सौर बैटरी "PlanarSun" - एक रूसी आविष्कारक से Crowdfunding परियोजना

यूपीडीटी । हब पर पोस्ट प्रकाशित होने के बाद, हम आवश्यक राशि एकत्र करने में कामयाब रहे। लेखक ने ईमानदारी से सभी को उनके ध्यान और मदद के लिए धन्यवाद दिया!

प्रिय दोस्तों! जैसा कि आप जानते हैं, हमने हाल ही में बूमस्टार्टर क्राउडफंडिंग प्लेटफॉर्म का उपयोग करके बच्चों की पुस्तक, सरल विज्ञान के प्रकाशन के लिए धन जुटाया । अब, कई क्राउडफंडिंग परियोजनाओं के लेखक, एक डिग्री या विज्ञान से संबंधित एक और, मदद के लिए हमारी ओर रुख कर रहे हैं। आज हम आपको < PlanarSun Solar Battery > नामक प्रोजेक्ट के बारे में बताना चाहते हैं। हमारे अनुरोध पर, परियोजना के लेखक, डेनिस अफानासेव ने अपने आविष्कार की एक छोटी सी पाठ प्रस्तुति तैयार की। और, ज़ाहिर है, डेनिस परियोजना का समर्थन करने के लिए कहता है, जो 1 अक्टूबर को समाप्त होता है - उसे 150 हजार रूबल इकट्ठा करने के लिए समय चाहिए। कौन जानता है, शायद होबे के पाठकों में वे हैं जो सौर ऊर्जा में निवेश करने के लिए तैयार हैं या जो ठीक रूसी आविष्कारकों की पहल का समर्थन करते हैं?

प्लेनर हब परिचय: प्लानरसन सोलर बैटरी

एक नेटबुक, आईफोन और अन्य चार्जिंग इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के पूर्ण स्वायत्त संचालन के लिए रूसी डेवलपर्स से "प्लानर कंसंट्रेटर" की पेटेंट तकनीक के आधार पर एक सस्ती कीमत पर कॉम्पैक्ट सुपर-कुशल सौर बैटरी।

लेखक के बारे में:

वास्तविक आविष्कारक एक अग्रणी, प्रगति का अग्रदूत है, और निश्चित रूप से, उसके पास एक सटीक आत्मसम्मान है: "मैं टेस्ला से बहुत दूर हूं," डेनिस अफनासियेव ग्रिन्स। उनकी उम्र 37 साल है। एक किशोर के रूप में, उन्होंने एक आविष्कारक बनने का सपना देखा। उन्होंने लेजर सिस्टम में डिग्री के साथ NSTU के भौतिकी और प्रौद्योगिकी संकाय से स्नातक किया। 2005 से उन्होंने फाइबर ऑप्टिक्स की प्रयोगशाला में काम किया। 2008 में, नोबेल पुरस्कार विजेता के बयान को सुनकर, शिक्षाविद झोरस अल्फेरोव ने ऑप्टिकल कॉन्सेंट्रेटर्स के महान भविष्य के बारे में, सतह से किरण की किरणों को एक किरण में इकट्ठा करके, उनके कॉम्पैक्ट और सुविधाजनक समाधान खोजने के लिए निकाल दिया। सितंबर 2011 से, वह पूरी तरह से अपने स्वयं के अभिनव परियोजना के विकास में लगे हुए हैं, अगस्त 2013 में उन्होंने अपने आविष्कार के लिए एक रूसी पेटेंट प्राप्त किया (समाचार पत्र "बाएं बैंक नेविगेटर", नोवोसिबिर्स्क में एक प्रकाशन से )।



काम की शुरुआत 2008 में पढ़े गए विचार से हुई थी कि "केंद्रित सौर विकिरण का उपयोग ... नाटकीय रूप से महंगी अर्धचालक सामग्री की लागत को कम कर सकता है, अर्धचालक कन्वर्टर्स की दक्षता में वृद्धि कर सकता है।"

