Описана научно-исследовательская  автономная  энергетическая установка  с  экстремальным  регулированием мощности солнечных батарей. Показано, что экстремальный шаговый регулятор, входящий в состав контроллера заряда аккумуляторной батареи, позволяет производить отбор мощности солнечной батареи свыше 98% от максимального значения при пошаговом  изменении  напряжения  солнечной  батареи,  не  превышающем 2 В. Система  автоматического  слежения  солнечных батарей за Солнцем потребляет не более 1% от суточного значения выработанной энергии.

С целью выявления и детального анализа корреляционных связей между климатическими факторами, влиянием их на эффективность существующего в УрФУ парка установок возобновляемой энергетики была разработана и введена в эксплуатацию многоканальная  быстродействующая  система мониторинга  климатических  и  энергетических  характеристик. Система включает в себя распределенную сеть локальных устройств, связанных с центральным сервером, осуществляет сбор, накопление и обработку данных более чем по 100 измеряемым параметрам с периодичностью 1 с.

В работе изложена методика и выполнен энергетический и эксергетический анализ нетто тихоходной многолопастной ветроэнергетической установки ВЭУ-5-4, получены коэффициенты энергии- и эксергии-нетто и сроки энергетической и эксергетической окупаемости для условий ряда регионов РФ. Приведенные в работе расчеты говорят о высокой эксергетической эффективности ветроэнергетических установок вследствие того, что конечным продуктом их производства является электроэнергия, в то время как на создание таких систем тратится много тепловой энергии.

В  работе  приведена  постановка  задачи  компьютерного моделирования  для  исследования  обтекания  свободно  взвешенных (левитирующих) шаровых элементов в канале потоком газа. Показана необходимость верификации результатов моделирования  для  развития  модели. Приведены  требования  к  методике  экспериментальной  верификации  результатов моделирования.  Даны  результаты  разработки  экспериментального  стенда  и  методик  для  исследования  гидродинамики обтекания тел вращения газовыми потоками.

Разработана математическая модель  и  созданы  алгоритмы  оптимизации  энергопотребления  здания  для  районов,  не имеющих подключения к централизованным электрическим и газовым сетям. В модели учтены особенности климатических  условий,  характерных  для  резко-континентального  климата:  большие  сезонные  и  суточные  перепады  температур, экстремально низкие температуры в зимние периоды. На основе выполненных расчетов и оптимизации разработана модель совместного использования ряда систем энергоснабжения  на  базе  возобновляемых  источников  энергии (ветроустановки,  солнечные  коллекторы,  фотоэлектрические преобразователи, тепловой насос) с когенерационным дизель-генераторным источником электрической и тепловой энергии. Показано, что данная модель энергообеспечения сокращает расход дизельного топлива и экологическую нагрузку на территорию более чем в 1,5 раза.  Результаты  расчетов  положены  в  основу  проекта  энергоэффективного  сельского  дома,  который  был  реализован  в Свердловской  области (поселок  Растущий).  В 2009  г.  проект  получил  Национальную  экологическую  премию  имени  В.И. Вернадского.

Показана потенциальная роль ядерной энергетики в обеспечении устойчивого энергообеспечения и смягчении негативных экологических последствий производства электроэнергии при сжигании органического топлива. Приведены возможности реакторов на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем (РБН) в решении проблемы оптимального использования топливных ресурсов и минимизации отходов при замыкании ядерного топливного цикла. Выполнен анализ воздействия  АЭС  с  РБН  на  окружающую  среду  и  персонал.  Описана  архитектура  перспективной  двухкомпонентной ядерной энергетики XXI века.

Для определения возможности строительства в климатических условиях города Екатеринбурга многоэтажного жилого дома с нулевым потреблением энергии была выбрана методология расчета для типового района (по плотности застройки, этажности,  конструктиву  и  форме),  для  которого  определены  характерные  значения  удельного  потребления  тепловой, электрической энергии и горячей воды, для выполнения расчетов в типовом доме. С применением пакета PHPP (Passive House Planning Package) для типового дома были разработаны две компьютерные вычислительные модели: стандартные конструкции (базовый вариант) и дом с применением технологий энергопассивных зданий (улучшенный вариант). В ходе исследования определено, что наиболее значимым фактором, ограничивающим увеличение уровня тепловой защиты здания, являются энергозатраты на производство строительных материалов, которые при увеличении  толщины утеплителя типового дома сверх базовой величины более чем на 500 мм приводят к росту потребления энергии в течение жизненного цикла (с учетом энергозатрат на производство строительных материалов. В результате проведенного исследования доказана  возможность  строительства  многоэтажного  многоквартирного жилого  дома  с  нулевым  потреблением  энергии (по годичному балансу).

