Получение енерги с помощью фотосинтеза

Новый вариант использования фотосинтеза для получения энергии предложила британская компания Arup и не только предложила, но уже и воплотила свою инновационную технологию при строительстве здания BIQ house, открывшегося недавно в Гамбурге. Таким образом, появилось первое сооружение, электричество для обслуживания которого вырабатывается из водорослей.

В последние годы мировой рынок альтернативной энергетики заполнили солнечные панели и ветротурбины, которые превратились в достаточно существенный источник энергии глобальных масштабов. Но ими не ограничивается рынок альтернативной энергетики, поскольку с каждым годом лучшие умы планеты находят все новые способы получения «зеленого» электричества. К одному из таких источников относится и фотосинтез. Ученые нашли способы использования этого природного процесса не только для получения кислорода, но и для выработки электричества. И германский BIQ house станет первым примером, наглядно демонстрирующим преимущества использования инновационной технологии, основанной на фотосинтезе. Пятиэтажный жилой многоквартирный дом BIQ house был построен студией Splitterwerk Architects совместно с инженерной компанией Arup.

При этом за архитектурную составляющую проекта отвечала Splitterwerk Architects, а компания Arup, инженеры которой и предложили оснастить здание биоадаптивным фасадом, занималась внедрением альтернативного источника энергии, представляющего собой биореактор, генерирующий электричество. Предназначение зеленых микроводорослей, использованных при создании биофасада, не ограничивается лишь функцией производства энергии, они также будут способствовать затемнению помещений в знойные дни и сохранению тепла в зимний период, что поможет биоадаптивному фасаду в выработке энергии. Конечно, данная идея выглядит довольно привлекательно, но, к сожалению, пока нет официальных данных, насколько эффективно будет внедрение столь неординарной системы, какова будет доля полученной таким способом энергии от общей потребности здания и не будет ли утрачена потенциальная выгода строительства, учитывая стоимость установки.

 

Электролюминесцентные источники света

Методика изготовления планарной структуры [источника света – прим. ФИАН-информ] состоит в термическом напылении пленки золота в зазор размером 30 мкм между двумя пленочными электродами на стеклянной подложке. Работа эта производится в сверхвысоком вакууме при давлении около 10 Торр. Получаемая пленка не сплошная, а состоит из отдельных островков – это так называемая металлическая островковая пленка. Исследовали не просто металлическую пленку, а композит, т.е. напыляли сверху нее слой органики. В этом случае вклад в излучение дает не только металлическая островковая пленка, но и органическая компонента. При этом, если подбирать органическую компоненту, то можно варьировать характер спектра. Таким способом можно создавать субмикронные (менее 1 мкм) источники света с управляемым спектральным составом.

В качестве органической компоненты создаваемых структур ученые использовали Alq₃ и β-дикетонаты редкоземельных элементов: Eu(DBM)₃bath, Eu(DBM)₃phen, Eu(DBM)₃*2H₂O, Tb(thd)₃.

ПРИБОРЫ УЧЕТА

Умный счетчик

Smart Metering ("Умный счетчик"). Технология Smart Grid решает множество проблем, стоящих перед энергетическими компаниями. Smart Grid - это интеллектуальные счетчики, динамическое управление электросетями, регулирование спроса, повышение безопасности и экономия расходов.

Электрическая сеть всегда строилась как система односторонней передачи. Она состояла из одной или нескольких очень мощных генерирующих станций, связанных с потребителями энергии. Переход к возобновляемым источникам энергии и появление новых интеллектуальных устройств требуют иного подхода - строительства интеллектуальной одноранговой сети. К примеру, сегодня на крышах домов часто устанавливаются солнечные батареи, а многие домовладельцы пользуются собственными небольшими генераторами. Это значит, что энергия и информация должна идти не только к потребителям, но и в обратном направлении.

Таким образом, коммунальные службы должны превратиться в информационные компании и передавать не только электричество, но и данные. Они должны в реальном времени оценивать спрос и адаптировать к нему свое предложение. При этом они могут в реальном времени передавать пользователям ценную информацию, чтобы регулировать спрос. Для этого им нужно модернизировать центры обработки данных (ЦОД) и развернуть безопасную коммуникационную инфраструктуру, подключающую к ЦОДам все элементы энергетической сети.

