عام 2021 في روسيا مخصص للعلوم والتكنولوجيا. في أغسطس ، ركزت الأجندة العلمية على المناخ والبيئة ، الموضوع الأكثر أهمية للعالم بأسره في السنوات الأخيرة. يعمل علماء جامعة جنوب الأورال الحكومية بنشاط في هذا الاتجاه ، ويطورون الطاقة «الخضراء».
في واحدة من التجارب الأخيرة ، حلل باحثون جامعيون مع زملائهم الأجانب جدوى استخدام مجمعات الهيدروجين الشمسية الهجينة ، واستكملوا دراسة معلمات دورة الهيدروجين «المغلقة» في أنظمة في ثلاثة مواقع جغرافية للكوكب. تم نشر نتائج المرحلة الأولى من البحث المبتكر في مجلة الطاقة ذات التصنيف العالي (Q1).
عندما تعمل محطات طاقة الرياح أو الطاقة الشمسية ، لا يتم إنفاق كل الطاقة على دعم تشغيل الكائنات التي تعمل بها. كما يتضح من البيانات التي تم الحصول عليها من توربينات الرياح التجريبية في نوس كيب كانين (القطب الشمالي) ، تتجاوز الطاقة «الفائضة» الاستهلاك بشكل كبير في بعض الأحيان. يُقترح تراكمها في مراكم الهيدروجين ، ويمكن استخدام مماثلة في محطات الطاقة التي تعمل بالطاقة الشمسية. ثم لن يكون هناك انقطاع للتيار الكهربائي في الليل أو في الطقس الغائم.
قام فريق بحثي دولي ، ضم علماء من جامعات في الهند وماليزيا وجامعة جنوب الأورال الحكومية، بدراسة كفاءة مجمعات الهيدروجين الشمسية. للقيام بذلك ، قمنا بتحليل بيانات الأنظمة المثبتة في مواقع جغرافية مختلفة. اختار العلماء تشيليابينسك كمكان لتطوير المكونات الرئيسية للمعدات ، والهند - بلد به تشميس شديد ، ومنفتح على الطاقة البديلة ، وأستراليا - ممثل نصف الكرة الجنوبي. لم يتم استخدام هذا النهج في العالم من قبل ، تم الاختيار على أساس موافقة الباحثين.
«يهدف البحث إلى تحديد طاقة محطات الطاقة الشمسية خلال النهار بنفس استهلاك الطاقة (1 كيلو واط). بالإضافة إلى ذلك ، حددنا حجم تخزين الهيدروجين والمحلل الكهربائي المطلوب لتوليد وتخزين الهيدروجين في شكل غاز. تم أخذ بيانات التشمس من مصادر موثوقة. تطلب البحث أيضًا معلمات معدات H2Nitidor مع إضافة خلايا الوقود لتحويل الهيدروجين إلى طاقة. وبالتالي ، قمنا بفحص معلمات دورة الهيدروجين ,,المغلقة"»,- كما قال إيفغيني سولومين ، دكتور في العلوم التقنية ، مدير مركز أبحاث «الطاقة البديلة» بجامعة جنوب الأورال الحكومية.
أظهر بحث العلماء أنه بالنسبة لمحطة طاقة ذات استهلاك ثابت للطاقة يبلغ 1 كيلوواط في روسيا ، هناك حاجة إلى 35 وحدة شمسية ، في الهند - 32 ، وفي أستراليا - 23. وتقع أيضًا في نصف الكرة الجنوبي ، وتحتاج المحطة إلى أصغر خزان للهيدروجين (800 متر مكعب) ، وفي روسيا هو الأكبر (2000 متر مكعب).
يلاحظ العلماء أن المواقع المدروسة تقع على نفس خطوط العرض تقريبًا. لكن في أستراليا ، ستكون تكاليف الكهرباء 1.5 مرة أقل من الهند ، و 3 مرات أقل من روسيا. في الوقت نفسه ، اتضح أن تكاليف توفير الكهرباء لشركة صغيرة وعائلة واحدة مكونة من 3-4 أشخاص قابلة للمقارنة. بناءً على ذلك ، خلص الباحثون إلى أنه يمكن استخدام مركب الهيدروجين الشمسي في أجزاء مختلفة من الكوكب.
النتائج التي تم الحصول عليها في سياق العمل أولية ؛ فهي تتطلب تحليلاً أعمق ودراسة عدد أكبر من المواقع الجغرافية. يعتزم العلماء توسيع قائمة المشاركين ورسم خريطة مناسبة لكل نقطة تم مسحها.
لاحظ أنه في يونيو 2021 ، قدم مؤلفو المقال العلمي طلبًا دوليًا مشتركًا للحصول على منحة من مؤسسة العلوم الروسية (مؤسسة العلوم الروسية) حول موضوع بحث موسع.
جامعة جنوب الأورال الحكومية - هي جامعة للتحولات الرقمية ، حيث يتم إجراء البحوث المبتكرة في معظم المجالات ذات الأولوية لتطوير العلوم والتكنولوجيا. وفقًا لاستراتيجية التطور العلمي والتكنولوجي لروسيا الأتحادية ، تركز الجامعة على تطوير مشاريع علمية متعددة التخصصات كبيرة في مجال الصناعة الرقمية وعلوم المواد والبيئة. في عام العلوم والتكنولوجيا ، ستشارك جامعة جنوب الأورال الحكومية في المسابقة في إطار برنامج «الأولوية - 2030». تؤدي الجامعة وظائف مكتب مشروع إقليمي تابع لمركز الأورال العلمي والتعليمي العالمي.