«Чистая энергия» печатных гибких солнечных батарей Дмитрия Лопатина

10 декабря 2013 г., 16:16:07

«Чистая энергия» печатных гибких солнечных батарей Дмитрия Лопатина

В 2011 году проект беспроводного зарядного устройства W.IRA принес краснодарцу Дмитрию Лопатину Зворыкинскую премию.

Сегодня выпускник аспирантуры Кубанского государственного университета Дмитрий Лопатин вместе с коллегами стоит на пороге подписания контракта с Samsung и готовится к запуску нового проекта — производство печатных гибких солнечных батарей.

По прогнозам аналитиков американской исследовательской компании Navigant Consulting, к концу 2020 года в большинстве стран мира солнечная электроэнергия сможет на равных конкурировать по стоимости с энергией, выработанной традиционными источниками. А ежегодный доход от продажи «солнечного электричества» к указанному сроку превысит 134 млрд долларов. Способствовать этому, по мнению экспертов, будет снижение цен на оборудование для фотоэлектрических установок и удешевление вырабатываемой ими энергии.

Сейчас в мире самыми востребованными являются китайские солнечные панели. Их доля на европейском рынке составляет около 80%. По информации Financial Times, увеличение за период с 2008-го по 2012 годы производства батарей в КНР в десять раз привело к спаду стоимости установки одного ватта энергии с четырех до одного доллара. Дмитрий Лопатин считает, что его гибкие солнечные модули по цене и качеству ничем не будут уступать китайской продукции.

«Наша технология позволяет печатать батареи на принтере, уменьшая, таким образом, их стоимость, — рассказывает Лопатин. — Мы рассчитываем, что цена будет если не ниже, то хотя бы на уровне китайской».

Место под солнцем

Идея создания гибких батарей родилась у выпускника аспирантуры кафедры радиофизики и нанотехнологий КубГУ, когда он, будучи студентом, проходил практику на краснодарском предприятии «Сатурн», которое занимается разработкой солнечных и аккумуляторных батарей для космических кораблей. «Меня всегда интересовали экологические проекты, позволяющие хотя бы частично уменьшить зависимость от энергоресурсов», — объясняет свое увлечение Дмитрий Лопатин. Сегодня работа над технологией является одним из проектов компании Wira Energy, созданной Лопатиным в 2011 году совместно с еще одним лауреатом Зворыкинской премии, москвичом Александром Атамановым.

«Мы в Краснодаре больше занимаемся собственными разработками, — объясняет Дмитрий Лопатин. — Функции Александра Атаманова — бизнес, встречи и переговоры. Помимо проектов Wira Energy у него есть еще и два своих». Над технологией производства гибких солнечных батарей краснодарец вместе с однокурсником Олегом Барановым, а также аспирантами и студентами КубГУ работает уже около трех лет. Свои разработки они проводят частично на базе университета, частично — на заводе «Сатурн».

Предложенный краснодарцами тип тонкопленочных солнечных модулей сегодня менее развит, чем батареи на кристаллическом кремнии. Общий объем их производства в мире составляет примерно четверть от всей фотоэлектрической промышленности. Особенность подобных панелей в том, что полупроводник в них осаждается на подложку тонким слоем (толщиной порядка одного микрона). А в качестве полупроводника могут выступать различные материалы, обладающие способностью поглощать свет.

Тонкопленочные модули не требуют прямых солнечных лучей и работают при рассеянном излучении. Поэтому их суммарная годовая мощность на 10–15% больше, чем у традиционных кристаллических солнечных панелей.

Кроме того, подобные батареи более эффективны в условиях тумана, пасмурной погоды, а также в местах с высоким содержание макрочастиц в воздухе. Единственным их недостатком является то, что они занимают площадь в 2,5 раза больше, чем моно- и поликристаллические панели.

«Наши модули состоят из слоя пластика и непосредственно самого слоя батареи, — поясняет Дмитрий Лопатин. — Качества батарей мы добиваемся за счет того, что наносим слои равномерно, тонким распылением». По словам краснодарца, использование недорогих материалов, а также снижение их расхода за счет технологии приводит к уменьшению удельной стоимости получаемой энергии примерно в 4 раза. Это позволяет значительно сократить срок окупаемости панелей. Кроме этого, устройства по производству батарей позволяют в автоматизированном режиме печатать целые рулоны солнечных ячеек. «Сейчас для производства одного квадратного метра панелей требуется около двух часов. В перспективе мы хотим добиться результата в 30 квадратов за сутки», — объясняет г-н Лопатин.

