Студент-первокурсник Энергетического института Томского политехнического университета Александр Петрусев стал одним из 15 финалистов Всероссийского конкурса молодежных инновационных проектов «Зворыкинская премия». В финал престижного конкурса он вышел с проектом «Повышение эффективности солнечных батарей с помощью планарного концентратора и солнечного трекера» в номинации «Чистые технологии».
Солнечный трекер и планарный концентратор Всего на конкурс в этом году было подано почти 1500 заявок. По результатам многоэтапной экспертизы в полуфинале участвовало более 80 разработок.
Экспертный совет выбрал 15 из них – по три в пяти номинациях: чистые технологии, биомедицинские технологии, новые материалы, информационные технологии и приборостроение. Определение 5 победителей и награждение лауреатов состоится 5 декабря на Всероссийском инновационном конвенте в МГТУ им. Н.Э. Баумана.
Солнечная энергия по чистоте, распространенности и масштабу ресурсов из возобновляемых источников энергии наиболее перспективна, – рассказывает Александр. – Однако на сегодняшний момент солнечные батареи имеют два весомых недостатка – высокую цену и низкую эффективность. Проект, который я представляю на конкурсе, направлен на то, чтобы решить, в зависимости от нужд, любую из этих проблем. Высокая цена солнечных батарей определяется, в первую очередь, высокой ценой фотоэлементов. Поэтому единственный способ снизить цену на солнечные батареи – это увеличить мощность солнечного потока, падающего на единицу площади фотоэлемента. Есть два способа сделать это – ориентировать солнечную батарею на солнце (использовать солнечный трекер) или концентрировать солнечную энергию (использовать концентратор). Эти устройства можно применять для любых типов солнечных батарей, они значительно дешевле аналогов, имеют небольшой вес и размер.
Солнечный трекер – это устройство, поворачивающее солнечную батарею на солнце. На основе наработок Дуэйна Джонсона мы с братом сделали плату управления режимом работы этой установки и ее опытную модель (сейчас уже готов четвертый вариант, постоянно модернизирую). Установка в уменьшенном масштабе исправно ориентируется на солнце, на конференциях я демонстрирую это с помощью фонарика. Особенность устройства – работа без микропроцессоров и использование коллекторных двигателей вместо шаговых (их стоимость ниже), что выгодно отличает установку от аналогов. Мы рассчитали, что увеличение энергии при использовании нашей системы – около 31–33 %.
Планарный концентратор –устройство из оргстекла толщиной 1–1,5 см в виде пластины, которое дает пятикратную концентрацию солнца, и для выработки того же количества энергии нужно в пять раз меньше солнечных батарей. Принцип действия очень отдаленно напоминает лупу. Концентратор в зависимости от масштаба производства в два-три раза снижает стоимость солнечных батарей.
Сейчас созданы опытные образцы и начались первые единичные продажи продукции. Получены патенты в России, США, Китае, Армении, Украине, Казахстане. Хотелось бы запустить стабильное производство продукции в небольших масштабах, – говорит Александр.
Успеть все: наука, учеба, хобби и личная жизнь В Томский политех финалист Зворыкинской премии попал не случайно. Он выпускник 2013 года Лицея при ТПУ. В разговоре Саша рассказал нам, как в столь юном возрасте пришел к научной деятельности, чем любит заниматься в свободное время и хватает ли ему на все времени.
«О Лицее ходили слухи как о некоем мифическом месте, в котором очень сильно гоняют, но и знаний дают тоже «мама не горюй». А так как я решил, что буду обучаться по физико-математическому профилю, то лучшего места было не найти. Впрочем, после перехода в Лицей из 56 гимназии мне пришлось изрядно попотеть в 10 классе, чтобы вытянуть свои знания на «отлично». С этого момента и началось мое недосыпание, которое продолжается и по сей момент.
К занятиям наукой нас подтолкнула учительница физики Лариса Хазиевна Казанцева. С ее помощью и помощью сотрудников из Института неразрушающего контроля я попал в НИИ полупроводников. Там, в отделе, занимающемся производством солнечных батарей, мне рассказали, как делать собственные солнечные модули, особое спасибо хочу сказать Руслану Боголюбову. Там же я увидел и заинтересовался солнечным трекером. Позднее в работе над устройством мне помогал двоюродный брат Алексей Чижов; он лучше меня разбирается в радиотехнике и часто советовал что-то дельное. А этим летом над планарным концентратором мы работали вместе с Денисом Афанасьевым из Новосибирска, с которым познакомились на одном из инновационных форумов. Можно сказать, что получился такой спонтанный научный коллектив.
Передо мной не стояло вопроса, куда идти после Лицея, – я выбрал направление «электроэнергетика» Энергетического института ТПУ. Еще в Лицее я вступил в фонд «Надежная смена», который готовит энергетиков со школьной скамьи. И поэтому, хотя «нефтегазовое дело» выглядело довольно заманчивым, я выбрал энергетику – она мне интересна и более по душе.
Я считаю, что ТПУ по праву является одним из лучших технических вузов страны. Кроме того, что за эти годы он стал мне домом, наш университет дает большие возможности для развития. Благодаря его спонсированию я ездил в сентябре представлять работу на крупнейшую молодежную научную выставку Expo-Science International 2013 в Арабских Эмиратах. Недавно вернулся с форума из Москвы, скоро вновь туда поеду.
Сейчас в моих планах – просто хорошо учиться, а из-за научной деятельности и поездок времени на учебу не всегда хватает. Но я стараюсь. Еще хочу поступить на военную кафедру, чтобы получить второе высшее образование. Ну и, конечно же, хочу продолжить заниматься своей работой, ездить на конференции, участвовать в инновационных конкурсах, улучшать и модернизировать то, что уже есть и разрабатывать новинки. Я уверен, что мы сможем воплотить свои наработки в жизнь. Это очень увлекательно!
Свободного времени остается немного. Из хобби: люблю смотреть профессиональный бокс. Тем более сейчас появились два новых чемпиона мира из России – Евгений Градович и Руслан Проводников. Всегда слежу за боями любимого боксера Мэнни Пакьяо. Если нахожу время, то делаю на заказ не слишком сложные сайты. Мне нравится бег, излюбленная дистанция – 6 км, недавно на физкультуре по собственной инициативе пробежал ее по гололеду – показалось, что преодолел километров десять. Что касается личной жизни, то у меня есть девушка. Стараюсь уделять ей времени побольше, она и так иногда жалуется, что я чересчур занятой».