Аккумулятор FIAMM 12 FIT 60

Компания Qnetic, поддерживаемая фондом SOSV, планирует привлечь 20 миллионов долларов в 2026 году. В течение следующих двух лет она будет сотрудничать с Национальной лабораторией Скалистых гор и другими партнерами в области полевых испытаний и проверки своей технологии в различных сценариях использования.

После успешного 2025 года стартап Qnetic, специализирующийся на системах хранения энергии на основе маховиков (FESS) со штаб-квартирой в Нью-Йорке, открывает завод в Сакраменто, штат Калифорния, где начнет мелкосерийное производство твердотельных механических аккумуляторов Q500.

Q500 — это альфа-прототип от компании Qnetic, подтвердил ее генеральный директор Майкл Пратт в интервью. «Базовая спецификация Q500: 500 кВт⋅ч, 125 кВт, четыре часа работы при максимальной мощности и до 12 часов при меньшей мощности. Первые прототипы будут иметь емкость от 100 до 200 кВт⋅ч, пока мы собираем квалификационные данные для увеличения скорости вращения ротора и, соответственно, емкости», — сказал Пратт.

По словам представителей компании, конструкция батареи отличается от стандартных накопителей энергии с коротким сроком службы и делает ее более экологичной.

«Традиционные солнечные электростанции большой мощности рассчитаны на кратковременную работу и низкую энергоемкость, — говорится на сайте компании. — Qnetic — это противоположность: длительная работа, высокая энергоемкость и умеренная мощность».

Пратт добавил, что Qnetic также находится в процессе разработки еще одной, более совершенной системы. «Дорожная карта продукта предусматривает переход от Q500 — нашего стартового продукта, который сейчас разрабатывается, — к Q1 (или какому-то другому варианту) в будущем, — сказал руководитель. — Q1 будет усовершенствованной версией Q500 с аналогичной архитектурой, поэтому запатентованные нами технологии будут использоваться в обеих системах», — пояснил он.

В последние несколько месяцев компания уверенно расширялась, готовясь к следующему этапу коммерциализации. В рамках краудфандинговой кампании Wefunder в 2025 году было собрано 2,1 миллиона долларов, в результате чего общая сумма средств, привлеченных за последние 12 месяцев, составила 7,1 миллиона долларов, а общая сумма на сегодняшний день — 9,2 миллиона долларов.

Проект поддерживается неназванным инвестором из Саудовской Аравии и венчурной компанией SOSV. В течение следующих двух лет компания расширит полевые испытания и валидацию совместно с такими партнерами, как Национальная лаборатория Скалистых гор и Научно-исследовательский институт электроэнергетики (EPRI). Партнеры проведут официальную оценку и валидацию FESS в различных сценариях использования.

По словам Пратта, стартап планирует выпустить свои первые системы в 2026 году и привлечь 20 миллионов долларов для финансирования разработки. В отчёте за второй квартал 2025 года, адресованном инвесторам, компания сообщила, что рассчитывает привлечь «примерно в два раза больше» средств, чем в 2025 году. По её словам, переговоры с инвесторами продолжаются.

В начале марта 2026 года компания запустила еще одну краудфандинговую кампанию (в США она называется RegCF) на сумму 5 миллионов долларов, чтобы привлечь финансирование в 2026 году. По словам Пратта, это стало «воодушевляющим ответом» на предыдущее публичное размещение акций компании.

Представитель Qnetic сообщил ESS News, что компания выбрала модель финансирования через публичное размещение акций, поскольку она позволяет участвовать розничным инвесторам, повышает осведомленность рынка и предлагает относительно предсказуемый путь к финансированию. Представитель компании добавил, что краудфандинг также более эффективен с точки зрения общих затрат и ресурсов.

Помимо США, у Qnetic есть филиалы в Шанхае, Сингапуре и Германии.

В 2025 году стартап начал работу в Шанхайском технологическом центре, где тестирует продукт Q500. В центре также находится более ранний прототип Vega, который используется для предварительного тестирования технологий Q500 и других будущих технологических разработок.

В 2023 году компания Qnetic в партнерстве с Bürgerwindpark Janneby на севере Германии установила, протестировала и проверила прототипы накопителей энергии сетевого масштаба.

Компания также сотрудничает с несколькими энергетическими компаниями США и независимыми производителями электроэнергии. В 2026 или 2027 году она планирует запустить один или два энергоблока для тестирования с участием крупной энергетической компании, а ее партнеры по исследованиям опубликуют результаты испытаний для всех участников.

Аккумулятор FIAMM FG 24204

Исследователи из Финляндии обнаружили, что средство для мытья посуды снижает коэффициент пропускания и эффективность солнечных модулей, оставляя на них следы даже после смывания. Они рекомендуют не использовать его для очистки солнечных панелей.

Исследователи из Университета Турку в Финляндии изучили, можно ли использовать бытовые чистящие средства для очистки солнечных панелей. Они выяснили, что большинство из них, в том числе средство для мытья стекол и изопропанол, подходят для этой цели и не влияют на светопропускание стекла модуля.

Исключением стало средство для мытья посуды, поскольку было обнаружено, что оно изменяет оптические свойства стекла солнечных панелей с антибликовым покрытием (AR).

Ученые отметили, что, хотя средство для мытья посуды вряд ли может нанести непоправимый вред, светопропускная способность стекла, очищенного с его помощью, не восстанавливается до исходного уровня даже после ополаскивания.

«Несмотря на то, что стекло, вымытое с помощью средства для мытья посуды, выглядит чистым, его светопропускная способность заметно снижается. Визуальная чистота не всегда гарантирует максимальную эффективность», — рассказала исследовательница Джулианна Варьопуро в интервью.

«Возможно, средство для мытья посуды просто оставило пятна на стекле, а не повредило антибликовое покрытие. Тем не менее рекомендуется не использовать его для очистки солнечных панелей», — добавила профессор Кати Миеттунен.

Эксперименты проводились с использованием осколков стекла, взятых из неиспользуемой кремниевой солнечной панели. Крупные куски стекла погружали на 20 часов в различные чистящие растворы, в том числе в этанол, ацетон, изопропанол, средство для очистки солнечных панелей, средство для мытья стекол и средство для мытья посуды.

