Для более детального исследования поступления возобновляемых энергоресурсов в конкретном районе был разработан метеокомплекс, работающий в автоматическом режиме. Опытный образец установлен на территории горнолыжного курорта «Красное Озеро» и работает в тестовом режиме. Данные о ветре и солнечной энергии с промежутком в 10 секунд записываются в память станции, а также транслируются в интернет в режиме реального времени. Ежедневно отчеты с данными отправляются на специальный адрес электронной почты для последующей обработки.

В рамках данной программы разработан принципиально новый мобильный прибор для круглогодичной регистрации количества солнечной энергии, поступающей на наклонную поверхность.

В 1834 году французский часовщик Жан Пельтье обнаружил, что при протекании постоянного электрического тока через контакт двух разнородных проводников происходит выделение или поглощение тепла. Величина выделяемого тепла и его знак зависят от вида контактирующих веществ, силы тока и времени прохождения тока, то есть количество выделяемого тепла пропорционально количеству прошедшего через контакт заряда:

dQ₁₂ = P₁₂Idt = − dQ₂₁

Здесь эффект Пельтье проявляется во взаимодействии электронов проводимости, замедлившихся или ускорившихся в контактном потенциале p-n перехода, с тепловыми колебаниями атомов в массиве полупроводника. В результате, в зависимости от направления движения электронов и, соответственно, тока, происходит нагрев или охлаждение участка полупроводника, непосредственно примыкающего к спаю (p-n или n-p переходу).

Эффект Пельтье лежит в основе работы термоэлектрического модуля (ТЭМ). Единичным элементом ТЭМ является термопара, состоящая из одного проводника (ветки) p-типа и одного проводника n-типа. При последовательном соединении нескольких таких термопар теплота (Qс), поглощаемая на контакте типа n-p, выделяется на контакте типа p-n (Qh). Термоэлектрический модуль представляет собой совокупность таких термопар, обычно соединенных между собой последовательно по току и параллельно по потоку тепла. Термопары помещаются между двух керамических пластин. Ветки напаиваются на медные проводящие площадки (шинки), которые крепятся к специальной теплопроводящей керамике, например, из оксида алюминия. Количество термопар может варьироваться в широких пределах - от нескольких единиц до нескольких сотен, что позволяет создавать ТЭМ с холодильной мощностью от десятых долей ватта до сотен ватт. Наибольшей термоэлектрической эффективностью среди ТЭМ-материалов обладает теллурид висмута, в который для получения необходимого типа и параметров проводимости добавляют специальные присадки, например, селен и сурьму. Традиционно сторона, к которой крепятся провода, горячая, и она изображается снизу.

Суть действия прибора состоит в контролируемом отборе тепла, поступающего от солнца на зачерненную медную пластину датчика. При нагреве контрольной пластины включается термомодуль Пельтье и охлаждает ее до требуемой температуры, т.е. отбирает тепло и сбрасывает через радиатор в атмосферу. Так как количество тепла, перекачиваемое термомодулем, пропорционально количеству пропущенного через него электричества, то подсчитав количество этой электроэнергии, мы получим и количество падающей на пластину солнечной энергии.

Датчик актинометра имеет два термодатчика: t1 – для измерения температуры зачерненной пластины и t2 – для измерения температуры корпуса датчика. При отсутствии солнечного излучения температура пластины равна температуре корпуса, т.е. температуре наружного воздуха. Сигналы от термодатчиков поступают на компаратор блока управления (БУ), управляющего регулятором тока (РТ). При равенстве сигналов термодатчиков ток в цепи питания термомодуля (ТЭМ) равен нулю. При попадании на пластину датчика солнечного излучения, происходит ее нагрев, что фиксируется термодатчиком t1 . И если t1 > t2 , БУ через РТ подает ток от источника питания ИП на термомодуль, который начинает отбор тепла с пластины датчика. При этом начинает поступать информация от датчика тока Iд, которая через преобразователь ПР и интерфейс ИФ поступает на компьютер ПК, где происходит ее обработка и запись. По мере охлаждения пластины ток через термомодуль уменьшается, и когда показания термодатчиков выровняются (t1 = t2), процесс охлаждения стабилизируется. При снижении интенсивности солнечной радиации, когда t1 < t2 , ток через термомодуль начинает уменьшаться до тех пор, пока вновь не восстановится тепловой баланс (t1 = t2). С увеличением интенсивности солнечного излучения процесс повторяется.

Данный прибор позволяет автономно регистрировать динамику потребления электроэнергии в доме. Каждые пятнадцать секунд измеряется ток в сети, а результаты измерения записываются в память регистратора. Каждые два месяца накопленные данные через USB-порт можно «сбросить» на Flash-карту или непосредственно на жесткий диск компьютера для дальнейшей обработки полученной информации.