Себестоимость 1 м2 солнечных батарей составляет 3–4 тыс. рублей, а затраты, понесенные на создание установки для производства ячеек, — порядка 300–400 тыс. рублей. Основной доход Wira Energy планирует получать от продажи батарей, но не исключается и возможность реализации установок. И хотя область применения гибких панелей довольно широка, компания в большей степени ориентируется на использование своих батарей для электростанций. «Подобные модули могут использоваться для тех же нужд, что и обычные кристаллические, плюс благодаря гибкости их можно встраивать в одежду, палатки и другое туристическое снаряжение. Однако нас больше интересует использование панелей на крышах домов», — рассказывает Дмитрий Лопатин.

Именно производство солнечных батарей для электростанций сегодня занимает большую часть мирового рынка — 90%. Оставшиеся 10% приходятся на текстильную промышленность. По данным РБК, основными предприятиями по объемам выпуска солнечных фотоэлементов и модулей в России являются «Солнечный ветер» (Краснодар), «ТелекомСТВ» (Москва, Зеленоград), московское предприятие «Всероссийский НИИ электрификации сельского хозяйства» (ВИЭСХ), «Сатурн» (Краснодар) и СОЛЭКС (Рязань). Их доля на рынке страны — более 80%, в мире же российским компаниям принадлежит лишь около 1% общего объема производства. Дмитрий Лопатин считает, что их продукции вполне по силам выйти на международный рынок.

«Главными технологическими конкурентами для нас сейчас являются американские компании Nanosolar и Twin Creeks Technology. Они используют похожие решения, однако наша технология в некоторых областях точнее и дешевле», — объясняет Лопатин.

Энергия грантов

В свой проект краснодарцы уже вложили около 600–700 тыс. рублей. Из них 500 тысяч составили правительственные гранты и лишь 200 тысяч — собственные средства компании. Со своей технологией Дмитрий Лопатин стал лауреатом конкурса «Энергия молодости», организованного фондом «Глобальная энергия», а также получил помощь от Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере (фонд Бортника). Общая сумма грантов составила более 1 млн рублей. Еще на 1 млн рублей краснодарцы могут рассчитывать в случае присуждения Зворыкинской премии. Проект уже дошел до полуфинала конкурса, набрав по итогам первого этапа наибольшее количество баллов в номинации «Чистые технологии».

По словам Дмитрия Лопатина, чтобы доработать до конца образец устройства для печати батарей, потребуется еще около 3–4 млн рублей. «Мы уже изготовили небольшую установку для производства. Недавно из США пришли детали для второй. Когда будет готова более масштабная модель, можно будет выходить на рынок», — рассказывает разработчик. Сейчас проект не имеет инвесторов, но разработкой активно интересовались представители Российской венчурной компании, а также ГК «Ренова».

Однако сам Дмитрий Лопатин считает, что вкладывать деньги в проект пока рано. «Для начала необходимо отладить технологию, — говорит молодой ученый. — А вот через год, когда все необходимое будет сделано, имеет смысл привлекать инвестиции для масштабирования производства». Именно совершенствование технологии станет главной задачей разработчиков на ближайшее время. Недавно они нашли еще одно помещение для работы в нескольких километрах от Краснодара. Там молодые специалисты планируют запустить тестовое производство своих батарей.

Корейское предложение

Проекты «Печатаемые гибкие солнечные батареи» и W.IRA являются основными для компании Wira Energy. И если первый пока еще находится на стадии разработки, то последний вот-вот должен появиться на рынке. Недавно компания получила российский патент на изобретение, а также запустила серийное производство встраиваемых в столешницы блоков для зарядки смартфонов.

Технологию российских разработчиков уже высоко оценил соучредитель Apple Стив Возняк, со своими предложениями к краснодарцам обратились Nokia и Samsung. С представителями последней создатели W.IRA должны в скором времени подписать контракт. По словам Дмитрия Лопатина, сумма сделки оценивается в несколько десятков миллионов долларов. «Мы пока на стадии подписания соглашения. Недавно была оформлена международная патентная заявка. Но чтобы Samsung смог внедрить наше изобретение, необходимо еще подать несколько заявок по странам, в том числе и в Корее», — рассказывает аспирант КубГУ. Пока же команда Лопатина размышляет над тем, как лучше поступить со своим изобретением: производить самим или использовать трансфер технологий. «Мы больше склоняемся к промежуточному варианту. Линзы для поля будем делать сами. Остальное передадим в Samsung, у них получится сделать лучше и дешевле», — поясняет Лопатин.

Сейчас первоочередная задача для краснодарца — вывести главные продукты компании на рынок. А после этого, как признается сам ученый, он хотел бы заняться разработками, связанными с медициной.

