Современная энергетика

Энергия это то, без чего не может существовать наша цивилизация. Растущее население Земли, новые высокотехнологичные производства, «оцифровывание» человечества требуют все больше и больше источников энергии. Это не только традиционная энергетика, но и современная низкоуглеродная генерация, к которой можно отнести атомную, солнечную, ветровую энергетику.

Важным направлением развития отрасли является аккумулирование энергии для ее дальнейшего использования как стационарными, так и мобильными потребителями. Кроме того, в настоящее время происходит активное внедрение цифровых технологий в энергетическую отрасль. Создание цифровых двойников, систем управления, основанных на новой элементной базе и принципах работы, позволит значительно повысить конкурентоспособность и увеличить темпы развития современной российской энергетики. Не надо также забывать, что энергетика должна быть экономичной, доступной в любом уголке планеты и безопасной для окружающей среды.

В рамках направления участникам предстоит исследовать работу различных источников энергии, создавать прототипы генераторов, работать с новыми материалами, конструировать накопители энергии, программировать системы управления энергетическими сетями.

1. Развитие региона России на основе геотермальной энергии
2. Судно, оснащенное атомной электростанцией, для обеспечения электроэнергией береговых и морских стационарных объектов
3. Система водородной безопасности современной атомной станции
4. Повышение эффективности систем аккумулирования энергии солнечных электростанций

Описание проектов
(проекты могут быть изменены и дополнены)
 

1. Развитие региона России на основе геотермальной энергии

Руководитель проекта: Фирсов А.А.

Аннотация: Геотермальная энергетика в класcическом понимании — это выработка электрической и тепловой энергии с помощью использования тепла недр Земли. Однако, на текущий момент, потенциал этого бесценного ресурса не только малоэффективно используется но и в значительной мере недооценивается. 

Мы предлагаем вам проявить свою креативность и изобретательность! Проведите глубокий информационный поиск, изучите проблему и лучшие практики ее решения. Сгенерируйте самые инновационные  идеи и предложения по использованию геотермального ресурса в экономике Камчатского края, или любого другого региона нашей необъятной страны.

Партнер проекта: АО «Зарубежнефть»

2. Судно, оснащенное атомной электростанцией, для обеспечения электроэнергией береговых и морских стационарных объектов

Руководители проекта: Дорогов Ю.В., Петрученя В.В.

Аннотация: Плавучие энергоблоки, оснащенные ядерными энергетическими установками, являются перспективными источниками энергия для потребителей, расположенных в удаленных регионах нашей страны. Примером этого является успешная эксплуатация разработанного ЦКБ «Айсберг» ПЭБ «Академик Ломоносов» в порту Певек, а также проектирование и сооружение серии оптимизированных плавучих атомных энергоблоков, предназначенных для энергообеспечения Баимского месторождения на Чукотке.

Кроме того, в настоящее время становится актуальным разработка самоходного судна, которое имеет на своем борту атомную энергетическую установку и устройство передачи электроэнергии на сушу, что позволяет ему при необходимости находиться на расстоянии от берега. Такое судно может использоваться, например, в цунамиопасных районах Южных стран, где использование стоечного варианта энергоблока может быть невозможно. Для такого источника электрогенерации, новыми системами, по сравнению с действующими плавучими АЭС, являются системы позиционирования судна и передачи электроэнергии на достаточно большие расстояния. 

Таким образом, можно сформулировать следующие задачи проекта:

– разработка концепции устройства для обеспечения надежного позиционирования судна обеспечения электроэнергией в точке подключения к силовым кабелям, питающим береговые и морские стационарные объекты, с учетом круглогодичных погодно-климатических и гидрологических условий;
– разработка основ технологии безопасной прокладки, подключения и эксплуатации (включая систему мониторинга) силовых электрических кабелей с учетом рельефа морского дна, удаленности от потребителей электроэнергии в зоне функционирования судна электрообеспечения;
– проведение сравнительного анализа и выбор материалов для токоведущих кабелей, их защиты и изоляции, а также выбор средств и оборудования для минимизации потерь мощности при передаче электроэнергии.

Для решения данных задач в ходе выполнения проекта планируется:

– изучение принципиального устройства судна, оснащенного атомной электростанцией, для обеспечения электроэнергией береговых потребителей;
– изучение физических процессов, лежащих в основе передачи силовой электроэнергии на большие расстояния, в том числе и по кабелям, проложенным в морской среде;
– ознакомление с конструктивными решениями и организационно-техническими мероприятиями, обеспечивающими безопасную эксплуатацию ядерной энергетической установки, генерирующей силовую электрическую энергию.

Партнер проекта: АО «Центральное конструкторское бюро «Айсберг»

3. Система водородной безопасности современной атомной станции

Руководитель проекта: Калякин Д.С.

Аннотация: Для решения поставленной задачи обеспечения безопасности атомной станции, участникам будет предложено разработать оригинальную концепцию системы водородной безопасности современной АЭС. Для этого им будет необходимо рассмотреть существующие системы безопасности, разобраться с принципами их работы, достоинствами и недостатками, ознакомиться со сценариями различных аварий с потерей теплоносителя и физико-химическими процессами, которые происходят при этом в активной зоне. Команда проекта на основе проведенного анализа должна предложить свое оригинальное решение проблемы и реализовать его в виде макета.

Партнеры проекта: АО «Государственный научный центр Российской Федерации – Физико-энергетический институт имени А.И.Лейпунского», Госкорпорация «Росатом»

4. Повышение эффективности систем аккумулирования энергии солнечных электростанций

Руководитель проекта: Глушкова Т.С.

Аннотация: Установленная мощность электростанций на базе возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в структуре единой энергетической системы России растет каждый год. При этом остается неизменным вопрос по обеспечению гарантированной выработки электроэнергии со стороны данного вида электростанций. Системы аккумулирования энергии — неотъемлемый элемент энергокомплексов, в состав которых входят установки на базе ВИЭ, именно они и обеспечивают гарантированную мощность солнечных станций. Наиболее часто применяемые литий-ионные аккумуляторы имеют ряд недостатков, при этом на данный момент не имеют широко распространенной альтернативы.

В проекте предлагается рассмотреть возможность использования суперконденсаторов для аккумулирования энергии на солнечных электростанциях, исследовать их режимы работы и составить технические рекомендации по их применению в гибридных энергокомплексах РусГидро. Дополнительно команда проекта спроектирует и создаст рабочую модель солнечной станции с суперконденсаторами, чтобы проверить на практике разработанные технические рекомендации по применению данной системы аккумулирования энергии. 

Партнер проекта: ПАО «РусГидро»