Юлианна Варьопуро распыляет на солнечную панель стандартное средство для очистки стекол и зеркал (в исследовании использовалось средство марки Mellerud), которое оказалось почти таким же эффективным для исследуемого типа солнечных панелей, как и коммерческое средство, специально разработанное для очистки солнечных панелей.

Аналогичный тест был проведен после трехдневного выращивания водорослей на стекле с использованием питательной смеси из сахара и мха. Пропускание света очищенным стеклом измеряли с помощью спектрофотометра в диапазоне 190–1100 нм.

Тесты по очистке незагрязненного стекла солнечных панелей показали, что все химические средства улучшают светопропускание, за исключением средства для мытья посуды, которое снижает пиковое значение примерно на 1 %. При этом средства для очистки солнечных панелей показали лишь немного лучшие результаты, чем обычные чистящие средства. В загрязненных образцах после очистки светопропускание восстанавливалось, а различия, вызванные водорослями, устранялись, за исключением случаев, когда использовалось средство для мытья посуды, из-за которого пиковое значение снижалось почти на 4 %.

Атомно-силовой микроскопический анализ (АСМ) подтвердил, что антибликовое покрытие осталось неповрежденным после очистки, а царапины
появились в результате предыдущего обращения с устройством.

«Очистка довольно равномерно воздействует на поверхность, и выходная мощность фотоэлектрических элементов снижается примерно пропорционально уменьшению коэффициента светопропускания, — говорит Миеттунен. — В среднем коэффициент светопропускания загрязненного образца стекла, очищенного с помощью средства для мытья посуды, был примерно на 3% ниже, чем у стекла, очищенного с помощью специальных чистящих средств. Таким образом, ожидается, что влияние на выходную мощность фотоэлектрических элементов
будет примерно одинаковым».

«В настоящее время наша группа приступила к изучению загрязнения, вызванного снегом, — добавил Миеттунен. — В северных широтах, особенно в конце весны, солнечная радиация уже может быть значительной, но потребность в электроэнергии все еще высока. Поэтому мы заинтересованы в изучении потерь энергии из-за накопления снега на фотоэлектрических панелях».

Недавно другие исследователи из научно-исследовательского института Фраунгофера в Гермене обнаружили, что некоторые широко используемые средства для очистки фотоэлектрических элементов могут повреждать антибликовые покрытия, что значительно снижает эффективность солнечных модулей. Их тесты показали, что некоторые чистящие средства безопасны, но другие вызывают видимые и необратимые повреждения покрытия, что указывает на необходимость тщательного выбора чистящих средств, чтобы избежать снижения эффективности в долгосрочной перспективе.

Аккумулятор FIAMM FG 20201

Морская энергия является возобновляемым и в целом предсказуемым источником. Таким образом, она может компенсировать незапланированные перебои в работе солнечных и ветряных электростанций, утверждают сторонники этого метода. Однако для широкого использования морской энергии необходимо решить ряд проблем.

Преобразователи волновой энергии

Прошлый год стал важной вехой в истории Европы. Согласно этому отчету, опубликованному аналитическим центром Ember, впервые в структуре производства электроэнергии в ЕС доля ветровой и солнечной энергии превысила долю ископаемого топлива. В «Европейском обзоре электроэнергетики» анализируются данные о производстве и потреблении электроэнергии за 2025 год во всех 27 странах ЕС, чтобы оценить прогресс региона в переходе от ископаемого топлива к экологически чистой энергетике. Это десятый ежегодный отчет Ember об энергетическом секторе ЕС.

Согласно отчету, в 2025 году на долю электроэнергии, вырабатываемой ветряными турбинами и солнечными панелями, приходилось 30% производства электроэнергии в ЕС, что превысило показатель в 29%, обеспечиваемый угольными, нефтяными и газовыми электростанциями. Особенно высоким был показатель выработки солнечной энергии: в 2025 году он достиг рекордных 369 ТВт·ч, что на 20% больше, чем в предыдущем году.

Однако, несмотря на то, что некоторые эксперты указывают на переломный момент, проблемы, связанные с интеграцией в энергосистему непостоянных источников энергии, таких как солнце и ветер, остаются нерешенными. На сегодняшний день наиболее предпочтительными вариантами для энергетических компаний по всему миру являются хранение энергии с помощью больших литиевых аккумуляторных батарей и гидроаккумулирующих электростанций. (Подробнее о батареях для хранения энергии читайте в статье: Плюсы и минусы батарей для хранения энергии | IEC e-tech).

Однако появляются и другие решения, которые, по мнению их сторонников, являются более дешевыми и/или экологичными. Одно из них — производство энергии из морских и речных ресурсов. Энергия, получаемая из моря и рек, очень разнообразна и полностью возобновляема. Потенциал использования энергии океана и рек огромен, но пока используется лишь малая его часть.

Различные виды морской энергии

Один из способов преобразования энергии океана в электрическую энергию — использование приливной энергии. Приливные турбины вырабатывают электричество за счет приливов и отливов, вызванных гравитационным воздействием Луны. Они могут быть установлены на морском дне или плавать на тросе, как подводная лодка с турбинами (приливный поток), или быть встроены в барьер в лагуне (приливная зона). Как и другие виды морской энергии, приливная энергия является возобновляемой и предсказуемой (в отличие от солнечной и ветровой энергии). Несмотря на то, что приливы и отливы регулярно меняются в зависимости от времени суток, они подчиняются определенной закономерности, и их можно точно спрогнозировать. «Вы можете предсказать, когда через сто лет наступит пик выработки энергии!» — с энтузиазмом говорит эксперт Международной электротехнической комиссии Питер Шейгрон.

В своей компании Bluespring Питер Шейгрон и его команда выстраивают государственно-частное партнерство, чтобы помочь разработчикам технологий, исследовательским институтам и правительствам финансировать и реализовывать проекты по использованию возобновляемых источников энергии в океане, уделяя особое внимание демонстрационным испытаниям в море.

К другим видам морской энергии относятся тепловая энергия океана, энергия градиента солёности и энергия волн. Преобразование тепловой энергии океана основано на разнице температур между глубинными и поверхностными водами и активно тестируется, в частности, у побережья Индии. Преобразование энергии градиента солёности основано на разнице в концентрации соли в пресной и солёной воде. Преобразователи волновой энергии улавливают энергию движения волн с помощью плавающих или погружных устройств.

