Уже много лет в Казахстане реализуется переход к «зеленой» экономике, подразумевающей использование альтернативных источников энергии. В качестве примера можно привести солнечные электростанции «Бурное Солар-1» и «Бурное Солар-2», расположенные в Жуалынском районе Жамбылской области. Благодаря применению солнечных панелей в скором времени мы придем к сокращению выбросов углекислого газа на 150 тысяч тонн в год, что соответствует объему выбросов при эксплуатации местных угольных ТЭЦ мощностью 30 МВт.

Тем не менее технический прогресс продолжается, и возникла необходимость в доработке установок, позволяющих получать энергию без вреда для окружающей среды. Разработкой такого инновационного проекта занимается ученик Назарбаев интеллектуальной школы Тараза Канат Тажихан. Юноша занят созданием поворотной системы солнечных батарей, которые будут располагаться не на земле или других твердых поверхностях, а на поверхности воды.

Для юного изобретателя проект поворотной солнечной панели очень важен. Канат Тажихан выяснил, что простейшее поворотное устройство с системой слежения за солнцем позволяет получить максимальный коэффициент полезного действия от батарей. А при отсутствии должной ориентации солнечных панелей на солнце теряется до 35 процентов мощности. Поэтому, чтобы выйти на запланированную мощность в случае неподвижного крепления фотоэлементов, приходится устанавливать большее количество панелей.

— Я занялся разработкой проекта автономной установки по выработке энергии. Опытным путем смог доказать, что можно добиться компенсации потери энергии путем увеличения коэффициента полезного действия солнечных панелей, — рассказал автор проекта.

 

Поскольку солнце в течение дня перемещается не только по горизонтали, но и по вертикали, то системы управления отслеживают оба типа изменений и, в соответствии с полученной информацией, выдают команды на поворот панели вокруг горизонтальной или вертикальной оси. Такая система управления состоит из солнечного датчика, преобразователя сигнала с этого датчика, усилителя сигнала, микроконтроллера, устройства управления двигателем, самого двигателя и, наконец, непосредственно рамы, на которой крепится панель.

— Я создал умный солнечный трекер. Его отличие от аналогов в том, что те работают на протяжении всего светового дня, а мой включается лишь три часа, чтобы изменить положение панелей. Отсюда и экономия потребляемой энергии, — рассказал Канат.

К тому же установка будет находиться не на земле, а плавать на поверхности воды. Обратившись к научной литературе, Канат узнал, что одним из факторов, влияющих на эффективность солнечных батарей, является их нагрев. Хорошая освещенность позволяет вырабатывать больше энергии, но, с другой стороны, из-за этого панели нагреваются, становятся менее эффективными и могут выйти из строя. Вода по своей природе является естественным охладителем, благодаря чему фото¬электрические панели получают идеальную рабочую температуру. Это в сочетании с высоким потоком солнечного света на поверхность и правильным углом наклона позволяет получить высокий коэффициент полезного действия.

— Если разместить установку на поверхности воды, количество получаемой энергии увеличится, так как земля поглощает солнечные лучи, а вода, наоборот, их отражает. В ходе практического применения прототипа было доказано, что производительность солнечных батарей увеличится на 15 процентов, — пояснил юноша.

 

Канат отметил, что плавающую установку можно разместить на Терс-Ащибулакском водохранилище. Площадь водоема составляет более трех тысяч гектаров. Для готовой установки нужна площадь в два гектара. Это значит, что при ее размещении не будет никаких проблем, и она с легкостью будет работать.

Кроме того, ученик Назарбаев интеллектуальной школы нашел эффективный способ борьбы с загрязнением поверхности солнечных панелей. Если они будут покрыты слоем пыли, выработка энергии может снизиться на 30 процентов.

— Система очистки состоит из насоса и каналов подачи воды. Она будет включаться дважды в сутки. Например, в шесть часов утра и в два часа дня. Вода, попадая на батареи, будет смывать пыль, а также охлаждать их, — отметил Канат.

Юноша уверен, что возможности «зеленой» энергетики на данном этапе не используются в полной мере, а значит, технологии и способы, позволяющие получать энергию из солнца, ветра и воды, будут совершенствоваться. Следовательно, работа в этом направлении будет лишь расширяться. Запуск водной установки позволит решить сразу несколько проблем, считает юноша. Если их установить по всей стране, то польза для Казахстана будет в снижении стоимости электроэнергии, что даст импульс развитию экономики.