Interfax-Russia.ru – Томские студенты изобрели приборы, способные в несколько раз повысить энергоэффективность солнечных батарей.
Установки для повышения энергоэффективности солнечных батарей разработали студенты Томского политехнического университета (ТПУ).
"Мы создали две установки, улучшающие работу солнечных батарей: это система ориентации (солнечный трекер), которая разворачивает панели к солнцу, позволяя им "ловить" больше света, а, значит, и вырабатывать большее количество электроэнергии, и акриловый концентратор, который, подобно зеркалу, отражает и распределяет свет по поверхности солнечной панели, тем самым накапливая в ней солнечное излучение. Эти приборы могут использоваться как отдельно, так и в дополнение друг к другу. По своим характеристикам они существенно превосходят другие подобные установки", - сообщил Interfax-Russia.ru руководитель проекта, учащийся Энергетического института ТПУ Александр Петрусев.
Так, в частности, по словам разработчика, по сравнению со своими аналогами солнечный трекер, созданный в вузе, имеет более широкий угол поворота (у томской разработки - 200 градусов, у других таких устройств – 150), что позволяет увеличивать дневную выработку энергии до 35%. Кроме того, прибор может управляться как в вручную, так и автоматически, не требуя практически никакого сервисного обслуживания. При этом, как отметил Петрусев, такая система существенно дешевле других подобных установок, представленных сегодня на рынке.
Также определенными преимуществами перед своими конкурентами, как рассказал изобретатель, обладает и акриловый концентратор.
"Наш акриловый концентратор гораздо легче и дешевле параболических зеркал и линз Френеля, которые применяются для "управления" солнечным светом большинством производителей. Еще одно его достоинство в том, что он не требует точного наведения, чтобы "поймать" солнечные лучи. Следовательно, и энергозатраты на его работу требуются гораздо меньшие", - пояснил собеседник Interfax-Russia.ru.
Кроме того, как отметил студент, в разработанном политехниками концентраторе не скапливается конденсат, соответственно, не требует каких-либо специальных систем охлаждения.
"Недавно мы собрали первый опытный образец нашей энергоэффективной системы. Через несколько недель вместе с двумя солнечными панелями, специально купленными вузом для данного эксперимента, планируем установить ее на крышу 19-ого корпуса ТПУ. Так мы протестируем работу приборов в полевых условиях", - сказал Александр Петрусев.
В целом, по мнению изобретателя, эффективное применение солнечных батарей позволит не только значительно снизить расходы потребителей на электроэнергию, но и существенно улучшит экологическую обстановку во многих районах страны.
"Если, к примеру, говорить про мощность солнечного излучения, то у нас в Сибири она довольно-таки высокая. Летом она вообще достигает максимального значения для любой части планеты - это примерно 1100 Вт на 1 кв. метр. Впрочем, такие системы целесообразно использовать и зимой. Во-первых, с уменьшением температуры КПД солнечных батарей только увеличивается. Во-вторых, за счет отражения солнечных лучей от снега возрастает и мощность панелей", - заключил Александр Петрусев.
При этом потенциальными потребителями таких энергоэффективных систем, по словам разработчика, могут стать промышленные и сельскохозяйственные предприятия, а также просто жители отдаленных районов, для которых установка солнечных батарей является более рентабельным способом получения электроэнергии, нежели традиционные энергетические системы.
Между тем, согласно исследованиям Национального научно-исследовательского института химических технологий и Университета Сонгюнгван (Сеул, Республика Корея), повысить энергоэффективность солнечных батарей можно также и за счет использования в их конструкции новых перспективных материалов – к примеру, так называемого перовскита, имеющего структуру, аналогичную титанату кальция.
Впрочем, как признаются сами ученые, говорить о внедрении этой технологии пока все-таки несколько преждевременно, ведь создать такие солнечные панели специалистам пока удалось лишь на площади всего в 1 квадратный миллиметр. Кроме того, как выяснилось в ходе исследования, перовскит растворяется в воде, что указывает на его непрактичность при условии отсутствия каких-либо специальных модификаций.
Кроме того, довольно любопытную технологию по повышению эффективности солнечных панелей недавно продемонстрировала и американская компания Semprius. В частности, специалисты предприятия разработали специальные клетки из солнечных панелей, чтобы передавать частоты света от одного элемента к другому.
"В ходе эксперимента было собрано две разные солнечные батареи, в основу которых вошли четыре различных полупроводников сложенных друг на друга. Первый экземпляр продемонстрировал эффективность в 43,9%, а другой в 44,1%. Для сравнения лучшие однослойные солнечные элементы, которые доступны на данный момент, могут похвастаться КПД всего около 25%", - сообщает портал ainotech.com.
Сейчас инженеры проекта трудятся над созданием уже шестислойной солнечной панели, чье КПД, согласно их расчетам, возрастет до 50%. В целом же, как считают специалисты, если довести такие установки до ума, они могут улучшить экономику солнечной энергии в масштабе от 80 до 100 МВт в год производственных мощностей.
Как известно, крупнейшая на сегодняшний день в России солнечная электростанция (СЭС) мощностью 5 МВт находится в Кош-Агачском районе Республики Алтай. По информации местных властей, объект построили всего за три с лишним месяца. За это время специалисты успели подготовить свайное поле на площади 13 га, на установленных сваях собрали монтажные столы, закрепили солнечные модули, а также подключили все необходимое коммутирующее и сетевое оборудование.
Инвестором и генеральным подрядчиком строительства выступили структуры компании "Хевел" (совместное предприятие ГК "Ренова" и ООО "УК "РОСНАНО"). Более половины оборудования, задействованного при строительстве станции, было произведено на базе российских предприятий электротехнической металлообрабатывающей промышленности. География поставок комплектующих охватывала такие города, как Красноярск, Казань, Чебоксары, Калуга, Иркутск и Новосибирск. Общая стоимость проекта составила 570 млн рублей.
При этом, как отметили в правительстве региона, новая солнечная электростанция является лишь одной из пяти СЭС, которые в ближайшие годы планируется построить на территории Республики Алтай. Общая мощность всех пяти станций составит 45 МВт. Всего в России до 2020 года планируют построить несколько фотоэлектрических станций общей установленной мощностью 1,52 ГВт.
Обозреватель Наталья Пономарева
Присоединяйтесь к Interfax-Russia в "Twitter‘е", "Вконтакте" и на "Facebook
