В 2021 году специально для Северо-Западной археологической экспедиции Государственного Эрмитажа НП «ЕВРОСОЛАР Россия» в партнёрстве с компанией NSIA и Российским энергетическим агентством разработали и реализовали проект мобильной солнечной станции. Это сотрудничество стало первым совместным проектом после подписания Соглашения о взаимодействии на выставке RENWEX-2021 в июне 2021 года. Мы рассказываем, как возникла задумка такого проекта, какие задачи пришлось решать разработчикам и что изменилось в экспедиционном лагере после установки станции.
Северо-Западная археологическая экспедиция Государственного Эрмитажа, в рамках которой сейчас проходят раскопки памятника под названием «Сертея II», уже более сорока лет занимается исследованием неолитических поселений, расположенных в южной части Псковской и в северной части Смоленской области. За это время было найдено более сотни археологических памятников, относящихся к IV–II тыс. до н.э., многие из обнаруженных артефактов выставляются в рамках постоянной экспозиции Эрмитажа.
фото: Государственный Эрмитаж, 2019
Раскопки проходят в Велижском районе, в торфяниковых полях вдоль берегов реки Сертейки. Лагерь экспедиции располагается в лесу, на удалении от населенных пунктов: каждый год, летом, на протяжении 5—6 недель группа археологов и волонтёров живет в условиях, близких к походным — в палатках. Для ежедневной зарядки техники, которая используется в работе — тахеометра, раций, фотоаппарата, квадрокоптера, — до этого года использовался дизельный электрогенератор. От него же заряжались все мобильные телефоны — а число участников экспедиции в пик сезона может достигать 40—50 человек, несколько ноутбуков и проектор, который нужен для работы вечернего лектория для студентов и волонтёров. Недостатки такого решения в полевых условиях очевидны: дизельный генератор — это постоянный шум и выхлопы в лагере, где в течение дня работают реставраторы, а вечером должны отдыхать приехавшие с места раскопок люди, а также необходимость закупать и привозить топливо.
«Мы познакомились с Георгием Кекелидзе на экономическом факультете МГУ им. М.В. Ломоносова как раз когда я занималась подготовкой к сезону раскопок 2021 года как волонтёр экспедиции. От него я узнала об опыте разработки решений с солнечными панелями для удалённых населённых пунктов, где основным источником электроэнергии являются дизельные генераторы. Это напомнило мне ситуацию в археологических экспедициях, в частности на Сертее. Так появилась идея коллаборации.» Светлана Бирюкова, волонтёр Северо-Западной археологической экспедиции Государственного Эрмитажа
Разработкой технического решения занималась компания NSIA. Для расчета характеристик станции представители компании запросили паспортные данные используемого в экспедиции оборудования и на основе этой информации оценили необходимую мощность станции — 2,4 кВт — и ёмкость аккумуляторных батарей.
«Для определения объёма генерации электроэнергии мы используем программное обеспечение, которое учитывает максимальное количество влияющих факторов: уровень солнечной инсоляции заданной точки, угол наклона и ориентация фотоэлектрических модулей, требуемая мощность нагрузки и ёмкость батарей.» Сергей Новиков, коммерческий директор компании NSIA
При реализации проекта важно было учесть несколько конструктивных моментов.
Во-первых — это необходимость обеспечить компактность и мобильность станции. Всё экспедиционное оборудование хранится в Санкт-Петербурге, в реставрационно-хранительском центре Эрмитажа, и его нужно ежегодно доставлять к месту раскопок и обратно. Это означает, что конструкция станции должна быть прочной и в то же время — максимально лёгкой, чтобы была возможность перевозить её без организации специального, отдельного транспорта.
«Для производства станции использовались лёгкая алюминиевая опорная конструкция, которая была доработана с учётом конструктивных особенностей электростанции. В проекте также использованы солнечные модули, изготовленные из высокоэффективных монокристаллических солнечных элементов по технологии PERC full square, что гарантирует повышенную производительность в самых неблагоприятных погодных условиях и надёжность. Гарантия производителя фотоэлектрических модулей составляет 25 лет.» Сергей Новиков, коммерческий директор компании NSIA
Во-вторых, станция должна быть простой в монтаже и эксплуатации. Разработанная для полевых условий опорная конструкция и специально записанная видеоинструкция по монтажу позволили участникам экспедиции самостоятельно установить и ввести станцию в использование менее чем за 4 часа.
«Мы понимали, какие условия эксплуатации должна выдерживать электростанция. Решение данных задач интересно с точки зрения их оригинальности и необходимости создать уникальное и максимально практичное решение. У нас имеется опыт работы с автономными системами, поэтому основной задачей, которую требовалось решить, стала разработка удобной несущей конструкции. За счет небольшого количества составляющих элементов конструкцию можно быстро собрать и установить в практически любой точке Земли. Аккумуляторные батареи, имеющие наибольший вес среди компонентов системы, выполняют также роль пригрузов и позволяют устойчиво разместить электростанцию без дополнительных деталей.» Сергей Новиков, коммерческий директор компании NSIA
Станция была доставлена в экспедиционный лагерь и безвозмездно передана руководителю Северо-Западной археологической экспедиции в начале сезона раскопок — в июле. Процесс разгрузки и монтаж станции был снят на камеру.
«Честно говоря, ожидание доставки и решение логистических вопросов с представителями компании — перевозчика отняли значительно больше нашего времени и сил, чем монтаж станции. Очень лаконичная и удобная конструкция.» Светлана Бирюкова, волонтёр Северо-Западной археологической экспедиции Государственного Эрмитажа
Установка станции позволила полностью отказаться от использования дизельного генератора в сезоне 2021 года. В облачные дни станция, хотя и с меньшей скоростью, заряжала аккумуляторы, а запас накопленной энергии позволял в штатном режиме использовать всю необходимую технику. Как отмечают участники экспедиции, это существенным образом изменило условия жизни в полевом лагере.
«После тяжёлой дневной работы — физической, сопровождаемой шумом техники, моторов помп — хочется немного отдохнуть в полевом лагере, послушать звуки соснового леса или тишину. Но нужно зарядить тахеометр, компьютер, телефон для связи с большой землей. Солнечная станция вернула нам городской комфорт и возможность полноценного отдыха после рабочего дня.»
Андрей Мазуркевич, руководитель Северо-Западной археологической экспедиции Государственного Эрмитажа
Поскольку в июле 2021 года на территории Смоленской области стояла очень солнечная погода, даже при интенсивном использовании станции запаса энергии хватало на все нужды экспедиции — и даже больше.
«От станции мы смогли в этом году подключить насос и умывальник, осветить зону готовки и столовой в вечернее время — получилось облегчить работу на кухне. В пик сезона в этом году в лагере было больше 30 человек, возможность набирать воду для хозяйственных нужд без того, чтобы ходить с баками на речку несколько раз в день — это очень здорово.» Светлана Зажигина, повар экспедиции
Это партнёрство — интересный опыт разработки кастомизированного решения, которое позволило экологично и технологично решить конкретную прикладную задачу с учётом большого числа специфических параметров. Мы рады получить опыт реализации такого проекта.
«Проект интересен с точки зрения его возможного масштабирования. Нам очень важно получить обратную связь от участников экспедиции по вопросам эксплуатации. На основании данного опыта мы сможем внести необходимые изменения в конструкцию и схему установки и сделать применение подобных систем достойной альтернативой привычным «мобильным» дизельным электростанциям.» Сергей Новиков, коммерческий директор компании NSIA