.jpg)
Ученые из Кейптаунского университета предложили новую модель автономной солнечной электростанции для сельских клиник Южной Африки. Система, включающая солнечные панели, литий-ионные аккумуляторы, суперконденсаторы и водородные топливные элементы, обеспечивает круглосуточное энергоснабжение, что позволяет медицинским учреждениям полностью отказаться от дизельных генераторов.
Для Африки проблема стабильного доступа к электричеству остается одной из самых острых. Многие жители к югу от Сахары до сих пор не имеют надежного энергоснабжения. Особенно критична эта ситуация для медицинских центров, где от электричества зависит работа холодильников для вакцин, стерилизаторов, лабораторного оборудования и систем освещения. Перебои напрямую отражаются на качестве услуг. Помимо расходов на ремонт и регулярное обслуживание, около 30% бюджета клиник уходят на топливо для генераторов, оставляя меньше средств на лекарства, расходные материалы и оплату труда персонала. К этому добавляется зависимость от транспортировки топлива и ежегодные выбросы свыше 24 тонн CO2 только с одной клиники.
Чтобы решить проблему, ученые предложили заменить дизельные генераторы комбинацией возобновляемых источников. Основным генератором служит солнечная батарея мощностью 16 киловатт. Ее дополняют литий-ионные аккумуляторы на 10 кВт, которые сглаживают суточные колебания, суперконденсаторы, моментально реагирующие на скачки нагрузки, и водородные топливные элементы, выступающие в роли долговременного резерва. Избыточная энергия днем направляется на электролиз воды. Водород хранится в специальном баке и используется для выработки электричества в случае продолжительной облачной погоды.
Система была смоделирована с использованием программного обеспечения HOMER Pro для медицинского центра в Эландс-Бей (Западная Капская провинция), где суточное потребление электричества составляет около 45 кВт·ч. Результаты показали, что предложенная конфигурация полностью покрывает потребность объекта в энергии, не производит выбросов CO2 и обеспечивает стоимость электричества около 1,3 доллара за кВт·ч. Энергия от дизельного генератора обходится почти в 4,4 доллара за кВт·ч. Несмотря на высокую начальную стоимость, система полностью окупается за 3,7 года.
Ожидается, что к 2030 году стоимость ключевых компонентов может снизиться на 20-40%, что сделает подобные технологии еще доступнее.