"Умный счетчик", установленный у вас дома, может передавать данные о потреблении энергии практически в реальном времени, помогая потребителю принимать обоснованные решения о том, сколько энергии использовать и в какое время суток. В будущем счетчики станут отслеживать потребление энергии каждым домашним устройством и поддерживать определенные правила поведения в часы пиковой нагрузки и в другое время суток. К примеру, вечером, вернувшись домой, вы сможете подключить электромобиль к розетке, настроив его так, чтобы аккумулятор начал заряжаться ночью, когда стоимость электроэнергии минимальна.

Такой подход даст преимущества не только потребителям, но и энергетическим компаниям, которые повысят эффективность своих процессов (за счет удаленного управления счетчиками) и смогут лучше бороться с кражами электроэнергии (сегодня 10-20 процентов потребленной энергии не оплачивается).

Динамическое управление электросетями

Сегодня энергетическая компания узнает о перебоях с электричеством, только когда ей звонит разгневанный пользователь. Других способов мониторинга "последней мили" у нее нет.

Smart Grid позволит подключить к интеллектуальной сети все наше оборудование, от электрических генераторов до пользовательских устройств. В результате мы будем видеть текущее состояние всех устройств в любой момент времени.

Регулирование спроса

Мировые сети электропередач проектируются для удовлетворения пикового спроса, но строительство и эксплуатация избыточных мощностей на случай, если в час пик кому-то понадобится лишний киловатт, обходятся очень дорого. К тому же появляются огромные генерирующие мощности, которые большую часть времени простаивают.

Smart Grid позволяет регулировать спрос, сдвигая его по времени. Вместо того, чтобы использовать всю энергию в дневное время, мы можем запускать целый ряд устройств: посудомоечные и стиральные машины, сушилки, зарядные устройства для электромобилей, - в часы минимальной нагрузки (как правило, ночью).

Повышение безопасности

Интеллектуальная IP-сеть решает многие вопросы информационной и физической безопасности. Передавая контрольную информацию по сети любого типа, мы должны быть уверены, что эту информацию никто не перехватит, не исказит и что никто не отключит наши системы. Физическая безопасность также имеет критически важное значение, тем более, что на "последней миле" наша инфраструктура совершенно открыта и не защищена от вандализма. Технологии сетевого видеонаблюдения и ограничения доступа позволят непрерывно наблюдать за удаленными ресурсами через Smart Grid.

Сокращение расходов

Отраслевые аналитики считают Smart Metering важнейшей технологией, способной решить многие важные задачи энергетического сектора, такие как управление ресурсами, повышение эффективности использования энергии и разработка оптимальных тарифов.

Ежедневно операторам приходится выставлять счета за миллионы вызовов и сеансов передачи данных. Для них разработана система обработки данных в реальном времени на основе открытой сервисной платформы (Open Service Platform, OSP), которая обеспечивает считывание показаний счетчиков и поддерживает управление инфраструктурой и данными.

Специалисты создали веб-интерфейс, предоставляющий заказчикам информацию о личном энергопотреблении. Он поможет коммунальным службам повысить эффективность использования энергии. Для этого можно предложить клиентам скидки на энергию, используемую в часы наименьшей нагрузки, посоветовать им сократить расходы на электричество за счет организации семейных стирок в вечернее и ночное время и более редкого включения кондиционеров в часы пиковых нагрузок.

Smart Metering поможет коммунальным службам решить некоторые наиболее сложные проблемы использования существующей инфраструктуры и повышения эффективности энергопотребления. Smart Metering представляет особый интерес для коммунальных служб, которым нужно четко отслеживать спрос на электроэнергию и помогать клиентам лучше контролировать индивидуальное энергопотребление с помощью точных счетчиков и своевременной обратной связи. Однако мы считаем, что эта система поможет не только коммунальщикам, но и другим компаниям лучше контролировать свои расходы и предоставлять заказчикам услуги высокого качества.

Помимо сбора и обработки данных, это решение поддерживает множество других функций и интерфейсов. Эти интерфейсы могут, к примеру, отсчитывать миллионы киловатт-часов или передавать данные через каждый час. Собранные данные могут использоваться для анализа, прогнозирования и тарификации. Операторские интерфейсы поддерживают функции сетевого управления, передачи сигналов тревоги, мониторинга и конфигурирования, а также получения пользовательских данных, включающих имя, адрес, используемый тариф и номер счетчика. Кроме того, это решение может передавать информацию о пользователях через защищенный веб-сайт. Данные для биллинга передаются через специальный интерфейс в систему тарификации.

Решение Smart Metering предоставит поставщикам и потребителям энергии текущие данные в режиме, близком к реальному времени. Оно не ограничивается мониторингом потребления электричества. Его можно настроить на отслеживание любых других коммунальных услуг, включая потребление воды и газа.