На данный момент наиболее перспективной является приливная энергетика

В мире существует несколько экспериментальных проектов в области морской энергетики, использующих те или иные способы генерации. Однако эксперты в этой области считают, что приливная энергия — это тот вид морской энергетики, который с наибольшей вероятностью быстро выйдет на коммерческий уровень. «Из всех видов морской энергетики приливная наиболее близка к проектам фермерского масштаба. Проект Proteus по использованию приливных течений с четырьмя турбинами на морском дне залива Пентленд-Ферт на севере Шотландии уже более семи лет вырабатывает электроэнергию для энергосистемы. Еще один многообещающий проект — недавнее объявление о финансировании нескольких приливных электростанций в Морлейсе, в морской акватории недалеко от побережья Северного Уэльса. Это будут первые коммерческие приливные электростанции, которые начнут работать с 2028 года», — рассказывает Питер Шейгрон.

Развитие морских технологий в отдельную отрасль шло медленно из-за высоких первоначальных затрат на установку и проблем, связанных с выработкой энергии в суровых природных условиях. Кроме того, было непросто убедить регулирующие органы в перспективности этой технологии. Как объясняет Питер Шейгрон, «наша главная задача — донести до регулирующих органов суть технологии. На получение разрешений для строительства морских энергетических систем может уйти очень много времени. Чаще всего регулирующие органы не видят разницы между волновой и приливной энергетикой». Нам еще многое предстоит сделать для повышения осведомленности.

Морская энергетика может компенсировать колебания

Однако, по мнению Шейгронда, одно из недооцененных преимуществ морской энергетики заключается в том, что она может обеспечить возобновляемым источником энергии, который компенсирует непостоянство ветровой и солнечной энергетики. «Мы видим ограничения солнечной фотоэлектрической (СФЭ) и ветровой энергетики. Эти источники энергии приводят к перегрузке сети и нестабильности энергоснабжения в течение дня и в зависимости от времени года. Их рыночная стоимость также сильно варьируется, и нам нужны дополнительные источники электроэнергии, которые можно использовать в те периоды, когда солнечная и ветровая энергия вырабатываются в недостаточном объеме. Нам также нужно решение, которое будет дешевле и экологичнее, чем большие аккумуляторные системы для хранения энергии. Морская энергетика может сыграть важную роль в этом контексте, поскольку она представляет собой предсказуемый возобновляемый ресурс, который может повысить эффективность энергетической системы за счет выработки электроэнергии в периоды, когда другие возобновляемые источники менее доступны.

По словам Шейгронда, существует множество различных рыночных потребностей в сфере морской энергетики. «Разработчики видят множество вариантов применения технологий морской энергетики, в том числе на нишевых рынках. Например, существует спрос на небольшие автономные источники питания в море для дистанционного зондирования. Для этого нужен всего лишь небольшой буй, работающий на энергии волн, который может круглосуточно следить за окружающей обстановкой. Цена (или приведенная стоимость энергии) для такого «сервиса» гораздо менее значима, чем для сетевых источников питания». Следующим нишевым рынком могут стать островные и прибрежные поселения с высокой стоимостью электроэнергии. Многие из этих удаленных поселений не подходят для строительства крупных ветряных электростанций. Солнечные фотоэлектрические системы могут стать частью решения проблемы, но они не вырабатывают энергию ночью и, как правило, требуют больших открытых участков без препятствий. Морскую энергию можно использовать в гибридном формате, в сочетании с солнечными фотоэлектрическими системами и аккумуляторами, для питания микросетей», — говорит он.

Среди других требований, по его словам, — «масштабное развертывание, как в упомянутом мной приливном проекте в Уэльсе, где энергия будет подаваться напрямую в сеть. Еще один подобный проект реализуется недалеко от Бретани во Франции, в районе Раз-Бланшар. И Франция, и Великобритания соглашаются на более высокую цену, потому что у них есть стратегия по развитию морской энергетики. В долгосрочной перспективе я предвижу появление полностью интегрированной морской энергетической системы, объединяющей ветряную, волновую и солнечную энергетику». Поскольку пик выработки этих ресурсов приходится на разное время, они могут дополнять друг друга и помогать сглаживать суточные и сезонные колебания в производстве электроэнергии. Избыток электроэнергии можно использовать для производства «зеленого» водорода», — добавляет он.

Стандарты и сертификация, необходимые для развивающейся отрасли

Какими бы ни были будущие проекты в области морской энергетики, для перехода к их коммерческому использованию потребуются стандарты и процедуры тестирования/сертификации, которые предлагает Международная электротехническая комиссия.

Технический комитет Международной электротехнической комиссии, ТК 114, был специально создан для разработки стандартов преобразования энергии в море. Он выпустил множество первых редакций технических спецификаций. По словам Шейгронда, «эти технические спецификации представляют собой структурированную основу, которая помогает в разработке и тестировании новых технологий преобразования энергии в море. В то же время их применение в реальных демонстрационных проектах позволяет нам накапливать практический опыт, который может быть использован в текущей работе групп технического обслуживания и специальных групп, ответственных за разработку второй и третьей редакций этих стандартов».

Но не менее важны независимые сторонние испытания и сертификация, утверждает он. «Мы хотим, чтобы морские технологии и морская энергетика были успешными — вот к чему мы стремимся. А для этого нам нужна независимая система сертификации. Без нее у проектов будут проблемы с привлечением финансирования. Вам нужен знак одобрения, чтобы гарантировать, что продукт протестирован, проверен и безопасен, в частности для окружающей среды, и будет работать так, как ожидается. Независимым инвесторам и страховщикам нужен этот знак одобрения, прежде чем они начнут действовать». Они готовы взять на себя финансовые риски, но им нужна уверенность в том, что технология проработает 15 лет и будет давать заявленный результат. Крупномасштабное внедрение требует инвестиций в сотни миллионов долларов, и, как правило, инвесторы не являются специалистами в области технологий. Они полагаются на сертификацию, чтобы быть уверенными в том, что системы, которые они финансируют, будут работать безопасно, предсказуемо и в течение длительного времени. Именно здесь на помощь приходит система сертификации оборудования для использования в возобновляемых источниках энергии IECRE», — заключает он.

