С.В. Коровкин, инженер-теплофизик, генеральный директор ООО «Новый мир»

В течении многих лет я с изумлением наблюдал, как е люди с высшим техническим образованием пытались создать солнечные электростанции в Московской области. В рекламных проспектах солнечных панелей  указано, что  квадратный метр солнечной панели генерирует 150 Вт электрической мощности. И это  правда!  Именно такую мощность солнечная панель выдает при безоблачном небе и перпендикулярно падающих солнечных лучах.

Но ни в одном рекламном проспекте не указана мощность, генерируемая солнечной панелью в пасмурный день. Я также нигде  не встречал написанного мелким шрифтом  упоминания,  что ночью мощность солнечной батареи равна нулю. 

Факт, конечно, очевидный. Однако, для многих энтузиастов использования солнечной энергии существование пасмурной погоды, а тем более темного времени суток, стало совершенной неожиданностью.

По моим измерениям в пасмурную погоду один квадратный метр солнечной панели генерирует около 5 Вт электрической мощности, то есть в 30 раз меньше мощности, указанной в техническом паспорте. Как правило, площадь солнечных панелей, установленных на крышах подмосковных коттеджей, не превышает 20 квадратных метров. Это означает, что в пасмурный день, которых в Московской области не менее половины в году, солнечная электростанция генерирует около 100 Вт. Причем, эта мощность генерируется примерно 8 часов в сутки. Еесли накапливать всю электроэнергию, генерируемую солнечной электростанцией за сутки, в аккумуляторных батареях, то среднесуточная мощность получается около 30 Вт. Никакие бытовые приборы, при такой мощности работать не будут. Нужна ли такая энергетическая установка? Как оказалось, никому не нужна. Многие тысячи оказавшихся бесполезными солнечных панелей пылятся сейчас в гаражах  на чердаках.

Не одни мы оказались такими умными. Практичные немцы, соотечественники  Генриха Герца и Георга Ома,  решив, что Германия находится в пустыне Сахаре, стали реализовывать проект «миллион солнечных крыш». Результат печален.

Можно ли все таки использовать технологи фотоэлектрического преобразования солнечной энергии в нашем климате?

Для этого необходимо найти нечто, что функционирует в таком же режиме, как и солнечные панели.

Это растения.

Если запитать светодиодные светильники от солнечных панелей, то получается световой поток, который можно использовать для выращивания  овощных культур.

В результате продолжавшихся около года экспериментов удалось подобрать оптимальный тип сведодиодных светильников и схему подключения. Оказалось, что можно создать схему подключения напрямую без промежуточных дорогостоящих инверторов и электронных блоков управления (схема разработана с участием крупнейшего российского специалиста в области фотоники д.т.н. Винокурова  Н.П.)

Выяснилось, что освещенность полезной площади от светильников даже в пасмурную погоду не меньше, чем  на улице.

Солнечные панели размещены на стенах здания.

В пасмурную погоду размещенные вертикально солнечные панели дают на 30% меньше энергии, чем на крыше. Однако на вертикальные панели, как выяснилось, совершенно не налипает снег. Лазить же периодически на обледеневшую крышу и счищать снег с солнечных панелей мне совершенно не хотелось.

Электрический сад я разместил в утепленном помещении, оклеив стены светоотражающим покрытием (алюминиевой фольгой).

Первые растения были посеяны в начале декабря. Весь месяц погода была пасмурная, продолжительность светлого времени суток была в среднем 7 часов.

Растения взошли и дали первый урожай.

Весной и осенью световой поток должен увеличиться в 3÷4 раза, летом освещенность увеличится в 10 раз.

Вопросы выбора наиболее подходящих культур, удобрений, ухода за растениями требуют дальнейшего изучения.

Оценочные расчеты показывают, что с экономической точки зрения данная технология вполне эффективна и окупается за 3÷4 года. Для сравнения – солнечная электростанция, вырабатывающая электроэнергию для бытовых целей, в наших широтах не окупается никогда.

В составе существующих сейчас солнечных бытовых электростанций обязательно присутствуют инвертор, блок электронного управления и аккумуляторная батарея. Стоимость этого оборудования в несколько раз превышает стоимость самих солнечных панелей.

Режим работы существующих солнечных электростанций плохо совместим с режимом жизнедеятельности человека. В летний период выработка электроэнергии максимальна, а потребление минимально. Зимой потребление максимально, но энергии нет.

Расчеты и опыт нескольких десятилетий показывают , что в качестве источника электроэнергии для бытовых целей в наших широтах у солнечных панелей перспектив нет.

Перспективы появляются только при использовании солнечных панелей для фотонной биотехнологии.

Фотонная биотехнология позволяет  использовать для овощеводства подвальные помещений здания,

первые этажи здания,

и специальные здания практически неограниченной площади.

Вся электрическая энергия, которую генерируют солнечные батареи, в конечном итоге выделяется внутри здания в виде тепла.

Расчеты показывают, что для здания диаметром 60 м и высотой 20 м при толщине утеплителя стен 40 см температура воздуха в самый холодный период года не опустится ниже +10°С.

В отличие от традиционных теплиц, где вегетационный период в наших широтах длится не более полугода, фотонная биотехнология позволяет круглогодично без затрат энергии на отопление.