На Урале предложили технологию, которая решает парадокс «северного» лета — когда света много, а стабильного тепла почти нет. Инженеры Уральского федерального университета (УрФУ) разработали гибридную сушилку, способную работать непрерывно — и днем, и ночью. Об этом пресс-служба Минобрнауки России рассказала редакции Наука Mail. Мы же в свою очередь поговорили с сотрудниками университета, чтобы узнать больше подробностей о разработке и ее испытаниях.
Почему обычные сушилки не работают на Севере
В основе устройства лежит сочетание солнечной энергии и накопления тепла. Днем аппарат аккумулирует энергию, а ночью продолжает сушку за счет внутреннего теплового «резерва». Такой подход позволяет сократить зависимость от электричества и ускорить процесс обработки продуктов.
Как объяснил заведующий кафедрой УрФУ Владимир Алехин, классические решения — либо солнечные, либо электрические — в северных регионах оказываются неэффективными. По его словам, летом здесь складывается парадоксальная ситуация: длительный световой день сочетается с низкой температурой воздуха, из-за чего сушка идет медленно и нестабильно. Электрические аналоги решают проблему частично, но при высоких тарифах становятся экономически невыгодными.
Именно под такие условия — Урал, Сибирь, Скандинавия, север Китая и Канада — и проектировалась новая система.
Как работает сушилка
Ключевой элемент конструкции — фазоизменяющийся материал, по сути аналог теплового аккумулятора. Внутри сушилки находится парафиноподобное вещество, которое днем плавится, накапливая тепло, а ночью кристаллизуется и постепенно его отдает. За счет этого температура внутри камеры остается относительно стабильной: без перегрева в дневные часы и без резкого охлаждения после захода солнца.
Аспирантка УрФУ Юэ Хуань в разговоре с порталом Наука Mail уточняет, что подобные материалы действительно подвержены деградации, но этот процесс крайне медленный:
Коммерческие материалы с фазовым переходом в ускоренных испытаниях выдерживают более 10 000 циклов. Это позволяет прогнозировать срок службы свыше 20 лет.
Иными словами, риск потери эффективности есть, но в рамках жизненного цикла устройства он не критичен.
Что происходит с продуктами
Один из ключевых вопросов — влияет ли ускоренная сушка на качество продуктов. По словам исследователей, задача изначально формулировалась иначе: ускорить процесс, не ухудшая результат.
Как отмечает Юэ Хуань, заметной разницы в вкусе или составе зафиксировано не было:
Экспериментально показано, что, например, грибы высыхают примерно на пять часов быстрее по сравнению с традиционными установками. Это достигается за счет непрерывного теплового режима: сушилка работает без пауз, в отличие от классических солнечных систем.
Финансовый вопрос: будет ли окупаемость
Разработчики заявляют срок окупаемости менее месяца. Расчеты привязаны к конкретному сценарию эксплуатации. Как поясняет Юэ Хуань, модель учитывает комбинированный режим: около 90 дней в году устройство работает на солнечной энергии, остальное время — от сети. При стоимости электроэнергии около 0,062 доллара за кВт⋅ч годовая экономия достигает примерно 77 долларов США.
Кроме того, ускорение сушки также снижает энергозатраты. В одном из экспериментов шампиньоны высыхали за 31 час — примерно на пять часов быстрее, чем в электрическом аналоге. Это сокращает время работы оборудования и, соответственно, расходы.
Конструкция и масштабирование
Устройство выполнено по модульному принципу. Это упрощает сборку и позволяет адаптировать его под разные широты и условия освещенности. По сути, конфигурацию можно «подгонять» под конкретный регион (об этом — ниже).
Срок службы оценивается примерно в 10 лет при смешанном режиме эксплуатации с учетом как солнечных, так и электрических периодов работы. Пока проект остается на стадии прототипа. Как рассказали разработчики Наука Mail, команда ведет переговоры с потенциальными партнерами, в том числе в Китае, но до промышленного производства еще далеко.
Потенциал для удаленных регионов
Отдельно исследователи подчеркивают социальный эффект разработки. В условиях удаленных поселений, где логистика продуктов сложна и дорога, технологии хранения становятся критически важными. По словам Юэ Хуань, современные теплицы уже позволяют выращивать свежие продукты даже в суровых климатических зонах. Однако их сохранение на зиму остается проблемой. Она отмечает, что внедрение таких сушилок может повысить автономность населенных пунктов:
Сушка и заморозка позволяют сохранить продукты на зиму. Это делает поселения менее зависимыми от поставок и может снизить нагрузку на энергосистему.
Ранее мы рассказывали, что инженеры создали компактную роботизированную руку с человеческой моторикой.
