В статье исследуется современная архитектура фотоэлектрических систем (ФЭС) с оценкой эффективности разработанного алгоритма отслеживания точки максимальной мощности (МРРТ) управления нечётким роем частиц (FPSO) для широт умеренно-континентального климата. Материал работы даёт оценку традиционных МРРТ алгоритмов по отношению к современному алгоритму FPSO. В статье обобщается опыт наблюдений за климатическими факторами и ресурсами Солнца на примере Российской Федерации. Так, в 2023 году средняя температура зимой превысила норму на 4,7 ºC, а средняя температура летом превзошла норму на 4,9 ºC по сравнению с 2022 годом. В работе дан анализ уровня инсоляции, который вырос на 0,03кВт*ч/м² по регионам России за период 2022-2023 годов. Экспериментальная часть работы проводилась на солнечной электростанции (СЭС) «Калмыкская» с координатами 53,422832 северной широты и 55,266895 восточной долготы. Опытным путём была получена ватт-вольтная характеристика поля фотоэлектрических модулей (ФЭМ), подключаемых к инвертору. При сравнении коэффициент корреляции между экспериментальными мощностью (P) и напряжением (U) панелей оказался выше, чем у идеальных – 0,933 против 0,914. Коэффициент корреляции между двумя рядами значений: идеальной зависимости P(U) и экспериментальной равен (-0,475). Также экспериментально были получены данные для расчёта коэффициента полезного действия (КПД) реализованного МРРТ алгоритма, который составил порядка 98,7%. Достоверность используемых в расчётах данных подтверждалась двумя независимыми средствами измерений, разница получаемых результатов составила менее 1%. В последней части эксперимента данного исследования была произведена оценка зависимости инсоляции в заданной географической точке от вырабатываемой мощности поля ФЭМ. Коэффициент корреляции составил 0,47, при этом выходное напряжение инвертора поддерживалось в номинальном диапазоне (600 ± 20%) В. Таким образом, авторами исследования экспериментальным путём была доказана эффективность использования МРРТ на FPSO в умеренно-континентальном климате с продолжительностью солнечного сияния Т = 1850 часов в год. Подтверждена эффективность алгоритма FPSO в условиях удалённости инвертора от общей точки коммутационного шкафа постоянного тока (КШПТ). Сделано заключение об эффективности применения МРРТ алгоритма, основанном на FPSO, в условиях частичного затенения, повышенной облачности и повышении температуры воздуха. Используя описание действующей архитектуры реализуемых по принципу On-Grid СЭС, авторы обращают внимание на невозможность работы подобных систем без наличия напряжения в опорной сети. Кроме этого, отмечена невозможность работы системы при значении мощности ФЭМ свыше 1500 кВт и при напряжении панелей менее 900 В. Для модернизации существующей архитектуры ФЭС впервые предлагается применение КШПТ и инвертора с реализованным МРРТ на FPSO в комбинации с электроустановкой производства водорода (H₂) и никель-водородными (Ni-H₂) аккумуляторами. Исследователи предлагают при напряжении поля ФЭМ ниже 900 В и при мощности поля ФЭМ свыше 1500 кВт посредством контроллера КШПТ направлять энергию на генерацию H₂ или на заряд Ni-H₂ батарей. Подобная архитектура позволит повысить бесперебойность и эффективность работы ФЭС, снизить углеродный след и использовать ФЭС в качестве промышленного источника бесперебойного питания (ИБП). В качестве основной проблемы развития альтернативной энергетики авторы видят отсутствие стандартизации реализуемых проектов по принципу ESG.

В этой статье описываются свойства штаммов дрожжей, используемых в производстве биоэтанола путем переработки виноградных отходов, и их влияние на сырье. Методы получения биотоплива второго поколения – одна из актуальных тем современности. Производство биотоплива из пищевых отходов помогает решить две проблемы, возникающие одновременно. Во-первых, уменьшается негативное воздействие на экологию за счет утилизации пищевых отходов. Во-вторых, в результате экономического и демографического роста удовлетворяется все возрастающая потребность в энергоресурсах. В ходе исследования штаммы дрожжей, относящихся к классу Saccharomyces, сравнивали между собой и рекомендовали для получения биоэтанола в соотношениях с результатами исследования.

