Новые разработки в солнечной фотовольтаике

В 2017 году компания Tesla на выставке InterSolar 2017 представила солнечную черепицу. Внешне ничем не отличающаяся от обычной, эта черепица, обладая свойством преобразовывать солнечные лучи в электроэнергию, по мнению ее создателей, призвана заменить традиционные солнечные панели. Но не только Tesla разрабатывает и внедряет новейшие технологии в солнечной энергетике. В части инноваций не отстают от нее и другие производители солнечных фотоэлектрических преобразователей.

Стационарные «умные» солнечные модули

Сравнительно недавно образованная компания SunCulture Solar, работающая, в основном, в Кении и специализирующаяся на поставке ирригационного оборудования, работающего от солнечной энергии, разработала и начала выпускать гелиевые модули SolPad и SolPad Mobile. По оценке специалистов, это наиболее интересные и перспективные разработки в области солнечной энергетики, представленные в 2016 году. В этих модулях собраны воедино самые последние достижения ученых различных стран.

SolPad представляет собой солнечную батарею, устанавливаемую на крыше дома. Необычность устройства заключается в том, что в едином блоке интегрированы собственно солнечная панель, «интеллектуальный» инвертор, программное обеспечение которого ориентировано для управления электроснабжением, а на тыльной стороне размещен аккумулятор.

Стационарный SolPad

В 2017 году компания Tesla на выставке InterSolar 2017 представила солнечную черепицу. Внешне ничем не отличающаяся от обычной, эта черепица, обладая свойством преобразовывать солнечные лучи в электроэнергию, по мнению ее создателей, призвана заменить традиционные солнечные панели. Но не только Tesla разрабатывает и внедряет новейшие технологии в солнечной энергетике. В части инноваций не отстают от нее и другие производители солнечных фотоэлектрических преобразователей.

Стационарные «умные» солнечные модули

Сравнительно недавно образованная компания SunCulture Solar, работающая, в основном, в Кении и специализирующаяся на поставке ирригационного оборудования, работающего от солнечной энергии, разработала и начала выпускать гелиевые модули SolPad и SolPad Mobile. По оценке специалистов, это наиболее интересные и перспективные разработки в области солнечной энергетики, представленные в 2016 году. В этих модулях собраны воедино самые последние достижения ученых различных стран.

SolPad представляет собой солнечную батарею, устанавливаемую на крыше дома. Необычность устройства заключается в том, что в едином блоке интегрированы собственно солнечная панель, «интеллектуальный» инвертор, программное обеспечение которого ориентировано для управления электроснабжением, а на тыльной стороне размещен аккумулятор.

Стационарный SolPad

Эти аккумуляторы имеют очень важное и выгодное отличие от аккумуляторов Tesla, позволяющее им работать в более широком температурном диапазоне, сохранять большее количество энергии и на более длительный срок, а кроме того, они практически не склонны к возгоранию.

Дело в том, что в своих стандартных литий-ионных аккумуляторах Tesla использует жидкий электролит. А в аккумуляторах SunCulture используется твердый электролит. Этот твердый электролит представляет собой один из двух кристаллических материалов, синтезированных японскими учеными Юки Като и Риоджи Канно в сотрудничестве с коллегами из Токийского Технологического института, японской Лабораторией ускорителей высоких энергий (КЕК), а также компанией Toyota Motor Corporation.

Синтезированные материалы открывают широкие перспективы в создании мощных аккумуляторов на твердых электролитах. Все аккумуляторы, созданные на базе твердых электролитов, обладают высокой мощностью, высокой плотностью энергии и предназначены для использования в домашних солнечных электростанциях, в электрических транспортных средствах. Эти аккумуляторы быстро перезаряжаются, безопасны в хранении, могут работать в значительно более широком температурном диапазоне, чем аккумуляторы на жидких электролитах, а также значительно дольше удерживают заряд. Испытания в пиковых режимах новых высокомощных полностью твердотельных аккумуляторов, проведенные в Японии, подтвердили расчетные характеристики устройств.

