Аспирант Южно-Уральского государственного университета Илхом Махсумов успешно защитил диссертацию на соискание степени кандидата наук, предложив в своем исследовании решение проблемы энергообеспечения труднодоступных горных районов Республики Таджикистан за счет использования солнечной энергии. Совместно с коллегами ученый разработал и запатентовал новую пленку, которая позволит не только защитить солнечные модули от перегрева, но и увеличить количество производимой энергии.
Проблема электроснабжения удаленных горных районов
В Южно-Уральском государственном университете проходят обучение не только граждане России, но и многих других стран. Иностранные студенты и аспиранты успешно проводят исследования в различных областях науки. Многие из них возвращаются на родину, чтобы применить полученные знания и опыт на благо родной страны. Молодой ученый из Таджикистана Илхом Махсумов прошел обучение в аспирантуре ЮУрГУ Под руководством доктора технических наук, профессора Ирины Кирпичниковой и посвятил свою диссертацию решению важной для его страны энергетической проблемы.
Большинство населения Таджикистана живет в труднодоступной горной местности без централизованного электроснабжения и в условиях жаркого климата. Строительство ЛЭП в этих регионах экономически невыгодно, поэтому для получения электрической и тепловой энергии целесообразно использование высокого солнечного потенциала местности.
Эксплуатация солнечных электростанций в условиях повышенных температур имеет серьезные проблемы из-за перегрева поверхности солнечных модулей, это ведет к снижению выработки электроэнергии, деградации и преждевременному выходу модулей из строя. Для решения этой проблемы был разработан энергокомплекс, обеспечивающий бесперебойность электроснабжения и эффективную работу солнечных электростанций в условиях жаркого климата с использованием устройств термозащиты модулей.
«Тема диссертации была определена в начале обучения в аспирантуре, и для ее реализации потребовалось чуть более четырех лет. Я выражаю свою благодарность и уважение научному руководителю работы – доктору технических наук, профессору Кирпичниковой Ирине Михайловне. В рамках диссертационной работы были решены все поставленные задачи, предложена новая методика защиты солнечных моделей от перегрева, проведены экспериментальные исследования в лаборатории кафедры ЭССиСЭ с использованием специализированных стендов и приборной базы, и натурные эксперименты в реальных условиях Таджикистана. Целью исследований было сравнение энергетических характеристик солнечных модулей при использовании термозащиты. Результаты показали эффективность предлагаемого нами решения по защите поверхности модуля и повышению выработки энергии», – говорит Илхом Махсумов.
Новое решение актуальной проблемы
Учеными был предложен простой и недорогой метод защиты солнечных модулей от перегрева и повышения выработки электроэнергии на основе голографической пленки. Эффективность метода заключается в том, что внутренний голографический рисунок плёнки выполнен в виде миниатюрных призмаконов, которые по своим функциям являются концентраторами солнечной энергии. Благодаря этой особенности, видимая часть спектра концентрируется призмами на солнечных элементах, а поверхность пленки, за счет специального ультратонкого слоя напыления из редкоземельных металлов на ее верхней стороне, отражает инфракрасные (тепловые) солнечные лучи. В таком случае не происходит перегрева поверхности модуля и одновременно увеличивается генерация энергии. На данный метод термозащиты получен патент.
«Уже сейчас предлагаемое решение по защите солнечных модулей от перегрева внедрено рядом проектных и эксплуатирующих организаций Республики Таджикистан. Разработанный и смоделированный энергокомплекс для энергоснабжения труднодоступных районов республики вызвал интерес в ОАО «Системавтоматика», г. Душанбе, – организации, занимающейся строительством солнечных электростанций на территории Таджикистана. Апробация данного метода на энергокомплексе покажет направление дальнейшей научной и практической работы по надежному обеспечению населения электрической энергией. Мы полагаем, что при положительных результатах этот опыт может быть распространен и на другие страны и регионы с похожими климатическими условиями», – говорит руководитель исследования Ирина Кирпичникова.
Молодой ученый планирует работать над этой проблемой дальше и продолжать сотрудничество с одним из Белгородских предприятий по производству голографической продукции для изготовления пленок. Следующими целями являются повышение концентрирующих и защитных свойств термозащиты, а также и срока ее службы на солнечных электростанциях. Эта проблема имеется практически на всех действующих солнечных электростанциях (СЭС), результаты такой работы будут востребованы, например, на Орской СЭС им. А.А. Влазнева в Оренбургской области и нескольких электростанций на территории Республики Таджикистан.
«Могу с уверенностью сказать, что ЮУрГУ определил мою судьбу как ученого, педагога и энергетика, и в университете созданы все условия для этого. Я не просто получил новые знания, я приобрел опыт работы над сложными научными проблемами, и с этим опытом я возвращаюсь к себе на Родину, в свой Таджикский энергетический институт, чтобы развивать науку в области использования возобновляемых источников энергии», – говорит молодой ученый.
Отдельную благодарность за подготовку иностранных кадров высшей квалификации ученые и аспиранты кафедры выражают ректору Южно-Уральского государственного университета Александру Шестакову.