Исследование функционирования солнечных панелей в летний период с учетом климатических особенностей

14TH INTERNATIONAL RESEARCH SCHOOL

Исследование функционирования солнечных панелей в летний период с учетом климатических особенностей региона

Физика, альтернативная энергетика, электроника

Постоянный рост загрязнения окружающей среды , а также высокая концентрация твердых частиц в воздухе в последние годы стали причинами значительного уменьшения количества солнечной радиации, которая достигает поверхности Земли. Это существенно затрудняет использование солнечной энергии.

Рис. 1. Спектр солнечного излучения. Как видно из рисунка, наибольшая часть микроволнового спектра поглощается соединениями вида H₂O и также незначительная часть - соединения вида CO₂

Исследовательский проект направлен на изучение особенностей эксплуатации солнечных элементов в резко-континентальных условиях, в частности, в условиях климата Якутии.

Предполагается экспериментальные замеры силы тока и напряжения от внешних параметров на чистых солнечных элементах и солнечных элементов с симуляцией запыления.

Рис. 2. Сравнение поверхностей солнечной панели: а – чистая поверхность; б – запыленная поверхность

В ходе работы над исследовательским проектом участники познакомятся с основами схемотехники. Планируется создание собственной солнечной панели из элементарных ячеек на основе поликристаллического кремния. На ее базе предполагается сконструировать маломощную солнечную электростанцию.

Рис. 3. Процесс создания солнечной панели

Мы будем исследовать работу созданных солнечных батарей с учетом особенностей региона.

Резко-континентальный климат Якутии имеет следующие особенности:
1) максимальная летняя температура составляет до +40°С, минимальная зимняя температура составляет −60°С
2) Рекордный выброс микрочастиц в летнее время из-за многочисленных пожаров. Параметры запыленности и концентрации мелко дисперсных частиц превышают ПДК в соответствии с РД 52.44.593–2015
3) в Якутии с ее вечной мерзлотой регистрируется аномальный рост среднегодовой температуры (примерно в 2.5-3 раза выше, чем в других регионах)
Школьники, принимающие участие в проекте дистанционно, могут провести подобный эксперимент в своем регионе (при наличии солнечных элементов), и мы сравним наши результаты. Другой вариант дистанционного участия - совместная разработка эксперимента, наблюдение, обработка и анализ данных, полученных командой в Якутии.

Если вас интересуют актуальные проблемы современной энергетики., то мы ждем вас на нашем проекте!

Требования к участникам:

Базовые школьные знания разделов электростатики, электродинамики, механики, оптики и кинематики

Тьютор

Евгений Боякинов

Якутск, Россия

Профиль образования Евгения тесно связан с радиофизикой, теплофизикой и теоретической теплотехникой и новыми материалами. Областью его научных интересов связана с исследованием тонкопленочных материалов.

С 2016 по 2020 год Евгений сотрудничал с лабораторией наноматериалов Северо-Восточного федерального
университета им. А.М. Аммосова и с лабораторией материалов и поверхностей (LPMS в Университете CY в Сержи, Франция).В настоящее время он работает ассистентом кафедры теоретической физики СВФУ (г. Якутск), а также сотрудничает с Региональным центром выявления и поддержки одаренных детей Республики Саха (Якутия) в качестве педагога.

Хобби Евгения: игра на гитаре и бег. В прошлом году ему очень нравилось читать книги о принципах электроники, квантовой физике и математическом моделировании физических процессов.

Евгений владеет якутским, русским, английским, французским и немного эвенскими языками. Для программирования использует Matlab, Java и Python. В будущем он хочет улучшить знание эвенского и французского языков, а также знание электроники, альтернативной энергетики, квантовой физики.

Александр Боякинов

Якутск, Россия

Основная специализация Александра – «фундаментальная физика» (с 2017 по 2021). Научная работа посвящена исследованию и моделированию широких атмосферных ливней в программном пакете COREAS. В 2021/22 учебном году Александр преподавал информатику в Северо-Восточном федеральном университете им. А.М. Аммосова (СВФУ), г. Якутск. Сейчас он является магистрантом физико-технического института СВФУ по направлению «Конвергенция: наукоемкие технологии».

В свободное от науки время Александр любит заниматься пайкой микросхем, а также нравится бегать. Владеет якутским, русским и английским языками. Для программирования использует Java и Python. В будущем хочет научиться играть на гитаре.