Ставка на потенциал морской энергетики, судя по всему, будет все чаще приносить дивиденды.

Международная электротехническая комиссия (МЭК) — это глобальная некоммерческая организация, объединяющая 174 страны и координирующая работу 30 000 экспертов по всему миру. Международные стандарты МЭК и оценка соответствия им лежат в основе международной торговли электротехническими и электронными товарами. Они облегчают доступ к электричеству и обеспечивают безопасность, функциональность и совместимость электрических и электронных устройств и систем, в том числе потребительских товаров, таких как мобильные телефоны и холодильники, офисного и медицинского оборудования, информационных технологий, электростанций и многого другого.

Аккумулятор FIAMM 12FGH50

Исследователи из Турции оптимизировали электрораспылительное охлаждение фотоэлектрических панелей, добившись оптимальной выходной мощности при минимальном расходе воды и компактной, энергоэффективной установке. В ходе исследования были определены идеальные параметры: интенсивность излучения, скорость потока, напряжение и расстояние до сопла.

Исследовательская группа из турецкого Университета Артвин Чорух изучила оптимальные параметры охлаждения фотоэлектрических панелей с помощью электрораспыления.

Эта технология охлаждения, продемонстрированная той же командой в предыдущем исследовании, использует высокое напряжение для превращения жидкости в мелкие заряженные капли, которые эффективно отводят тепло от поверхности. То есть, когда электрическое поле разбивает жидкость на мельчайшие капли, она распределяется более равномерно, при этом требуется меньше воды.

«Наш подход обеспечивает высокую эффективность охлаждения при минимальном расходе воды. По сравнению с традиционным распылительным охлаждением, он требует в 100 раз меньше охлаждающей жидкости, но при этом обеспечивает эффективное терморегулирование, — рассказал автор исследования Фатин Сёнмез. — Наша система отличается низким энергопотреблением и простотой установки, не требует механических насосов или сложных систем циркуляции, что делает ее энергоэффективной и компактной альтернативой».

Однако Сёнмез подчеркнул, что необходимость в высоковольтном источнике повышает сложность первоначальной настройки и требует соблюдения мер безопасности, что потенциально может сказаться на стоимости реализации. «Наше комплексное исследование по оптимизации позволило определить наиболее важные параметры и их оптимальные значения для охлаждения фотоэлектрических панелей с помощью электрораспыления. Подобных исследований в литературе ранее не встречалось», — добавил он.

В ходе исследования использовался метод поверхности отклика (МПО) — статистический подход, при котором проводится ограниченное количество экспериментов для создания непрерывной математической модели с учетом всех переменных. Переменные измерялись в контролируемых лабораторных условиях с использованием галогенной лампы-проектора мощностью 500 Вт в качестве источника света, расположенного на расстоянии 350 мм от фотоэлектрической панели. Фотоэлектрическая панель мощностью 530 Вт была расположена под углом 90° к горизонтали.

Каждая переменная измерялась на трех уровнях: интенсивность излучения составляла 800 Вт/м2, 900 Вт/м2 или 1000 Вт/м2; расход охлаждающей жидкости — 20 мл/ч, 60 мл/ч или 100 мл/ч; электрическое напряжение между соплом и фотоэлектрической панелью — 17 кВ, 19 кВ или 21 кВ; расстояние между соплом и фотоэлектрической панелью — 3 см, 5 см или 7 см.

В ходе анализа ученые определили оптимальные рабочие параметры для фотоэлектрической панели: интенсивность излучения 1000 Вт/м², скорость потока 94,34 мл/ч, напряжение 17 кВ и расстояние от сопла до панели 5,5 см. В этих условиях мощность панели составила 657,18 Вт. Два последующих проверочных запуска показали результаты 665,42 Вт и 672,89 Вт, что подтвердило надежность оптимизированных параметров.

«Мы обнаружили, что увеличение расстояния между соплом и фотоэлектрической панелью положительно влияет на максимальную выходную мощность только до тех пор, пока оно не достигнет примерно 5 см, после чего начинает оказывать негативное влияние из-за снижения силы трения между соплом и панелью, — говорит Сёнмез. — Мы также наблюдали точку насыщения при изменении скорости потока охлаждающей жидкости: увеличение скорости потока повышало выходную мощность примерно до 90 мл/ч, но дальнейшее увеличение не оказывало дополнительного влияния на количество поглощаемого тепла».

По словам исследователей, самым неожиданным результатом стало то, что электрическое напряжение между соплом и фотоэлектрической панелью не повлияло на итоговый параметр выходной мощности. «Мы планируем продолжить исследования, изучая эффективность электрораспылительного охлаждения на панелях промышленного масштаба в реальных условиях на открытом воздухе и при разной интенсивности солнечного излучения в течение дня», — заключил он.

Результаты исследования были представлены в статье «Определение оптимальных параметров фотоэлектрической панели с электрораспылительным охлаждением», опубликованной в Ain Shams Engineering Journal.

Аккумулятор FIAMM FG 20271 

Национальное научное агентство Австралии заявило, что роботы с искусственным интеллектом могут изменить подход к обслуживанию солнечных электростанций в рамках крупномасштабных фотоэлектрических проектов после успешного тестирования передовой технологии.

Организация научных и промышленных исследований Содружества (CSIRO) перепрофилировала роботов, изначально разработанных для горнодобывающей промышленности, для проведения технического обслуживания крупных солнечных электростанций в Австралии.

По данным CSIRO, автономные роботы, которые с помощью камер и датчиков создают цифровую карту солнечной электростанции, а также используют программное обеспечение на основе искусственного интеллекта для выявления проблем, связанных с техническим обслуживанием, успешно прошли испытания в рамках крупных проектов в Квинсленде и Новом Южном Уэльсе.

По словам исследователей из научного агентства, роботы с искусственным интеллектом оснащены набором датчиков, в том числе камерами для визуального осмотра, инфракрасной камерой для обнаружения горячих точек и электрических неисправностей, а также технологией Light Detection and Ranging (LiDAR) для точного 3D-восприятия и картографирования.

