У січні 2022 року, коли ситуація на східному кордоні була особливо напруженою, кожен українець хоча б раз набрав у пошуковику слова «освітлення від відновлюваних джерел енергії». Люди замовляли монтаж сонячних батарей у приватних будинках та житлових комплексах, складали у «валізки безпеки» зарядні пристрої та ліхтарики на сонячних батареях (їх продаж зріс удвічі!). Усі хотіли впевнитися, що у разі надзвичайної ситуації родина чи будинок не залишаться без світла.
Але жодна загроза чи напружена ситуація не повинна зупиняти життя країни, розвиток економіки та впровадження інновацій. Особливо, якщо мова йде про «зелену енергетику». Розробці саме таких інновацій присвячено проєкт науковців Інституту фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова НАН України «Енергоощадні потужні та надпотужні світлодіодні освітлювальні системи з живленням від відновлюваних джерел енергії». Проєкт переміг у конкурсі «Наука для безпеки людини та суспільства» Національного фонду досліджень України та отримав фінансування в розмірі 3,7 мільйона гривень.
Які ж результати проєкту? Як і де їх можна використати й впровадити? А також – чому ця тема надзвичайно актуальна для української економіки? Ці питання ми поставили керівнику проєкту, члену-кореспонденту НАН України, керівнику відділу оптоелектроніки інституту Віктору Сорокіну.
– Стрімкий розвиток напівпровідникових технологій обумовив створення високоефективних світлодіодних джерел світла, – розповів Віктор Михайлович. – Але світлова ефективність цих джерел сьогодні наближається до теоретичної межі. Тому важливо розвивати і використовувати освітлювальні системи завдяки відновлюваним джерелам електроенергії (сонячних батарей). Це й було основною метою проєкту.
У нашій країні вже використовують сонячні фотоелектростанції для отримання електричної енергії у промислових цілях. Фотоенергетичний потенціал України надзвичайно перспективний і перевищує навіть потенціал європейського лідера в галузі фотоенергетики – Німеччини.
За словами науковця, в сучасних містах є чимало об’єктів, на яких можна розмістити сонячні панелі. Дизайну будівель це аж ніяк не зашкодить, навпаки – зробить його більш сучасним. Сонячні панелі можна розмістити на дахах та фасадах будівель і хоча б частково забезпечити потребу споживачів у електроенергії. До того ж таке розміщення знизить витрати на транспортуванні та перетворенні електричної енергії. «За нашими підрахунками, потенціал річного виробництва сонячної електричної енергії лише на дахах житлового фонду України становить до 36 мільярдів кВт∙год. Це дуже значна цифра!», – зазначив Віктор Михайлович.
Системи з комбінованим електроживленням потрібні також на об’єктах, які потребують цілодобового штучного освітлення, – у торгівельних комплексах, складських та виробничих приміщеннях, підземних паркінгах та автопаркових комплексах, тунелях та станціях метрополітенів тощо.
– Освітлення великих приміщень системами, які «живляться» від сонячної енергії, допоможе суттєво економити електроенергію, – наголосив співрозмовник. – На жаль, сьогодні такою можливістю майже не користуються, і це час змінювати.
За час виконання проєкту науковці розробили високопотужні світлодіодні освітлювальні системи з комбінованим живленням – від сонячних батарей та загальної мережі енергопостачання. Ці системи можуть працювати безперервно 100-120 тисяч годин (тобто 12 років!).
Безперервну роботу забезпечать потужні світлодіоди та ефективні системи їх охолодження на основі двофазних пристроїв тепловідведення (теплових труб). «Нові електронні системи керування освітлювальними приладами дозволять також відмовитись від традиційних накопичувачів енергії (акумуляторів), що мають низьку надійність та короткий термін експлуатації», – зазначив Віктор Михайлович.
За підрахунками вчених, використання освітлювальних систем з комбінованим живленням підвищить енергоефективність щонайменше на 20 відсотків! Тобто впровадження таких систем освітлення є економічно вигідним. Окрім того, зниження енерговитрат на великих підприємствах допоможе покращити екологічну ситуацію у промислових районах країни.
До речі, команда, яка виконувала проєкт, має величезний досвід співпраці з підприємствами, членами Асоціації виробників світлодіодної техніки України. У 2014 році члени авторського колективу отримали Державну премію в галузі науки та техніки за створення перших українських світлодіодних освітлювальних систем широкого призначення. Науковці впевнені, що розроблені за кошти грантового фінансування НФДУ конструкторсько-технологічні рішення також будуть впроваджені у багатьох галузях економіки країни.
– Науковцям, які планують брати участь у конкурсах фонду, я б порадив шукати теми, важливі, насамперед, для економіки України, – додав Віктор Михайлович. – «Наука плюс промисловість» і є формулою успіху кращих дослідницьких команд!
Світлана ГАЛАТА
