Поиски альтернативных источников энергии живо интересуют студента магистратуры ОмГТУ Тимура АЛИТОВСКОГО.
Его разработка энергоэффективного источника солнечной энергии на примере солнечной установки, отслеживающей максимальную точку мощности, победила в конкурсе «УМНИК». Насколько она увеличивает рентабельность солнечных панелей, узнала обозреватель еженедельника «Коммерческие Вести» Анастасия ИЛЬЧЕНКО.
– Тимур, на что способна ваша установка?
– При помощи нашей установки человек сможет питать электричеством дома, предприятия. Она отслеживает максимальную точку мощности солнца в каждый момент времени в течение дня, находит оптимальный угол и поворачивает солнечные панели так, чтобы они всегда были расположены перпендикулярно к потоку солнечного света. Так вырабатывается максимальная энергия. В ходе наших исследований выяснилось: если солнечные лучи все время падают перпендикулярно, панели в среднем в день вырабатывают на 55% энергии больше, чем стационарные.
– За счет чего работает такой отслеживающий солнце механизм?
– Датчик определяет падение напряжения на разных сторонах фотоэлемента, контроллер эти данные обрабатывает и решает, в какую сторону и на какой градус нужно повернуть панель. Идет сигнал на автоматизированные приводы, которые и поворачивают панель. Датчик создавался максимально простым, аналоговым, чтобы мог работать в условиях российского климата. Основная проблема – это работа солнечных панелей зимой. Задача была адаптировать технологию под минусовые температуры.
– Двигатель, который это осуществляет, питается тоже от солнечных батарей?
– Конечно, мы стремились минимизировать потребление энергии, и это удалось. Затраты на нужды устройства составляют 3-5% от выработки.
– Ваш прибор способен работать на батареях определенной мощности?
– Абсолютно с любыми. Мощность увеличивается на панелях всех марок. Можно использовать те, которые уже установлены у потребителя, подсоединить нашу систему слежения, тогда панели станут работать эффективнее.
– Кого вы видите основным потребителем вашей разработки?
– Людей, проживающих в частных домах. Тех, кто хочет сэкономить на электроэнергии, и тех, у кого нет к ней доступа. В Омской области в поселке Пушкино сейчас строятся новые коттеджи, к которым пока еще не провели свет. На этом этапе достаточно выгодно поставить солнечные панели. Первую установку я уже реализовал, она работает в Горном Алтае, в поселке, где совсем нет электричества, а провести его обошлось бы в 300 тыс. рублей. Я продал устройство дешевле, и теперь человек не будет платить за свет вообще.
– А в обычной ситуации, когда традиционное электричество все-таки есть, насколько выгодно устанавливать солнечные панели, через сколько лет они окупятся?
– Все зависит от потребления. При стоимости оборудования 250-300 тыс. рублей в обычном доме (где есть утюг, чайник, микроволновка, стиральная машина, телевизор, холодильник, пара зарядок, фен) оборудование окупится через 8-9 лет. Сразу скажу, что цена такого оборудования на рынке начинается от 470 тыс. рублей. Речь идет о мощности в 6 квт. Но окупаемость во многом зависит от региона. Например, в Оренбургской области солнце более 200 дней в году, соответственно, энергии можно выработать больше, и срок окупаемости снижается до 5,5 года.
– А каков срок эксплуатации данного оборудования?
– Установка состоит из солнечных панелей, аккумулятора и преобразовывающего инвертора. Я брал несколько партий солнечных панелей у одного производителя, который утверждает, что срок годности 30 лет: после 10 лет коэффициент полезного действия падает на 10%, после 20 лет – на 20%. Склоняюсь к использованию литий-ионных аккумуляторов, у которых 10 лет гарантийный срок работы. И у инвертора он от 8 до 12 лет.
– Солнечные панели российского производства?
– Конечно нет. Есть один отечественный завод, но он делает то же, что и китайцы, у которых цена ниже. Я говорю о сертифицированных производителях из Поднебесной. Купил у них восемь разных панелей, и все они зимой в минус 30 работали прекрасно.
– У вас есть в Омской области испытательный полигон?
– Мои знакомые разрешили провести в их доме испытания с января по май 2021 года. Все это время панели питали дом. Я отслеживал работу устройства, делал замеры, дорабатывал конструкцию. Когда в пасмурные дни энергии панелей не хватало для обеспечения нужд семьи, инвертор подключал основную электрическую сеть за долю секунды, настолько быстро, что даже работающий телевизор не выключался.