Они запрограммированы на автономное перемещение по солнечным электростанциям на любой местности и в любых условиях, создание точных карт для оцифровки местности, обход опасных участков и комплексное изучение местности.

По словам старшего инженера по робототехнике CSIRO Росса Дангавелла, роботы с искусственным интеллектом могут автоматически обнаруживать неисправности в фотоэлектрических панелях, в том числе скопление пыли, гнёзда насекомых или птичий помёт, физические повреждения, ослабленные гайки или болты, перегревы в панелях или электрических разъёмах, а также проводку, требующую ремонта.

«Робот регистрирует и сохраняет все собранные данные, его датчики способны обнаружить любую неисправность на панели», — сказал он.

По словам Дангавелла, внедрение робототехники и технологий искусственного интеллекта на солнечных электростанциях для профилактического обслуживания снизит затраты на обслуживание, повысит эффективность и безопасность, поможет поддерживать работоспособность панелей, повысит стабильность выработки энергии и продлит срок службы оборудования.

Эта технология также снижает потребность в пеших обходах, смещая акцент с повторяющихся ручных операций на создание квалифицированных рабочих мест, связанных с техническим обслуживанием солнечных электростанций, поддержкой робототехники и анализом данных.

«Хорошо, когда есть возможность удовлетворить спрос в тех регионах страны, где рабочая сила недоступна или ее сложно найти, — сказал Дангавелл. — Часто бывает так, что невозможно уговорить кого-то работать в таких суровых условиях в течение длительного времени».

По словам старшего научного сотрудника CSIRO Пеймана Могадама, внедрение робототехники в производство солнечной энергии меняет правила игры в крупномасштабном секторе солнечной энергетики Австралии.

«Мы не просто собираем изображения или 3D-данные, — сказал он. — Мы закладываем основу для интеллектуальных систем управления солнечными электростанциями, в которых можно объединять данные с роботов, стационарных датчиков и полевых систем. Это позволяет принимать более взвешенные решения по профилактическому обслуживанию и обеспечивает более стабильную работу в долгосрочной перспективе».

В CSIRO заявили, что продолжают тестировать роботизированные системы и системы искусственного интеллекта на пилотных площадках и планируют сотрудничать с промышленными предприятиями, чтобы сделать эту технологию более доступной.

Аккумулятор FIAMM 12FGL100

Исследователи из Ульмского университета и Йенского университета имени Фридриха Шиллера создали молекулярную систему, которая улавливает солнечную энергию с помощью водорастворимого окислительно-восстановительного сополимера, накапливает ее с эффективностью зарядки более 80 % в течение нескольких дней и при необходимости высвобождает ее в виде водорода с эффективностью преобразования 72 %.

Исследовательская группа из Ульмского университета и Йенского университета имени Фридриха Шиллера разработала молекулярную солнечную батарею, которая накапливает фотоэлектрическую энергию и высвобождает ее в виде водорода по требованию — в том числе в темноте, без солнечного света. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Communications.

В основе системы лежит водорастворимый сополимер с высокой окислительно-восстановительной активностью, который одновременно служит накопителем электронов и фотокаталитической платформой. Материал улавливает электроны, генерируемые солнечным излучением, и стабильно удерживает их в течение нескольких дней с эффективностью зарядки более 80%.

Этот подход позволяет отделить выработку солнечной энергии от производства водорода, в отличие от традиционных систем, в которых электролиз и выработка возобновляемой энергии должны осуществляться одновременно. После того как энергия накопится в сополимере, добавление кислоты и катализатора выделения водорода объединит накопленные электроны с протонами, в результате чего образуется водород с эффективностью преобразования 72%. Этот процесс можно проводить в темноте, что дает операторам возможность гибко выбирать время и способ производства водорода.

Система также является химически обратимой. Возможно многократное выполнение циклов зарядки, хранения и разрядки без изоляции активного материала. Для регенерации требуется лишь изменение pH — нейтрализация, — которая возобновляет фотокаталитический процесс при облучении. По словам исследователей, циклическое поведение материала, обусловленное обратимыми окислительно-восстановительными реакциями с участием сополимера, делает его перспективным кандидатом для применения в области химического хранения энергии.

В этой работе макромолекулярная химия и фотокатализ — две области, которые до сих пор практически не пересекались, — объединяются в единую молекулярную архитектуру, которая обеспечивает улавливание, хранение и преобразование водорода. По словам исследователей, этот подход может обеспечить недорогое и масштабируемое хранение водорода, что потенциально позволит использовать его в энергоемких промышленных процессах, таких как производство стали и синтетического топлива, где генерация водорода по требованию может упростить интеграцию нестабильных возобновляемых источников энергии.

Исследование проводится в рамках консорциума CataLight, который занимается преобразованием солнечной энергии в химическую с помощью молекулярных катализаторов.

Аккумулятор FIAMM 12FGL42

В центрах обработки данных используются аккумуляторы, чтобы обеспечить работу большего количества систем искусственного интеллекта при том же подключении к сети.

Для большинства проектов по хранению энергии одними из основных целей являются получение платежей за использование мощностей, повышение устойчивости и участие в программах реагирования на изменение спроса. По мере того как бум искусственного интеллекта приводит к резкому росту спроса на электроэнергию, для гиперскейлеров и других крупных потребителей начинает формироваться новая концепция — «вычисления на мегаватт» (Compute Per Megawatt, CPM).

Вместо того чтобы рассматривать периферийные накопители как источник дохода для центров обработки данных, компания CPM рассматривает их как инструмент, который может обеспечить новый уровень вычислений и раскрыть потенциал, несмотря на ограниченный доступ к сети. Аккумулятор фактически выступает в роли рычага для повышения производительности ИТ-систем.

«Хранилище не повышает эффективность отдельных графических процессоров, но устраняет ограничения, которые не позволяют ИТ-специалистам использовать оборудование на полную мощность», — объясняет Алехандро де Диего, аналитик рынка в Modo Energy. Он рассказал, что обычно такие методы, как ограничение энергопотребления и планирование рабочей нагрузки, определяют объем вычислительных ресурсов, которые компания может задействовать в рамках выделенного бюджета на электроэнергию. «Хранилище расширяет этот бюджет».