केंद्रित सौर विकिरण का उपयोग सर्वविदित है। इस तथ्य के बावजूद कि 212 ईसा पूर्व में सिरैक्यूज़ की घेराबंदी के दौरान रोमन बेड़े को कथित तौर पर जलाने वाले आर्किमिडीज की किंवदंती की प्रामाणिकता पर, आधुनिक इतिहासकारों ने सवाल किया, लेकिन किंवदंती-THOUGHT गणितीय रूप से मॉडलिंग की गई थी और संभवतः VI सदी ईसा पूर्व में लागू की गई थी। ई। बीजान्टिन वैज्ञानिक गणितज्ञ और वास्तुकार एंथिमियस। और किसी भी ऐतिहासिक संदेह के बिना, यह तर्क दिया जा सकता है कि फ्रांसीसी प्रकृतिवादी बफ़न द्वारा एक सौर सांद्रण का निर्माण किया गया था और 18 वीं शताब्दी के मध्य में एक समान मॉडल द्वारा सफलतापूर्वक परीक्षण किया गया था।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि हाल तक तक, प्रतिबिंबित सौर सांद्रता प्रणाली बफ़न डिज़ाइन से बहुत अलग नहीं हैं - व्यक्तिगत दर्पण (या एक बड़े दर्पण) का एक सेट जो "सौर बन्नी" को एक सामान्य बिंदु पर पुनर्निर्देशित करता है।

उपयोग किए जाने वाले दूसरे प्रकार के सांद्रक ऑप्टिकल लेंस के सिद्धांत पर आधारित है। हाल ही में, फ्रेस्नेल लेंस के रूप में हब्स को काफी लोकप्रियता मिली है। Fresnel लेंस पारदर्शी हल्के प्लास्टिक सामग्री की एक अर्ध-फ्लैट उभरा हुआ संरचना है। आमतौर पर, फ्रेस्नेल लेंस पारंपरिक ग्लास लेंस के समान ध्यान केंद्रित करने का कार्य करता है।

इन प्रणालियों के ऐसे उदाहरणों को देखकर, कोई भी तकनीकी रूप से सक्षम व्यक्ति इस सवाल का जवाब दे सकता है: विद्युत ऊर्जा उत्पादन के लिए आम तौर पर स्वीकृत सौर सांद्रता का उपयोग बड़े पैमाने पर क्यों नहीं किया जाता है और पारंपरिक सौर पैनलों के साथ आर्थिक रूप से प्रतिस्पर्धा करने में असमर्थ हैं? (आइए साज़िश को बनाए रखें - हम इसे पाठकों के लिए सोचने और खुद के लिए जवाब देने के लिए छोड़ देंगे, लेखक से जवाब थोड़ी देर बाद पढ़ा जा सकता है)।

अब नोबेल पुरस्कार विजेता के THOUGHT को दक्षता और अर्थशास्त्र के दृष्टिकोण से सांद्रता प्रणालियों का उपयोग करने की संभावनाओं के बारे में बताएं। 2007 और अब दोनों दुनिया में, केवल दो प्रकार के "सौर सामग्री" का उपयोग प्रकाश ऊर्जा के अत्यधिक कुशल रूपांतरण (15% से अधिक) की ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में करने के लिए किया जाता है: मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन (मोनो-सी) और गैलियम आर्सेनाइड (GaAs) पर आधारित हेटरोस्ट्रक्चर। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि हेटरोस्ट्रक्चर के आधार पर नई सामग्री बनाने के क्षेत्र में, अल्फेरोव वैज्ञानिक समूह ने उत्कृष्ट परिणाम प्राप्त किए।