– К каким результатам вы пришли? Насколько рентабельно и эффективно использование солнечных батарей в нашем регионе?
– У нас один из солнечных регионов, но не лучший. К таким относятся все-таки Краснодар, Сочи и Оренбургская область. На данный момент могу сказать, что альтернативные источники реально могут конкурировать с традиционными: у первых киловатт обходится в 4 рубля, а, например, я за традиционный плачу 4,26 рубля. Считаю, что мы должны стремиться к экологичным источникам энергии.
– Подобные установки уже кто-то производит?
– Они существуют, но на коммерческом уровне пока не реализованы в России. В наших магазинах с солнечными панелями нет поворотных механизмов. Хотя в Америке и в Японии было доказано, что эта система работает. В России ее пока никто не реализует. Подозреваю, что из-за суровых климатических условий. Конструкцию устройства мы сами разрабатывали с нуля. Она позволяет панелям независимо вращаться в двух осях. Этого было сложно добиться. Что касается системы датчиков, мы воспользовались китайской разработкой, которая была создана совсем для другого. Мой коллега – программист – помог мне перепрограммировать датчики и контроллер, чтобы они могли работать с нашей установкой. Потом я связался с теми, кто данные датчики производит, и мы условились, что они для меня изготовят с нужными параметрами. Первое время будем сотрудничать с Китайской Народной Республикой. Конечно, хочется производить все самим, потому что это будет дешевле и улучшит логистику. Сейчас я жду заказы по 1,5 – 2 месяца.
– Что вы хотите получить в итоге работы над проектом?
– У нас уже готов первый прототип. До весны планирую сделать второй. В нем будут исправлены выявленные недостатки конструктива. А дальше надеюсь принять участие в конкурсе СТАРТ для дальнейшего инвестирования в проект. Думаю, в течение двух лет выйти на этап коммерциализации, т.е. получить патент, сделать сайт и начать производство. Уже есть договоренность с одним из омских предприятий, правда, пока только на словах. На базе ОмГТУ производить, думаю, не получится.
– Сколько лет вы занимаетесь данной идеей?
– Идея возникла давно, еще лет в 17. Прошлым летом во время коронавируса понял, что пора ее реализовывать – сделал чертежи и осенью начал изготавливать конструкцию. К ноябрю был готов первый прототип.
– У вас есть научный руководитель?
– Мне неоценимую помощь оказал кандидат технических наук, доцент ОмГТУ Антон Анатольевич БУБЕНЧИКОВ. У него много патентов по ветроэнергетическим установкам. Когда я пришел к нему и сказал, что хочу писать диплом на эту тему, он меня поддержал. Сейчас идея уже далеко ушла от научной работы, она ближе теперь к производству, коммерции. Проектом я занимаюсь с Хамзой АПОБЕКОВЫМ, своим одногруппником, мы планируем развивать продукт и выводить его дальше на рынок.
– Почему вы перешли учиться на специальность «Наноинженерия»?
– В этом году я окончил бакалавриат по специальности «Электроснабжение промышленных предприятий» и поступил на первый курс магистратуры по направлению «Наноинженерия». Когда в начале августа пришел в университет подавать документы в магистратуру, мне бросился в глаза буклет «Наноинженерия», где я увидел слово «графен». Это вещество, которое добавляют в солнечные батареи в западных странах, оно увеличивает выработку энергии чуть ли не на 50% и стоит дешевле. Я подошел к преподавателю и спросил, реально ли мы будем изучать графен, он ответил утвердительно. И я пошел сдавать экзамены, потому что хочу заниматься структурой панелей, понимать, как сделать, чтобы они вырабатывали больше энергии.
– Кроме использования солнечной энергии, у вас есть увлечения?
– Я двукратный чемпион мира по аэробной гимнастике, член сборной России. До сих пор профессионально занимаюсь, тренировки каждый день. Мой отец – кандидат в мастера спорта по легкой атлетике, спорт со мной всю жизнь. Сейчас еще увлекаюсь сноубордингом, каждый год куда-то езжу – в Шерегеш или на барнаульские склоны. Не люблю сидеть на месте.
Биография
Тимур АЛИТОВСКИЙ родился 25 июля 2000 года в городе Заринске Алтайского края. В 2017 году окончил среднюю школу в ЗАТО Сибирский (военный городок в Алтайском крае) и поступил в ОмГТУ на направление «Электроэнергетика и электротехника». В 2021 году поступил в магистратуру ОмГТУ на специальность «Наноинженерия».
Холост.