К чему приведет внедрение новых энерготехнологий? Реальность и перспективы
С самого начала электрификации в конце XIX века система электроснабжения строилась и до настоящего времени строится по принципу централизации, когда генерация электроэнергии осуществляется крупными блоками и далее через дорогостоящую систему высоковольтных линий электропередач и понижающих электроподстанций доставляется конечным потребителям.
В конце XX века появились новые технологии: солнечная и ветровая генерация. Хотя они производят постоянный ток, его необходимо преобразовывать в переменный для подключения к централизованным электрическим сетям. Это приводит к двойной потере мощности, т. к. многие бытовые приборы работают именно от постоянного тока. Ещё одна проблема — это полная зависимость генерации от погоды. По этой причине в некоторых странах системы электроснабжения стали работать нестабильно, а иногда и вовсе отключались.
В настоящее время уже разработано множество технологий бестопливных генераторов электроэнергии, которые имеют ограниченную мощность и предназначены в основном для автономного электроснабжения домохозяйств. Основная масса из них имеет детали вращения, что требует не только проведения плановых и аварийных ремонтов, но и эксплуатационных затрат. Кроме того, шум, создаваемый при работе таких генераторов, делает практически невозможным их использование в бытовых условиях, так же как и ветряков.
Давно разработаны схемы бестопливных генераторов на основе создания колебательного контура без использования деталей вращения, однако в открытой печати отсутствует достоверная информация об их промышленном производстве. Практика показывает, что затраты на организацию проведения ресурсных и сертификационных испытаний, а также создание технологии промышленной сборки бестопливных генераторов является непреодолимым препятствием для практически всех изобретателей. Крупные энергетические компании вряд ли будут инвестировать в производство бестопливных генераторов на первоначальном этапе, пока не убедятся, что разработанная технология электрогенерации год от года развивается и начинает отбирать у них часть рынка, но это займёт не один десяток лет, как это произошло с солнечными панелями и ветряками.
Для разработчиков бестопливных генераторов есть только один путь — создать достаточный капитал для проведения исследований и организации производства. Такие генераторы должны быть доступны для розничных покупателей, хотя бы на начальных этапах.
Примером такого подхода является стратегия группы компаний Neutrino Energy — путем привлечения акционерного капитала была разработана технология Neutrinovoltaic. На её основе создано более 150 предпромышленных образцов бестопливных генераторов Neutrino Power Cubes мощностью 5-6 кВт. Эти генераторы успешно прошли ресурсные испытания, подтвердив заявленные характеристики и надёжность.
Уникальность разработанного генератора Neutrino Power Cube – независимость от погодных условий, генерация в базовом режиме 24/7, компактность и отсутствие деталей вращения. Принцип работы Neutrinovoltaic технологии заключается в том, что изобретенный наноматериал позволил преобразовывать энергию частиц полей излучений невидимого спектра в электрический ток, что стало возможным из-за динамического поведения графена, входящего в состав наноматериала. Из-за пульсирующего поведения графена в режиме резонанса, вызванного не только воздействием частиц полей излучений естественного и искусственного происхождения, а также теплового движения атомов графена, происходит динамическое взаимодействие электрических и магнитных полей, вызывающих возникновение ЭДС. Учитывая, что в наноматериале от 12 до 20 одноатомных слоёв графена, чередующихся с таким же количеством легированных слоёв кремния, то ЭДС возникает в каждом слое графена. При такой конфигурации наноматериала создаётся p-n переход, который пропускает электрический ток только в одном направлении, что подобно эффекту тонкоплёночного диода. Многослойность наноматериала позволяет получать максимальную электрическую мощность с единицы поверхности, поскольку один слой графена не может обеспечить достаточную мощность для промышленного применения.
Выбор графена для создания наноматериала обусловлен тем, что это единственно известный в настоящее время материал, который, относясь к 2D материалам, может устойчиво существовать только в 3D плоскости. Кроме того, каждый атом углерода в графене связан с тремя другими атомами, образуя двухмерную плоскость. Однако один электрон остаётся свободным, что обеспечивает электронную проводимость в третьем измерении. Именно поэтому технологически очень важно обеспечивать нанесение одноатомных слоёв графена, т. к. именно они позволяют получать максимально возможный электрический ток от полей излучений.
В процессе производства предпромышленных образцов Neutrino Power Cubes инженеры компании пришли к заключению о необходимости разработки промышленной технологии нанесения одноатомных слоёв материалов многослойного наноматериала, т.к. используемый метод химического осаждения малопроизводительный и дорогой. Holger Thorsten Schubart, президент группы компаний Neutrino Energy, сообщил на одном из выступлений, что разработчики склоняются к варианту плазменного напыления наноматериала на металлическую подложку при изготовлении электрогенерирующих пластин. Такая концепция производства потребует изготовления дорогого уникального автоматизированного комплекса, позволяющего наносить одноатомные слои на большие площади подложки со скоростью 10 м2/сек. Экономические расчёты показали, что такой комплекс должен работать в 2–3 смены для минимизации затрат производства. При принятии решения о такой стратегии готовые электрогенерирующие пластины будут поставляться на сборочные производства в различные страны.
Группа компаний Neutrino Energy является первопроходцем на пути создания бестопливной графеновой электрогенерации в мире, что подразумевает решение встающих в процессе работ сложных технологических задач. Несмотря на то, что сделаны только первые шаги в процессе внедрения бестопливной генерации Neutrinovoltaic, они доказывают, что это инновационная работающая технология, которая открывает реальные перспективы для энергоперехода.
