دافع إلخوم مخسوموف ، طالب الدراسات العليا في جامعة جنوب الأورال الحكومية، عن أطروحته للحصول على درجة مرشح العلوم ، مقترحًا في بحثه حلاً لمشكلة إمدادات الطاقة في المناطق الجبلية النائية من جمهورية طاجيكستان من خلال استخدام طاقة شمسية. بالتعاون مع زملائه ، طور العالم وحصل على براءة اختراع شريط جديد لا يحمي الوحدات الشمسية من ارتفاع درجة الحرارة فحسب ، بل سيزيد أيضًا من كمية الطاقة المنتجة.
مشكلة توصيل الكهرباء للمناطق الجبلية النائية
في جامعة جنوب الأورال الحكومية، لا يتم تدريب مواطني روسيا فقط ، ولكن أيضًا مواطني العديد من البلدان الأخرى. يقوم الطلاب الأجانب وطلاب الدراسات العليا بإجراء البحوث بنجاح في مختلف مجالات العلوم. يعود الكثير منهم إلى أوطانهم لتطبيق معرفتهم وخبراتهم لصالح وطنهم. إلخوم مخسوموف ، عالم شاب من طاجيكستان ، أكمل دراساته العليا في جامعة جنوب الأورال الحكومية تحت إشراف دكتوراه في العلوم التقنية ، البروفيسور إيرينا كيربيشنيكوفا ، وكرس أطروحته لحل مشكلة طاقة مهمة لبلده.
يعيش غالبية سكان طاجيكستان في مناطق جبلية نائية بدون مصدر طاقة مركزي وفي مناخ حار. إن إنشاء خطوط نقل الطاقة في هذه المناطق غير مربح اقتصاديًا ، لذلك للحصول على الطاقة الكهربائية والحرارية ، يُنصح باستخدام الإمكانات الشمسية العالية للمنطقة.
يواجه تشغيل محطات الطاقة الشمسية في ظروف درجات الحرارة المرتفعة مشاكل خطيرة بسبب ارتفاع درجة حرارة سطح الوحدات الشمسية ، مما يؤدي إلى انخفاض توليد الطاقة وتدهور الوحدات الشمسية وفشلها المبكر. لحل هذه المشكلة ، تم تطوير مجمع للطاقة يضمن إمدادات الطاقة غير المنقطعة والتشغيل الفعال لمحطات الطاقة الشمسية في المناخات الحارة باستخدام أجهزة الحماية الحرارية للوحدات النمطية.
«تم تحديد موضوع الأطروحة في بداية دراستي العليا ، واستغرق إكمالها ما يزيد قليلاً عن أربع سنوات. أعبر عن امتناني واحترامي للمشرف العلمي على العمل - دكتوراه في العلوم التقنية ، الأستاذة إيرينا ميخائيلوفنا كيربيشنيكوفا. كجزء من عمل الأطروحة ، تم حل جميع المهام ، وتم اقتراح طريقة جديدة لحماية النماذج الشمسية من الحرارة الزائدة ، وأجريت الدراسات التجريبية في مختبر قسم شبكات محطات الطاقة وأنظمة الإمداد بالطاقة باستخدام منصات وأجهزة متخصصة ، وتجارب ميدانية في ظروف حقيقية طاجيكستان. كان الهدف من البحث هو مقارنة خصائص الطاقة للوحدات الشمسية عند استخدام الحماية الحرارية. أظهرت النتائج فعالية الحل الذي اقترحناه لحماية سطح الوحدة وزيادة إنتاج الطاقة»,- كما يقول إلخوم مخسوموف
حل جديد لمشكلة واقعية
اقترح العلماء طريقة بسيطة وغير مكلفة لحماية الوحدات الشمسية من ارتفاع درجة الحرارة وزيادة توليد الطاقة على أساس الشريط الهولوغرافي. تكمن فعالية الطريقة في حقيقة أن النمط الهولوغرافي الداخلي للفيلم مصنوع في شكل منشورات مصغرة ، والتي من خلال وظائفها هي مركزات للطاقة الشمسية. بسبب هذه الميزة ، يتركز الجزء المرئي من الطيف بواسطة مناشير على الخلايا الشمسية ، ويعكس سطح الشريط ، بسبب طبقة رقيقة جدًا من معدن الأرض النادرة المتناثرة على جانبه العلوي ، الأشعة تحت الحمراء (الحرارية) أشعة الشمس. في هذه الحالة ، لا يوجد ارتفاع في درجة حرارة سطح الوحدة وفي نفس الوقت يزيد توليد الطاقة. تم الحصول على براءة اختراع لهذه الطريقة للحماية الحرارية.
«الآن بالفعل ، تم تنفيذ الحل المقترح لحماية الوحدات الشمسية من ارتفاع درجة الحرارة من قبل عدد من منظمات التصميم والتشغيل في جمهورية طاجيكستان. أثار مجمع الطاقة الذي تم تطويره ومنمذجه لتزويد المناطق النائية من الجمهورية بالطاقة الاهتمام قبل شركة «سيستسما افتوماتيكا» في مدينة دوشانبي ، - المنظمة وهي منظمة تعمل في بناء محطات الطاقة الشمسية في طاجيكستان. سيُظهر اعتماد هذه الطريقة في مجمع الطاقة اتجاه المزيد من العمل العلمي والعملي بشأن الإمداد الموثوق بالكهرباء للسكان. نعتقد أنه من خلال النتائج الإيجابية ، يمكن توسيع هذه التجربة لتشمل بلدانًا ومناطق أخرى ذات ظروف مناخية مماثلة»,- كما تقول رئيسة الدراسة ، إيرينا كيربيشنيكوفا.
يخطط العالم الشاب للعمل على حل هذه المشكلة بشكل أكبر ومواصلة التعاون مع إحدى شركات بيلغورود لإنتاج منتجات ثلاثية الأبعاد لتصنيع الأشرطة. تتمثل الأهداف التالية في زيادة الخصائص المركزة والوقائية للحماية الحرارية ، بالإضافة إلى مدة خدمتها في محطات الطاقة الشمسية. هذه المشكلة موجودة في جميع محطات الطاقة الشمسية العاملة تقريبًا ، وستكون نتائج هذا العمل مطلوبة ، على سبيل المثال ، في محطة أورسك للطاقة الشمسية باسم أ. فلازنيف في منطقة أورينبورغ والعديد من محطات الطاقة في أراضي جمهورية طاجيكستان.
«أستطيع أن أقول بكل ثقة أن جامعة جنوب الأورال الحكومية حددت مصيري كعالم ومعلم ومهندس طاقة ، وأن الجامعة هيأت كل الظروف لذلك. لم أكتسب معرفة جديدة فحسب ، بل اكتسبت خبرة في العمل على حل المشكلات العلمية المعقدة ، وبهذه التجربة أعود إلى وطني ، إلى معهد الطاقة الطاجيكي ، لتطوير العلوم في مجال مصادر الطاقة المتجددة »,- كما يقول العالم الشاب.
شكر خاص لرئيس جامعة جنوب الأورال الحكومية، ألكسندر شيستاكوف ، لتدريب الموظفين الأجانب المؤهلين تأهيلا عاليا والعلماء وطلاب الدراسات العليا في القسم.