Podczas targów EnergyDecentral (15–18 listopada) w Hanowerze firmy zaprezentowały najnowsze koncepcje i rozwiązania, które mogą pomóc w rozwiązaniu problemu coraz większego zapotrzebowania na energię elektryczną, przy ograniczonej dostępności paliw kopalnych.

Wydajność paneli fotowoltaicznych rośnie

Z roku na rok rośnie wydajność modułów fotowoltaicznych, m.in. dzięki zastosowaniu ogniw PERC z pasywacją emitera spodniej części. W porównaniu z wcześniejszymi konstrukcjami, w dolnej warstwie moduł ma dodatkową warstwę działającą jak reflektor. Dzięki temu każdy promień Słońca, który dotrze do dolnej warstwy modułu, odbija się i trafia z powrotem w głąb ogniwa, mając kolejną szansę na wytworzenie energii. Badania pokazały wzrost wydajności takich paneli o 24%. Nowym rozwiązaniem pozwalającym zwiększyć efektywność fotowoltaiki są też ogniwa tandemowe (krzemowo-perowskitowe).

Jednym ze sposobów zwiększenia powierzchni produkcji prądu ze Słońca bez uszczerbku na użytkach rolnych są systemy agrofotowoltaiczne z pionowo zamontowanymi panelami.

Rynek wskazuje, że najwyższą opłacalność zyskujemy, gdy prąd z fotowoltaiki zużywamy na bieżąco. To oszczędność pieniędzy w porównaniu z pobieraniem go z sieci. Dlatego, aby jak najefektywniej wykorzystać energię słoneczną, inwestuje się w rozwój systemów magazynowania energii. Dzięki temu możemy być mniej zależni od rosnących cen prądu. Połączenie systemu słonecznego i systemu magazynowania energii z ładowarką pojazdów elektrycznych będzie jednym z trendów, na których dostawcy technologii będą się koncentrować.

New Holland wprowadził do seryjnej produkcji ciągnik zasilany biometanem.

Podczas targów firmy pokazały, że system fotowoltaiczny w przyszłości będzie bardziej cyfrowy i inteligentny. Sztuczna inteligencja umożliwi wczesne wykrywanie i eliminację awarii oraz automatyczną optymalizację wydajności. To potrzebne, bo jak oceniają niemieccy naukowcy, ok. 8% europejskich modułów fotowoltaicznych nie pracuje z pełną wydajnością na skutek nieprawidłowego ustawienia, uszkodzenia czy zabrudzenia. Dzięki cyfryzacji w przyszłości operator systemu fotowoltaicznego będzie mógł dokładnie przewidywać wytwarzanie i zużycie energii elektrycznej na podstawie analiz warunków pogodowych i wzorców zużycia.

Kogeneracja: wytwarzanie ciepła i energii elektrycznej

Wydarzenia ostatnich miesięcy zmieniły również rolę kogeneracji, czyli skojarzonego wytwarzania ciepła i energii elektrycznej, np. w biogazowni. Dziś coraz więcej mówi się o wykorzystaniu biogazowni rolniczych jako systemów rezerwowych na wypadek przerw w dostawie prądu, gdy wiatr i Słońce nie są głównymi źródłami energii. Zaletą takich instalacji jest nie tylko szybka regulacja mocy elektrycznej (uruchomienie drugiego generatora prądu), ale także elastyczny tryb pracy w stosunku do zapotrzebowania w przyłączonych lokalnych i miejskich sieciach ciepłowniczych.

Materac wodny Aquaclim firmy Bioret Agri odzyskuje energię cieplną od zwierząt, którą przez wymiennik ciepła można wykorzystać w gospodarstwie.

Biometan i biogaz

Będący częścią biogazu biometan, w zależności od potrzeb, może być wykorzystywany jako źródło ciepła i paliwo. Surowy biogaz otrzymywany z biomasy zawiera oprócz metanu do 40% dwutlenku węgla. Dlatego musi być najpierw przetworzony, zanim będzie można go wprowadzić do sieci. Po procesie oczyszczania powstały biometan może być wprowadzany do sieci gazowej albo dalej sprężany lub skroplony. Dziś bio-CNG (sprężony gaz ziemny) i bio-LNG (skroplony gaz ziemny) są poważną alternatywą dla paliw kopalnych. Na europejskich drogach pracuje już mnóstwo aut zasilanych gazem ziemnym, który w przyszłości może powstawać w biogazowni. Przetwarzany biogaz (CNG, LNG, wodór) w okresie słabego wiatru i Słońca można ponownie przekształcić w energię elektryczną.

Na rynku jest też coraz więcej producentów silników gazowych, które mogą pracować przy 25-procentowej zawartości wodoru w mieszance gazowej. Jednocześnie trwają prace rozwojowe nad silnikami, które umożliwią nawet 100-procentowy udział wodoru.

Big Dutchman oferuje modułowy magazyn energii SunBox. Pojedynczy moduł może zmagazynować 14 kWp.

Ciekawostką z targów są badania nad współpracą turbin wiatrowych i biogazowni. Niewykorzystany w sieci prąd z wiatru ma być dostarczany do elektrolizera, który rozkłada wodę na tlen i wodór. Ten reaguje z dwutlenkiem węgla (składnik biogazu) w reaktorze, tworząc czysty metan, cenne paliwo.

Potwierdza to, że do maksymalizacji efektywności wytwarzania energii i ciepła z OZE konieczne jest współdziałanie wszystkich dostępnych metod produkcji.

fot. Beba