Ученые ЮКГУ имени М. Ауезова разработали «Полнофункциональную мобильную интеллектуальную установку для системы слежения и ориентации башенных солнечных электростанций с беспроводной передачей данных и внутренним питанием от солнечной батареи». Когда я впервые увидела это название на международной конференции, которая недавно проходила в ЮКГУ, честно признаюсь, чуть «глаза не сломала». Ну а произнести вслух это бесконечное предложение – вообще подарок логопеду. А между тем именно эта разработка наших ученых была признана лучшей и будет представлена на предстоящей выставке ЭКСПО в 2017 году.
GPS ПОМОЖЕТ!
Что же кроется за таким сложным названием? Мое любопытство, как всегда, бежало впереди меня семимильными шагами, а ноги стали двигаться за ним. В конце концов, любопытство не порок для журналиста, а узнать очень хотелось, в чем же принципиальное отличие разработки от других существующих систем. И со всеми своими вопросами я, естественно, отправилась к самим разработчикам. (Знала бы я, что название работы, на котором я сломала язык, – это еще цветочки).
«Отличие нашей разработки – в ее «начинке». Мы разработали и применили, как сейчас это принято называть, «умную» систему, в которую включены адаптивно-интеллектуальные программные модули. Это позволит использовать ее на солнечных электростанциях, где оптическая система может содержать концентраторы параболического, прямоугольного или сферического типа, а также солнечные батареи,– рассказал кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры «Автоматизации, телекоммуникации и управления» Абдушукур Сатыбалдиевич Сарыбаев.– Принципиальным отличием от существующих систем контроля и управления разрабатываемой системы автоматизации является ее целостность с гелиостатными установками и солнечными батареями. Наша система имеет программное обеспечение. Здесь установлены специальные датчики, которые определяют положение солнца».
Как объяснил Абдушукур Сатыбалдиевич, в системе предусмотрен GPS-навигатор. «А для чего он там нужен?» – продолжала любопытствовать я.
«Все дело в том, что статичные установки не могут эффективно использовать солнечную энергию. Возьмем, например, фотоэлектрическую установку. Находясь в статичном положении, она использует энергию солнца только в тот момент, когда «смотрит» строго вертикально на солнечный диск. Далее, двигаясь по своей траектории, солнце меняет угол, и солнечная станция уже менее эффективно получает энергию, – рассказывает Абдушукур Сарыбаев. – Мы разработали установку, которая может не только следить за солнцем, но и двигаться вместе с ним. В нее заложены две координаты – вертикальная и горизонтальная. С их помощью можно направлять установку в любую точку. Попросту говоря, двигаться вместе с солнцем. Модуль GPS предназначен для определения реального местного времени и координат объекта на местности. По этим данным система автоматизации выполняет позиционирование, переход с вечернего положения в утреннее при помощи оптической системы СЭС. Также эти данные используются для выполнения астрономических расчетов восхода и захода и положения Солнца в любой момент времени светового дня».
Эти установки могут быть использованы как частными лицами, так и на малых предприятиях, фермерских хозяйствах, а также организациями и предприятиями, занимающимися производством и доставкой электроэнергии.
БОЛЬШАЯ СОЛНЕЧНАЯ ПЕЧЬ
Беседовать с Абдушукуром Сатыбалдиевичем мне было очень интересно. Конечно, мы уже знаем, что такое альтернативные источники энергии, но, как оказалось, далеко не все. Темой возобновляемых источников энергии ученые всего мира занимаются уже давно. И для меня, например, было большим открытием, что в Советском Союзе уже была Большая Солнечная Печь (БСП). Вот на этом-то комплексе и довелось поработать в те годы Абдушукуру Сатыбалдиевичу. Окончив Ташкентский политехнический институт по специальности «Автоматика и телемеханика», в 1985 году он попал в научно-исследовательский институт материаловедения НПО «Физика солнца». И там уже тогда разрабатывались солнечные установки, аналогичные современным.