यह वर्णक्रमीय आरेखों से देखा जा सकता है कि हेट्रोस्ट्रक्चर पर आधारित पीईसी एकल-क्रिस्टल सिलिकॉन की तुलना में लगभग 2 गुना अधिक कुशल है। सिलिकॉन कोशिकाओं की सैद्धांतिक दक्षता 26% के स्तर पर हो सकती है। यह ज्ञात है कि (दुनिया में केवल एक) अमेरिकी कंपनी सनपॉवर मानक सिलिकॉन कोशिकाओं (17.5% की दक्षता) की तुलना में 3 गुना कीमत के साथ 23% की दक्षता के साथ वाणिज्यिक सिलिकॉन कोशिकाओं का उत्पादन करती है। गैलियम आर्सेनाइड पर सैद्धांतिक सेल दक्षता 49% के स्तर पर हो सकती है। 2013 की गर्मियों में जापानी कंपनी शार्प ने हेट्रोस्ट्रक्चर के आधार पर 44.4% की दक्षता के एक नए प्रयोगात्मक रिकॉर्ड की घोषणा की ।



मुद्दे की अर्थव्यवस्था सौर कोशिकाओं की इकाई लागत से निकटता से संबंधित है। GaAs कोशिकाओं की विशिष्ट लागत 3-15 $ / cm2 के स्तर पर है, और क्रिस्टलीय सिलिकॉन 0.01-0.02 $ / cm2 है। यह देखा जा सकता है कि प्रति यूनिट क्षेत्र में सुपर-कुशल गैलियम आर्सेनाइड की इकाई लागत लगभग 200-2000 गुना अधिक है। तो यह पता चला है कि पारंपरिक सौर पैनलों की तुलना में गैलियम आर्सेनाइड पर सौर पैनल की कीमत प्राप्त करने के लिए, इसके उपयोग योग्य क्षेत्र को 200-800 गुना कम करना आवश्यक है। यह ऑप्टिकल HUBs का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है।

मौजूदा ऑप्टिकल HUBVAGAGES का निर्धारण लेखक द्वारा THOUGHTS पढ़ने के 1.5 महीने के भीतर किया गया था:

• मौजूदा हब के महत्वपूर्ण आयाम - मुख्य रूप से मोटाई (गहराई) में। जो, बदले में, संरचना की भौतिक खपत को बढ़ाता है, जिससे वजन और लागत भी बढ़ जाती है।
• सौर मॉड्यूल के अंदर अत्यधिक केंद्रित विकिरण (500-800 "सन") की उपस्थिति के कारण मॉड्यूल की विश्वसनीयता और जीवनकाल कम हो जाता है, जिससे ऑप्टिकल और संरचनात्मक सामग्रियों का तेजी से क्षरण होता है।
• विकिरण केंद्रित बिंदुओं के लिए महत्वपूर्ण गर्मी रिलीज के लिए काम कर रहे पीईसी के लिए एक विशेष (अक्सर मजबूर) शीतलन प्रणाली के उपयोग की आवश्यकता होती है।
• दो निर्देशांकों में सूर्य के लिए एक उच्च-सटीक ट्रैकिंग सिस्टम की आवश्यकता होती है (0.1 डिग्री की स्थिति सटीकता), जो इकाई लागत में 30-40% की वृद्धि की ओर जाता है, और विश्वसनीयता को भी कम करता है।
• सांद्रक और फोटोकॉम्पियरियर के बीच के ऑप्टिकल पथ पर प्राकृतिक शोर (बारिश, धूल, पानी घनीभूत) की उपस्थिति के कारण सांद्रता और फोटोकॉन्डक्टर की सतह के बीच एक वायु अंतर की उपस्थिति कम हो जाती है।
• कई व्यक्तिगत सौर कोशिकाओं के द्वि-आयामी सरणी के रूप में एक बड़े सौर मॉड्यूल की महंगी तकनीकी विधानसभा। यह खामी मूल रूप से वोल्यूम हब पर आधारित सौर मॉड्यूल के निर्माण के कारण है।

कमियों के विश्लेषण का परिणाम सामान्य रूप में समस्या का प्रारूपण था:
VOLUME कंसंटेटर को न्यूनतम मोटाई के फ्लैट कंसंट्रेटर या PLANAR कंसंट्रेटर (अंग्रेजी से अनुवादित) के साथ प्रतिस्थापित किया जाना चाहिए, अंतर्राष्ट्रीय साहित्य में शब्द "प्लैनर कंसंटेटर" है। दूसरी स्थिति - एक गंभीर आर्थिक प्रभाव के लिए एकाग्रता की डिग्री पर्याप्त होनी चाहिए (उदाहरण के लिए, 3-10 बार से अधिक)।



