Инженеры и экологи из Университета Мелардален в Швеции, Юго-Западного университета Цзяотун и Университета Гуйчжоу в Китайской Народной Республике разработали инновационную систему воздушных шаров, предназначенную для производства и передачи электроэнергии на землю. Результаты их работы были опубликованы в научном журнале Energy.
Современные технологии солнечной энергетики сталкиваются с проблемами в некоторых регионах, особенно в северных широтах, где снег может блокировать солнечные панели. В ответ на это исследователи создали децентрализованный метод генерации солнечной энергии, который может эффективно работать практически в любых условиях, назвав его интегрированной в воздушный шар фотоэлектрической системой (BIPVS). Концепция заключается в том, что воздушный шар поднимается в атмосферу с солнечным коллектором, который затем передает произведенную электроэнергию на землю через электрический кабель.
Воздушный шар использует гибридную конструкцию, обеспечивая подъем за счет смеси воздуха и гелия. Верхняя часть шара выполнена из прозрачного материала, который улавливает солнечные лучи и усиливает их за счет своих преломляющих свойств, в то время как нижняя половина имеет дополнительные светоконцентрирующие элементы, что позволяет уменьшить занимаемую солнечными панелями площадь без потери их эффективности. Это расположение фотоэлектрических элементов внизу шара защищает их от неблагоприятных погодных условий, таких как дождь, снег или град, а также обеспечивает защиту от механических повреждений.
Для поддержания необходимого давления внутри шара находится выпускной клапан для газообмена. Чтобы стабилизировать конструкцию, используются четыре троса, которые удерживают шар на месте, а также веревка и электрический кабель, соединяющие его с землей. Важно, чтобы шар находился на достаточной высоте, чтобы избежать затенения от деревьев и зданий вокруг.
В ходе исследований команда протестировала свою систему локально и провела моделирование, чтобы оценить эффективность работы BIPVS в пяти крупных городах мира. Исследователи пришли к выводу, что среднемесячное производство электроэнергии одним таким воздушным шаром составляет от 3,5 до 4 ГВт-ч. Поскольку в системе предусмотрено использование нескольких воздушных шаров, при необходимости можно гибко увеличивать объем энергии для удовлетворения потребностей конкретных мест.