В конце XX века появились новые технологии: солнечная и ветровая генерация. Хотя они производят постоянный ток, его необходимо преобразовывать в переменный для подключения к централизованным электрическим сетям. Это приводит к двойной потере мощности, т. к. многие бытовые приборы работают именно от постоянного тока. Ещё одна проблема — это полная зависимость генерации от погоды. По этой причине в некоторых странах системы электроснабжения стали работать нестабильно, а иногда и вовсе отключались.
В настоящее время уже разработано множество технологий бестопливных генераторов электроэнергии, которые имеют ограниченную мощность и предназначены в основном для автономного электроснабжения домохозяйств. Основная масса из них имеет детали вращения, что требует не только проведения плановых и аварийных ремонтов, но и эксплуатационных затрат. Кроме того, шум, создаваемый при работе таких генераторов, делает практически невозможным их использование в бытовых условиях, так же как и ветряков.
Давно разработаны схемы бестопливных генераторов на основе создания колебательного контура без использования деталей вращения, однако в открытой печати отсутствует достоверная информация об их промышленном производстве. Практика показывает, что затраты на организацию проведения ресурсных и сертификационных испытаний, а также создание технологии промышленной сборки бестопливных генераторов является непреодолимым препятствием для практически всех изобретателей. Крупные энергетические компании вряд ли будут инвестировать в производство бестопливных генераторов на первоначальном этапе, пока не убедятся, что разработанная технология электрогенерации год от года развивается и начинает отбирать у них часть рынка, но это займёт не один десяток лет, как это произошло с солнечными панелями и ветряками.
Для разработчиков бестопливных генераторов есть только один путь — создать достаточный капитал для проведения исследований и организации производства. Такие генераторы должны быть доступны для розничных покупателей, хотя бы на начальных этапах.
Примером такого подхода является стратегия группы компаний Neutrino Energy — путем привлечения акционерного капитала была разработана технология Neutrinovoltaic. На её основе создано более 150 предпромышленных образцов бестопливных генераторов Neutrino Power Cubes мощностью 5-6 кВт. Эти генераторы успешно прошли ресурсные испытания, подтвердив заявленные характеристики и надёжность.
Уникальность разработанного генератора Neutrino Power Cube – независимость от погодных условий, генерация в базовом режиме 24/7, компактность и отсутствие деталей вращения. Принцип работы Neutrinovoltaic технологии заключается в том, что изобретенный наноматериал позволил преобразовывать энергию частиц полей излучений невидимого спектра в электрический ток, что стало возможным из-за динамического поведения графена, входящего в состав наноматериала. Из-за пульсирующего поведения графена в режиме резонанса, вызванного не только воздействием частиц полей излучений естественного и искусственного происхождения, а также теплового движения атомов графена, происходит динамическое взаимодействие электрических и магнитных полей, вызывающих возникновение ЭДС. Учитывая, что в наноматериале от 12 до 20 одноатомных слоёв графена, чередующихся с таким же количеством легированных слоёв кремния, то ЭДС возникает в каждом слое графена. При такой конфигурации наноматериала создаётся p-n переход, который пропускает электрический ток только в одном направлении, что подобно эффекту тонкоплёночного диода. Многослойность наноматериала позволяет получать максимальную электрическую мощность с единицы поверхности, поскольку один слой графена не может обеспечить достаточную мощность для промышленного применения.
Выбор графена для создания наноматериала обусловлен тем, что это единственно известный в настоящее время материал, который, относясь к 2D материалам, может устойчиво существовать только в 3D плоскости. Кроме того, каждый атом углерода в графене связан с тремя другими атомами, образуя двухмерную плоскость. Однако один электрон остаётся свободным, что обеспечивает электронную проводимость в третьем измерении. Именно поэтому технологически очень важно обеспечивать нанесение одноатомных слоёв графена, т. к. именно они позволяют получать максимально возможный электрический ток от полей излучений.
В процессе производства предпромышленных образцов Neutrino Power Cubes инженеры компании пришли к заключению о необходимости разработки промышленной технологии нанесения одноатомных слоёв материалов многослойного наноматериала, т.к. используемый метод химического осаждения малопроизводительный и дорогой. Holger Thorsten Schubart, президент группы компаний Neutrino Energy, сообщил на одном из выступлений, что разработчики склоняются к варианту плазменного напыления наноматериала на металлическую подложку при изготовлении электрогенерирующих пластин. Такая концепция производства потребует изготовления дорогого уникального автоматизированного комплекса, позволяющего наносить одноатомные слои на большие площади подложки со скоростью 10 м2/сек. Экономические расчёты показали, что такой комплекс должен работать в 2–3 смены для минимизации затрат производства. При принятии решения о такой стратегии готовые электрогенерирующие пластины будут поставляться на сборочные производства в различные страны.
Группа компаний Neutrino Energy является первопроходцем на пути создания бестопливной графеновой электрогенерации в мире, что подразумевает решение встающих в процессе работ сложных технологических задач. Несмотря на то, что сделаны только первые шаги в процессе внедрения бестопливной генерации Neutrinovoltaic, они доказывают, что это инновационная работающая технология, которая открывает реальные перспективы для энергоперехода.
