Весной 2019 года подвели итоги конкурса «У.М.Н.И.К.-2018» (участник молодежного научно-инновационного конкурса) Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере.
Эксперты отметили 15 проектов молодых омских ученых, которые получат финансирование в размере 500 тысяч рублей. «Коммерческие вести» познакомят читателей с авторами наиболее интересных проектов.
Человечество давно мечтало использовать для своих нужд энергию солнца. И сегодня практически каждый может стать обладателем, например, садового фонаря на солнечных батареях. Студента Омского ГАУ Антона ЗИМИНА заинтересовала результативность работы существующих солнечных батарей, и он придумал, как сделать их эффективнее. О своей идее он рассказал обозревателю «Коммерческих вестей» Анастасии ИЛЬЧЕНКО.
– Антон, вы стали победителем конкурса «У.М.Н.И.К.» с интригующей темой, связанной с применением энергии солнца, – «Разработка автоматизированной станции полного слежения за Солнцем с целью использования солнечной энергии для электропитания объектов транспортной инфраструктуры города». О чем идет речь?
– Эта тема довольно актуальна. Мы создаем автономную станцию, которая не требует обслуживания, но сможет вырабатывать максимальное количество электроэнергии с минимальными затратами. Она способна самонаводиться на солнце так, что солнечные лучи попадают на улавливающую панель под перпендикулярным углом. Это увеличивает выработку электроэнергии.
– Из чего состоит автономная станция?
– Из солнечной панели, корпуса для защиты от внешних факторов, накопителя энергии для работы в ночное время и микрокомпьютера для установки режимов работы. Именно компьютер управляет наведением и позволяет обеспечивать условия, при которых в каждое конкретное время дня станция ведет себя определенным образом. Еще есть электросистема, которая питает аккумулятор от панели, предотвращает саморазряд, и двигатели, отвечающие за наведение. Все это в одном корпусе.
– Каков размер станции?
– Сейчас предполагается, что панель будет иметь размер 500 на 600 мм, а в боковом сечении представлять усеченную полусферу. Это предотвратит задержку снега на корпусе станции.
– Где прибор сможет применяться?
– Можно полностью автоматизировать светофоры, столбы уличного освещения, применять на станциях подзарядки электромобилей. Правда, у нас их практически нет. Она будет эффективна для подключения освещения загородных участков, там, где сложно и дорого проводить электрические сети.
– Чем ваша разработка отличается от уже установленных в городе?
– Сейчас на наших светофорах и фонарях используются солнечные батареи, которые не вращаются, в них нет компьютера, накопителя, только солнечная панель и электросхема, предотвращающая саморазряд. Куда накапливается энергия, не совсем ясно. Панели в городе стационарно закреплены под определенным углом. И он не всегда правильный. Например, по дороге к моему дому на пешеходном переходе я постоянно вижу солнечную панель, которая отвернута от солнца. Еще одна установлена в кустах. Я долго наблюдал за ними, а потом задумался: что можно с этим сделать. Предложил тему научному руководителю. Он одобрил.
– Существуют ли в мире разработки, подобные вашей?
– Конечно, но в основном речь идет о больших станциях. У них есть система наведения, но отсутствуют режимы работы, т. е. защита от порывов ветра, и они не подойдут для наших температур.
– А вы это все предусмотрели?
– Да, температурный режим отработан, ветрозащита пока в стадии планирования. Для этого необходимо ставить анемометр, что, возможно, скажется на цене станции. При создании режима ветрозащиты корпус при порывах ветра будет наклоняться горизонтально, дабы они не приходились на плоскость и станция не ломалась.
– Каким образом будет работать режим самонаведения панели на солнце?
– Солнце двигается в течение года примерно одинаково. В микрокомпьютере заложена определенная программа, которая будет ориентировать станцию по горизонтали и вертикали. Сейчас предполагается, что в летний, осенний и весенний сезоны панель будет менять положение раз в 20 минут для оптимального угла, а в зимнее время – раз в час.
– По сути, это ведь подсолнух?!
– «Хелиантус» с латыни и переводится как подсолнечник (смеется). Так мы и назвали станцию.
– А как насчет такого явления, как обледенение?
– Корпус будет герметичен, поэтому на двигатель это не повлияет. А солнечную панель хотим покрыть жидкой керамикой. Сейчас готовимся к тестированию, насколько она воспрепятствует пропусканию солнца.
– Можете назвать примерную стоимость такой станции?
– Думаю, около 40 тысяч рублей в той конфигурации, которая есть сейчас.
– Есть планы по ее изменениям?
