Российская антарктическая станция «Восток» хорошо известна.

В то же время одна из страниц её истории, возможно, осталась в тени более громких событий. Она связана с успешным испытанием солнечной энергетической установки, разработанной Институтом высоких температур РАН.

Солнечный энергетический модуль «СЭМ-1» позволяет концентрировать солнечную энергию с использованием её для нагрева воды и приготовления пищи и способен работать в экстремальных условиях Полюса холода Земли с крайне низкими температурами воздуха и сильными ветрами.

Испытания модуля прошли на станции «Восток» в сезон 1999-2000 г. Об этом сообщает «Акт о внедрении опытного образца солнечного энергетического модуля СЭМ-1 в период работы 45-й Российской антарктической экспедиции в зоне Высокого Антарктического плато на станции «Восток», подготовленный РАЭ 11 февраля 2000 года:

«Солнечный энергетический модуль («СЭМ-1») – тепловая солнечная установка на основе концентратора солнечного излучения.

Опытный образец его впервые разработан и создан в рамках проекта Министерства науки и технологий РФ (заказчиком данных работ является Российская антарктическая экспедиция) в Институте высоких температур РАН (руководитель работ и главный конструктор проекта А. С. Шейнштейн).

Для натурных испытаний в условиях труднодоступной зоны высокого антарктического плато, где отсутствуют источники воды, а для целей тепло- и энергоснабжения используется исключительно дорогостоящее привозное дизельное топливо, был представлен портативный образец солнечного энергетического модуля «СЭМ-1».

Основной функцией этой установки является «солнечное» плавление снега (льда) для получения питьевой и технической воды, дополнительные функции установки — нагрев и кипячение воды, приготовление пищи (режим работы «гриль»).

Используя отечественные конверсионные космические технологии, авторы разработали уникальный образец гелиоустановки для применения в экстремальных природно-климатических условиях (при температуре воздуха до минус 80⁰С).

В сезон 1999-2000 гг. на станции «Восток» были проведены натурные испытания установки «СЭМ-1», подтвердившие правильность принятых научных и конструктивных решений. Результаты испытаний показали, что все узлы, механизмы и материалы, использованные при создании установки, нормально функционируют в условиях станции «Восток» при температурах наружного воздуха до минус 50⁰С. Проведённые испытания показали, что установка эффективно работает в предусмотренных режимах (плавление снега, нагрев и кипячение воды, приготовление пищи).

Установка «СЭМ-1» активно использовалась в период проведения испытаний. С помощью данной установки было произведено 1280 литров воды, которая использовалась для нужд станции.

Средняя суточная производительность установки в режиме снеготаяния составила 65-70 л.

Авторы данной разработки впервые решили проблему эффективного использования солнечной энергии для получения низкопотенциального тепла в экстремальных природно-климатических условиях Антарктиды. Применённые схемные решения обеспечивают высокую эффективность использования прямой солнечной радиации, высокую надёжность работы специального теплопровода в условиях пониженных температур воздуха, а также систем слежения и электропитания проводов.

Предложенная конструкция является компактной, лёгкой, сборка и обслуживание данной установки осуществляется одним человеком. Её можно устанавливать в любом районе станции, её можно использовать для нужд санно-гусеничного похода и для выносных лагерей. Продумана система слива получаемой воды при пониженных температурах воздуха.

Разработанная конструкция гелиоустановки полностью отвечает требованиям технического задания и рекомендуется для дальнейшего тиражирования и использования для нужд антарктических экспедиций, работающих в зоне высокого антарктического плато.

Российская антарктическая экспедиция готова содействовать в продвижении данной уникальной техники на зарубежный рынок».

Технические характеристики установки:

1. Тепловая эффективность(КПД) –50%;
2. Производительность воды в час – 5-6 литров (нагрев до 60⁰С); 3-4 литра (кипячение);
3. Вес 55 кг;
4. Срок эксплуатации – 15-20 лет;
5. Условия эксплуатации: температура – до -80⁰С, ветер – до 10 м/с, с порывами до 20-30 м/с.

Образец и описание «СЭМ-1» сейчас находятся в Музее Арктики и Антарктики в Санкт-Петербурге.

Существуют различные подходы к преобразованию солнечной энергии в тепловую, в том числе – разрабатываемые российскими исследователями.

«СЭМ-1» на этом фоне уникальна: она могла бы использоваться в отдалённых точках Крайнего Севера, Сибири и Дальнего Востока, в горных районах, в экспедициях; при этом она была испытана почти 12 лет назад, когда солнечная энергетика во всём мире была в самом начале своего становления.

Наконец, установка «СЭМ-1» ещё раз показала, что в способности побеждать холод нам нет равных.

Интересна дальнейшая судьба и перспективы разработки, о чём мы постараемся написать по мере поступления информации.

Кирилл Дегтярёв