Лаборатория экоэнергетики

 

СОСТАВ ЛАБОРАТОРИИ

1 доктор наук

2 кандидата наук

3 ведущих инжнера- исследователя

 ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАБОТ

  • Энергообеспечение Севастополя на основе современных решений
  • Солнечная энергетика
  • Водообеспечение
  • Жилищно-коммунальное хозяйство

 

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЙ

Разработка экоэнергетической стратегии устойчивого развития природно- технических систем.
Проведение научно-прикладных исследований. разработка комплекса мероприятий, направленных на сохранение природных экосистем с использованием возобновляемых источников энергии в промышленности, сельском хозяйстве. ЖКХ, сфере обращения с отходами, и других.
Выполнение разработок:
а) в области энергетики — освоение местных н возобновляемых источников энергии с использованием солнечных батарей, ветроагрегатов, альтернативных топлив для автономных энергетических установок;
б) в области сохранения природных экосистем региона — формирование и разработка современных технологий опреснения морской воды, очистки промышленных и бытовых стоков, добычи водорода и его использования в качестве альтернативного топлива, разработка более безопасных участков обезвреживания отходов (высокотоксичных промышленных, сельскохозяйственных, медицинских, и др.).
Планируемый результат:
Определение шкалы потребностей региона, включая сведения по номенклатуре, свойствам, количеству и местам размещения автономных источников энергии и накоплений токсикантов.

 РЕЗУЛЬТАТЫ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Разработана концепция использования солнечных батарей в качестве источников получения тепловой энергии, применения инновационных технологий; добычи водорода и гидрометана из черноморской воды в качестве альтернативною топлива, и др.
Создание пилотной установки по опреснению и очистке морской воды в качестве прототипа для применения в других областях (очистки промышленных и сельскохозяйственных сточных вод (сточных вод полигонов опасных отходов, и других);
Обоснование системы мер по предупреждению и ликвидации последствий возможных чрезвычайных ситуаций природного и антропогенного характера;
Аналитический обзор по применению специального оборудования, средств мониторинга, контроля и диагностики с использованием существующих и новых стандартов в области энергоэффективности и защиты окружающей среды.

РЕЗУЛЬТАТЫ ПРИКЛАДНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Лаборатория «Экоэнергетики»ИПТС продолжает реализовывать начатые проекты по развитию возобновляемой энергетики. В Севастополе на Северной стороне построена солнечная электростанция (СЭС) с установленной электрической мощностью 3,2 МВт. Для реализации проекта севастопольским городским советом в свое время был выделен земельный участок площадью 5,3 га по адресу: улица Богданова,74. Перед этим депутаты внимательно изучили суть вопроса, рассмотрели предоставленные документы и решили, что этот объект очень важен для города, особенно для жителей Северной стороны, которые периодически испытывают перебои с поставкой электроэнергии. Строительство солнечной электростанции позволило бы получить дополнительные электрические мощности для энергоснабжения Севастополя.
Строительство солнечной электростанции в Севастополе – это пилотный проект. Принцип действия солнечных батарей заключается в следующем: солнечные лучи попадают на фотоэлектрическую панель, преобразовываются в постоянный электрический ток мощностью 37 вольт. На инверторах постоянный электрический ток преобразуется в переменный и подается на трансформаторные подстанции, которые повышают этот электрический ток до нужного напряжения, и выдают в сеть. Срок эксплуатации солнечных батарей рассчитан на 25 лет. Для того, чтобы альтернативная энергетика успешно набирала обороты необходимо разработать регуляторный документ – план действий городских властей по внедрению возобновляемой энергетики, содействию бизнесу, предоставлению мотивационных и стимулирующих льгот. Это – одна из задач лаборатории «Экоэнергетики».

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Солнечная энергетика — молодая, но динамично развивающаяся отрасль. В последние 10 лет мир все активнее осваивает известные технологии преобразования солнечного света в тепловую и электрическую энергию. Эксперименты с преобразованием солнечной энергии в электричество в промышленных объемах начались почти 30 лет назад. Но пик возведения солнечных электростанций пришелся на последнее десятилетие. Первый европейский опыт по их строительству был получен в Испании. Там с 2008 года действует самая крупная в мире электростанция на фотоэлементах. В США, в Неваде, гелиотермальная установка обеспечивает электроэнергией около 20 тысяч домов. На Украине, в Крыму, построены две подобные электростанции. По всему миру сейчас солнечную энергию преобразуют сотни крупных электростанций. География весьма обширна — не только Европа и Северная Америка, но и Япония, Таиланд, Индия, Китай. Одним словом, солнечная энергетика уже стала реальностью. Правда, довольно дорогой. Не зря мировым лидером в этом направлении является богатая Германия, которая может позволить себе большие и долгосрочные инвестиции. Но сейчас Европе и США на пятки наступает Китай.