В настоящей работе рассмотрены вопросы оптимизации тепловой  защиты  зданий для суровых климатических условий.  Показана  целесообразность  учета  качества (эксергетического  потенциала)  энергии,  расходуемой  на  производство теплозащитных материалов, и энергии, потребляемой для целей отопления.

В  статье  рассмотрены  экологические  аспекты  очистки  промышленных  и  бытовых  сточных  вод  и  утилизации  образующихся при этом илистых осадков. Проведено сравнение аэробных и анаэробных методов очистки сточных вод. Дана характеристика основных групп микроорганизмов, используемых в биологической очистке, и особенности их метаболизма. Установлено, что объем выделяющегося биогаза полностью может обеспечить собственные нужды очистных сооружений. Разработаны дополнительные этапы обезвреживания многотоннажных осадков анаэробным методом.

В работе предложена аналитическая модель прогнозирования изменения показателей надежности в процессе проведения комплексной  экспериментальной отработки (ЭО)  сложных  технических  систем (СТС) – объектов ракетно-космической техники (РКТ). Разработаны  методы  планирования  испытаний  на  различных  этапах  комплексной экспериментальной  отработки, обеспечивающей подтверждение заданных требований к надежности анализируемых систем при минимальных затратах средств. Представленные результаты позволяют оперативно решать задачи планирования и оптимизации комплексной экспериментальной отработки СТС для различных прикладных задач в широком спектре исходных данных.

Рассмотрены вопросы интенсивного охлаждения  теплонапряженных  элементов при помощи пародинамических  технологий. Показана возможность пассивного отвода тепловой энергии в осевом направлении с плотностью теплового потока выше 10(6) Вт/м2

В статье представлены данные о работах, проводимых в Уральском Федеральном университете, по освоению новых технологий в атомной и возобновляемой энергетике, а также некоторые результаты работ по решению задач энергосбережения в вузах, промышленности и ЖКХ Свердловской области. Работы ученых УрФУ по данным направлениям связаны  с разработкой  теоретических и методологических основ новых  технологий, разработкой  конструкций новых  систем преобразования природной энергии в полезные формы; разработкой технологий интеграции нерегулярных приходов возобновляемой энергии в существующие системы жизнеобеспечения. 

В статье приводятся основные результаты анализа разработки и реализации в Уральском федеральном университете (УрФУ) комплексной многоуровневой системы подготовки и повышения квалификации специалистов по энергосбережению. Показаны достижения уральской научно-методической школы в данной области знаний. Изложены основные методы обучения, охарактеризовано учебно-методическое обеспечение и перспективы дальнейшего развития системы подготовки кадров. Показана успешность реализации разработанных программ учебных дисциплин основного и дополнительного профессионального образования в сфере энергосбережения, повышения энергетической эффективности, расширения использования возобновляемых источников энергии.

В обзоре рассмотрены работы по разработке органических катодных материалов для литиевых аккумуляторов. Среди всех классов органических катодов материалы на основе сопряженных карбонильных соединений имеют потенциал для достижения одновременно высокой плотности энергии, высокой стабильности циклирования и высокой удельной мощности. Обзор состоит из трех частей, посвященных катодам на основе малых молекул сопряженных карбонильных соединений и двух видов их производных: полимеров и солей лития.  

Представлен обзор работ, посвященных исследованию термического воздействия на тонкопленочные структуры Ag-Cu, Au-Pt  и Cu-Ni  и  сравнительному  исследованию  влияния  импульсной фотонной  обработки  излучением  ксеноновых ламп и термической обработки в эквивалентных температурных условиях на процесс рекристаллизации однофазных поликристаллических пленок благородных металлов Au, Pt и Pd.