Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2002 № 04
Так выглядит современный дом, крыша которого изготовлена из солнечных фотоэлементов.
Передвижная фотоэнергетическая установка, созданная нашими специалистами.
В России, к сожалению, в основном, ограничивались лишь созданием солнечных элементов для спутников и космических станций. Хотя физические принципы преобразования солнечной радиации были разработаны российскими учеными и специалистами уже давно. В них использованы самые современные теоретические модели и новые конструкции с предельным КПД до 9 3 %.
Для решения этой проблемы в 1996 году Министерством науки и технологий РФ был разработан проект по созданию высокоэффективных кремниевых фотопреобразователей и модулей.
Для их производства была создана научно-производственная фирма «Кварк» в Краснодаре. Спустя два года на фирме «Солнечный ветер» в Краснодаре было налажено экспериментально-опытное производство продукции, характеристики которой соответствуют лучшим мировым образцам. Одновременно было начато внедрение этой технологии в ЗАО ОКБ завода «Красное знамя» (г. Рязань). Там под руководством «Интерсоларцентра» разработан проект организации широкомасштабного производства кремния и кремниевых солнечных элементов и модулей общим объемом до 2 МВт в год.
Промышленная реализация этого проекта позволит создать в России мощное производство, способное поставлять качественные изделия даже на мировой рынок. Так что дела вроде бы движутся. Но все-таки темпы освоения солнечной энергии все еще оставляют желать лучшего.
Между тем, как показывают проведенные исследования и опыты, солнечные фотоэлементы могут с успехом работать не только в районе Краснодара или Сочи, но и практически повсеместно. Зимой в тундре такие агрегаты бесполезны. Зато летом солнце там светит круглые сутки, наверстывая упущенное. А вот, скажем, в Сибири или Забайкалье солнечные установки могут работать круглый год с достаточно высокой эффективностью.
Например, в поселке Кольцово, близ Новосибирска, построен уже целый поселок, где половина потребности в тепле и энергии покрывается за счет нашего светила. А в Бурятии, как показали расчеты, даже при КПД всего 12 % удельная выработка электроэнергии составляет 200 кВт на квадратный метр площади солнечных панелей.
Этапы развития фотоэлектричества в России
1958 г. Запущен первый спутник Земли с солнечными батареями.
1964 г. В пустыне Каракумы, недалеко от Ашхабада, в Туркмении, опробована солнечная батарея с концентраторами мощностью 0,25 кВт для подъема воды.
1967 г. Разработан новый класс фотопреобразователей — многопереходные солнечные элементы из кремния.
1970 г. Технологию ионной имплантации начали применять в производстве солнечных элементов.
1970 г. Разработана технология фотопреобразователей с двусторонней чувствительностью.
1975 г. Прошли испытания солнечные батареи площадью 1 м2 и напряжением 32 кВ для ракетного ионно-плазменного двигателя.
1975 г. Разработана технология солнечных элементов на основе GaAlAs-GaAs. В 1981 г. эти элементы были использованы в лунной космической программе.
1980 г. Разработана технология многопереходных солнечных элементов на основе GaAlAs-GaAs.
1984 г. В Ашхабаде установлена фотоэлектрическая система мощностью 10 кВт с пластиковыми параболическими концентраторами.
1985 г. При преобразовании лазерного излучения солнечными элементами достигнут КПД 8 36 %.
1987 г. Разработана технология очистки металлургического кремния для солнечных элементов.
1989 г. В Краснодарском крае построена «солнечная» деревня мощностью 40 кВт.
1989 г. Разработана специальная технология производства солнечных элементов наземного применения.
1993 г. Достигнут КПД в 30 % для каскадных солнечных элементов на основе GaAlAs-GaAs гетероструктуры на германиевой подложке, разработаны новые классы голографических, призматических, параболических концентраторов и оптических систем на их основе.
