В России создали модульный ветрогенератор для Арктики

В суровых условиях Арктики, где проблема энергоснабжения стоит особенно остро, ученые Санкт-Петербургского Политеха разработали модульную ветроэнергетическую установку, специально адаптированную для данного региона.

Используя цифровые технологии, они создали инновационное решение, которое, по их мнению, значительно повысит эффективность энергоснабжения удаленных населенных пунктов и промышленных объектов в северных регионах. Результаты исследований, проведенных учеными, были опубликованы в журнале Thermal Engineering.

Высокая сложность транспортировки топлива для дизельных электростанций является одной из главных проблем энергоснабжения в Арктике. Эта проблема затрагивает удаленные логистические пункты на трассе Северного морского пути, населенные районы и точки нефтедобычи. Именно из-за сложностей в транспортировке топлива стоимость электроэнергии для потребителей в этих регионах значительно возрастает.

Инновационная модульная ветроэнергетическая установка, разработанная учеными, представляет собой шаг вперед в решении проблемы энергоснабжения в суровых условиях Арктики. Ее использование позволит снизить зависимость от транспортировки топлива и улучшить доступ к электроэнергии для жителей и предприятий в северных регионах.

В современном мире вопросы энергетической безопасности и экологической устойчивости становятся все более актуальными. Необходимо искать новые способы получения электроэнергии, которые были бы эффективны и экологически чисты. В этом контексте ученые Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого предложили интересное решение.

Предложение использовать ветро-дизельные энергокомплексы с модульными ветроэнергетическими установками мощностью 100 кВт на прибрежных территориях России и арктических островах открывает новые перспективы в области альтернативной энергетики. Это позволит не только повысить энергоэффективность, но и снизить негативное воздействие на окружающую среду.

По мнению исследователей, такой подход сможет существенно улучшить условия жизни и работы в отдаленных регионах, где энергоснабжение является одной из основных проблем. Кроме того, сокращение выбросов вредных веществ и парниковых газов в этих районах будет способствовать сохранению уникальной арктической природы и ее биоразнообразия.

В разрабатываемой модульной конструкции установки (состоящей из ветроколеса, гондолы, башни, фундамента и системы самоподъема) особое внимание уделяется возможности транспортировки и установки в условиях вечной мерзлоты. Каждый элемент установки спроектирован таким образом, что может быть доставлен и собран отдельно, без необходимости привлечения крупной спецтехники.

Современные разработки в области оптимизации формы лопастей ветроколеса и применение передовых материалов позволяют этой установке генерировать электроэнергию даже при относительно низкой скорости ветра в пределах 6-9 м/с. По мнению специалистов, это также увеличивает производство электроэнергии как минимум на 20% по сравнению с традиционными ветрогенераторами.

Инновационный подход к конструкции установки позволяет не только повысить эффективность генерации электроэнергии, но и сделать процесс транспортировки и установки более удобным и экономически выгодным. Кроме того, использование таких технологий может способствовать развитию ветроэнергетики в регионах с сложными климатическими условиями.

Инновационное конструктивное решение фундамента из специальных металлических или бетонных модулей, разработанное учеными, представляет собой значительный прорыв в строительной отрасли. Это решение позволяет доставлять модули к месту установки и собирать их на месте без необходимости использования кранов с высоким вылетом стрелы. Новаторский подход к созданию фундаментов получил два патента, подтверждающих его уникальность и значимость.

Важным аспектом разработки элементов ветроэнергетической установки является обеспечение их транспортно-весовых характеристик, позволяющих перевозить их в стандартных контейнерах. Кроме того, высокая заводская готовность компонентов (изготавливаемых на Большой земле) обеспечивает эффективность и экономичность процесса сборки. Важно отметить, что материалы и покрытия, используемые в производстве, должны обладать высокой надежностью в арктических условиях, а монтаж должен быть выполнен без применения трудоемких бетонных работ, сварочных операций и тяжелой крановой техники, как подчеркнул Елистратов.

Таким образом, инженеры и ученые продолжают работать над совершенствованием технологий в сфере возобновляемых источников энергии, стремясь к созданию более эффективных, устойчивых и экологически чистых решений для промышленности и жизни общества.

Для улучшения процесса проектирования и повышения эффективности эксплуатации оборудования в условиях сурового климата, ученые создали цифровой двойник ветроэнергетической установки. Этот инновационный подход позволил не только детально моделировать работу установки в различных сценариях, но и оптимизировать ее конструкцию, что в итоге повысило надежность и эффективность системы.

Согласно исследованию Виктора Елистратова, общая экономическая эффективность внедрения данной разработки будет зависеть от множества факторов, включая ветровой потенциал региона и расстояние до источников топлива. Это позволяет учитывать не только технические аспекты, но и экономические выгоды при принятии решений о внедрении новых технологий.

Использование цифрового двойника ветроэнергетической установки открывает новые возможности для анализа и оптимизации работы альтернативных источников энергии в различных климатических условиях. Это позволяет сократить издержки, повысить эффективность и снизить воздействие на окружающую среду, делая такие установки более привлекательными с точки зрения устойчивого развития.

В рамках Научного центра мирового уровня "Передовые цифровые технологии" ФГАОУ ВО "СПбПУ" была выполнена работа коллективом НИЛ "Цифровое проектирование энергетических сооружений в Арктике". Этот проект представляет собой значительный шаг в области энергоснабжения удаленных районов. Ученый подчеркнул, что оптимальная мощность установки в 100 кВт идеально подходит для обеспечения энергией небольших населенных пунктов в Арктике.

Компактные размеры элементов ветроэнергетической установки (ВЭУ) значительно облегчают процесс их транспортировки и монтажа, что делает эту технологию более доступной и эффективной. Энергетическая автономия, обеспечиваемая такими установками, играет важную роль в обеспечении жизнедеятельности отдаленных территорий.

Эксперты отмечают, что использование ВЭУ в Арктике не только способствует сокращению зависимости от традиционных источников энергии, но также содействует снижению выбросов парниковых газов и экологическому улучшению региона. Внедрение современных технологий в области энергетики играет ключевую роль в устойчивом развитии и сохранении уникальной природы Арктики.

Источник и фото - ria.ru