Безопасность ядерных установок в значительной степени определяется герметичностью оболочек ТВЭЛов. Как показала авария на АЭС Фукусима-1, главной задачей при потере электроснабжения является обеспечение надежного отвода остаточных тепловыделений от бассейна выдержки с облученными тепловыделяющими сборками. Повысить надежность теплоотвода в случае потери электроснабжения возможно с помощью систем пассивного отвода тепла.

В соответствии с НП-033-11 «Общие положения обеспечения безопасности исследовательских ядерных установок», целью обеспечения безопасности ИЯУ является ограничение радиационного воздействия ИЯУ на работников (персонал), население и окружающую среду, при нормальной эксплуатации и нарушениях нормальной эксплуатации, включая аварии.

В работе описана экспериментальная система пассивного отвода тепла, разработанная на основе конструктивных особенностей шахты-хранилища исследовательского ядерного реактора ИВВ-2М. Приведена ее полная конструкция, а также ее составляющие элементы.

Система состоит из трех частей, испарительной, конденсационной и подъемно-опускного тракта. Описана работа системы при двух режимах:

1. Жидкостно-жидкостный – соответствует нормальному режиму эксплуатации бассейна выдержки, при котором температура теплоносителя не превышает температуру кипения спирта 78,3 °С;
2. Жидкостно-двухфазный – соответствует режиму отвода теплоты при нарушении условий нормальной эксплуатации, при котором происходит кипение этилового спирта в контуре циркуляции.

Представлены теоретические формулы для определения отводимой тепловой мощности от установки и зависимость расширения легкокипящего теплоносителя (спирта) в контуре при его нагреве.

Для снятия параметров контура системы использовались термопары ТХА, испарительного модуля, нагревателя и бака, значения которых поступали через преобразователи ADAM 4014 на компьютер. Для вывода показаний использовалось программное обеспечение ADAMView и GenieDAQ.

В ходе работы приведены полученные результаты по изменению температур в контуре циркуляции системы и динамика изменения мощности теплоотвода, температур в контуре, расхода рабочего тела в режиме расхолаживания.

Внедрение систем пассивного теплоотвода для использования на исследовательских установках не только повышает безопасность самой установки, но и конкурентоспособность на рынке (при анализе литературы аналогов не найдено). На данный момент строится значительное количество исследовательских ядерных центров не только в России, но и за рубежом. Предлагаемая система пассивного отвода остаточных тепловыделений повышает конкурентоспособность новых ИЯУ, а также может быть внедрена в уже работающие установки.

В настоящее время для моделирования процессов, протекающих в оборудовании атомных станций, активно используются программные пакеты, такие как COMSOL Multiphysics и Solid Works Flow Simulation. Компьютерное моделирование позволяет представить многие теплогидродинамические процессы в оборудовании АЭС, оценить их эффективность и сократить затраты на изготовлении макетов и образцов, найти наиболее оптимальный вариант течения среды, что сократит время на проектирование оборудования АЭС

Исследование процессов фазового перехода натрия в дренажном трубопроводе особо важно для оптимизации работы тепломеханического оборудования АЭС во время проведения планово-предупредительного ремонта (ППР), так как длительность ППР существенно влияет на экономическую составляющую энергетического проекта. Компьютерное моделирование в вычислительном пакете COMSOL Multiphysics [4] способно найти методы, позволяющие определить наиболее эффективный путь решения задач, связанных с длительностью ППР, в частности расхолаживание элементов оборудования атомной станции.

В статье приведены результаты компьютерного моделирования влияния внешних факторов на процессы, протекающие в тепломеханическом оборудовании, используемом на атомных станциях.

Объектом моделирования был выбран натриевый дренажный трубопровод парогенератора ПГН-200М реакторной установки БН-600. Исследовано влияние температуры охлаждающего воздуха на интенсивность протекания тепловых процессов в оборудовании и оценен вклад наличия тепловой изоляции трубопровода на скорость протекания процессов.

Результаты исследования показали, что снижение температуры охлаждающего воздуха на 8 оС приводит к снижению времени кристаллизации натрия на 14,5%. Снятие тепловой изоляции приводит к уменьшению временного интервала от начала процесса охлаждения до начала кристаллизации на 84%, но рассмотренный метод не удовлетворяет требованиям федеральных норм и правил в области охраны труда.

