ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗАПЛАНИРОВАННЫХ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ РАБОТ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ УНИКАЛЬНОГО НАУЧНОГО ОБЪЕКТА «ГЕЛИОПОЛИГОН»

а) Основные приоритеты деятельности на 2019-2021 гг.

Ограниченность и неизбежная исчерпаемость запасов углеводородного топлива в недрах Земли, особенно нефти и газа, возрастающие темпы потребления энергии в народом хозяйстве, ухудшение экологической ситуации окружающей среды диктуют необходимость широкого использования возобновляемых источников энергии, в частности солнечной, и разработки энергосберегающих технологий для различных отраслей народного хозяйства. Исходя из этого основными приоритетами деятельности, как и ранее, являются:

   - выполнение фундаментальных и прикладных исследований, а также инновационных проектов по преобразованию солнечной энергии в тепловую, механическую и электрическую энергии;

- разработка и создание экспериментальных и пилотных образцов тепловых, фотоэлектрических и энергетических установок и станций, эффективно преобразующих солнечную энергию в другие виды, проведение их испытаний;

- разработка технологий синтеза в фокальной области концентраторов солнечного излучения различных высокотемпературных оксидных материалов широкого класса назначения.

б) Ожидаемые результаты в 2019-2021 гг.

Будут проведены краткосрочные тепловые испытания опытных образцов солнечных водонагревательных коллекторов и абсорберов различных конструкций и изготовителей. На основе полученных экспериментальных данных будут определены их основные технико-экономические показатели (удельная теплопроизводительность и тепловая эффективность).

      Будут проведены испытания комбинированной фототепловой энергетической установки с естественной и принудительной циркуляцией теплоносителя. В фототепловой энергетической установке с естественной циркуляцией теплоносителя холодная вода из напорного бака самотеком поступает в коллекторную часть установки, отбирает тепло с тыльной поверхности фотоэлектрической батареи и накапливается в горячем резервуаре с температурой 38-40^о С.

     В системе с принудительной циркуляцией движение воды будет осуществляться циркуляционным насосом, поэтому холодный резервуар системы можно устанавливать в любом месте. Горячий резервуар устанавливается внутри помещения и он некоторое время сохраняет температуру воды. Выработанная фототепловыми установками электрическая энергия с помощью комплектующего оборудования будет подаваться потребителью.

В 2019-2021 годах будут изготовлены опытные образцы комбинированной фототепловой энергетической установки и испытаны в условиях Гелиополигона.

На солнечной печи СП-3 совместно с Транспортным институтом будут выполнены технологические исследования по закалке специальных сталей для получения заданной твердости. Будут отработаны технологические режимы и условия закалки (температура заготовки, скорость нагрева, закалочная среда), обеспечивающие заданную твердость стали.

В фокусе солнечной печи СП-3 в атмосфере азота будут проведены технологические эксперименты по синтезу нитрида цинка. Из нитрида цинка намечается получить соединение нового полупроводникового материала ZnSnN₂ и пленки на его основе.

Будут разработаны теоретико-экспериментальные методы определений эффективности использования композитных материалов с микро- и нано - включениями функциональной керамики в фотоактивных инфракрасных преобразователях. Будет проведено исследование новых физико-химических особенностей взаимодействия импульсного ИК излучения с различными фотоактивными объектами.

Будут получены данные по влиянию термообработки на анизотропию и текстуру слоистых материалов в зависимости от температурно-временных параметров рентгенофазового анализа и электронно-микроскопического метода. Будут получены высокотекстурированные слоистые материалы.

Будет проведен расчет текстуры и сопоставление с параметрами анизотропии кристаллической решетки слоистых материалов.

Будут определены фазовый состав, параметры кристаллической решетки и исследованы кристаллохимические свойства слоистых материалов в зависимости от температуры синтеза. Будет исследована анизотропия решетки основных фаз вдоль кристаллографических осей и связь с текстурой и топологией.

в) Предложения и обоснования по увеличению бюджетных расходов на 

2019-2021 гг.

При исследовании теплотехнических характеристик и оптимизации конструктивных параметров тепловых и других преобразователей солнечной энергии необходимы приборы для регистрации солнечной радиации, измерения температуры и относительной влажности воздуха, скорости ветра и другие: счётчики воды, пирометр, аэрометр, гальванометр, барометр, термометры (настольный и электронный), психрометр, монометры, тестры, компасы и др.