Отчасти это связано с уникальным профилем нагрузки в центрах обработки данных, где нагрузка на тысячи процессоров может резко возрасти и так же резко снизиться за считаные секунды. По мнению де Диего, именно в управлении энергопотреблением заключается ключевая ценность хранилищ данных для центров обработки данных. Без него подключение проекта к электросети должно соответствовать максимально возможному пиковому значению, чтобы обеспечить бесперебойное энергоснабжение. Это дорого обходится, и коммунальные службы часто не дают разрешения на высокие нагрузки.

«Благодаря аккумулятору, сглаживающему эти скачки, операторы могут эффективно использовать вычислительные мощности, превышающие те, что предусмотрены их контрактом на подключение к сети», — добавил он, хотя это зависит от продолжительности скачков и емкости аккумулятора. На практике это означает, что установка накопителей — это не только способ сэкономить, но и возможность ускорить выход на рынок, поскольку проекты простаивают в очередях на подключение, а все больше гиперскейлеров обращаются к аккумуляторам как к способу пропустить очередь.

«Коммунальные службы сталкиваются с проблемой нехватки электроэнергии в сети и все больше нуждаются в гибких ресурсах, которые могли бы компенсировать резкий рост нагрузки, вызванный внедрением искусственного интеллекта», — сказал Ванни Парк, основатель и генеральный директор стартапа Pado AI, предоставляющего программное обеспечение как услугу. Компания управляет распределенными энергетическими ресурсами для центров обработки данных и пользуется поддержкой LG NOVA. Он объяснил, что, несмотря на то, что очереди на подключение к сети по-прежнему представляют собой проблему, компания получает прибыль, когда может продемонстрировать, что центр обработки данных «адаптирован к работе в сети».

«Выступая в роли балансирующего механизма, мы на самом деле помогаем коммунальным службам справляться с ограничениями, а не усугубляем их», — добавил он.

Тем не менее для внедрения CPM на практике, скорее всего, потребуется управление энергопотреблением на уровне ИТ-инфраструктуры. Исследования, проведенные в Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли и других организациях, показывают, что при ограничении энергопотребления можно использовать больше процессоров, не выходя за рамки бюджета. Это позволит центру обрабатывать больше задач, связанных с искусственным интеллектом.

«Новизна заключается не в хранилище, а в том, что вычислительные задачи можно намеренно перераспределить таким образом, чтобы их требовалось меньше, но при этом общая производительность увеличивалась», — сказал де Диего. Именно здесь на помощь приходит совместная оптимизация.

Опять же, хранилище выступает в роли «буфера», поскольку управление энергопотреблением на стороне ИТ-инфраструктуры помогает сгладить нагрузку. Благодаря этому в центрах обработки данных можно использовать аккумуляторы меньшего размера и более жесткие ограничения по энергопотреблению. Такое сочетание открывает новые возможности, которые не учитываются в моделях арбитража или оплаты за мощность.

«Это дополнительный доход от вычислений, который становится возможным благодаря хранению данных», — отметил он, добавив, что для оператора это «гораздо больший доход на мегаватт-час». «Ценность аккумулятора теперь определяется не стоимостью электроэнергии в сети, а ценностью вычислений, которые он позволяет выполнять. Это различие полностью меняет инвестиционную привлекательность».

Однако извлечение этой выгоды — совсем другой вопрос. В чем заключается подход Падо? Он пытается разрушить глубоко укоренившиеся барьеры между ИТ-системами и энергетической инфраструктурой.

«Существующие платформы часто рассматривают “белое пространство” (ИТ-нагрузки) и “серое пространство” (оборудование и хранилища) как отдельные изолированные системы», — сказал Парк. Он добавил, что преодоление разрыва между ИТ-инфраструктурой, ориентированной на получение прибыли, и инфраструктурой, ориентированной на снижение затрат, — это путь к превращению центра обработки данных из крупного объекта в гибкий сетевой ресурс. «Хранилище — это “вспомогательный буфер”, который делает возможными вычисления с учетом сетевых ресурсов, [поскольку] позволяет центру обработки данных выступать в роли виртуальной электростанции без риска отключения одной серверной стойки».

Тем не менее для большинства крупных потребителей электроэнергии участие в VPP или доступ к оптовому рынку не имеют особого смысла.

«Если гиперскейлер развернул систему хранения данных, чтобы получить доступ к дополнительным вычислительным мощностям, а в итоге стал получать доход от оптовых рынков, значит, изначальная инвестиционная стратегия провалилась», — сказал де Диего, объяснив, что это связано с тем, что финансовая целесообразность системы определялась ценностью вычислительных ресурсов, которые она обеспечивала, а не ее вкладом в энергосистему. Это не обязательно плохо, но, по его словам, «в тот момент, когда доход от энергосистемы становится основной причиной существования системы хранения данных гиперскейлера, значит, что-то пошло не так с вычислительной частью, ради которой она изначально и создавалась».

В сочетании с нормативными и техническими барьерами, из-за которых дата-центрам сложно участвовать в оптовых торгах и экспортировать, а не импортировать электроэнергию, концепция CPM, вероятно, является одним из наиболее реалистичных способов использования аккумуляторов для создания нового источника дохода для дата-центров.

«При правильной организации [хранилище] — это не просто центр затрат на резервное копирование, — говорит Пак. — Это актив, приносящий доход, который максимизирует стоимость использования [центра обработки данных] и окупается за счет участия в энергетических рынках»

Аккумулятор FIAMM 12FGHL28

В интервью эксперт по кибербезопасности Мохаммад Аль Фарук объясняет, что, казалось бы, простые датчики в фотоэлектрических и других энергетических системах на удивление уязвимы к магнитным, электрическим и акустическим воздействиям, которые могут дистанционно влиять на системы управления без физического доступа к ним. Для защиты этих датчиков требуется не только строгая физическая охрана, но и разработка надежных, устойчивых к помехам технологий для защиты критически важной инфраструктуры.

В последние годы исследователи все больше внимания уделяют киберфизическим системам, в которых аппаратное и программное обеспечение сложным образом взаимодействуют друг с другом, а также уязвимостям, которые могут распространяться на несколько уровней этих систем. В последнее время особый интерес вызывают датчики — повсеместно распространенные устройства, встроенные во все, от промышленных систем управления до инверторов, используемых в фотоэлектрических системах, безопасность которых долгое время оставалась без внимания.