प्लानर हब। 1.5 साल के प्रतिबिंब और कई संख्यात्मक प्रयोगों के बाद, एक ठोस समाधान प्रस्तावित किया गया था। एक प्लांटर कंसंटेटर के साथ प्लानरसून सौर बैटरी की यूनिट सेल एक विशेष सतह और आंतरिक संरचना के साथ plexiglass (कांच) की एक शीट होती है, जिसमें अंत में फोटोइलेक्ट्रिक कन्वर्टर्स लगे होते हैं।



यह कैसे काम करता है। पीसी की पूरी सपाट सतह से सामान्य के पास सूर्य की किरणों की घटनाओं को दो विपरीत छोरों पर भेजा जाता है, पीछे की सतह से एक प्रतिबिंब और बाहरी और आंतरिक सतहों से कई कुल आंतरिक प्रतिबिंबों के कारण।



पीसी के पीसी-एमिटिंग सिरों के तत्काल आसपास के क्षेत्र में, फोटोइलेक्ट्रिक कन्वर्टर्स होते हैं जिनके अंत में एक ज्यामितीय आकार होता है। प्लानर कंसंटेटर का यह डिज़ाइन आपको सतह की चौड़ाई से 10-20 गुना कम मोटाई वाले उपकरण बनाने की अनुमति देता है, जिसके साथ सौर ऊर्जा एकत्र की जाती है।



एक प्लांटर कंसंटेटर की ऑप्टिकल दक्षता 88-91% है।

अन्य देशों के "राष्ट्रीय पेटेंट" का पंजीकरण परियोजना के सफल विकास के लिए इतना महत्वपूर्ण क्यों है?



प्रस्तुत अभिनव परियोजना "बीज" स्तर पर है, अर्थात पूर्णता के समय पूंजीकरण में उल्लेखनीय वृद्धि की संभावना के साथ यह काफी उच्च जोखिम वाला है। इसका मतलब यह भी है कि परियोजना को छोटे स्तर के उत्पादन के तकनीकी स्तर पर लाने के लिए अनुसंधान और तकनीकी कार्य करने के लिए एक और 1-2 साल और लगभग 2 मिलियन रूबल लगते हैं। प्रौद्योगिकी को तैयार करने और बड़े पैमाने पर सीरियल उत्पादन को व्यवस्थित करने के लिए, अन्य 100-300 मिलियन रूबल की आवश्यकता होती है।

ऐसे फंडों के साथ निवेशकों को आकर्षित करने के लिए, यह आवश्यक है कि विनिर्मित उत्पादों के बाजार स्थान में निवेश को कानूनी रूप से संरक्षित किया जाए। रूस में, सौर ऊर्जा बाजार अपनी प्रारंभिक अवस्था में है, जबकि अन्य देशों के बाजार हाल ही में काफी सक्रिय रूप से बढ़ रहे हैं। जाहिर है, पेटेंट अधिकार के बिना (कम से कम एक बढ़ते सौर ऊर्जा बाजार वाले देशों में), यह आवश्यक निवेश प्राप्त करने की संभावना नहीं है। इस प्रकार, सौर ऊर्जा में सक्रिय वृद्धि के साथ किसी भी देश में एक "राष्ट्रीय पेटेंट" उत्पादों की सफलता के लिए एक शर्त है।
20 जुलाई, 2013 को एक आरएफ पेटेंट "प्लानर लाइट गाइड" नंबर 2488149 दिनांकित, साथ ही पीसीटी अंतरराष्ट्रीय आवेदन प्राप्त: डब्ल्यूओ2012 / 150876 ए 2 24 अप्रैल 2012 को दिनांकित। अक्टूबर में - नवंबर 2013 (670 ट्र तक की एकमात्र वैधानिक समय सीमा) की आवश्यकता है। विभिन्न देशों के "राष्ट्रीय चरण" में प्रवेश करने के लिए, बाजार में मुख्य खिलाड़ी।