«Есть у меня еще один проект — компактный магнитный энцефалограф для лечения нервной системы. В нем частично используются технологии, ранее реализованные в беспроводных источниках питания. Только здесь они применяются для магнитной стимуляции мозга, — рассказывает Дмитрий Лопатин. — Также параллельно идет работа над системой магнитной энцефалографии. Ее отличие в том, что считываются не электрические потенциалы, а слабое магнитное поле мозга, которое примерно в тысячу раз слабее магнитного поля Земли. Эти датчики позволят лучше считывать глубинные сигналы мозга и создать более совершенные модели нейрокомпьютерных интерфейсов».

Пока ученые больше сконцентрированы на лечении заболеваний и заняты созданием шлема, позволяющего проводить стимуляцию головного мозга с целью избавления от последствий инсультных параличей и заикания. По словам Дмитрия Лопатина, область медицины его всегда привлекала. Единственным ее недостатком он считает длительный период разработки — от начала работы над проектом до внедрения медицинской технологии проходит, как правило, не менее пяти лет.

Алексей Перерва
Краснодарский Бизнес-журнал




Похожие новости

16 февраля 2016 г., 0:23:57 samsung-ativ-se1

Компании Microsoft и Samsung молчат о выпуске обновления до Windows 10 Mobile для смартфонов серии ATIV, что породило слухи, будто эти устройства не будут обновлены и навсегда останутся с Windows Phone 8.1. Один пользователей форума Reddit поделился довольно интересной историей, связанной со смартфоном...

15 февраля 2016 г., 16:10:39 EdgeUpdate_Main_1.5

Компания Samsung анонсировала обновление Android 6.0.1 для Galaxy S6 edge и S6 edge+, которое приносит не только только свежую ОС, но и более продвинутые приложения для изогнутого дисплея. Больше лучше Грани Dual Edge умели работать с приложениями, но эти программы ограничивались шириной 260 пикселей....

14 февраля 2016 г., 21:06:25 Satan Note 5

Небогатые или просто разумные фанаты iPhone обновляют смартфоны по двум линейкам: номерным (3,4,5,6) и с приставкой «S». Любители флагманов Samsung практикуют похожий подход, но в отношении линеек Galaxy S и Note. Устройства последней выходят в конце года, мощнее и доработаннее флагмана. В 2016 году,...

12 февраля 2016 г., 19:48:03

Согласно докладам многих пользователей из разных стран, изменение даты на 1 января 1970 года может сделать из вашего iPhone, iPad или iPod touch под управлением iOS 9 или выше нерабочий “кирпич”. Баг в мобильной операционной системе позволяет превратить устройство с процессором A7, A8, A8X, A9 и A9X...

10 февраля 2016 г., 0:30:23 Samsung Galaxy S7 edge получит батарею 3600 мАч

Модель Samsung Galaxy S7 edge была замечена в базе FCC. Любопытно, что у американского регулятора указана емкость аккумулятора — 3600 мАч. Для сравнения, предшественник S6 edge имел 3000 мАч. Также в новинке есть стандартные модули беспроводной связт LTE, Wi-Fi (включая ас), Bluetooth и NFC. Стоит...


Похожие обзоры

25 января 2016 г., 12:35:18

Сегодня у нас в гостях Xiaomi Mi Pad 2 – планшет в металлическом корпусе, оснащенный новым процессором Intel Atom X5-Z8500. Внешне он очень похож на Apple iPad mini, обладает таким же дисплеем с высоким разрешением, но при этом стоит дешевле. В обзоре мы подробно расскажем о его возможностях. ЛинейкаXiaomi...

21 января 2016 г., 0:23:00 Обзор смартфона Meizu MX4 Ubuntu Edition

Слухи о том, что китайская компания Meizu планирует выпустить коммуникатор на базе Ubuntu Touch, появились еще в начале прошлого года. В течении 2014 г. компания периодически демонстрирует прототип устройства на выставках и осенью объявляет, что Meizu MX4 на Ubuntu Touch выйдет в декабре, сообщает некоторые...

20 января 2016 г., 19:45:31 Хабраобзор Highscreen Explosion или недорогого аналога Samsung Galaxy 3

Большинство Android-телефонов, с которыми я имел дело, отвечали простому требованию – максимум функциональности за минимум денег. Поэтому, когда появилась возможность пощупать вроде как аналог Samsung Galaxy S3, при этом стоимостью всего 13 тысяч (на самом деле 12990, но это маркетинговые уловки), я...

20 января 2016 г., 18:56:58 Новинки осени: видеообзор Lumia 830 и Lumia 730 / 735

В сентябре этого года мы показали продолжение нашей новой линейки cмартфонов в лице вице-флагманской модели Lumia 830, а также двух более доступных моделей: Lumia 730 с двумя SIM-картами и Lumia 735 c поддержкой 4G. А уже в начале октября эти устройства вышли в продажу на российском рынке. После московской...