С распространением устройств интернета вещей (IoT) и подключенной инфраструктуры датчики стали критически важными, но при этом удивительно уязвимыми компонентами. Многие датчики, используемые в энергетических системах, основаны на старых технологиях, но вопросы безопасности в них традиционно не учитывались. Однако в последнее время исследователи начали искать в этих датчиках потенциальные уязвимости и обнаружили немало неожиданных слабых мест.

“Датчики можно легко вывести из строя, создавая электрические, магнитные и акустические поля”, - сказал Мохаммад Аль Фарук, директор Центра устойчивых автономных систем Калифорнийского университета и профессор кафедры электротехники и компьютерных наук Conexant-Broadcom, наделенный полномочиями. “Вам не нужно на самом деле заходить внутрь системы, потому что вы можете создать магнитное поле вокруг системы, которое может очень аккуратно подвести к управляющему слою. В инверторах фотоэлектрических систем есть датчики тока и напряжения, которые напрямую подключены к контроллеру системы. Создать магнитное поле и вывести из строя эти датчики очень просто.

По словам Аль-Фарука, потенциальные злоумышленники могут создать управляемое магнитное поле, которое будет напрямую воздействовать на датчики инвертора. Возникающие в результате возмущения могут повлиять на систему управления, при этом сам инвертор не пострадает. «Манипулируя окружающей средой, злоумышленники могут незаметно изменять показания датчиков, что, в свою очередь, может повлиять на систему управления, — объяснил он. — Мы протестировали это с помощью простой установки: магнита и недорогой электроники стоимостью около 45 долларов». В комплект входили плата Arduino Uno, несколько полевых МОП-транзисторов, радиочастотный модуль Zigbee, ультразвуковой датчик и батарейки. По сути, это была простая комбинация для обработки сигналов и электронного управления.

Аль-Фарук и его команда создали компактный контроллер и поместили его в кофейную кружку, чтобы его можно было легко разместить в предметах повседневного обихода или даже в мусоре для тестирования. В схеме был радиомодуль, который позволял подключаться к компьютеру и давал исследователям возможность включать его дистанционно и управлять создаваемым магнитным полем. «Тщательно настроив контроллер, мы смогли регулировать силу этого магнитного поля, — рассказал эксперт по кибербезопасности. — Эти контролируемые изменения магнитного поля, в свою очередь, влияли на расположенные поблизости датчики тока и напряжения». По сути, эта установка позволяет нам наглядно увидеть, как электромагнитные возмущения взаимодействуют с электронными системами.

Модель потенциальной атаки

«Это проще, чем кажется большинству людей, — продолжил он. — Не нужно физически вскрывать удаленный терминал (Remote Terminal Unit, RTU) или другие контроллеры. Достаточно иметь рядом правильно сконфигурированное устройство, которое может удаленно управлять показаниями датчиков по беспроводной связи. Вся энергетическая инфраструктура должна быть физически защищена. Мы не можем наивно полагать, что все оставленное без присмотра оборудование безобидно. Оно вполне может быть источником угрозы».

Электромагнит, использовавшийся в экспериментах

«Кто-то может намеренно оставить кофейную кружку рядом с инвертором в качестве маскировки, — заявил Аль Фарук. — На первый взгляд это кажется безобидным, но внутри кружки может находиться радиомодуль или модуль связи, обеспечивающий удаленный доступ из любой точки мира. Вот почему так важна физическая защита фотоэлектрических установок. Злоумышленник может разместить на вид безобидные предметы, например мусор, но на самом деле они могут быть оснащены технологиями, способными генерировать магнитные поля или создавать другие помехи». В будущем такие атаки могут проводиться даже дистанционно, с помощью дронов, без физического присутствия человека.

Экспериментальная установка

Для защиты инверторных датчиков необходимы как физические средства защиты, такие как контроль доступа и мониторинг окружающей среды, так и технологические инновации. Среди возможных решений — разработка защищенных датчиков, способных обнаруживать внешние помехи или противостоять им, однако это требует больших затрат.

Исследовательская группа начала разрабатывать защищенные датчики, в том числе специализированные датчики Холла, устойчивые к магнитным помехам и воздействиям окружающей среды. Однако эти решения стоят дороже, и вопрос в том, готова ли отрасль инвестировать в безопасность заранее. Многие организации не хотят тратить деньги, пока не возникнет явная уязвимость или инцидент. Более того, о большинстве инцидентов, связанных с подобными атаками, скорее всего, не сообщается, пока они не приобретут национальный масштаб.

«Мне пока не известно ни об одном подобном случае, — сказал ученый. — На данный момент эти уязвимости представляют собой в основном потенциальный риск, поэтому я подчеркиваю, что датчики на фотоэлектрических установках являются критически уязвимым звеном. Каждую фотоэлектрическую установку следует рассматривать как часть критически важной инфраструктуры, и ее окружающая среда должна быть соответствующим образом защищена. Конечно, обеспечить такой уровень защиты непросто и недешево. Но, учитывая геополитическую напряженность и растущую потребность в безопасности, я считаю, что это будет становиться все более необходимым».

В краткосрочной перспективе необходимо повышать осведомленность операторов предприятий, внедрять меры физической безопасности и проводить регулярные проверки. В долгосрочной перспективе отрасль должна стремиться к технологическим усовершенствованиям в области датчиков, контроллеров и методов проектирования с учетом требований безопасности для защиты критически важной инфраструктуры.

«По мере того как наши энергетические системы становятся все более сложными и взаимосвязанными, скромный датчик, который когда-то воспринимался как нечто само собой разумеющееся, превращается в ключевую уязвимую точку. Устранение этих рисков — это не только предотвращение краж или простоев, но и защита целостности самой энергосистемы», — заключил Аль Фарук.

Аккумулятор FIAMM 12 FLB 450 P

Исследователи из Бразилии разработали методику оценки эффективности фотоэлектрических инверторов с учетом особенностей солнечного излучения и условий эксплуатации в конкретной стране. Этот подход призван устранить недостатки международных показателей за счет учета таких переменных, как входное напряжение и эффективность отслеживания точки максимальной мощности (Maximum Power Point Tracking, MPPT).

