Повідомлення про помилку

Warning: ini_set() [function.ini-set]: A session is active. You cannot change the session module's ini settings at this time in drupal_environment_initialize() (line 692 of /home/visnyk-nanu/www/includes/bootstrap.inc).

Вісник НАН України. 2015. № 11. С. 59–66.
https://doi.org/10.15407/visn2015.11.059

ЛИТОВЧЕНКО Володимир Григорович –
член-кореспондент НАН України,
завідувач  відділу Інституту фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова НАН України

МЕЛЬНИК Віктор Павлович –
доктор фізико-математичних наук,
заступник директора ІФН ім. В.Є. Лашкарьова НАН України

РОМАНЮК Борис Миколайович –
доктор фізико-математичних наук,
провідний науковий співробітник ІФН ім. В.Є. Лашкарьова НАН України

ДВЕРНІКОВ  Борис Федорович –
науковий співробітник ІФН ім. В.Є. Лашкарьова НАН України

КОРКІШКО  Роман Михайлович –
провідний інженер ІФН ім. В.Є. Лашкарьова НАН України

КОСТИЛЬОВ Віталій Петрович –
доктор фізико-математичних наук,
завідувач  відділу ІФН ім. В.Є. Лашкарьова НАН України

МУСАЄВ Сергій Мусаєвич –
провідний інженер ІФН ім. В.Є. Лашкарьова НАН України

ПОПОВ Валентин Георгійович –
кандидат фізико-математичних наук,  
старший науковий співробітник ІФН ім. В.Є. Лашкарьова НАН України

ЧЕРНЕНКО Володимир Васильович –
кандидат фізико-математичних наук,
старший науковий співробітник ІФН ім. В.Є. Лашкарьова НАН України

МОБІЛЬНІ СОНЯЧНІ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЇ ДЛЯ ВИКОРИСТАННЯ В ПОЛЬОВИХ УМОВАХ

Активне використання відновлюваних джерел енергії зумовлене швидким виснаженням запасів та подорожчанням видобування традиційного викопного палива, насамперед нафти, газу й вугілля, які є основою сучасної енергетики. За оцінками експертів, розвіданих і перспективних запасів нафти людству вистачить ще на 50–70 років, газу – на 100–120 років, вугілля – на 250–300 років [1]. У зв’язку зі значним зменшенням запасів сировини для традиційної енергетики всі країни світової спільноти, в тому числі й Україна, дедалі більше уваги приділяють активному пошуку шляхів альтернативного енергозабезпечення, зокрема розвитку сонячної енергетики. У 2014 р. загальне споживання енергії у світі становило 16,5 ТВт·год. Структуру глобального енергоспоживання наведено в табл. 1 [1]. Експерти передбачають, що до 2030 р. обсяги виробництва енергії за допомогою фотовольтаїки зростуть до 70 МВт·год і її частка становитиме до 10% загального обсягу виробленої електроенергії у світі.

Спектр використання фотовольтаїчних перетворювачів сонячної енергії досить широкий – від стаціонарних сонячних електростанцій, які займають великі площі, до мобільних пристроїв для заряджання радіостанцій, приладів нічного бачення, мобільних телефонів, планшетів, GPS-навігаторів тощо. Проте одним з основних недоліків таких пристроїв є їх досить значне енергоспоживання в «активному» режимі, що обмежує час використання до 3–10 годин залежно від пристрою та умов роботи. При цьому джерело живлення, щоб у разі необхідності швидко й ефективно зарядити пристрій, не завжди може бути доступним. Найпоширенішим рішенням є використання запасної батареї, але як бути, якщо і вона розрядилася? Отже, ми підходимо до проблеми пошуку автономного мобільного джерела електроенергії. Серед різних первинних джерел енергії, які після перетворення дозволяють отримати електроенергію, ми бачимо лише один реальний варіант для реалізації «мобільної електростанції» – систему, що складається з фотогенеруючих панелей, акумуляторних пристроїв та контролера процесу заряджання їх від енергії сонячного випромінювання.

Головним елементом сонячних батарей, або модулів, є напівпровідниковий сонячний елемент, який перетворює енергію сонячного випромінювання на електричну.

Аналіз пропозицій мобільних сонячних електростанцій [1, 2] свідчить, що основним недоліком сучасних зарядних пристроїв на основі сонячних елементів є досить тривалий процес заряджання (понад 10 годин) навіть за високого рівня освітленості. Більшість сонячних батарей не мають вбудованого акумулятора, який накопичує енергію вдень, а потім підзаряджає прилади за умов низької освітленості (вночі). До того ж багато відомих конструкцій характеризуються низькою надійністю, що не дозволяє ефективно використовувати їх у польових умовах.

Для вирішення цієї проблеми в Інституті фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова НАН України розроблено та налагоджено виготовлення мобільних електростанцій на основі кремнієвих сонячних елементів потужністю 10–40 Вт. Цей сучасний виріб призначений для використання в польових умовах, зокрема у зоні проведення антитерористичної операції, геологічних експедиціях тощо, для живлення і заряджання малопотужної електронної апаратури (радіостанцій, мобільних телефонів, тепловізорів, планшетів та ін.). Дослідження та випробування виготовлених сонячних батарей виконувалися в Центрі випробувань фотоперетворювачів та батарей фотоелектричних Інституту фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова. Цей Центр на сьогодні є єдиною в Україні акредитованою вимірювальною лабораторією, атестованою органами Держспоживстандарту України [3, 4].  Повний текст