Актуальность исследования обусловлена переходом к экологически чистой и ресурсосберегающей энергетике, повышением эффективности добычи углеводородного сырья согласно Указу Президента РФ от 07.07.2011 № 899 (ред. От 16.12.2015) «Об утверждении приоритетных направлений развития науки, технологий и техники в Российской Федерации и перечня критических технологий Российской Федерации».

В связи с этим, данная статья направлена на раскрытие возможностей использования солнечной энергии для электропитания станций катодной защиты. Основным подходом к исследованию данной проблемы являются солнечные коллекторы.

В настоящее время вопросу использования возобновляемых источников энергии уделяется большое внимание. Связано это, в первую очередь, с тем, что они могут стать решением возникающих проблем, обусловливающих глобальное изменение климата и истощение ископаемых природных ресурсов. Предмет, тема, цель работы. Целью работы является анализ существующих технических решений фотоэлектрических преобразователей и их сравнительная оценка на предмет использования в различных системах. Область исследований. Областью исследований являются различные виды фотоэлектрических преобразователей для получения электрической энергии. Методы. Для решения поставленной задачи были систематизированы различные материалы отечественных и зарубежных научных публикаций касательно тематики солнечной энергетики. Основные результаты работы. Рассмотрены основные виды фотоэлектрических преобразователей, особенности их эксплуатации, обозначены достоинства и недостатки при использовании их различных системах.

В Узбекистане с увеличением объёма инвестиций в строительство жилых, административных зданий и сооружений уделяется большое внимание к применению энергосберегающих и энергоэффективных технологий на начальном этапе планирования строительства зданий и сооружений.

Учитывая, тот факт, что большинство строящихся зданий и сооружений проектируются на длительную эксплуатацию, т.е. 80-100 лет, уделяется максимальное требование на экономию использования и аккумулирования энергии, в значительной мере способствующей сохранению невозобновляемых источников энергии и объёмов выбросов парниковых газов с учётом энергетических требований для обеспечения максимальной энергоэффективности системы.

Наряду с прогнозируемым ростом строительства новых объектов в республике ожидается и соответствующее увеличение энергопотребления в жилищном секторе на 30% к 2050г., что создаёт угрозу по обеспечению национальной энергетической безопасности и увеличению объёма выбросов парниковых газов (ПГ) на глобальном уровне.

Согласно мероприятиям, реализуемыми, как и во всем мире, так и в нашей стране, сегодня особое внимание уделяется проектированию и строительству энергоэффективных и низкоуглеродных жилых домов, зданий и комплексов. Принятые в республике руководящих законодательных и регулирующих документов, таких как, «Стратегия перехода на зелёную экономику», Закон РУз «Об использовании возобновляемых источников энергии», Указ Президента Республики Узбекистан «Об утверждении стратегии модернизации, ускоренного и инновационного развития строительной отрасли Республики Узбекистан на 2021-2025 годы» и другие, способствуют ускоренному развитию данной отрасли в стране в целом.

Обобщение полученных результатов исследований научных сообществ, доказывает прогнозы касательно глобального потепления, происходящее в последнее время во всем мире, который грозит климатическим хаосом, и включает в себя природные катаклизмы, непригодные для жизни территории, удар по биологическому разнообразию, повышению уровня мирового океана и др.

В целях пресечения негативных последствий изменения климата, мировое сообщество принимает меры по предотвращению изменения климата. Правительство Узбекистана тоже преследует цели устойчивого развития (ЦУР) и ратифицировало Парижское соглашение, определяющее мировой план действий по сдерживанию глобального потепления, чем выразило «свою готовность при внесении вклада в устранении последствий изменения климата, которые не имеют границ». Также правительством в последнее время оказывается особое внимание к сектору возобновляемой энергетики в стране, которое, в свою очередь, служит толчком для разработки проектов национальных сценариев и моделей развития, а также улучшения инфраструктуры в стране с обеспечением энергонезависимости в ближайшей перспективе.

В статье представлены возможные пути повышения энергетической эффективности в строительстве новых и реконструкции старых жилых, социально-бытовых объектов с применением энергоактивных светопрозрачных ограждений, т.е. оконных блоков при планировании и проектировании пассивных объектов жилого, социально-бытового назначения с учётом теплотехнических характеристик рассматриваемых оконных блоков, а также приведены конструктивные решения и дизайн по их установлению в рассматриваемых зданиях.

