Инновационный способ очистки солнечных батарей предложили юные учёные из Невинномысска

8 февраля отмечался День российской науки.

Вы никогда не задумывались над тем, как совершаются научные открытия? Вполне буднично. За каждым изобретением - месяцы, а зачастую и годы упорного труда, неизбежные ошибки, сотни экспериментов, вслед за которыми в конце концов следует заслуженный успех. Обо всем этом хорошо знают герои нашего рассказа - невинномысские старшеклассники, воспитанники детского технопарка «Кванториум».

Знакомьтесь - юные ученые Николай Филько, Александр Енокян и Амелия Хайртдинова. День у школьников расписан буквально поминутно, потому с одним из изобретателей, соавтором исследовательского проекта Александром Енокяном встретиться очно, к сожалению, не получилось. Ну а теперь о самой работе кванторианцев. Более года назад трое единомышленников случайно увидели заметку в интернете. Она рассказывала о том, что в тропиках проблему представляет плесень: грибки, постепенно разрастающиеся на панелях солнечных батарей. Тема заинтересовала подростков.

Они узнали, что в наших условиях, на юге России, КПД солнечных электростанций, бытовых солнечных батарей снижают накапливающиеся на панелях пыль, грязь, песок. Загрязнение поверхности батарей оказывает существенное влияние на эффективность выработки электроэнергии. Простейший способ очистки - простое мытье водой - трудозатратен, к тому же десятки тысяч фотоэлектрических модулей расположены обычно в засушливой местности. Механическая же безводная очистка также трудоемка и чревата повреждением батарей.

А что если использовать ультразвук? Поставленная задача сразу потребовала ответов на десятки вопросов. Какую частоту звуковых волн выбрать? Сколько времени, в зависимости от загрязнения, должна длиться процедура очистки, каковы будут качественные и количественные показатели внедрения изобретения и т. д., и т. п. Главное ноу-хау, предложенное ребятами, пока не получен патент на изобретение, раскрывать не будем по понятным причинам.

Сложные графики, результаты точных вычислений, многочисленных опытов - итог кропотливой многомесячной работы. Она шла под руководством наставника Космоквантума Артёма Сасина.

- В чем заключалась моя роль? - переспрашивает педагог. - Периодически в рамках разработки проекта я давал ребятам те или иные задания, которые они должны были выполнить.

Да не обидится на меня Артём Викторович, но он немножко скромничает. Не понаслышке знаю: наставники кванторианцев для мальчишек и девчонок как вторые мама и папа. Всегда помогут, всегда подскажут. В то же время дают, когда это нужно, ребятам возможность действовать самостоятельно. А заслуженным успехам воспитанников педагоги радуются больше, чем своим.

Итак, работа завершена, она облечена в строгие формулировки и выводы. Последние таковы. Изобретение поможет не только непосредственно повысить КПД солнечных батарей (по-разному, в зависимости от степени загрязнения), но и снизить себестоимость электроэнергии, повысить срок службы оборудования. Он увеличится в среднем на пять лет. Почему это очень важно? Меньше панелей надо будет отправлять на переработку. Ведь по прогнозам экспертов, при нынешних сроках службы фотоэлементов через четверть века на Земле скопится порядка 60 - 80 миллионов тонн выработавших срок службы солнечных батарей.

Предложенный юными Кулибиными способ очистки поможет экономить огромное количество воды. Сегодня по всему миру ежегодно на чистку солнечных батарей тратят более 40 миллиардов литров ценнейшего ресурса.

Сами ребята, впрочем, акцентируют внимание на следующем обстоятельстве. Предложенный ими способ не исключает применения комбинированных видов очистки там, где это выгодно. Вполне разумное допущение. Те же солнечные электростанции расположены в различных климатических условиях, и где-то исходя из местных условий можно совмещать разные способы приведения панелей в нормативное состояние.

По единогласному решению команды Николай Филько представил результаты завершенной работы в ходе Всероссийского конкурса научно-технологических проектов «Большие вызовы». Изобретение юных невинномысцев получило здесь высокую оценку. Всего в форуме, проходившем на Федеральной территории «Сириус», приняли участие без малого четыреста школьников из семидесяти регионов России.

Актуальность же решаемой проблемы характеризуют следующие цифры. Гигаватты, даруемые солнцем, - один из ключевых источников на рынке возобновляемых источников энергии (ВИЭ). По данным статистики, уже на конец 2020 года в мире было установлено солнечных панелей суммарной мощностью 709 гигаватт. Тем самым энергия солнца по этому показателю впервые превысила энергию ветра (698 гигаватт), уступая лишь гидроэнергетике (1154 гигаватт).

Да что там далеко ходить. Ставрополье в масштабах России является лидером в плане развития зеленой энергетики, в том числе по установленной мощности ВИЭ. Здесь работают ветряные и солнечные электростанции (СЭС). Взять хотя бы Старомарьевскую СЭС - одну из крупнейших в стране. Ее установленная мощность - свыше ста мегаватт, станция может обеспечить электричеством свыше 400 тысяч частных домохозяйств.

В целом же доля мощности возобновляемых источников энергии в Ставропольском крае составляет порядка 20 процентов. Цифра эта постоянно растет, так что сегодняшним юным ученым будет где в дальнейшем проявить свои таланты.

В невинномысском детском технопарке направление Космоквантум сегодня посещают свыше полутора сотен мальчишек и девчонок. Работа в программах для трехмерного моделирования, печатание деталей на 3D-принтерах, разработка космических и не только систем - этим и многим другим заняты ребята. Именно они, а также все нынешние воспитанники «Кванториума» лет через десять-пятнадцать будут двигать российскую науку и экономику вперед.