В ТПУ проходят испытания установки, повышающей энергоэффективность СЭС

В Томском политехническом университете проходят испытания установки, повышающей энергоэффективность солнечных батарей. Устройство разработал студент Энергетического института вуза Александр Петрусев в рамках программы УМНИК Фонда содействия инновациям. Установка следит за движением Солнца и поворачивает вслед за ним батарею, таким образом, повышая ее эффективность. Устройство обладает морозостойкостью и стоит в 2-3 раза дешевле аналогов.

Всего студентом созданы два полномасштабных прототипа инновационного солнечного устройства. Одна такая установка с ноября прошлого года работает в экологическом поселке на Алтае, вблизи деревни Чачжаевки. Еще одно устройство сейчас проходит испытания на крыше Бизнес-инкубатора ТПУ.

«Система успешно проработала в экологическом поселке на Алтае всю зиму. Одно из ее главных преимуществ в том, что она способна работать в тридцатиградусные морозы. Китайские аналоги, к примеру, не переносят температур ниже -20С°. Наша установка предназначена именно для российских реалий и будет способна работать на Камчатке и в других северных районах», — говорит Александр Петрусев.

Еще одно устройство сейчас проходит испытания на крыше Бизнес-инкубатора ТПУ. В дальнейшем политехник планирует питать энергией, получаемой от солнечной батареи, рекламную панель, которая будет расположена на фасаде здания Бизнес-инкубатора.

«Испытания начались этим летом и продолжатся до ноября. Сейчас я наблюдаю, как работает система, — снимаю показания солнечной температуры и радиации, которые падают на квадратный метр солнечной батареи. Затем сравниваю эти показатели с вырабатываемой электроэнергией для статичной солнечной панели и панели, которая ориентируется на Солнце.

Первые наблюдения уже показывают, что как минимум на 20% при таком способе эффективность батареи возросла.

После отладки, я надеюсь, она повысится до 30%. Это достаточно хороший показатель. Как таковая, технология не увеличивает эффективность солнечной панели, а повышает солнечную мощность, которая на нее падает. За счет этого увеличивается выработка энергии», — рассказывает студент.

Александр Петрусев отмечает, что его разработка нацелена на районы с децентрализованным электроснабжением. Ее потенциальными потребителями могут стать крупные и средние промышленные предприятия, домохозяйства и обычные потребители, для которых установка солнечных батарей является более рентабельным способом получения электроэнергии, чем традиционные энергетические системы.

Опытный образец установки был создан в прошлом году при поддержке программы УМНИК Фонда содействия инновациям, в рамках которой Александр Петрусев получил грант на реализацию своей идеи, рассчитанный на два года. Также работа поддержана грантом федерального агентства по делам молодежи Росмолодежь. Кроме этого, разработка отмечена премией Томской области в сфере образования, науки, здравоохранения и культуры, премией президента РФ в области поддержки талантливой молодежи, премией имени российского академика О.Д. Алимова.

Система позволяет решить две главных проблемы, существующие у современных солнечных установок, — это невысокая эффективность преобразования солнечной энергии в электрическую в течение дня и дороговизна солнечных элементов.

Для решения этой проблемы политехник использовал солнечный трекер и акриловый концентратор, которые регулируют положение солнечной батареи.

В течение дня трекер поворачивает панель вслед за движением Солнца, и солнечная батарея «ловит» больше света. От существующих на рынке устройств он отличается тем, что имеет более широкий угол поворота (до 200 градусов, у аналогов в среднем 150). Это позволяет батарее вырабатывать больше мощности. При этом устройство можно регулировать дистанционно, с помощью пульта.

Акриловый концентратор, как зеркало, отражает и распределяет свет по поверхности солнечной панели. Он представляет собой оптическую систему, отражающую и распределяющую свет на двух небольших солнечных элементах (вместо традиционно большой панели). Таким образом, концентрация энергии в нем достигает семи «солнц», то есть для получения той же мощности используется почти в 7 раз меньше солнечных элементов, стоимость которых на сегодняшний день высока. Следовательно, установив систему политехника для регулирования солнечной батареи, можно получить такое же количество энергии, сэкономив при этом на покупке солнечных панелей в 2-3 раза.