Ветроэлектростанции являются дорогим и технически сложным оборудованием. Поддержание его в рабочем состоянии является важной задачей не только с экономической точки зрения, но и с практической. Даже незначительные поломки и повреждения должны быстро устраняться.

Ветроэлектростанции постоянно модернизируются и совершенствуются. Их производят под конкретные условия эксплуатации. Однако это не может в полной мере исключать аварийных ситуаций. Поэтому инженерные службы, занимающиеся контролем работы ветроэлектростанции, должны проводить осмотры с некоторой периодичностью. До недавнего времени такие осмотры проводились полностью людьми, что было связано с различными проблемами и рисками. Люди подвергают свою жизнь опасности, тратятся деньги на выезд бригады инженеров для выполнения относительно простой операции осмотра. В последнее время с развитием беспилотных летательных аппаратов появилась практика их использования для осмотра ветроэлектростанций. Это позволяет упростить и удешевить осмотр. Нескольким инженерам достаточно управлять беспилотным летательным аппаратом, чтобы провести как минимум внешний осмотр ветроэлектростанции. Данное исследование может быть полезно при разработке и проектировании систем компьютерного зрения, направленных на работу при осмотрах ветроэлектростанций. Установленные классификации, виды и частоты повреждений могут существенно упростить их разработку, упростив список распознаваемых повреждений до наиболее часто встречающихся.

Внедрение ветроэнергетических установок позволяет обеспечивать электроэнергией удаленные территории при строительстве сельскохозяйственных и промышленных предприятий, периферийных поселков. Кроме того, актуальным является обеспечение электроэнергией протяжённые автомобильные трассы, особенно при использовании электромобилей. В статье предложены исследования, позволяющие повысить эффективность работы вертикально-осевой ветроэнергетической установки, с применением лопастей, использующих принцип дифференциального лобового сопротивления. Известно, что аэродинамические характеристики лопастей являются основой эффективности работы ветротурбин финского учёного С.Ж. Савониуса. Анализ аэродинамических коэффициентов показал, что повышение общего аэродинамического коэффициента лопасти, расположенной при действии воздушного потока по ходу движения лопасти, должен быть больше, а при движении на противоходе воздушному потоку наименьшим. Такое изменение аэродинамических коэффициентов возможно только при трансформации лопасти – с изменением ее размеров и формы лопасти. При этом необходимо соблюдать чтобы такие изменения происходили автоматически без влияния человека. Для этого использовалась пружина, которая под воздействием ветра закручивалась, а при отсутствии давления ветра пружина восстанавливалась и возвращала форму и размеры лопасти в исходное положение.

Изменение формы и размеров лопасти под воздействием ветра способствует повышению аэродинамических коэффициентов лопасти и повышению эффективности работы ветротурбины.

Обеспечение электроэнергией удалённых агропромышленных комплексов (АПК), промышленных предприятий и небольших поселений связано с проблемами доставки топлива или устройством протяжённых линий электропередач, что требует дополнительного финансирования. В предлагаемой статье предложены ветроэнергетические установки с вертикальной осью вращения ветротурбины с лопастями, использующими принцип дифференциального лобового сопротивления, которые смогут решить создавшуюся ситуацию. Для обеспечения эффективной работы указанных ветротурбин предлагается увеличить скорость воздушного потока в объёме ветротурбины и не допустить обтекания ветротурбины воздушным потоком. Для этого, предлагается методика по определению оптимальных размеров лопастей и их количество для более полного использования энергии воздушного потока. Анализ работы ветротурбины показывает, что для повышения эффективности ее работы в условиях ветрового режима России (от 3 до 5 м/с) необходимо увеличить скорость воздушного потока в объёме ветротурбины, обеспечить прохождение воздушного потока через ее объем предотвращая её обтекание, улучшить аэродинамические коэффициенты лопастей. Следует учесть, увеличивая скорость воздушного потока в объёме ветротурбины, необходимо определится с количеством и размерами лопастей, учитывая их местоположение, иначе будет происходить обтекание ветротурбины.

Актуальным на сегодняшний день является поиск подходов к вовлечению в анаэробную переработку многотоннажных и “проблемных” отходов, несбалансированных по содержанию азота и углерода и получению полезных и экологически совместимых продуктов.

