Исследование возможности применения солнечных элементов на основе диоксида титана, сенсибилизированного органическими красителями, в качестве возобновляемого источника энергии на нефтяных и газовых промыслах

Альтернативные источники энергии активно исследуются в связи с возрастающей потребностью человечества в электрической энергии. На сегодняшний день одним из основных потребителей электрической и тепловой энергии является нефтегазовая промышленность. С каждым годом растет количество удаленных пунктов, работающих на привозном топливе. Одним из наиболее рациональных решений данной проблемы является использование возобновляемых источников энергии, к примеру, энергии солнечного света, обладающей таким характеристиками, как экологическая безопасность, неограниченность, а также высокий энергетический потенциал. В статье представлен анализ эффективности процесса выработки электричества на нефтяных и газовых месторождениях с помощью альтернативных источников энергии, основанных на применении фотоэлектрических преобразователей. В качестве комбинированного источника для производства электроэнергии предлагается использовать сенсибилизированные солнечные элементы. В рамках исследования было произведено теоретическое обоснование методики вычислений на основе работ М. Гретцеля, после чего были выполнены экспериментальные исследования. Данная методика предоставляет исследователям инструмент для предварительной оценки характеристик солнечного элемента перед собственным производством структурной ячейки. Предложен точный подход к расчету внешних параметров элемента, сенсибилизированного красителем из диоксида титана. Исследования показали, что метод теоретического расчета довольно хорошо предсказывает результаты эксперимента. Выводы, основанные на сравнении теоретических и экспериментальных данных, представляют большой научный интерес, а результаты данных исследований могут быть эффективно применены в нефтегазовой промышленности.

Alternative energy sources are being actively researched due to the increasing need of mankind for electrical energy. Today, one of the main consumers of electricity and heat is the oil and gas industry. Every year the number of remote points working on imported fuel increases. One of the most rational solutions to this problem is the use of renewable energy sources, such as the energy of sunlight, which has such characteristics as environmental safety, unlimited, as well as high energy potential. This article presents an analysis of the effectiveness of the process of generating electricity in oil and gas fields using alternative energy sources based on the use of photovoltaic converters. Sensitised solar cells are proposed to be used as a combined source for electricity generation. As part of the research, a theoretical justification of the calculation methodology based on the work of M. Graetzel was carried out, followed by experimental studies. This methodology provides researchers with a tool for preliminary evaluation of solar cell characteristics prior to the own production of the structural cell. A rigorous approach to calculating the external parameters of a dye-sensitised titanium dioxide cell was proposed. Studies have shown that the theoretical calculation method predicts the experimental results quite well. The conclusions based on the comparison of theoretical and experimental data are of great scientific interest and the results of this research can be effectively applied in the oil and gas industry.