Инверторы Flexgrid, встраиваемые в SolPad, в зависимости от настроек пользователя, могут работать и как сетевые, и как гибридные. Для стыковки модулей в единую систему предусмотрено соединение Connect, выполненное по принципу Lego.

SolPad Connect

Модуль, находящийся в конце цепочки, подключается непосредственно к сети электроснабжения дома, при этом не требуются никакие дополнительные провода и сложные интерфейсы. Если инвертор, работая в сетевом режиме, обнаружит какие-то неполадки в магистральной сети, то он перенаправит электроэнергию напрямую потребителям в домашнюю сеть. Поскольку все модули имеют свои собственные аккумуляторы, то, в зависимости от настроек инверторов, каждый из них может работать как в сетевом, так и в автономном режимах.

Каждый модуль может накапливать 500 ватт/часов электроэнергии, однако емкость аккумулятора можно увеличить до 1000 ватт/часов с помощью расширителя. Предлагаемая стандартная конфигурация системы SolPad при мощности 5.3 киловатта способна при полном заряде аккумуляторов накопить более 12.5 киловатт/часов электроэнергии. Для сравнения: аккумуляторы Tesla Powerwall имеют емкость менее семи киловатт/часов, а аккумуляторы Tesla Powerwall II – 14 киловатт/часов.

Для управления всей системой SolPad разработано специальное программное обеспечение, которое получило название SolControl. Это программное обеспечение оформлено в виде приложения, которое можно установить на ноутбук, на планшет, на смартфон. Предельно простой интерфейс позволяет регулировать настройки системы в реальном масштабе времени, а также обеспечивает оптимальный режим накопления электроэнергии.

Аппаратной частью приложения для системы SolPad является небольшой прибор SolControl.

Переходник SolControl

Это устройство устанавливается между электроприбором и розеткой, к которой подключен потребитель. Каждый прибор SolControl представляет собой элемент общей системы управления электроснабжением дома. По каналам беспроводной связи он передает информацию приложению.

На экран устройства, на котором установлено приложение, выводятся данные о том, какое количество энергии сгенерировано каждым модулем на текущий момент времени, сколько энергии накоплено в аккумуляторах, сколько энергии потребляет каждый из имеющихся в доме приборов.

SolControl в смартфоне

Используя приложение, владелец системы может дистанционно перенаправить потоки энергии с любой, отдельно взятой панели на один или несколько любых приборов, на отдельную комнату. Приложение контролирует всех потребителей электроэнергии в доме, а также извещает владельца о том, что какой-то прибор остался невыключенным.

Мобильные «умные» солнечные модули

Кроме стационарных модулей SolPad компания SunCulture Solar выпускает также переносные модули SolPad Mobile. Эти модули настолько компактны, что их может переносить один человек.

SolPad Mobile

Тыльная сторона модуля имеет несколько различных разъемов. Один из разъемов предназначен для подключения к нему стандартной электророзетки. Этот разъем используется для подачи электроэнергии в дом. Два разъема служат для соединения панелей между собой. С помощью этих разъемов можно собрать солнечную мини-электростанцию любой конфигурации. И, наконец, для зарядки телефонов, планшетов, GPS-навигаторов, фото- и видеокамер предусмотрено несколько разъемов для USB-соединений.

Соединение SolPad Mobile между собой

Кроме этого, мобильный модуль снабжен сенсорной поверхностью, специальным программным обеспечением и голосовым блоком. Коснувшись рукой сенсора, можно получить советы по правильной установке панели для наилучшей генерации, а также получить данные о вырабатываемой в данный момент энергии и о заряде аккумулятора.

Использовать мобильные модули изначально предполагалась в Кении, а также в других странах со слабо развитой энергетической инфраструктурой. Однако новинка пришлась по вкусу геологам, военным, спасателям, фермерам, автотуристам. И разработчики полагают, что продукция их фирмы найдет самое широкое применение во многих сферах.