VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2016

Согласно [1] энергоэффективность и энергосбережение входят в состав направлений приоритетного технологического развития России. К 2020 году сокращение энергоемкости отечественной экономики должно вырасти на 40 %.

Одним из способов энергосбережения является использование солнечной энергии.

Солнечная энергия является практически неисчерпаемым, экологически чистым, повсеместно доступным, обладающим высоким энергетическим потенциалом источником энергии [2].

Появление реальных продуктов с применением солнечных модулей на рынке было затруднено и задержано из-за ограниченной доступности их производительности. Препятствием к активному распространению солнечной энергетики было превышение стоимости солнечной электроэнергии над сетевой энергией [3].

Но решить задачу удешевления солнечной электроэнергии стало возможно, благодаря созданию дешевых технологий изготовления солнечных элементов. За десять лет стоимость 1 Вт энергии в солнечном модуле снизилась с 3 долларов до 0,75 долларов [4]. Поэтому сегодня использование солнечной энергии находит применение во многих сферах нашей жизни. Не исключением является и швейное производство.

Начиная с 2000-х годов, солнечные батареи регулярно начали появляться на выставках и ярмарках «умной одежды и текстиля».

На сегодняшний день с использованием солнечных модулей изготавливают широкий ассортимент бытовой и специальной одежды, головных уборов, рюкзаков и сумок, различных чехлов и туристических изделий [5,6,7].

Интеграция солнечных модулей с текстилем интересна не только для питания портативных устройств. Анализ существующих швейных изделий показал, что использование солнечной энергии несет следующие функции:

- подзарядка портативных устройств;

- охлаждение;

- нагревание;

- освещение.

Естественно, при разработке одежды, использующей солнечную энергию, возникает проблема выбора характеристик солнечных модулей, обладающих различными техническими характеристиками:

- выходная мощность (количество планируемых технических средств);

- площадь (исходные данные будущего швейного изделия);

- способ крепления солнечных модулей;

- защита фотоэлементов;

- габариты;

- вес;

- наличие в комплекте поставки различных разъемов и аксессуаров, упрощающих стыковку солнечной батареи с реальными потребителями;

- оптимальной топологии солнечных батарей на поверхности швейных изделиях [4,7].

Решению подобных проблем при разработке одежды с солнечными модулями способствует их моделирование с помощью математических методов. Важная первая задача при использовании математических методов: при заданном количестве солнечных элементов на изделии максимизировать количество выдаваемой энергии солнечными батареями. Второе направление использования математических методов: при заданном количестве выдаваемой энергии солнечными батареями минимизировать количество элементов солнечных батарей на изделии [3,8,9].

На основе изложенного, на рисунке 1 представлена общая схема, характеризующая проектирование одежды со встроенными солнечными модулями.

Рис.1. – Общая схема формирования задачи проектирования одежды с встроенными солнечными модулями

Таким образом, создание одежды с использованием солнечной энергии является не только доступным, но и перспективным в развитии легкой промышленности. Но создание такой одежды требует учета дополнительных критериев, которые позволят максимально эффективно использовать солнечную энергию.

Список литературы

1. Об утверждении государственной программы «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2020 года»: распоряжение правительства Российской Федерации от 27 декабря 2010г. № 2446-р,г. Москва.

2. Афанасьев В. П. Тонкопленочные солнечные элементы на основе кремния: научное издание / В. П. Афанасьев, Е. И. Теруков, А. А. Шерченков. 2-е изд. - СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2011. С. 134-137.

3. Сучилин В.А. Некоторые особенности разработки высокотехнологичных швейных изделий [Текст] / В.А. Сучилин, Т.Н. Архипова, В.Б.Чубаров // Вестник ассоциации вузов туризма и сервиса. – 2008. - № 4(7). – С. 37-42.

4. Сучилин В.А. Особенности изготовления высокотехнологичных швейных изделий / В.А. Сучилин, Т.Н. Архипова, В.Б. Чубарова, И.А. Булгина // Теоретические и прикладные проблемы сервиса. – 2008. - № 4(29). – С. 6-10.

5. Markus B. Schubert. Flexible solar cells for clothing / Markus B. Schubert, Jurgen H. Werner// Materials today. – 2006. – V.9. - № 6. P. 42-50.

6. Koorosh Orandi. Solar powered motorcycle jacket, US Patent 20090144887A1, 2009.

7. Franco Fratti. Heat conductive clothing material particularly useful in the field of thermal garments, US 4539714A, 1985.

8. Черунова И.В. Развитие элементов автоматизации процесса проектирования специальной теплозащитной одежды / И. В. Черунова // Швейная промышленность. - 2006. - № 3. - С. 24-25.

9. Черунова, И. В. Математическое моделирование в рамках гибкого проектирования теплозащитной одежды / И. В. Черунова // Швейная промышленность. - 2006. - № 5. - С. 37-38.

Код для цитирования: Скопировать