Земля могла зникнути, цього не сталося: розкрито цікаву загадку Сонячної системи.

  Нове дослідження, опубліковане у виданні Physical Review X, показує, чому планети внутрішньої частини Сонячної системи досі не зіткнулися одна з одною за мільярди років існування, хоча це показують моделі, пише Live Science.

  Наша Сонячна система є відносно стабільною. Тобто всі планети обертаються по своїх орбітах навколо Сонця на певній відстані одна від одної, що не загрожує їм зіткненням. Але, за словами вчених, насправді орбіти таких планет як Земля, Марс, Венера та Меркурій насправді хаотичні, і, як показують моделі, наша планета вже не повинна існувати. Справа в тому, що всі ці планети мали вже зіткнутися одна з одною, але цього не сталося. І автори нового дослідження нарешті вирішили цю загадку.

Учені знайшли математичне пояснення стабільності орбіт внутрішніх планет Сонячної системи завдяки вивченню їхніх траєкторій руху. Виявилося, що існують деякі величини, які запобігають зміні їхніх орбіт, що призвело б до неминучого зіткнення, як показують моделі.

  За словами астрономів, усі планети петребувають під взаємним гравітаційним впливом, який незначно змінює траєкторії їхнього обертання навколо Сонця. Але цей вплив більшою мірою відчувають саме чотири маленькі планети, найближчі до нашої зірки, тому більші планети, такі як Юпітер або Сатурн, зберігають відносно стабільні орбіти навколо Сонця.

  Але відомо, що визначити точно відносні рухи трьох небесних тіл, які схильні до гравітаційного впливу, неможливо. Це так звана "задача трьох тіл", і ще наприкінці 19 століття було доведено, що ця задача має безліч рішень. Через це невизначеність у початкових положеннях гравітаційно взаємодіючих планет і швидкостей їхнього руху з часом збільшуються. Простіше кажучи, якщо взяти два різні варіанти, в яких відстані між планетами відрізняються на невелике значення, то в одному з них Земля, Марс, Венера і Меркурій повинні зіткнутися, в іншому — ні.

  Також існує таке поняття як час, за який будь-яка система приходить у повний хаос. Тобто це час, протягом якого дві різні траєкторії руху небесного тіла з майже однаковими початковими умовами розходяться на певну величину. Він називається час Ляпунова для хаотичних систем.

  Понад 30 років тому вчені з'ясували, що час Ляпунова для орбіт планет у внутрішній частині Сонячної системи становить 5 млн років. Це означає, що кожні 10 млн років втрачається одне порядкове значення для розрахунків руху планет. Наприклад, якщо початкова невизначеність становища планети становить 15 метрів, то через 10 млн років вона вже становитиме 150 метрів, а через 100 млн років — 150 млн км. Тобто за 4,6 млрд років існування Сонячної системи планети мали вже значно змінити свої орбіти й або зіткнутися одна з одною, або покинути нашу зоряну систему через такий хаотичний рух. Але, як відомо, цього не сталося.

  Автори нового дослідження створили моделі траєкторії руху внутрішніх планет протягом наступних 5 млрд років, застосовуючи зміну значень у розрахунках, про які було сказано вище. І виявилося, що ймовірність зіткнення Землі та Марса або всіх планет, найближчих до Сонця одночасно, становить лише 1%. Подальші розрахунки показали, що для того, щоб сталося зіткнення, між ними має пройти не менше 30 млрд років.

  У результаті нових математичних розрахунків учені вперше виявили так звані симетрії або постійні величини в гравітаційних взаємодіях планет, які не дозволяють їм поринути в хаос і сильно змінити свої орбіти.

  За словами вчених, ці величини є майже постійними, адже, хоча вони й запобігають зіткненню планет, вони не можуть запобігти їм повністю. Завдяки цим величинам і зберігається відносна стабільність Сонячної системи, і поки що не настав повний космічний хаос.

Источник: focus.ua

Сонячні панелі, які замінять вікна!

  Вченим з університету Мічігану вдалося розробити сонячні панелі, які мають 50-процентну прозорість, що відкриває перспективу використовувати їх як вікна.

 В основу нового сонячного елемента входить не кремній, як у традиційних аналогах, а органічний пластик.

 Дослідники розробили органічні сонячні елементи за допомогою нового методу, який, як вони запевняють, легко адаптувати для масового виробництва. Зазначається, що лазери, необхідні для травлення мікронних електричних сполук у кремнієвих масштабах, неможливо було використовувати на органічних клітинах. І тоді команда вчених на чолі зі Стівеном Форрестом розробила багатоетапний метод формування патерну відриву, здатний створювати з'єднання мікронного масштабу. Тонкі шматочки візерункового пластику впроваджувалися між органічних і металевих шарів, які потім відокремлювалися, щоб створити ультратонкі електричні з'єднання між осередками.

