В НИТУ «МИСиС» создали энергетическую установку-гибрид нового поколения

В современном мире, с растущими показателями потребления, вопрос замены традиционных источников энергии на альтернативные актуален как никогда. Развитие технологий получения электроэнергии из возобновляемых ресурсов стремительно набирает обороты.

Ученые НИТУ «МИСиС» создали установку-гибрид, которая может преобразовывать и солнечную, и ветровую энергию в электрическую. Прибор способен работать при переменных погодных условиях, поэтому его можно использовать практически в любых регионах для снабжения электроэнергией оборудования и населения, проживающего в труднодоступных местах или в местах, удаленных от линий электропередач. Например, установка может применяться в фермерских хозяйствах, экогородах, для освещения удаленных поселений.

Как отметила ректор НИТУ «МИСиС» Алевтина Черникова, «наш университет — один из базовых вузов, реализующих масштабные исследовательские проекты в сфере энергоэффективности и энергосбережения по заказам Минобрнауки, Минэнерго, государственных и частных корпораций. В университете создан научно-образовательный центр энергоэффективности, который позволяет консолидировать компетенции исследователей и эффективно выполнять крупные проекты — причем не только научные, но и образовательные. Так, НИТУ „МИСиС“ на постоянной основе проводит курсы повышения квалификации в области энергоэффективности по заказам крупнейших компаний».

Разработанная конструкция состоит из гибридной вертикальноосевой турбины, на внутренних лопастях которой установлены солнечные элементы. Поступающая от них энергия может, при необходимости, увеличивать скорость вращения турбины, либо уходить в накопитель или внешнюю сеть. Специальная форма лопастей внутреннего и внешнего ротора позволяет увеличить коэффициент использования энергии ветра. На лопасти может быть нанесено покрытие, препятствующее обледенению. Вращение солнечных элементов предотвращает перегрев и накопление пыли, тем самым повышая КПД и увеличивая срок службы, в частности при работе с дополнительными концентраторами солнечной энергии.

«Наша гибридная установка потенциально превосходит такие же разработки из США, Европы и Китая по нескольким параметрам. Во-первых, за счет одновременного использования ветровой и солнечной энергии она вырабатывает на 15–20% больше энергии, чем её зарубежные аналоги. Во-вторых, если возникла поломка, то её можно легко устранить за счет отсутствия в конструкции функционально сложных и массивных деталей. Ремонт или обслуживание могут осуществлять 1–3 человека. Замечу, что обычно ремонт больших энергетических установок сопровождается рядом трудностей, но не в случае с нашим изобретением. Кроме того, стоимость всесезонной гибридной установки при относительно небольшой доработке конструкции, разумной организации производства и грамотного маркетинга будет почти на порядок дешевле существующих аналогов», — рассказал руководитель исследовательской группы, доцент кафедры «Полупроводниковой электроники и физики полупроводников» НИТУ «МИСиС» Петр Лагов.

Мощность установки диаметром 1,5 метра (итоговая высота определяется высотой мачты) и весом около 30 килограмм при благоприятных погодных условиях (освещенность 400–800 Вт/м2, скорость ветра 3–8 м/с) варьируется от 300 до 500 Вт, что позволяет в год вырабатывать до 4 МВт*ч. Затраты на изготовление одной установки при массовом выпуске не превысят 20 тысяч рублей. Расчетное время службы изобретения по предварительным оценкам составляет не менее 20 лет.