Экономика Крыма и Севастополя на 86 процентов зависит от энергоносителей, поставляемых извне (природный газ, электроэнергия). Тенденция к росту энергопотребления, обусловленная стремительными темпами строительства жилья в Севастополе, приведет рано или поздно к снижению всех видов экономической деятельности в нашем городе. Уже сейчас это можно видеть на примере Южного берега Крыма.
Ухудшение экологической обстановки, связанное с использованием ископаемого топлива и неразрешенными инфраструктурными вопросами (водоснабжение и водоотведение), в долгосрочной перспективе сделает крайне непривлекательной туристическую отрасль.
Поэтому «энергетическая безопасность» рассматривается промышленно развитыми странами мира, как элемент национальной безопасности. И в качестве решения всех вышеперечисленных проблем предлагается развивать возобновляемую энергетику.
По терминологии, принятой в ООН, все виды энергии, в основе которых лежит солнечная энергия, называются возобновляемыми источниками энергии (ВИЭ).
Ресурсы солнечной энергии огромны и доступны всем. Полное количество солнечной энергии, поступающей на поверхность Земли только за неделю превышает энергию всех мировых запасов нефти, газа, угля и урана. И это продлится еще как минимум 5 миллиардов лет.
В солнечной энергетике существует два основных направления – фотоэлектроэнергетика, т.е. выработка электроэнергии с помощью солнечных элементов и теплоэнергетика ( получение тепловой энергии с солнечных коллекторов)..
За минувшие 30 лет стоимость электроэнергии получаемой от солнечных батарей упала в 100 раз и продолжает падать и солнечные энергопанели для встраивания в крыши и стены выпускаются теперь серийно. Это является контраргументом тем, кто заявляет что атомная энергия сегодня гораздо дешевле.
Нагрев воды с помощью энергии Солнца — очень практичный и экономный способ. В то время, как фотоэлектрические системы достигают эффективности 10-15%, тепловые солнечные системы показывают более высокий КПД. Мировыми лидерами по использованию солнечных водонагревательных систем является Израиль и Кипр. Законы Израиля и Кипра требуют установки солнечных водонагревателей во всех новых домах. В Германии, где солнечного излучения гораздо меньше, чем в Севастополе, тем не менее, оборудовано около 50% домов. Это обусловлено, в первую очередь высокими тарифами (к чему мы скоро придем) и программами господдержки, когда можно взять беспроцентную ссуду на покупку гелиосистемы. Убеждение жителей нашего города о пользе использования энергии солнца проводился при помощи различных методов. Как известно, самым убедительным является передача собственного успешного опыта. Для этого ученые и производственники практически реализовали проект перевода системы горячего водоснабжения одного из детских садов города на возобновляемые источники. Была разработана проектная документация, был проведен отбор поставщиков оборудования. Кроме того, на этом объекте создан класс для проведения экскурсий для школьников города. Цель создания класса – закрепление теоретического курса по возобновляемой энергетики путем проведения выездного практического урока.
Как все начиналось в Севастополе? Многие годы ученые нашего города активно работали над продвижением проекта энергонезависимости региона. У истоков этой деятельности находились известные ученые Севастополя. Среди них И.Н.Стаценко, руководитель лаборатории «Экоэнергетика» Института природно-технических с систем.
Проекты, в которых принимал активное участие Иван Николаевич Стаценко — «Солнечное тепло-детям», «Энергия Солнца – выбор Севастополя», последний проект проходил в сотрудничестве с Севастопольской городской государственной администрацией, Агентством регионального развития и привлечения инвестиций «Фонд «Севастополь».Организаторы проекта «Энергия Солнца – выбор Севастополя» планировали решить энергетические проблемы города за счет создания условий для замещения традиционной энергетики альтернативными и возобновляемыми источниками. Основной упор планировалось сделать на высокий потенциал солнечного излучения. Проект стартовал в начале ноября 2011 года и завершился в конце апреля 2012 г. Высока вероятность попасть в ловушку сиюминутной конъюнктуры, не имея стратегического видения . Такая программа нужна городу. На одном из брифингов об этом говорил и депутат Законодательного собрания Севастополя Журавлев. Программа должна стать законодательным актом на местном уровне, на основании которого и будет развиваться альтернативная энергетика в Севастополе. Это — комплексный документ, который приведет к снижению затрат, к модернизации энергоэффективности. Сотрудники ИПТС считают, что такой энергоплан до предела должен быть чёток: названы не только проблемы, поставлены не только понятные цели, но и, после тщательных расчетов, разработан план-график реализации соответствующих задач, разбитых по направлениям, с указанием исполнителей и реальных источников финансирования.
В ближайшее время ученые лаборатории планируют продолжить обследование более 70 дошкольных учебных заведений и в результате получить обоснованные расчетами показатели по возможностям установки в детсадах гелиосистем. Эти расчеты могут быть использованы для включения в целевые программы районных бюджетов. Уже известно, что в осенне – весенний период от солнца можно получить от 40 до 50% требуемой энергии на отопление.
В Севастополе есть организации, которые занимаются внедрением альтернативных источников, но они настолько разобщены, что сложно говорить о какой-либо команде. Сотрудники ИПТС в настоящий момент объединяют этих людей в такое сообщество.
Еще одна задача лаборатории — разработать и внедрить факультативный курс для учащихся младших и старших классов школ и ПТУ «Теория и практика бытового применения возобновляемых источников энергии». Его будут вести учителя природоведения и физики после получения дополнительных теоретических и практических знаний.

УЧАСТИЕ СОТРУДНИКОВ  В ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

НАУЧНЫХ, ОБЩЕСТВЕННЫХ ОРГАНИЗАЦИЙ

 

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ЗА ПОСЛЕДНИЕ 5 ЛЕТ