 Створене інженерами скло має 50-процентну прозорість, що дозволяє використовувати його як матеріал для вікон у житлових приміщеннях, а його ефективність становить рекордні для подібного типу панелей 10%. Термін служби розрахований не менш як на 30 років.

Источник: https://ilenta.com

Ученые МТИ разрабатывают конфигурациями перовскитных солнечных панелей.

 На данный момент времени одной из наиболее приоритетных задач в сфере современной энергетики является вопрос о качественном и концептуальном улучшении так называемых перовскитных солнечных панелей – особого класса солнечных панелей, в основе которых вместо более привычного и стандартного кремния используется перовскит. Перовскит как отдельный класс материалов обладает действительно многообещающими свойствами относительно проводимости электричества и энергии в целом, а также отличается намного более низкой ценой своего производства – и именно поэтому ученые активно занимаются оптимизацией и улучшением проводящих свойств перовскита в сравнении с кремнием.

 

Вот и сегодня стало известно о том, что талантливая команда специалистов по материальному инжинирингу из Массачусетского Технического Института решила как следует заняться вопросом о расширении проводящих свойств и особенностей перовскита в контексте построения новых солнечных панелей – для этого команда использует специально написанный алгоритм искусственного интеллекта, который осуществляет постоянный поиск и тестирование различных комбинаций перовскитных материалов. Пока что результаты носят предварительный характер и сама исследовательская команда отнюдь не спешит делиться своими выводами, однако уже сейчас можно сказать, что их проект несет в себе намного больше положительных и полезных возможностей, чем считалось изначально.

 Основная проблематика сейчас состоит в том, чтобы разработать такой вариант перовскитной матрицы, которая могла бы эффективно сообщать большие объемы электрического заряда в разные его участки, таким образом повышая энерго-эффективность и устойчивость новых солнечных панелей.

 Можно сказать, что у команды исследователей из МТИ уже имеется достаточно солидная исследовательская сравнительная база различных конфигураций и вариантов перовскитных солнечных панелей – однако, в то же время, едва ли на данный момент времени можно говорить о сколь-нибудь окончательной картине исследования. Скорее всего команде исследователей необходимо будет произвести некоторые дополнительные исследовательские этапы и включить в проект некоторые новые экспериментальные соединения.

Источник: 1informer.com

Созданы прозрачные солнечные панели

  Южнокорейские исследователи из Инчхонского национального университета разработали первые в мире полностью прозрачные солнечные панели, которые можно встраивать в окна и смартфоны будущего. О перспективной разработке, которая, впрочем, пока далека от реального применения, пишет портал ScienceDirect.

 

Ученые, группу которых возглавил профессор Джундонг Ким, представили инновационный метод, затрагивающий слой гетероперехода солнечной ячейки. Применив комбинацию полупроводниковых элементов из оксида никеля и диоксида титана, ученые получили полностью прозрачный элемент, способный трансформировать солнечную энергию в электричество. Новый элемент устроен достаточно просто, плюс, он отличается отсутствием вреда для экологии.

 В перспективе новая технология позволит создавать окна и прозрачные конструкции для строительства, которые значительно расширят область применения солнечных панелей. Ученые отмечают, что использовать прозрачные солнечные батареи можно будет даже в смартфонах, что сделает гаджеты более автономными.

 Все бы ничего, но у разработки пока что весьма низкая эффективность преобразования солнечной энергии. Первые прототипы демонстрируют эффективность на уровне двух процентов, чего явно недостаточно для широкого коммерческого применения.

Источник: kurs.com.ua

Эффективность солнечных батарей рекордное значение в 29,15%

 Исследовательская группа Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) опубликовала в журнале Science статью о разработке тандемного солнечного элемента из перовскита и кремния. Его эффективность составила 29,15%, что пока является рекордным значением.

 

Предыдущее рекордное значение было равно 28%. Ученые рассчитывают довести эффективность тандемного солнечного элемента до 30%. Более того, они полагают, что и эта отметка может быть превышена.

 Сейчас основным материалом для солнечных элементов является кремний, а разработки с использованием перовскита (титаната кальция) ведутся параллельно. Ученые считают, что потенциал перовскита еще не раскрыт. Комбинируя оба материала, удалось получить прирост эффективности.