Публикацию подготовил С.НИКОЛАЕВ
ИНФОРМАЦИЯ
УПАКОВЩИК ТРАВЫ. В Новосибирске, на предприятии «Сибсельмашспецтехника» разработан новый агрегат — пресс-подборщик и упаковщик зеленой массы для герметичного консервирования свежескошенной травы. Машина бережно сворачивает траву в рулоны весом по 500–800 кг и обволакивает полиэтиленовой пленкой. Внутри без кислорода тут же прекращаются процессы гниения, и трава хранится свежей несколько месяцев. А такой корм дает существенную прибавку удоев.
В Европе подобная технология используется уже довольно давно и доказала свои преимущества. Теперь и в нашей стране стали производить такую технику, специально приспособленную к нашим климатическим условиям. Первая партия подборщиков-упаковщиков уже вышла из цехов предприятия и закуплена окрестными хозяйствами. Причем себестоимость новой машины оказалась вдвое ниже, чем у зарубежных аналогов.
ПЕЧОРСКАЯ НЕФТЬ уникальна по своим данным. Во-первых, ее не выкачивают из глубины посредством скважин, а добывают в рудниках. Дело в том, что здесь нефтепродуктами пропитана губчатая горная порода, из которой нефть выпаривают, то есть разжижают с помощью горячего пара, получая при этом практически готовые смазочные материалы высокого качества. Но самое интересное выяснилось совсем недавно. Оказалось, что эта самая порода, которая раньше шла в отвалы, оказывается еще более ценным минеральным сырьем, чем сама нефть. Как показал анализ, она состоит из оксида титана и оксида кремния. Это, по существу, единственное месторождение титана на территории России.
Наши химики уже разработали технологию освоения этих отвалов. При этом получают карбонитрид титана, с помощью которого можно затем изготавливать сверхтвердые сплавы. Кроме того, из карбида кремния изготовляют нагревательные элементы для электропечей, а также абразивные материалы и другие весьма полезные и перспективные соединения.
САМИ — С УСАМИ. Тараканы некоторых видов способны производить для собственных нужд витамин А непосредственно в организме. Этот факт экспериментально доказали сотрудники Петербургского института эволюционной физиологии и биохимии. До этого наука не знала, что представители фауны способны сами себя снабжать необходимыми витаминами.
И ЛЕВША БЫ ПОЗАВИДОВАЛ мастерству школьников в изготовлении… шпаргалок. Что ни экземпляр, то образчик сообразительности, фантазии и мастерства. Так, одна из «шпор» представляет собой миниатюрную книжицу, шрифт на страницах которой впору читать через увеличительное стекло. Есть и произведения, изготовленные по новейшей технологии с использованием компьютера. Вся эта коллекция собралась в учительской средней школы № 1 г. Заречного Свердловской области за прошлый учебный год. В этом учителя ждут ее пополнения и сетуют, что надобности в «шпорах» не было бы, если бы учеников не заставляли запоминать уйму сведений, не имеющих логической поддержки — например, исторических дат. «Ведь все равно они тут же выветриваются из голов после экзамена, — говорят учителя. — Так зачем тогда программа того требует?»
СОЗДАНО В РОССИИ
В космос, на прогулку…
Полет первого космического туриста показал, что это удовольствие — для очень богатых людей. «Лишние» 20 млн. долларов могут быть только у миллиардера. Тем не менее, как обещают ученые и конструкторы, удовольствие совершить туристическую экскурсию в космос может стать доступнее: ряд фирм и корпораций создают прогулочные космические корабли. Стараются не отстать от зарубежных конкурентов и отечественные специалисты.
Во Франции и Японии, например, предлагают использовать для таких полетов следующую схему. Капсула с туристами устанавливается на верхушку межконтинентальной баллистической ракеты. Та стартует с космодрома. Первые две ступени разгоняют космическую капсулу до такой скорости, что она способна совершить суборбитальный космический полет, поднимаясь на высоту порядка 100 с лишним километров.
Чтобы совершить затем аэродинамическую посадку на заранее выбранный аэродром, капсула снабжается небольшими крыльями и собственными двигателями, помогающими корректировать траекторию баллистического спуска.
Наши специалисты предлагают для этой цели использовать более прогрессивную технологию «воздушного старта». Вот как, например, видят себе такой запуск специалисты Экспериментального машиностроительного завода имени В.М. Мясищева, создавшие авиационно-космическую систему для туризма М-55Х.
