Солнечный трекер и планарный концентратор в финале «Зворыкинской премии»

Студент-первокурсник Томского политехнического университета Александр Петрусёв стал одним из 15 финалистов Всероссийского конкурса молодежных инновационных проектов «Зворыкинская премия». В финал престижного конкурса он вышел с проектом «Повышение эффективности солнечных батарей с помощью планарного концентратора и солнечного трекера» в номинации «Чистые технологии». Этот проект Александр начал разрабатывать еще в Лицее при ТПУ.

 Всего студенты из разных вузов подали на конкурс в этом году почти 1500 заявок. После многоэтапной экспертизы в полуфинале участвовало уже 80 разработок. Экспертный совет выбрал 15 из них – по три в пяти номинациях: чистые технологии, биомедицинские технологии, новые материалы, информационные технологии и приборостроение. 5 декабря определится пять победителей, награждение лауреатов состоится на Всероссийском инновационном конвенте в МГТУ им. Н.Э. Баумана.

«Солнечная энергия по чистоте, распространенности и масштабу ресурсов из возобновляемых источников энергии наиболее перспективна, – рассказывает Александр. – Однако на сегодняшний момент солнечные батареи имеют два весомых недостатка – высокую цену и низкую эффективность. Проект, который я представляю на конкурсе, направлен на то, чтобы решить, в зависимости от нужд, любую из этих проблем».

Высокая цена солнечных батарей определяется, в первую очередь, высокой ценой фотоэлементов. Поэтому единственный способ снизить цену на солнечные батареи – это увеличить мощность солнечного потока, падающего на единицу площади фотоэлемента. Есть два способа сделать это – ориентировать солнечную батарею на солнце (использовать солнечный трекер) или концентрировать солнечную энергию (использовать концентратор). Эти устройства можно применять для любых типов солнечных батарей, они значительно дешевле аналогов, имеют небольшой вес и размер».

«Солнечный трекер – это устройство, поворачивающее солнечную батарею на солнце. На основе наработок Дуэйна Джонсона мы с братом сделали плату управления режимом работы этой установки и ее опытную модель. Сейчас уже готов четвёртый вариант – постоянно модернизирую. Установка в уменьшенном масштабе исправно ориентируется на солнце, на конференциях я демонстрирую это с помощью фонарика», – говорит Александр Петрусёв.

Особенность устройства – работа без микропроцессоров и использование коллекторных двигателей вместо шаговых (их стоимость ниже). Это выгодно отличает установку от аналогов. Братья рассчитали, что при использовании их системы происходит увеличение энергии на 31-33%.

Планарный концентратор – устройство из оргстекла толщиной 1-1,5 см в виде пластины, которое дает пятикратную концентрацию солнца, и для выработки того же количества энергии нужно в пять раз меньше солнечных батарей. Принцип действия очень отдаленно напоминает лупу. Концентратор в зависимости от масштаба производства в два-три раза снижает стоимость солнечных батарей.

Сейчас, по словам Александра Петрусёва, созданы опытные образцы и начались первые единичные продажи продукции. Получены патенты в России, США, Китае, Армении, Украине, Казахстане. «Хотелось бы запустить стабильное производство продукции в небольших масштабах», – говорит молодой ученый. 

Ссылка на оригинал статьи