 Немаловажно, что использование перовскита и кремния не увеличивает стоимость солнечных панелей. Что касается долговечности, лабораторный образец размером 1 x 1 см после 300 часов работы сохранил 95% первоначальной эффективности.

источник: hi-tech.ua

Солнечные батареи сэкономят дизельное топливо!

 Экономия топлива - минимум 5-10%

 Швеция не славится солнечными днями и жарким летом. И все же шведский производитель грузовиков Scania считает, что это подходящее место для грузовиков с солнечными батареями. Но почему? Какие преимущества будут иметь солнечные батареи для грузовой отрасли?

 На самом деле легко понять, почему грузовики – идеальные кандидаты для использования солнечной энергии. У них есть огромные прицепы с плоскими стенками. Обычно они используются для рекламы, но также могут использоваться для выработки некоторой мощности, которая может снизить расход топлива. Проблема в том, что грузовики потребляют много энергии, поэтому мы до сих пор не видим электрических грузовиков. Но, может быть, солнечные батареи хоть немного помогут?

 Вот почему Швеция – идеальное место для его проверки: если он работает здесь, он будет работать везде. Шведский перевозчик Ernst Express собирается управлять гибридным грузовиком Scania с 18-метровым прицепом, обтянутым солнечными батареями. Он будет полностью покрыт солнечными батареями, а их площадь составит 140 квадратных метров. По оценкам инженеров, в Швеции такое количество солнечных панелей может производить 14 000 кВт-ч электроэнергии. Но что они могут сделать с грузовиком?

 Инженеры Scania выполнили предварительное моделирование, чтобы оценить, какие выгоды можно получить от использования грузовиков с солнечными панелями в Швеции. Они обнаружили, что возможна 5-10% экономии топлива. Принимая во внимание расход топлива грузовых автомобилей, на это приходится тысячи литров топлива и тонны выбросов CO2. Кроме того, это число будет еще больше в таких местах, как южная Испания, где на 80% больше солнечного света, чем в Швеции. Очевидно, что в основе этой системы будет гибридный грузовик Scania. В нем будут батареи, которые помогут ДВС, когда дела станут тяжелыми и менее эффективными. Но как только эти батареи будут полностью заряжены, солнечные батареи не перестанут работать. Например, когда грузовик стоит на стоянке на ночь или на выходных. Этот исследовательский проект направлен на то, чтобы выяснить, может ли прицеп подавать электричество в сеть, когда батареи грузовика полностью заряжены.

 Эрик Фалькгрим (Eric Falkgrim), руководитель отдела технологий в области проектирования транспортных средств в компании Scania R&D, сказал: «Солнечные элементы ранее использовались на лодках и караванах, но только для питания вспомогательного оборудования, такого как холодильники и плиты, а не реальной трансмиссии».

 Будет интересно посмотреть, к чему приведет этот исследовательский проект. Солнечные батареи, очевидно, дороги, и гибридные грузовики тоже не из дешевых. Однако огромная экономия топлива могла бы компенсировать эти затраты, побуждая автотранспортные компании инвестировать в грузовики с солнечными панелями. Особенно в местах, где больше солнечного света, чем в Швеции.

Источник: https://odnaminyta.com

В Швеции научились собирать и хранить солнечную энергию

 Шведские исследователи создали молекулу, которую можно использовать для эффективного сбора и хранения солнечной энергии.

 О молекуле, решающей проблему хранения энергии солнца, пишет издание "Популярная Механика", ссылающееся на сотрудников Университета Линчепинга.

 Молекула, созданная в результате моделирования на супер-компьютере, может существовать в двух разных формах. "Родительская" форма поглощает солнечную энергию, а "видоизмененная" форма представляет собой более энергоемкий вариант "родительской", и, при этом, является более стабильной. Благодаря такой "двуликости" солнечную энергию можно запасать более эффективно.

 Разработка шведских ученых относится к группе молекул, которые принято называть "молекулярными фото-переключателями". Такие молекулы всегда могут существовать в двух разных формах (изомерах), которые отличаются химической структурой. На структуру фото-переключателей влияет энергия света — то есть, свойства молекулы можно изменить при помощи воздействия солнечной энергией.

 Свойства молекулы сперва были изучены при помощи компьютерного моделирования, а затем ученые смогли подтвердить их в экспериментальных исследованиях. Теперь авторы проекта работают над способами извлечения энергии, запасенной в молекулярных фото-переключателях. Проект открывает большие перспективы в молекулярной электронике и фото-фармакологии.

источник: golos.ua