Солнечная электростанция на крыше корпуса университета: как ученые ОмГТУ решают проблему возобновляемой энергетики

Сегодня использование энергии ветра становится одним из самых развитых направлений возобновляемой энергетики. Этой тематикой в Омском государственном техническом университете уже более 5 лет занимается кандидат технических наук, доцент кафедры «Электроснабжение промышленных предприятий» Антон Бубенчиков. Ученый вместе с коллегой – аспиранткой направления «Тепло и электротехника» ОмГТУ Надеждой Терещенко – трудится над разработкой, изготовлением и исследованием промышленного образца ветроэнергетического модуля для выработки полезной энергии, который располагается на жилых зданиях.

По словам исследователя, в настоящее время установленная мощность сетевых ветроэлектрических станций в Европе составляет более 75 ГВт, но они не способны полностью обеспечить население городов и сел необходимой энергией. Одним из весьма актуальных направлений является использование малых ветроэнергетических установок в системах инженерного обеспечения зданий любого функционального назначения как промышленных, так и жилых.

Усилия архитекторов и инженеров всего мира направлены на то, чтобы объединив идеи использования энергии ветра, функциональное назначение зданий и дизайнерские принципы создания архитектурной формы, получить гармоничный результат. Приоритетными направлениями при этом становятся вопросы охраны природной среды и обеспечения экологической безопасности, которые нужно решать, прежде всего, за счет рационального использования энергии, снижения потребления энергоресурсов и замены углеродного топлива на возобновляемые источники.

Антон Бубенчиков, доцент кафедры «Электронабжение промышленных предприятий» ОмГТУ: «Проект направлен на разработку, изготовление и выведение на рынок промышленного образца ветроэнергетического модуля, который включает новую разработку ветроэнергетической контрроторной установки на основе модифицированного ротора Дарье. Техническая инновация состоит в применении гибкой системы лопастей с легкой системой обтекателя для обеспечения увеличения воздушного потока, поступающего на ветроколесо. Уникальность технологии позволяет популяризировать альтернативные источники экологически чистой энергии. Она применима в строительстве зданий для самостоятельного обеспечения электроэнергией за счёт использования силы ветра. При этом объём полученной энергии в 2 и более раза превосходит нужды здания».

Разработка политехников при этом решает проблему выработки электроэнергии в городах, потребление которой увеличивается в разы с каждым годом в связи с увеличением количества жителей Земли. Она интересна крупным и средним электроэнергетическим предприятиям, в стратегию развития которых входит переход к использованию альтернативных источников экологически чистой энергии как конкурентного преимущества. Также это могут быть жилые дома, торгово-развлекательные центры, различные производственные и офисно-административные помещения, гаражи, ангары, помещения для хранения и обслуживания транспортных средств и другое. Кроме того, ветроэнергетический модуль имеет значительно улучшенные характеристики по сравнению с мировыми аналогами и дешевле на 20%. В настоящее время учеными планируется получение интеллектуальной собственности на разработку.

Однако это не все научные интересы исследователя. Помимо ветроэнергетического модуля Антон Бубенчиков создает отечественный аналог установки для выработки электрической энергии на основе самоочищающихся солнечных панелей с применением системы двухосевой ориентации по солнцу. Ученый занимается исследованием системы электроимпульсной очистки с использованием воды и противообледенительной жидкости применительно к солнечным панелям с одно- или двухосевым трекером. Она позволяет автономной системе эффективно работать круглый год, кроме того новая система очистки совместима со всеми существующими солнечными панелями. Ее использование увеличивает выработку электрической энергии и уменьшает реальную величину срока их окупаемости. Эта технология актуальна потребителям, у которых есть ограничения по площади для установки солнечных электросистем, панели труднодоступны для сервиса (крыши дома, гаража) и обладателям плантаций таких систем, ежедневная очистка которых очень затратна.

Эти два проекта поддержаны грантами президента страны и Российского фонда фундаментальных исследований. Дополнением к разработанной системе генерации стало создание солнечной электростанции на крыше корпуса университета. В настоящее время политехники планируют размещение конструкции из 40-45 панелей на 15 кВт, которые пойдут на питание медиацентра и столовой. В лаборатории будут проходить обучение бакалавры энергетического института ОмГТУ и обучающиеся магистратуры по дисциплинам «Проектная деятельность», «Энергосберегающие технологии в энергетике», «Автономные системы генерации» и другим. Впереди ученого ждут экспериментальные испытания опытных образцов ветроэнергетической установки и солнечных систем, участие в конкурсе СТАРТ и, наконец, выход на рынок.