ФОТО: В лаборатории гибридных систем электроснабжения ТПУ
Министерство науки и образования России в середине февраля текущего года поделилось информацией о том, что учёные Томского политехнического университета (ТПУ) занимаются разработкой и внедрением систем автономного электроснабжения со звеном постоянного тока, основанных на максимально эффективном использовании солнечной энергии или ветроэнергетики. Для подобных технологий в вузе разрабатывают контроллеры и инверторы стандартных мощностей, которые позволят успешно использовать возобновляемые источники энергии для нужд электроснабжения потребителей.
РАВИ попросила томских учёных подробнее рассказать о своей работе. Вот то, что РАВИ удалось узнать.
Тема организации электроснабжения с использованием локальных возобновляемых источников энергии разрабатывается учёными отделения электроэнергетики и электротехники Инженерной школы энергетики Томского политехнического университета (ТПУ) уже более 30 лет. Они работают над созданием надёжного и экономичного электроснабжения удалённых потребителей электроэнергии.
По сравнению с аналогами, разработки ТПУ обладают рядом преимуществ, среди которых гибкость в структуре гибридной электростанции (ветер, солнце, гидроэнергия, ДЭС, АКБ в различных сочетаниях и соотношениях мощностей), высокая доля использования возобновляемых источников энергии в гибридных системах электроснабжения (при стандартных не более 30–40% для системы на переменном токе политехники используют 100%). Кроме того, модульная система, разработанная учёными ТПУ, позволяет снизить квалификационные требования к обсуживающему и оперативному персоналу станций, а также гибко подбирать установленную мощность оборудования под требуемые мощности потребителя и климатические условия. Системы политехников обладают высокой стабильностью за счет сопряжения источников различной физической природы на постоянном токе, что дает высокую стабильность выходных параметров тока и напряжения.
«В лабораториях ТПУ нами были разработаны гибридные системы накопления электрической энергии с интеллектуальным управлением. Они позволяют накапливать электрическую энергию порывов ветра, а не сбрасывать ее в балласт или снижать КПД ветроустановок. Это дополнительно повышает общую эффективность гибридной электростанции», — пояснил доцент отделения электроэнергетики и электротехники ТПУ Михаил Сурков.
Разработки учёных ТПУ предназначены для использования, например, удалёнными потребителями. Это могут быть жители сельских поселений, где нет связи с единой энергетической системой или истекает срок службы линий электропередач. Также разработки интересны для использования в условиях крайнего севера.
«Проектируемые нами системы могут также применяться для нужд резервирования систем оперативного тока на подстанциях федеральной сетевой компании единой энергетической системы, а также для снижения потребления топлива работающих дизельных электростанций удаленных потребителей», — добавил Михаил Сурков.
Сотрудничество ученых ТПУ и промышленности в области проектирования энергосистем началось одновременно с появлением направления в вузе. В 80–90-е годы были разработаны и внедрены в производство в Киргизии и Чехии микрогидроэлектростанции с вентильным управлением и автобалластными регуляторами напряжения и частоты. В конце 90-х и в 2000-х годах совместно с International Finance Corporation и World Bank разрабатывались проекты организации электроснабжения от геотермальных электростанций в Томской области: были проведены прединвестиционные исследования и выбрано основное технологическое оборудование.
Проводились исследования по внедрению теплои электростанций, работающих на основе биотоплива (отходы животноводства и лесоперерабатывающих предприятий). Разработаны и прошли госэкспертизу проекты электроснабжения удаленных поселений Томской области от гибридных ветро-солнечных электростанций. Ученые ТПУ в сотрудничестве с компанией АО «Сахаэнерго» также разработали и внедрили решения по секционированию дизельных электростанций и гибридных солнечно-дизельных электростанция в Республике Саха (Якутия). Совместно с ООО «ВДМ-техника» политехники выполнили этапы проектирования инверторных дизельных электростанций.
«Подобного рода проекты финансируются за счет хозяйственных договоров, грантов и других форм. Мы всегда открыты к обсуждению», — отметили учёные ТПУ.
На вопрос РАВИ о том, на какой факультет и какую специальность в университете нужно поступать молодым людям, чтобы в дальнейшем принимать участие в подобной научной работе, в пресс-службе ТПУ ответили: «Для подготовки инженеров-энергетиков в ТПУ действуют программы подготовки бакалавриата «Электроэнергетика и электротехника» (специализация «Электроснабжение») и магистратуры «Электроэнергетика и электротехника» (специализации «Оптимизация развивающихся систем электроснабжения» и «Автономные системы электроснабжения и возобновляемая энергетика»)».
