Авторами разработана модель солнечно-водородной энергетической системы для Саудовской Аравии путем определения соотношений между основными и второстепенными энергетическими характеристиками. В течение некоторого периода времени проводились исследования масштаба и тенденций данных характеристик с внедрением и без внедрения водородных технологий. Полученные результаты свидетельствуют о том, что в ближайшие тридцать-сорок лет нефтяных запасов Саудовской Аравии будет недостаточно для обеспечения собственных энергетических потд-р наук (теплообмен), профессор, президент Международной ассоциации водородной энергетики, член 18 научных организацийребностей и реализации экспортной политики. Результаты также показывают, что выбор в пользу солнечно-водородной энергетической системы обеспечит экономию нефтяных запасов, снизит уровень загрязнения окружающей среды и сформирует устойчивую энергетическую систему в стране. Кроме того, Саудовская Аравия сумеет на длительное время закрепить за собой статус экспортера водорода.

Одной из причин высокой себестоимости электрической энергии, вырабатываемой стационарными солнечными электростанциями, является низкий коэффициент полезного действия фотоэлектрических преобразователей. Использование высокоточных систем непрерывного слежения за солнцем позволит решить данную проблему. Приведено подробное описание разработанной модернизированной структуры автономной фотоэлектрической установки со статично и динамично расположенными модулями солнечных батарей и физической модели автоматизированного двухкоординатного солнечного трекера. Представленная разработка повышает энергоэффективность использования солнечных батарей за счет точного наведения динамично расположенных солнечных модулей на солнце по двум координатам (азимуту и углу склонения) в течение дня. Кроме того, указана другая особенность данной гелиоустановки, заключающаяся в том, что статично и динамично расположенные фотоэлектрические модули комплектуются двумя типами солнечных батарей – монокристаллическими и поликристаллическими, что приводит к дополнительному выигрышу в выработке электрической мощности независимо от облачности. Отмечены реализованные способы повышения надежности работы автономной солнечной электростанции. Также рассмотрены существующие системы слежения за солнцем как в Российской Федерации (Оренбургская, Томская, Челябинская области), так и за рубежом (Соединенные Штаты Америки, Индия, Иран, Турция, Тайвань) и обоснована необходимость внедрения фотоэлектрических установок с солнечными трекерами. Авторами статьи успешно проведены первичные испытания разработанной автономной солнечной электростанции, суть которых заключалась в экспериментальном сравнении выработки электроэнергии с помощью статично и динамично расположенных модулей солнечных батарей. Результаты проведенных опытов показали, что применение солнечного модуля с высокоточной системой слежения по двум осям, по сравнению со статично расположенным модулем, позволяет увеличить коэффициент полезного действия фотоэлектрической установки на 50 %. Таким образом, экспериментально доказана эффективность применения автоматизированных следящих систем. Работа может быть полезна при проектировании энергоэффективных фотоэлектрических установок с системами непрерывного слежения за солнцем.

Рассматривался вопрос о том, как при объективных финансовых ограничениях на этапах строительства и монтажа инженерных систем повысить энергоэффективность и экологическую безопасность зданий и сооружений за счёт малозатратного способа утилизации солнечной радиации, предполагающего пассивное преобразование в тепловую энергию в наружных ограждающих конструкциях. Несмотря на экономическую целесообразность таких систем отопления, ввиду низких показателей КПД по сравнению с активными гелиоустановками складывается мнение о возможности их использования только в тех климатических условиях, которые характеризуются мягким отопительным периодом. В этой связи анализировались известные и разрабатываемые строительные светопрозрачные, поглощающие, аккумулирующие и изолирующие материалы, наряду с возможностями по созданию многофункциональных наружных ограждений, которые могут расширить географию использования пассивных систем. Для решения вопросов эффективной утилизации солнечного излучения фасадно-интегрированными панелями изучались нестационарные тепловые процессы, возникающие в многослойных наружных ограждениях зданий. Как показал анализ математических методов, для описания суточных изменений температуры в толще строительных конструкций следует применять теорию тепловых волн. Принцип суперпозиции температурных возмущений позволил выполнить расчет переноса тепла в многослойных наружных ограждениях. Для сравнительной оценки влияния солнечной радиации в климатических условиях Воронежской области (52 º с.ш.) на двухслойную конструкцию и четырехслойную, состоящую из стеклопакета, воздушной прослойки, железобетона, воздушной прослойки, утеплителя и защищенную с внешней стороны стеклопакетом, выполнены расчеты. В январе при температуре наиболее холодной пятидневки –24 ºС среднесуточные потери теплоты через площадь поверхности 1 м2 двухслойной наружной стены составляют 6 Вт/м2 , а при тех же погодных условиях четырехслойная солнечная панель в среднем отдает в обогреваемое помещение 36,3 Вт/м2 , при этом максимальные значения теплового потока достигаются за 18 ча- сов. Расчетные данные подтвердили целесообразность применения пассивных солнечных панелей при низких температурах холодного периода года, а учитывая незначительные затраты на обустройство по сравнению с активными гелиосистемами и существующие тенденции фасадного остекления, был сделан вывод о необходимости использования этих панелей для повышения энергоэффективности зданий.

Рассматривались варианты конструкции свободнопоточных быстроходных ортогональных агрегатов (VAWT – по терминологии США), преобразующих энергию течений в условиях, когда габариты турбины много меньше глубины и ширины потока. Установлено, что рассмотренные турбины большой длины наибольшую эффективность могут иметь в вариантах с одной сбалансированной лопастью, когда хорда лопасти примерно равна радиусу турбины и развернута на 3–5 градусов (носок лопасти наружу от трассы). Оптимальная скорость вращения в этом случае примерно в 4 раза выше скорости потока, а при постоянной скорости вращения максимальная мощность на валу турбины достигается при скорости потока, близкой к скорости лопасти. Сбалансированная турбина с двумя лопастями и таким же затенением (хорда лопасти вдвое меньше радиуса) имеет примерно такую же эффективность, но при скорости лопастей в 2,5 раза большей скорости потока на подходе к турбине. Отмечена возможность заметного увеличения эффективности турбин при оптимизации разворота лопастей на трассе и увеличении относительного диаметра турбин (D/L).

В работе представлен обзор использования бора для хранения водорода. Бор считается перспективным элементом для хранения водорода в виде его соединений с водородом, или гидридов бора (боранов, бороводородов), и его наноструктурных форм. Бор также применяется в качестве добавки в никель-металлогидридных аккумуляторах для улучшения совместимости водорода и рабочих характеристик. В настоящей статье в общих чертах представлено краткое описание технологии хранения водорода и более подробно рассмотрены возможные варианты использования в них бора и его соединений.