सीआईएस देशों में पेटेंट: यूक्रेन, आर्मेनिया, कजाकिस्तान।

क्यों ब्रिटेन? IBCentre के विशेषज्ञों के अनुसार, यूक्रेनी सौर ऊर्जा उद्योग में कुल निवेश 2013 की पहली छमाही में 360 मिलियन यूरो से अधिक था। इसके अलावा, अनुसंधान संगठन के अनुसार , लगभग 50 मेगावाट की कुल स्थापित क्षमता के साथ 2013 के 7 संयंत्रों के निर्माण के लिए यूक्रेनी सौर ऊर्जा बाजार सहभागियों की योजना। यूक्रेन आमतौर पर रूसी गैस पर ऊर्जा निर्भरता को कम करने में रुचि रखता है, इसलिए, यह वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों के कमीशन के लिए बड़े पैमाने पर परियोजनाओं को सक्रिय रूप से विकसित कर रहा है। इसके अलावा, यूक्रेन में प्लांटर ऑर्गेनिक ग्लास कंसंट्रेटर्स के लिए बुनियादी सामग्री के उत्पादन के लिए एक अच्छी तरह से विकसित रासायनिक उद्योग है।

ARMENIA क्यों? इस देश में एक तीव्र ऊर्जा की कमी है, वहां भी रूसी गैस नहीं है, क्योंकि यह प्राकृतिक, भौगोलिक और राजनीतिक अलगाव में है। ऊर्जा संसाधनों के साथ समस्या को हल करने के लिए केवल दो संभावनाएं हैं - यह एक नए परमाणु ऊर्जा संयंत्र का निर्माण करना है, और (या) वैकल्पिक स्रोतों के आधार पर ऊर्जा परिसर बनाना है। नए परमाणु ऊर्जा संयंत्र को निर्माण के कई वर्षों के लिए महत्वपूर्ण जमे हुए पूंजी निवेश की आवश्यकता होती है। इसी समय, आर्मेनिया में उत्कृष्ट सौर ऊर्जा क्षमता है, जिसे तेजी से बढ़ते घाटे के साथ अपेक्षाकृत छोटे एक बार के निवेश के साथ जल्दी से परिचालन में लाया जा सकता है।

KAZAKHSTAN क्यों? सौर पैनल संचालित करने के लिए नोवोसिबिर्स्क की तुलना में बहुत अधिक सूरज है। डेवलपर्स के लिए निकटता इस देश को एक प्लॉनर हब के साथ सौर सेल प्रौद्योगिकी के परीक्षण और परीक्षण के लिए उपयुक्त स्थान बनाती है। कजाखस्तान उद्योग की जरूरतों को पूरा करने के लिए पड़ोसी देशों से भी महत्वपूर्ण मात्रा में बिजली खरीदता है, जो सौर ऊर्जा को एक जरूरी काम के रूप में विकसित करने की संभावना बनाता है।

सोलर बैटरी प्लानर सन, स्कोप

एक लैपटॉप, आईफोन या मानक सौर बैटरी का उपयोग करने वाले अन्य उपकरणों की स्वायत्त बिजली आपूर्ति सुनिश्चित करने के लिए, आपको इन बैटरियों का एक क्षेत्र मोबाइल उपकरणों से 1.5-2 गुना बड़ा होना चाहिए। वास्तव में, आपको एक और काफी बड़े आकार का उपकरण पहनने की आवश्यकता है।


