этот процесс настолько быстр, что можно буквально увидеть, как появляются пузырьки водорода, как только солнечный свет падает на поверхность.

«Традиционная солнечная панель преобразует солнечный свет в электричество, а наша панель преобразует влагу из воздуха в газообразный водород. Солнечный свет, конечно же, является частью нашего изобретения, и хотя наша панель выглядит как солнечная панель, мы предпочитаем называть ее водородной панелью», — рассказал Йохан Мартенс, участвующий в разработке новых технологий в KUL.

Эффективность процесса получения водорода с помощью этой необычной солнечной панели оценивается ее изобретателями в 15%. Ожидается, что это значение будет выше, чем в случае традиционных процессов производства водорода сегодня.

Конструкция солнечной панели

«Учитывая бельгийские климатические условия, предполагается, что такая панель способна производить в среднем 250 литров водорода в сутки. Имея около 20 панелей на крыше, семья должна быть независимой от электричества и отопления круглый год в случае хорошо изолированного дома с тепловым насосом», — добавляет Том Боссерез, участник исследования KUL.

Как уточняет Боссерез, в сочетании с солнечными коллекторами и классической фотоэлектрикой энергии должно хватить на целый год для среднестатистического домохозяйства.

Водородная солнечная панель команды KU Leuven может производить в среднем 250 литров газообразного водорода в день.

Получение водорода из солнца и воздуха

Водородная панель преобразует солнечный свет в экологически чистый газ

Сегодня большая часть водорода извлекается из природного газа. Однако этот процесс приводит к выбросам углекислого газа, что делает его далеко не таким безвредным для окружающей среды.

Методы получения водорода из возобновляемых источников существуют, но часто оказываются слишком дорогими и до сих пор имеют ряд технических ограничений. Именно поэтому водородная панель KU Leuven настолько новаторская. Она предлагает ряд важных преимуществ по сравнению с возобновляемыми альтернативами.

Например, себестоимость производства водорода с помощью панели намного ниже, чем стоимость производства электроэнергии с помощью «традиционных» солнечных панелей (электролиз).

Кроме того, электролиз может иметь место только при определенных обстоятельствах. С другой стороны, воздух есть везде, а это значит, что мы можем использовать водородные панели в любое время, в любом месте и в любом масштабе. Кроме того, для техники не требуется жидкая вода, а только влага воздуха.

Еще одно свойство водорода заключается в том, что, в отличие от электричества от солнечных батарей или ветряков, его можно хранить в больших количествах в течение длительного периода времени.

Если летом производится большое количество водорода, мы можем легко хранить его и использовать зимой для обогрева или производства электроэнергии.

Кроме того, по сравнению с более «традиционными» системами, вырабатывающими водород, панели не зависят от жидкой воды. Поэтому их можно разместить где угодно.

Энергия также может храниться в виде водорода в топливных элементах без необходимости подключения к электросети. Этот сохраненный газообразный водород всегда можно преобразовать в постоянный ток низкого напряжения, который идеально подходит для питания транспортных средств и зданий.

Дальнейшая разработка и тестирование

Панели еще не готовы к крупномасштабному коммерческому производству, но проводятся испытания, чтобы увидеть, как они могут работать на практике.

«Наша водородная панель далека от готовности к массовому производству. Мы только что закончили разработку, которая продолжается в лаборатории», — говорит Мартенс.

«Начиная с этого лета, мы будем тестировать панель на крыше дома в нашем университетском городке, чтобы, среди прочего, исследовать влияние погодных условий. В ближайшие два года мы сосредоточимся на дальнейшем развитии продукта. Цель будет заключаться в том, чтобы выявить возможные недостатки и создать надежный коммерческий продукт», — заключает Мартенс.

Солнечная водородная панель

В Ауд-Хеверли последний новый прототип в настоящее время исследуется в повседневных условиях. Лин Питерс, 41-летний предприниматель и доктор философии в KU Leuven, живет в доме, оборудованном для производства и хранения собственной электроэнергии.

В дополнение к солнечным панелям, тепловому насосу, гигантским батареям и электромобилю Тесла в доме появились водородные панели.

С помощью этой тестовой установки команда KU Leuven хочет исследовать, среди прочего, какое влияние погодные условия оказывают на панели. Таким образом, биоинженеры предпринимают шаги к их коммерческому производству.

Также этой зимой параллельно начались испытания водородных панелей в сотрудничестве с бельгийской компанией Fluxys, которая занимается развитием инфраструктуры и технологий в газовой сфере.

Когда солнечные водородные панели поступят в продажу? Команда настроена оптимистично, но точная дата еще не назначена.

В настоящее время исследователи готовятся к мелкомасштабной разработке панелей. Это может занять несколько лет. Постепенно устраняя все недостатки, профессор Мартенс и его команда надеются в конечном итоге создать отличный коммерческий продукт.

Андрей Повный

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика