Среди многочисленных преобразователей солнечной энергии появилась интересная разработка инженеров Всероссийского института электрификации сельского хозяйства - фотоэлектрические модули с концентраторами излучения. Концентратор в 3,5 раза увеличивает плотность энергии, попадающей на кремниевые фотопреобразователи, поэтому в средних широтах летом они могут нагреваться до 80оС. Однако их кпд тем выше, чем ниже температура, поэтому преобразователи желательно охлаждать. В зависимости от охлаждающей среды модули выпускаются в двух конструктивных вариантах, но идентичны по энергетическим параметрам.
Модуль с водяным охлаждением представляет собой рефлектор длиной около полутора метров и высотой 30 см (верхнее фото). Вдоль фокальной плоскости проходит планка, на верхней и нижней сторонах которой установлены фотопреобразователи, а в планке сделан канал, по которому прогоняется вода.
При плотности излучения 1000 Вт/м2 (эта величина принята для сравнения эффективности установок различной конструкции, на самом деле в средней полосе России плотность излучения не превышает 800 Вт/м2) модуль генерирует электрическую мощность 50 Вт. Одновременно вода, нагреваясь до 50°С, уносит 200 Вт тепловой энергии, и это тепло можно использовать в хозяйстве.
Модуль с воздушным охлаждением (нижнее фото) состоит из двух более коротких рефлекторов, установленных один над другим. Каналы охлаждения заканчиваются раструбами, где размещены вентиляторы. Теплым воздухом можно, например, сушить грибы или фрукты.
Зеркало сложной формы представляет собой комбинацию параболоидов. С изменением высоты солнца в работу включаются разные участки, и фотоэлектрические преобразователи практически все время находятся в фокусе комбинированного зеркала. Благодаря этому модуль может оставаться на месте, его положение не нужно регулировать.
УМНАЯ ФАРА
На виражах, чтобы удержать равновесие, мотоциклист вынужден наклонять свою машину "внутрь" поворота. На тот же угол наклоняется фара, установленная на вилке или фартуке. Световое пятно смещается относительно направления движения, и водитель теряет видимость. При правом повороте, кроме того, свет фары мотоцикла слепит водителей, движущихся навстречу.
Избежать опасности можно, стабилизировав направление светового потока, то есть автоматически поворачивая фару в зависимости от угла наклона мотоцикла. Однако масса обычных мотоциклетных фар достаточно велика, и требуется мощный привод, на который не рассчитан слабенький генератор.
Специалисты НИИ автоэлектроники предложили необычный вариант. Они "разрезали" фару по фокальной плоскости между отражателем и линзой, раздвинули половинки и разместили в промежутке волоконно-оптический преобразователь изображения. Вращая его относительно оптической оси фары, можно менять направление луча, а, учитывая почти нулевую массу стекловолоконного шнура, с этой задачей справится даже маломощный электромоторчик.
Теперь осталось "научить" устройство автоматически реагировать на наклон корпуса мотоцикла. Для этого разработчики использовали акселерометры, улавливающие изменение угловой скорости по трем осям. Сигналы датчиков обрабатываются микропроцессором, который управляет шаговым приводом механизма поворота луча.
Испытания на дорогах показали хорошую чувствительность устройства с двумя источниками света (см. фото) не только на поворотах, но и при движении по дорогам с уклоном и подъемом. Диапазон поворота луча - 35 градусов с шагом 3 градуса.
АВТОМОБИЛЬ В ПОГРАНИЧНОМ НАРЯДЕ
После образования СНГ административная граница России с бывшими союзными республиками на большой протяженности стала государственной. Чтобы держать ее "на замке", необходимо современное инженерное оборудование. Оснастить им границу - дело очень трудоемкое и дорогостоящее. Работы ведутся, но до их завершения еще далеко. И все же без охраны граница не остается. Помогают мобильные патрули на специально оборудованных автомашинах. В скором времени их парк пополнится. На выставке "Интерполитех" на ВВЦ были показаны два новых образца автомобилей-пограничников.
Комплекс оперативно-служебной деятельности "Страж" на автомобиле Mitsubishi L 200 (см. фото) включает радиолокатор, гиростабилизированную систему визуального наблюдения, а также систему, позволяющую обнаруживать на пути следования радиоуправляемые фугасы и мины. Кроме обычной радиостанции "Страж" оснащен аппаратурой спутниковой связи и компьютерной системой для сбора, хранения, обработки и документирования информации. Поступает она не только от собственных "органов зрения", но и от других (внешних) источников наблюдения за охраняемым районом. К ним, в частности, будет относиться мобильная установка на базе серийного автомобиля повышенной проходимости УАЗ "Патриот". Она оборудована системами слежения в различных диапазонах электромагнитных волн и способна обнаруживать и распознавать неподвижные и движущиеся объекты в радиусе 15 км.
Особенность установки, получившей название "Патриот-Окапи", в том, что она действует "из засады". В походном положении машина выглядит как обычный, ничем не примечательный внедорожник. Но оказавшись в укромном месте, экипаж достает из багажника антенну радара, оптикоэлектронный модуль и за 5 минут разворачивает их, устанавливая на штангах над крышей. Электронное оборудование рассчитано на 8 часов непрерывной работы от аккумулятора. Если же нет помех для запуска бензоэлектрического генератора, то оно может работать еще дольше.
ОТКУДА БЫ НИ ДУЛ ВЕТЕР
В многочисленном семействе ветроэнергетических установок появился еще один "родствен ник". От остальных "собратьев" он отличается тем, что внешне напоминает башню или дымовую трубу и не машет длинными лопастями. Это устройство называется вертикальной осевой турбиной.
Принцип ее действия, напоминающий работу центробежного насоса "наоборот", неплохо известен, но для таких целей применяется недавно. Ротор турбины, представляющий собой вал с укрепленными по всей его длине лопатками, помещается в решетчатый статор, оборудованный криволинейными пластинами, которые поворачивают воздушный поток в направлении лопаток ротора.
У подобной конструкции есть целый ряд достоинств. Во-первых, работа установки не зависит от направления ветра; во-вторых, она безопасна для птиц; в-третьих, не требует сложных фундаментов, поскольку ее легко укрепить на растяжках; в-четвертых, электрический генератор расположен на земле и даже в случае обрушения установки не пострадает. Кстати, при сильном ветре реактивные силы, возникающие в установке с горизонтальной осью, стараются повалить ее набок, а вертикальная турбина в тех же условиях добавляет конструкции устойчивости из-за гироскопического эффекта.
Монтаж вертикальной осевой турбины облегчается благодаря тому, что она состоит из отдельных небольших модулей. В зависимости от требуемой мощности подбирают их необходимое число. Наконец, можно встраивать турбины в мачты ретрансляторов и снабжать бесплатной энергией передатчики.
Турбины работают при скоростях ветра 3-50 м/с, отдавая генератору мощность до 10-20 кВт.