20 января 2016 г., 18:15:58

Обзор BlackBerry P'9981 Porsche Design и PlayBook BlackBerry PlayBookможно приобрести в магазине iCult: http://icult.ru/list/431/ BlackBerry P'9981 Porsche Design можно приобрести в магазине iCult: http://icult.ru/item/438/223/317/8088/ Обзор BlackBerry...


Похожие отзывы

7 ноября 2015 г., 20:15:56 Blackberry-Priv-G02

Вчера, BlackBerry открыла продажи нового смартфона BlackBerry Priv, первого смартфона, работающего на базе операционной системы Android. Мы опубликовали перевод обзора от наших коллег из CrackBerry, а теперь, вместе с блогом INSIDE BlackBerry предлагаем вам взглянуть на первые отзывы в прессе о запуске...

12 июня 2015 г., 16:26:05 Apple айфон 5 с отзывы, его характеристики, плюсы и минусы

Apple айфон 5 с отзывы, его характеристики, плюсы и минусы от Артур · Июн 12, 2015 12:12 В данной статье рассмотрим Apple айфон 5 с отзывы, его характеристики, плюсы и минусы. Дизайн, материалы корпуса. Айфон 5 c выглядит красивым и аккуратным. Пластик...

10 июня 2015 г., 19:17:12 otzyivyi-ob-ios-9

В распоряжении пользователей было пару дней, чтобы потестить новую прошивку iOS 9. Кто-то уже сделал это — скачал и установил iOS 9, а кто-то до сих пор сидит в замешательстве и читает отзывы об iOS 9, принимая решение — качать или нет. Вот специально для таких мы и приготовили обзорную статью, в которой...

10 июня 2015 г., 9:55:21

Всего через несколько недель после того как 12-дюймовый MacBook появился в онлайн-магазине Apple в Сети было опубликовано огромное количество неоднозначных отзывов о новом ноутбуке. Одна часть пользователей находилась в восторге от тончайшего корпуса MacBook, вторая жаловалась на недоступность адаптеров...

4 июня 2015 г., 22:11:36 Внешний вид колонок

Apple предлагает пользователям вернуть колонки Beats Pill XL. Компания не только обещает компенсировать их цену, но также и добавит небольшой бонус. Причиной подобного стала обнаруженная неисправность, в связи с которой аккумулятор устройства может перегреваться и, в редких случаях, даже самовозгораться....


Похожие инструкции

12 февраля 2016 г., 14:01:02 ustanovka-datyi-1-yanvarya-1970-goda-prevratit-iphone-v-kirpich

Мобильная платформа iOS имеет ряд недоработок. Среди них есть видимые, а также скрытые. Еще одна уязвимость была обнаружена несколькими пользователями ресурса Reddit. Она касается изменения даты на iOS-устройстве, которое может превратить ваш смартфон в кирпич без возможности восстановления. ВНИМАНИЕ!...

7 января 2016 г., 23:31:54 Cydia

Время ожидания непривязанного джейлбрейка iOS 9.1, к сожалению, затянулось. Хакеры до сих пор не обновили эксплоит под версию прошивки iOS 9.1 и выше. Более того, неизвестно, будет ли вообще анонсирован обновленный инструмент. Сомнений, что последние версии мобильного программного обеспечения можно взломать,...

28 декабря 2015 г., 12:53:14 Прошивка Android 6.0.1 Marshmallow beta для Galaxy S5

Отличная новость для всех энтузиастов — владельцев смартфонов Samsung Galaxy. Сегодня в сети оказалась новейшая прошивка Android 6.0.1 Marshmallow для этого смартфона и попала она по «ошибке» в качестве обновления «по воздуху». Разумеется сейчас она уже недоступна для официальной установки, но в сети...

18 декабря 2015 г., 20:33:02 Лучшие кастомные прошивки для Galaxy S6

Пока мы ждем официального обновления Android 6.0 Marshmallow для Galaxy S6, я решил найти на этот гаджет лучшие кастомные прошивки, чтобы скоротать время. Есть много преимуществ использования кастомизированного ПО. Во-первых, это чистый от “мусора” и улучшенный TouchWiz, а во-вторых лучшая автономная...

10 декабря 2015 г., 20:33:06 fgcmVm1OjbygEqwA

Буквально позавчера Apple представила фирменный чехол с аккумулятором для iPhone 6/6S, а «разрушители электроники» из iFixit уже получили в свои руки данный аксессуар и, конечно же, разобрали его. На внутренней подкладке из микрофибры указан модельный номер чехла-батареи (A1585) и технические характеристики...

Упомянутые аппараты
vk.com/analogindex_ru
"Analog Index" © 2014 - 2015