Учёные из Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова разработали модель принципиально новой солнечной электростанции. Устройство, в отличие от аналогов, имеет призматическую конструкцию, компактно и работает более эффективно.
Энергия Солнца
В полной мере использовать альтернативные возобновляемые источники энергии — задача будущего. Этот вопрос волнует учёных всего мира. В Алтайском государственном техническом университете над созданием современных и эффективных станций плотно работают на протяжении последнего десятилетия.
«Наша модель предназначена для преобразования солнечной энергии в электрическую. Энергия Солнца — одна из самых экологичных, безопасных и недорогих по себестоимости. Пожалуй, единственным недостатком является зависимость её получения от времени суток и погодных условий, — отмечает кандидат технических наук, доцент кафедры электроснабжения промышленных предприятий АлтГТУ Василий Сташко. — Именно поэтому считалось, что в северных странах строительство солнечных электростанций экономически невыгодно. Наша же разработка позволяет в разы повысить эффективность работы солнечных батарей».
В руках у третьекурсника энергофака Никиты Достовалова чертежи будущего детища — солнечной призматической электростанции.
— Здесь всё продумано до мелочей, — с гордостью за коллективную разработку рассказывает студент. — Наша станция, в зависимости от требуемой мощности, состоит из одного или более ярусов. В каждом из них четыре вертикально соединённых между собой солнечных панели, которые образуют квадрат. Схема электрических соединений солнечных панелей каждого яруса и ярусов между собой построена таким образом, что частичное или полное затенение любой из солнечных панелей не влияет на величину генерируемого всей системой тока. Благодаря этому электростанция позволяет обеспечить высокую надёжность и технологичность при достаточно простой конструкции, а также высокую мощность при минимальной площади размещения.
Всё в конструкции не случайно. Каждая из четырёх граней призмы ориентирована по азимуту таким образом, что участвует в выработке электроэнергии в течение всего светового дня.
Растущая мощность
Ещё один разработчик проекта — третьекурсник Роман Мельников — демонстрирует стройные ряды расчётов.
«Наша станция идеально подойдёт для удалённой местности, куда сложно и затратно будет протянуть традиционную линию электропередач. Она способна эффективно вырабатывать энергию на ограниченной площади. При желании её можно разместить в условиях плотной городской застройки — предложенная нами конструкция очень компактна. В этом её принципиальное отличие и одно из главных преимуществ», — уверен студент.
По расчётным показателям призматическая станция, выдающая 3 кВт энергии, займёт всего один квадратный метр площади. Для сравнения, стандартно размещённые под углом солнечные панели такой же мощности потребуют в сотню раз большее пространство.
В промышленных масштабах солнечные электростанции при мощности 10 мВт занимают площадь в несколько десятков гектаров, тогда как для соответствующей призматической солнечной электростанции потребуется не более 4−6 квадратных метров.
Преимуществом вертикальной компоновки массива солнечных панелей в виде призмы также становится то, что зимой, когда мощность солнечного излучения в несколько раз ниже, чем летом, электростанция вырабатывает электроэнергии больше, чем при традиционной компоновке на горизонтальной площади. К тому же, её, в отличие от горизонтальной, не нужно будет очищать от снега.
Всесезонный гибрид
На мониторе компьютера разработчиков 3D-модель эффектно встроена в ландшафт городских улиц.
— Мы предусмотрели модульную систему компоновки: без каких-либо лишних переустройств потребитель может нарастить свою станцию до необходимых ему показателей. Мощность установки зависит от суммарной мощности солнечных панелей одного яруса и их общего числа в конструкции. Благодаря этому башня будет расти вверх, а раз так, то можно подключить к процессу ещё и энергию ветра — установить ветрогенератор. В тихую безветренную ночь устройству также не помешает бензиновый генератор. Таким образом, наша станция станет гибридной, и значительно повысится её надёжность, — констатирует Василий Сташко.
Полезная модель устройства уже запатентована. Следующий этап — за созданием прототипа. Уже к концу декабря студенты под руководством преподавателя построят так называемую нанопризму.
«Небольшую призматическую модель можно будет использовать в походах или поставить на домашний подоконник. Её мощности хватит для работы светильника или зарядки мобильного телефона, — рассказывает ещё один участник проекта, одногруппник ребят Андрей Иващенко. — Помимо того, что мы получим полезный и интересный сувенир, нано-призма поможет нам провести экспериментальные исследования в наших условиях».
Солнечная призматическая установка, по мнению изобретателей, станет эффективным решением для улучшения энергообеспечения в условиях изменяющихся климатических и погодных условий.
За последние три года учёными Алтайского технического университета им. И.И. Ползунова получено 86 патентов на изобретения и полезные модели.
Источник: газета «Вечерний Барнаул»