Проведена оценка анаэробной биотрансформации в термофильном режиме (55 °С) отходов агропромышленного комплекса. Установлено, что органические отходы (послеспиртовая барда, коровий навоз и куриный помет) обладают большим потенциалом для получения биогаза с высоким содержанием метана и углекислого газа с низким содержанием примесей. Метан входящий в состав биогаза может быть рекомендован в качестве сырья для получения водорода - экологически безопасного и эффективного топлива. При соотношении компонентов в составе смешанного субстрата барда:навоз:помет - 6:3:1 за 21-29 суток анаэробного сбраживания обеспечивались наилучшие показатели эффективности метаногенеза по метану (61-63%) и биогазу (70-73%), доля метана в составе биогаза составляла 61%. При биотрансформации чистой барды эффективность минерализации по азоту (58-67%) была ниже, чем при использовании смеси органических отходов (63-69%). С точки зрения получения максимального количества биогаза целесообразным является добавление к субстрату карбонатного буфера или известняковой муки (9% мас.) для смещения значений рН рабочего раствора в сторону слабощелочных значений. Однако для накопления в конечном растворе свободных фосфатов более предпочтительно использование карбонатного буфера. Оставшиеся после получения биогаза анаэробно обработанные твердые осадки, а также жидкие стоки (анаэробно обработанные эффлюенты) могут рассматриваться в качестве потенциальных органических и биогенных удобрений или их компонентов.

В статье проанализированы перспективы использования комбинированного агрегата гибридного солнечного фото- и гидроэлектрического энергетического устройства. Исследованы: конструктивная структура и выходные параметры контрроторного гидроагрегата, входящего в состав гибридного энергетического устройства. Путем математического моделирования выявлена взаимосвязь геометрической формы сопла и эффективности реактивного и активного рабочего колеса контрроторного гидроагрегата. Получены в виде графиков и аналитических выражений закономерности взаимосвязи между динамическими параметрами и конструкционными элементами для реактивных и активных рабочих колес.

Обычно никто не догадывается, что облака над нашей головой – это второй после Солнца глобальный источник чистой возобновляемой энергии (в 50 раз больше всех потребностей человечества) и первый – пресной воды (в 11 раз больше стока всех рек). В статье предлагается вниманию технология АэроГЭС, которая позволит в сотни раз увеличить ресурс гидроэнергетики, чтобы решить главные проблемы человечества: энергия, вода, экология, климат.

В статье приводятся сведения в отношении статистики патентования в сфере водородной энергетики, характеризующей направления инновационных разработок в отрасли. Демонстрируется, что патент это прежде всего инструмент для извлечения прибыли, а патентные исследования являются механизмом для построения долгосрочных прогнозов в технологической нише. Обсуждаются основные ошибки российских патентообладателей при охране своих разработок и предлагаются пути их предупреждения. Предлагаются сравнительные примеры написания формулы изобретения, а также рассматриваются вопросы комплексной патентной охраны.

Изложенный в статье материал будет наиболее полезен разработчикам и производителям инновационных отечественных продуктов и технологий; центрам реинжиниринга; институтам развития, оказывающим меры поддержки проектам в области водородной энергетики; институтам развития, реализующим политику импортозамещения продуктов в области водородной энергетики; инвесторам, организаторам инновационной деятельности; конструкторским бюро; высокотехнологичным стартапам.

Работа посвящена оценке возможности перевода когенерационной электростанции на тригенерацию с производством водорода в качестве нового продукта.

Цель работы – оценка возможности и потенциала производства водорода из ТКО на действующих ТЭЦ г. Санкт-Петербурга.

Для достижения поставленной цели необходима разработка методики по выбору площадки действующей
ТЭС с целью интеграции комплекса по производству водорода методом газификации ТКО, а также методики оценки количества водорода, который потенциально можно получить из заданного количества ТКО. К методам исследования относятся имитационное моделирование тепловой схемы паросиловой электростанции в программе United Cycle.

В работе предложен алгоритм выбора площадки, действующей ТЭЦ для интеграции комплекса по производству водорода методом газификации ТКО. Алгоритм может быть применен к любым субъектам РФ, и его актуальность подтверждается стратегическими документами. Потенциальные места размещения новой ТЭЦ рассматриваются на территориях ТЭЦ-21 и ТЭЦ-22, обладающих необходимыми ресурсами и хорошей инфраструктурой. В результате исследования выбрана площадка ТЭЦ-22 как наиболее подходящая для размещения новых объектов.

