Программу, имитирующую работу энергокомплекса, разработали и зарегистрировали ученые ЮУрГУ. С ее помощью удалось спрогнозировать поведение системы генераторных установок, которые обеспечат бесперебойное питание объектов в Арктике. Разработанная программа – первый шаг к реализации энергокомплекса, которого еще нет в мире.
В настоящее время Арктика активно осваивается, и для корректной работы всех объектов на этой территории требуется бесперебойное электроснабжение. В качестве постоянного источника энергии ученые Южно-Уральского государственного университета предложили использовать ветроэнергетическую установку с водородным накопителем. Идея состоит в том, что при ветреной погоде энергия расходуется на преобразование воды в кислород и водород. Последний уходит в накопитель, а кислород – в атмосферу. При отсутствии ветра электроэнергия генерируется во время преобразования кислорода в воду.
Принцип работы ветроэнергетической установки с водородным накопителем был описан в журнале «Hydrogen» (топ-25%). Подобных действующих систем в мире пока нет. Условия испытаний, проводимых на аналогах, не соответствуют реальным климатическим показателям в Арктике. Поэтому д.т.н., профессор кафедры «Электрические станции, сети и системы электроснабжения» Политехнического института Евгений Соломин, аспиранты кафедры Абдалгбар Омер Джамал, Ибрагим Ахмед Амер, Алексей Мирошниченко, магистрант Евгений Гордиевский, бакалавры Аскар Кулганатов и Виталий Станчаускас создали программу, которая имитирует работу компонентов энергокомплекса, чтобы удостовериться в эффективности предложенного подхода. По расчетам, эксплуатировать оборудование можно будет до минус 90 градусов Цельсия. На программу эмуляции гибридного ветро-водородного энергокомплекса было получено свидетельство о государственной регистрации № 2020615625.
«Программа управления энергопотоками имеет элементы искусственного интеллекта, что говорит о высоком уровне разработки и перспективах создания систем полностью автономных энергокомплексов, управляемых на основе нейронных сетей. Для проверки адекватности модели мы использовали ветроустановку на кровле НИИЦС ЮУрГУ, поскольку она аналогична той, что установлена в Арктике. Программа является коллективным трудом ученых ЮУрГУ, и команда собирается подавать заявки на гранты и патентовать еще ряд новых разработок», – рассказал Евгений Соломин.
Фото: ветроустановка в Арктике (мыс Канин нос)
Программа эмуляции – промежуточный этап перед созданием программы управления работой всего энергокомплекса. Она сможет использоваться в любой водородной и в других гибридных ветро- и солнечно-водородных системах. Также ученые разрабатывают программу для управления контроллером верхнего уровня – он отвечает за водородное оборудование, которое готова предоставить итальянская фирма H2Nitidor.
В то же время ветроэнергетические установки, предложенные ЮУрГУ, могут выпускаться серийно на территории России. Соответствующие переговоры уже ведутся с Московским радиотехническим заводом. Серийно выпускаемых систем в мире пока нет, поскольку потенциальные производители сталкиваются с проблемами чистоты перерабатываемой воды и получаемого водорода, в связи с засорением топливных элементов. В разработке ученых ЮУрГУ этих проблем удастся избежать.
.jpg)
Фото: Евгений Викторович Соломин – д.т.н., профессор кафедры «Электрические станции, сети и системы электроснабжения» Политехнического института
Южно-Уральский государственный университет – это университет цифровых трансформаций, где ведутся инновационные исследования по большинству приоритетных направлений развития науки и техники. В соответствии со стратегий научно-технологического развития РФ университет сфокусирован на развитии крупных научных междисциплинарных проектов в области цифровой индустрии, материаловедения и экологии. В рамках данных направлений исследуются объекты металлургии, машиностроения, энергетики, ЖКХ, безопасного пространства городской инфраструктуры и комфорта человека.
ЮУрГУ – участник Проекта 5-100, призванного повысить конкурентоспособность российских университетов среди ведущих мировых научно-образовательных центров.
СМИ о нас:
- Открытая наука Ученые ЮУрГУ разработали симулятор гибридного энергокомплекса для Арктики
- Muksun.fm Ученые из Челябинска создали симулятор энергокомплекса для Арктики
- Новый день В России разработали оборудование, позволяющее обеспечить бесперебойное энергоснабжение в Арктике
- Южноуральская панорама Челябинские ученые создали виртуальный энергосимулятор для Арктики