В недавнем исследовании, проведенном в Бразилии, предлагается новый подход к оценке эффективности фотоэлектрических инверторов, подключенных к сети. Эта методология основана на наблюдении, что широко используемые модели взвешенной оценки эффективности не учитывают должным образом климатические и эксплуатационные условия конкретной страны.

Традиционные показатели, такие как европейская эффективность и стандарт Калифорнийской энергетической комиссии (California Energy Commission, CEC), основаны на весовых коэффициентах, рассчитанных на основе профилей освещенности в других регионах, что может искажать результаты сравнительного анализа при применении в Бразилии.

Предлагаемый подход основан на новой формуле расчета взвешенной эффективности с использованием репрезентативных данных о солнечном излучении в стране. Он учитывает тот факт, что инверторы работают при разной нагрузке в течение дня и года, что напрямую влияет на их среднюю эффективность. В отличие от традиционных методов, новая модель корректирует весовые коэффициенты для каждого диапазона работы, чтобы лучше отразить особенности солнечной энергетики в Бразилии.

Помимо поправок на климатические условия, методология включает в себя технические параметры, которые обычно не учитываются в стандартных показателях, такие как зависимость эффективности от входного напряжения, эффективность отслеживания точки максимальной мощности (Maximum Power Point Tracking, MPPT) и изменение эффективности при различных нагрузках. Это позволяет более полно оценить работу инвертора в реальных условиях.

Авторы отмечают, что использование зарубежных показателей может привести к неточной оценке эффективности, особенно в странах с высокой солнечной активностью и характерными профилями нагрузки, таких как Бразилия. Поскольку инверторы не могут постоянно работать с максимальной эффективностью, для оценки эффективности в динамике необходимо использовать средневзвешенные показатели. Однако если эти показатели не адаптированы к местным условиям, они могут не отражать реальное поведение системы.

По мнению исследователей, эта методология может способствовать улучшению сертификации, маркировки и сравнительного анализа инверторов в Бразилии, особенно в условиях продолжающегося роста распределенной генерации и внедрения солнечных электростанций промышленного масштаба. Благодаря метрике, адаптированной к национальным условиям, этот подход может помочь оптимизировать выбор оборудования, что потенциально повысит эффективность системы и рентабельность проектов.

Разработка взвешенной оценки эффективности фотоэлектрических инверторов: пример Бразилии,” Новая модель была представлена в исследовании, “опубликованном в Solar Energy Advances. Исследование было проведено группой ученых из Государственного университета Кампинаса (UNICAMP) с целью адаптации показателей эффективности к эксплуатационным и климатическим условиям Бразилии.

Аккумулятор FIAMM FG 10721

Ученые из Австралийской организации научных и промышленных исследований Содружества (CSIRO), Мельбурнского королевского технологического университета и Мельбурнского университета разработали прототип квантовой батареи, которая демонстрирует возможность быстрого и масштабируемого хранения энергии с использованием коллективных квантовых эффектов.

Ученые из CSIRO — национального научного агентства Австралии — в сотрудничестве с Мельбурнским королевским технологическим университетом и Мельбурнским университетом разработали первую экспериментальную квантовую батарею, которая демонстрирует потенциал быстрой, масштабируемой зарядки и хранения энергии на основе принципа коллективных квантовых эффектов.

Квантовая батарея, как и обычные батареи, заряжает, накапливает и разряжает энергию — и является первой в своем роде. Несмотря на то, что она еще далека от коммерческого использования, однажды она может изменить способы хранения и использования энергии.

Ведущий исследователь, руководитель отдела квантовой и технической науки CSIRO доктор Джеймс Куач сказал, что его главная цель — создать будущее, в котором электромобили будут заряжаться гораздо быстрее, чем бензиновые, или смогут заряжаться на расстоянии без проводов.

«Наши результаты подтверждают фундаментальный квантовый эффект, который противоречит здравому смыслу: чем больше квантовая батарея, тем быстрее она заряжается. Современные батареи так не работают, — говорит Куач. — Исследование подтверждает огромный потенциал квантовых батарей для беспрецедентно эффективного и быстрого накопления энергии».

CSIRO называет этот прототип первой в мире полностью функционирующей экспериментальной квантовой батареей, разработанной CSIRO совместно с Мельбурнским университетом и Мельбурнским королевским технологическим университетом.

Уникальные свойства

По словам представителей CSIRO, квантовые батареи используют уникальные свойства квантовой механики, такие как суперпозиция и квантовая запутанность, в то время как современные батареи обычно работают на основе химических реакций.

«Разработанная исследователями батарея имеет многослойную органическую микрополость и заряжается без проводов с помощью лазера, — сообщили в CSIRO. — Команда использовала передовые методы спектроскопии, чтобы подтвердить характеристики зарядки прототипа, которые показали, что батарея сохраняет накопленную энергию на шесть порядков дольше, чем время ее зарядки».

В статье, опубликованной Куачем в The Conversation, он объясняет парадоксальное свойство квантовых аккумуляторных батарей: при совместной зарядке они заряжаются быстрее, чем по отдельности.

«Допустим, ваша квантовая батарея состоит из N накопителей, и для зарядки каждого из них требуется одна секунда. Благодаря коллективному эффекту, если заряжать все накопители одновременно, на зарядку каждого из них потребуется всего 1∕√N секунды», — написал Куач.

Исследование также демонстрирует возможность быстрой и масштабируемой зарядки и хранения энергии при комнатной температуре, что закладывает основу для энергетических решений нового поколения.

«Несмотря на то, что в области исследований квантовых батарей еще многое предстоит сделать, мы сделали важный шаг на пути к реализации их потенциала, — сказал Куач. — Следующий шаг в развитии квантовых батарей — увеличение времени хранения энергии. Если мы сможем преодолеть это препятствие, то станем на шаг ближе к созданию коммерчески выгодных квантовых батарей».

Результаты исследования опубликованы в журнале Light: Science and Applications под названием «Сверхмощная электрическая энергия от квантовой батареи».

CSIRO ищет потенциальных партнеров для совместной разработки.