Во всем мире, происходит активная интеграция в электроэнергетические системы (ЭЭС) генерирующих установок с инверторным включением (ГУИН), функционирующих на базе возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Развитие технологий ВИЭ необходимо для достижения углеродной нейтральности. В последнее время активно внедряются объекты ВИЭ на базе солнечной генерации (фотоэлектрические солнечные электростанции (ФСЭС)) в совокупности с системами накопления электрический энергии (СНЭЭ), которые могут использовать в качестве источника водород. В современных ФСЭС и водородных СНЭЭ (ВСНЭЭ) используются силовые преобразователи, которые обеспечивают подключение данных устройств к сети. Широкомасштабное внедрение таких устройств приводит к изменениям динамических свойств энергосистемы из-за особенностей функционирования силового преобразователя, выполняющего функцию инвертирования, и его системы автоматического управления. Изучение и анализ таких особенностей возможен с помощью математического моделирования. Обычно для моделирования переходных процессов используются программные комплексы по расчету электромеханических переходных процессов. В таких программных комплексах для анализа переходных процессов в ЭЭС с ФСЭС и ВСНЭЭ разработаны и используются обобщенные математические модели, которые имеют ряд особенностей и не позволяют воспроизводить полный спектр процессов при внедрении данных устройств в слабые сети. В работе предложен альтернативный всережимный вариант моделирования таких объектов в ЭЭС.

Топливные элементы (ТЭ) привлекли значительный интерес из-за их универсального применения, но моделирование их нелинейного поведения является сложной задачей. В этом исследовании предлагается усовершенствованный алгоритм искусственного колибри (EAHA) для идентификации семи неизвестных параметров батарей топливных элементов с протонообменной мембраной (PEMFC) с использованием их экспериментальных данных. Цель состоит в том, чтобы точно спрогнозировать кривые тока/напряжения (I/V) путем минимизации функции стоимости, определяемой как сумма квадратов разностей между измеренными точками данных и оценками модели. EAHA сочетает в себе несколько методов территориального поиска пищи с механизмом линейного регулирования. Его производительность сравнивается с традиционным алгоритмом искусственного колибри (AHA), использующим три обычных модуля PEMFC. Кроме того, проводится сравнительный анализ с использованием ранее опубликованных методов и недавно разработанных оптимизаторов, таких как оптимизатор роя частиц (PSO), алгоритм оптимизации Grasshopper (GOA), оптимизация поиска атомов (ASO), оптимизатор Grey Wolf (GWO) и родительский алгоритм, т.е. искусственный, Алгоритм Колибри (AHA). Результаты демонстрируют эффективность предлагаемого подхода по сравнению с существующими методами и современными оптимизаторами. Две модели взяты для проверки надежности и производительности PEMFC. Результаты также сравниваются с непараметрическими тестами и делается вывод, что предложенный алгоритм намного лучше остальных сравниваемых алгоритмов в обеих моделях.

Использование NiTi в качестве материала для имплантатов возможно, благодаря его биоинертности. Но при этом необходимо обеспечить ему, во-первых, дополнительную защиту, так как при взаимодействии с живыми тканями NiTi подвергается коррозии, а во-вторых, усилить биоактивность поверхности, чтобы ускорить регенерацию поврежденной ткани. Поэтому для решения данной задачи было изготовлено методами магнетронного и плазменно-ассистированного ВЧ-распыления двуслойное покрытие, одна часть которого препятствует коррозии, а вторая повышает биоактивность. Установлено, что сформировавшееся кальций-фосфатное покрытие имеет плотную и беспоровую структуры, а само покрытие включает в себя элементы кальция, фосфора и кислорода. Данные об элементном составе хорошо коррелируют с данными рентгеноструктурного анализа дифракции, согласно которому покрытие состоит из гидроксиапатита гексагональной сингонии. MTT-тест, проведенный с группами образцов без и с кальций-фосфатным покрытием показал, что процент умерших клеток составляет 11 ± 4% и 12 ± 3% соответственно. Предварительное in vitro исследование свидетельствует в пользу остеогенной активности образцов с покрытием. Полученные результаты показывают, что в перспективе данные материалы могут быть использованы для изготовления костных имплантатов, так как сформировавшийся гидроксиапатит имеет наибольшую схожесть с биологическим. При этом необходимо в дальнейшем расширить исследования остеогенеза на данных покрытиях, чтобы убедиться в способности положительно влиять на процесс образования костной ткани.