एक सोल लैपटॉप के लिए एक मानक सौर बैटरी का एक उदाहरण।

मौजूदा विश्व समाधान बैटरी को बहुत ही महंगे "सौर सामग्री" (गैलियम आर्सेनाइड) के आधार पर आवश्यक आकार तक कम कर सकते हैं। इसकी कीमत मानक समाधानों से 100-200 गुना अधिक है, इसलिए यह केवल सैन्य और अंतरिक्ष उद्देश्यों के लिए उपलब्ध है। उदाहरण के लिए, अल्टा डिवाइसेज तकनीक का उपयोग करते हुए एक iPad के लिए एक 10 "सौर पैनल निर्माता से $ 1,100 से अधिक खर्च होगा। हमारा समाधान हमें एक मोबाइल डिवाइस के आकार के बराबर कॉम्पैक्ट बैटरी के आकार को बनाए रखते हुए बैटरी की लागत को लगभग 7 गुना कम करने की अनुमति देता है, अर्थात, सीरियल उत्पादन में डिवाइस की कीमत $ 160 होगी। एक समान उत्पाद उपभोक्ताओं / बाजार खंडों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए उपलब्ध हो जाएगा, और न केवल सैन्य-अंतरिक्ष उपभोक्ताओं के अत्यधिक विशिष्ट niches के लिए।



चूंकि किसी भी प्रकार के अत्यधिक प्रभावी "सौर सामग्री" का उपयोग एक प्लांटर कंसंटेटर के साथ किया जा सकता है, इसलिए हम विकास के लिए विभिन्न प्रकार के मोबाइल उपकरणों के लिए डिज़ाइन किए गए दो प्रकार के सौर पैनलों का प्रस्ताव करते हैं:

• प्लानरसन सुपर गैलियम आर्सेनाइड-आधारित सौर कोशिकाओं (28% सौर सेल दक्षता) का उपयोग करता है
• PlanarSun अत्यधिक कुशल सिलिकॉन कोशिकाओं (23% सौर सेल दक्षता) का उपयोग करता है

दक्षता में एक अतिरिक्त वृद्धि "प्लांटर कंसंटेटर" के अंदर एक ल्यूमिनसेंट सामग्री को पेश करके प्राप्त की जाती है, जिससे बिजली में रूपांतरण के लिए सौर विकिरण के यूवी स्पेक्ट्रम (300-400 एनएम) उपलब्ध होते हैं, जिससे दक्षता 1-2% बढ़ जाती है।

ग्राउंड, वायु और जल परिवहन: गाड़ियों, कारों, आनंद नौकाओं, ग्राउंड रोबोट, मानव रहित उपकरण।

भारत में, वैगनों के एयर कंडीशनिंग की जरूरतों को पूरा करने के लिए गाड़ियों पर सौर पैनल लगाने की योजना है। समान कंडीशनिंग कार्यों के लिए, एक कार बैटरी का उपयोग किया जा सकता है। यात्रा करने वाले मोटर चालकों के लिए प्लानरुन सौर पैनलों से अतिरिक्त रिचार्जेबल बैटरी में संचित ऊर्जा को रात को एक तम्बू, ट्रेलर में बिस्तर गर्म करने या चाय के लिए उबलते पानी तैयार करने के लिए खर्च किया जा सकता है (दिन में 7-9 लीटर उबलते पानी के लिए ऊर्जा पर्याप्त है)।

प्लानरसुन सुपर बिग डिवाइस का बड़ा क्षेत्र (1 एम 2 से अधिक) है, और ग्राहक की पसंद के अनुसार ऑपरेटिंग वोल्टेज का गठन। सौर बैटरी के 1 एम 2 की शक्ति मानक शर्तों (1000 डब्ल्यू / एम 2, स्पेक्ट्रम एएम 1.5) के तहत 250 डब्ल्यू है।

सौर बैटरी प्लानरसन सुपर, " सोलरकॉप्टर " के वेस्टेज और वजन को कम करेगा।

सभी रोबोटों को स्वायत्त विद्युत आपूर्ति की आवश्यकता होती है। सौर ऊर्जा से अधिक सस्ती कुछ भी नहीं है। रोबोट के आयाम और क्षेत्र सीमित हैं, इसलिए सुपर-कुशल प्लानेरसुन बैटरी की मांग होगी ।

दोस्तों, विकास का क्या? कितना आशाजनक है, क्या यह ध्यान देने योग्य है? पेशेवरों और विपक्ष क्या हैं?