– Да, можно поставить большие накопители, сделать крупнее саму панель. Функции останутся теми же.
– Станция за 40 тысяч рублей какой объем энергии будет накапливать?
– Около 20 тыс. миллиампер-часов. Предполагается, что, например, дневного заряда хватит фонарю на освещение в течение всей зимней ночи.
– На какой стадии находится разработка?
– Написан код движения станции. Я сам программирую, мне помогает преподаватель Антон Владимирович ШИМОХИН. Сейчас идет процесс создания макета движения за солнцем: посмотрим, насколько наш код правдив, какова точность попадания лучей.
– Вы получили грант конкурса «У.М.Н.И.К.», на что пойдут средства? На технологии или зарплаты?
– В этом году необходима закупка нескольких двигателей, для того же макета. Также предполагается поиск качественных солнечных панелей. Есть несколько видов, но как они себя проявят в нашем климате, не совсем понятно. В следующем году уже будем создавать лабораторный прототип. Возможно, придется построить не один: есть желание заняться точным сравнением, т.е. сделать стационарную станцию, которая просто будет стоять под оптимальным углом, зенитальную (будет ловить солнце по вертикали), азимутальную (для следования за солнцем горизонтально) и полного цикла слежения – нашу.
– О чем вас спрашивали члены жюри конкурса?
– Вопросов было много, например, зачем нужна такая станция, если уже работают стационарные. Я не смог ответить, поскольку, на мой взгляд, они не работают. Сегодня батареи стоят в любом положении, только не в оптимальном. И электроэнергию не понятно откуда берут. Насколько я понимаю, питаются все-таки от обычной электросети.
– Кто-то уже заинтересовался вашей разработкой, захотел применить ее в своей деятельности?
– Сейчас в ОмГАУ создается «умная» теплица и рассматривается возможность применения этой станции в ней. Наш «Хелиантус» скорее всего не сможет полностью обеспечить теплицу энергией, поскольку там используются мощные лампы, но позволит существенно экономить средства.
– Антон, вы окончили СОШ № 47 с углубленным изучением отдельных предметов. На каких науках специализировались?
– В 8-м классе я попал на гуманитарный профиль, но в 10-м передумал и ушел на физико-математический. Он оказался мне ближе.
– Расскажите о ваших планах.
– Сложно говорить о них, пока не получил диплом. Скорее всего пойду учиться в магистратуру. Я кроме изобретательства увлекаюсь кузнечным делом, программированием.
– Кузнечное дело – это хобби?
– Сейчас только теоретическое, поскольку в Омске сложно найти место, где им можно заниматься практически. В последнее время также увлекаюсь проектированием и 3D-моделированием на компьютере. В данный момент создаю трехэтажный жилой дом – с коммуникациями, мебелью и прочим. Пришлось ради этого даже заняться архитектурой. Пока мне очень нравится. Что касается активных видов отдыха, то зимой катаюсь на лыжах, играю в хоккей.
– Ваши увлечения больше подходят для студентов ОмГТУ, СибАДИ, а вы все-таки выбрали ОмГАУ…
– Так получилось, что в 10-11 классах я был очень расслаблен и к ЕГЭ плохо подготовился. Получил довольно маленький балл за экзамен. А поскольку рассматривал только технические специальности, то особого выбора на бюджетные места среди вузов не имел. Так и оказался в Омском ГАУ.
– Сегодня учиться нравится?
– Да. На первом курсе думал перейти в СибАДИ или в политех, куда поступили мои друзья, но потом пошли «Росинка» и другие проекты, и мне стало интересно.
– Традиционно ОмГАУ готовит кадры для области. Вы готовы уехать работать в село?
– Я уже работал в регионе – на полях бывшего СибНИИСХоза, за Красноярским трактом, проходил практику в качестве тракториста-машиниста механизированной бригады.
– Работали на современных тракторах, где можно просто нажать кнопочку, а самому читать книгу в комфортабельной кабине с кондиционером?
– Нет, это были старые белорусские тракторы МТЗ (смеется). Опыт полезный, но в село я, пожалуй, не готов уехать. Заработная плата и условия жизни там оставляют желать лучшего. Заработок приличный только в летний сезон, а все остальное время – низкий. Зимой в селах нет работы. Тем более я скорее городской житель.
Биография
Антон Константинович ЗИМИН родился 5 августа 1998 года в Омске. В 2016 году окончил СОШ № 47 и поступил в Омский ГАУ на факультет «Технический сервис в АПК» (направление «Агроинженерия»). В 2020-м оканчивает бакалавриат.