Разработана новая тепловая схема тригенерационной электростанции, включающая установку генерации водорода методом газификации ТКО, которая позволяет осуществлять производство водорода параллельно с действующим производством электроэнергии и тепла. Критерием оценки эффективности мероприятия выбран коэффициент использования топлива и тепла (КИТТ). Предложенная в работе схема повышает эффективность работы существующего производства на ТЭЦ, независимо от морфологического состава твердых коммунальных отходов. Кроме того, вне зависимости от содержания водорода в генерируемом синтез-газе, интеграция охладителя синтез-газа в тепловую схему ТЭЦ приводит к повышению КИТТ и дополнительному энергетическому эффекту.

Заимствования опыта и лучших практик стимулирования развития ВИЭ в отдельных регионах, наиболее успешно внедряющих в свой энергетический баланс установки, основанные на возобновляемых источниках энергии, является необходимым элементом развития энергетики менее успешных регионов, при этом необходима методика для определения, какие факторы повлияли на успешность внедрения и по каким критериям следует проводиться сравнение и определять успешность внедрения ВИЭ в регионе, однако, общепризнанной методики на сегодняшний день не сформировано. Было предложено определять регионы-лидеры и менее успешные регионы по степени успешности внедрения возобновляемых источников энергии в энергосистему региона на основании успешности выполнения регионального запроса. Для оценки успешности использования и внедрения в энергосистему регионов установок на основе возобновляемых видов энергии необходимо выделить параметры, которые отражают потенциал, которым обладают возобновляемые источники энергии, исходное состояние энергоснабжения в регионе, затраты на создание установки, получаемую прибыль от реализации, текущее состояние энергосистемы региона. На основании разработанной методики, было проанализировано шесть наиболее энергоемких регионов, входящих в зону операционной деятельности Филиала АО «СО ЕЭС» ОДУ Юга, на территории которых работают энергоустановки на основе возобновляемых видов энергии. При этом в качестве запроса используется показатель - доля энергетических ресурсов, производимых с использованием возобновляемых источников энергии, в общем объеме энергетических ресурсов. По результатам анализа были составлены рекомендации для менее успешных регионов.

Проводимым исследованием предусматривается разработка общих технических решений для создания метано-водородного водогрейного котлоагрегата. Преимуществами данного источника тепловой энергии перед аналогичными агрегатами является снижение удельных выбросов углекислого газа на единицу производимой тепловой энергии, что является актуальным для декарбонизации российской теплоэнергетической отрасли. В рамках работы была создана математическая модель смешанного теплового расчета водогрейного котлоагрегата (поверочный для топки и конструктивный для конвективной части) на языке программирования Python. Расчет в модели проводится на основании нормативного метода. Реализована возможность расчёта по переводу на другой состав газа наиболее популярных типоразмеров водогрейных котлов: КВГМ-10, КВГМ-20, КВГМ-30, КВГМ-50, КВГМ-100, КВГМ-180, ПТВМ-30, ПТВМ-50, ПТВМ-100 и ПТВМ-180. Результатом расчёта реконструкции конвективной части является необходимая площадь тепловоспринимающей поверхности, что позволяет оценить объёмы реконструкции. В работе выполнен анализ объёма реконструкции горелочных устройств РГМГ-10, РГМГ-20 и РГМГ-30 при переходе на метано-водородную смесь.

Показано, что одним из актуальных и сложных моментов, как в технологическом, так и экологическом плане на нефтегазоконденсатных месторождениях, особенно северных территорий, является борьба с гидратообразованием. Газовые гидраты возникают при термобарических условиях и служат основной причиной серьезных нарушений в стволе скважины и трубопроводах, что снижает эффективность добычи энергоресурсов. Выявлено, что в целях интенсификации добычи нефти и газа традиционно используют ингибитор – токсичный метанол. Изучен механизм ингибирования гидратообразования посредством метанола, проанализированы негативные экологические последствия. Проведен поиск и сделан критический анализ современных реагентов, как альтернатива метанолу, для подавления пробок газовых гидратов. Проведен сравнительный расчет экономических показателей для трех вариантов ингибиторов: термические – метанол и моноэтиленгликоль (МЭГ), кинетический - СОНГИД-1801А. Показано, что большим преимуществом кинетических ингибиторов является их малая дозировка, кратно ниже дозировок метанола и экологическая безопасность. Их применение позволит существенно повысить продуктивность скважины и снизить экологические риски северных территорий в зоне добычи нефти и газа.