«У нас была лаборатория по разработке фотоэлектрических установок, – рассказывает мой собеседник. – Это как раз установка, которая преобразует солнечную энергию в электрическую. А еще мы занимались установкой, которая называется «гелиостат»: она отражает солнечные лучи на определенную точку. Их используют на электрических станциях башенного типа. В НИИ мы занимались автоматизацией солнечных установок и преобразованием солнечной энергии в высокотемпературное солнечное излучение».
После работы в этом НИИ Абдушукуру Сатыбалдиевичу довелось поработать на гелиокомплексе. Гелиокомплекс расположен в 45 км от Ташкента, в Паркентском районе, в предгорьях Тянь-Шаня на высоте 1100 метров над уровнем моря. Он строился в период с 1981-го по 1987 год. Место для строительства выбиралось очень тщательно – количество солнечных дней в году здесь не менее 270.
Большая Солнечная Печь представляет собой сложный оптико-механический комплекс. Площадь отражающей поверхности гелиостатного поля – 3020 кв. м, концентратора – 1840 кв. м. Максимальная температура, которую можно получить в этой печи, – 2000 градусов по Цельсию. Таких комплексов в мире всего два. Второй находится во Франции.
В чем преимущества таких печей? В мгновенном достижении высокой температуры, позволяющей получать чистые материалы без примесей. Поэтому в ней металлы и сплавы характеризуются крайне высокой чистотой. Печь можно использовать для получения чистого металла циркония без каких-либо примесей. Температура плавления оксида циркония – 2700 градусов по Цельсию! Производительность печи в данном случае может составлять почти 2,5 тонны циркония в день. Здесь также проводятся исследования для получения новых материалов с использованием солнечной энергии. А еще в советское время здесь проводили испытания обшивки космических аппаратов и военной техники.
«В 1999 году я разработал малую солнечную печь мощностью 1,5 киловатта, – продолжал меня просвещать Абдушукур Сарыбаев. – Ее диаметр составляет 2 метра, есть гелиостат, система слежения и фокус диаметром 8 мм. Эту установку выгодно применять в научно-исследовательских лабораториях. В этой печи можно моментально расплавить несколько граммов материала и изменить состав. В ней также образуется температура выше 2000 градусов. Эту печь я установил в Индии в Научно-исследовательском институте металлургии в Табинском НИИ в Каире. Они используют эту печь для разработки новых технологий и материалов».
ЕЩЕ НЕМНОГО ОБ УМНОЙ УСТАНОВКЕ НАШИХ УЧЕНЫХ
Эта установка разработана специально для нашей области. Максимальное солнце, как рассказал Абдушукур Сатыбалдиевич, по вертикали у нас в летний период 76 градусов и минимальное зимой – 20 градусов для фотоэлектрических станций. По горизонтали (от восхода до захода) – максимальная температура 120 градусов. То есть наши установки максимально должны охватывать 120 градусов по горизонтали и 76 – по вертикали. То есть солнце можно «поймать» только в этом пространстве. Наша установка на это и рассчитана. А вот, например, в Индии солнце переходит в северную сторону, и здесь надо менять максимальный градус. Наша установка тут не подойдет. Зато она вполне сможет работать в Австралии.
Я всегда плохо ориентировалась в пространстве – даже в родном городе «влегкую» могу заблудиться. Зато после беседы с Абдушукуром Сатыбалдиевичем я теперь точно знаю координаты Шымкента – 69 градусов долготы и 42 градуса широты. Мало ли, вдруг пригодится с моим-то топографическим кретинизмом.
Сегодня изменения климата на планете и зависимость от ископаемых источников энергии (запасы которых быстро сокращаются), заставляют человечество искать выход. Широкое применение солнечной энергии уже наглядно продемонстрировало, как мы можем справиться с этой проблемой. Использование солнечных батарей и гелиостатных установок – это не только свет, но и тепло. С каждым годом эти установки становятся все более «умными», благодаря чему энергию солнца можно будет использовать более эффективно.
Татьяна БУРДЕЛЬ
(Использованы материалы из интернет-источников)
