Солнце нас согреет ночью

В последнее время в Украине начала активно развиваться альтернативная энергетика. Только в 2016 году было установлено несколько систем по преобразованию энергии ветра и солнца в электрическую. Лидирующие позиции по внедрению альтернативных источников энергии занимает Национальный горный университет. Ученые кафедры возобновляемых источников электроэнергии вуза рассказали «Днепру вечернему» об инновациях Днепропетровского региона.

Проекты будущего

Осенью прошлого года в городе Подгородном Днепропетровской области открыли третью очередь солнечной электростанции «Солар Парк Подгородное», работающую с использованием трекерной системы, уникальной для Восточной Европы.
- Вместо привычных стационарных панелей с солнечными батареями здесь используются подвижные модули, которые «следят» за солнцем, - рассказывает заместитель заведующего кафедры возобновляемых источников энергии Дмитрий Цыпленков. - С помощью специальных датчиков батареи поворачиваются за солнцем. В результате удается производить на 30 процентов больше энергии, чем обычными стационарными установками. Каждый час станция производит более 2,5 тысяч кВт/ч энергии. Таким образом мы экономим уголь и не производим вредных выбросов в воздух.

Дмитрий Цыпленков (справа), Андрей Колб и Андрей Гребенюк рассказали об инновациях в области альтернативной энергетики

По словам Дмитрия Владимировича, их кафедра сотрудничает со многими ведущими компаниями региона, которые специализируются на солнечной и ветроэнергетике.
- При поддержке этих фирм за последний год на кафедре создан стенд по исследованию солнечных коллекторов. Например, это система горячего водоснабжения. Мы также получили инвертор – устройство для сопряжения солнечной установки с бытовыми или промышленными электросетями, - говорит ученый. - Мы используем это оборудование для обучения студентов. К тому же разрабатываем новые лабораторные установки.
Успехи не заставили себя ждать. Вуз уже представил ряд дипломных работ, которые направлены на решение проблем энергообеспечения города и области.
- Выполняется комплексный дипломный проект нашего студента по энергообеспечению жилищно-строительного кооператива №168 в Днепре. Освещение лестничных клеток и коридоров будет выполняться благодаря специальным светодиодным светильникам, запитанным от солнечных панелей. После будут модернизированы системы водо- и электроснабжения. Под систему солнечного электроснабжения уже выделены определенные деньги, - утверждает Дмитрий Цыпленков. - Также сейчас выполняется проект по созданию системы эффективного энергообеспечения одной из школ города.
Что касается уже существующих проектов, которые нами уже выполнены “на бумаге”, то это - энергообеспечение пешеходного моста через Днепр на Монастырский остров с использованием гидротурбин. Также есть проект по энергообеспечению канатной дороги на Монастырский остров с использованием солнечных панелей. Есть проекты по энергообеспечению детского сада и одной из больниц Днепра.
- Мы представили наши проекты в горсовете. Но, к сожалению, пока никакого ответа не получили, - говорит Дмитрий Цыпленков.
А еще Дмитрий Владимирович раскрыл секрет, что у них на кафедре были защищены 2 уникальные магистерские работы. Первая направлена на возможность создания системы тепловых насосов, использующих тепло реки Днепра для отопления города. Второй проект раскрывает возможность использования ветроустановок большой мощности в районе Полтавского горно-обогатительного комбината. Там высокая скорость ветра. Аналогичные условия есть в районе Кривого Рога.

Все есть, не хватает ветров
Вообще, что касается ветроэнергетики, то, по словам ученого, Днепропетровская область относится к регионам, где средняя скорость ветра составляет 4,5-5 метров в секунду на высоте 10 метров. То есть, на высоте 60-80 метров скорость ветра будет недостаточной для работы мощных ветроагрегатов.

Андрей Колб разработал специальный фильтр для электроэнергии

- Поэтому промышленная ветроэнергетика с установками мощностью свыше 1 мегаватта у нас в области будет неэффективна. Хотя точечно ветроэнергетика все-таки развивается, - говорит Дмитрий Цыпленков. – Например, в районе поселка Краснополье на пешеходных переходах установлены комбинированные ветро-солнечные системы для освещения пешеходных переходов.
Что касается других альтернативных источников энергии, то, по словам доцента кафедры возобновляемых источников энергии Андрея Гребенюка, стали популярными биогазовые установки. Например, подобная работает в селе Елизаветовка.
- Биогазовая установка – это специальный агрегат, который позволяет перерабатывать отходы сельскохозяйственного производства и пищевой промышленности в биологические удобрения и биологический газ, - говорит Андрей Николаевич. – Использование подобной установки позволяет в кратчайшие сроки избавляться от органических отходов птицефабрики. В результате мы не просто получаем биогаз, становящийся источником электро- и теплоэнергии, но и качественного удобрения. Кроме того, благодаря установке меньше загрязняется окружающая среда. Правда, есть и один минус: для внедрения биогазовых установок требуются большие финансовые вложения.
По словам ученых НГУ, к альтернативной энергетике необходимо подходить комплексно. В каких-то случаях можно использовать ветроэнергетику, а в других – солнечную.

У нас есть свое открытие
Как рассказал Дмитрий Цыпленков, их кафедра ведет активную международную деятельность.
- Следующей зимой аспирант нашей кафедры Владислав Бердник и студент Алексей Кизь в рамках международного обмена с Ройтлингенским университетом Германии будут проходить стажировку по вопросам использования альтернативных источников энергии, - рассказал ученый. – Я, будучи в Польше, обсуждал с иностранными коллегами возможность проведения исследований в области солнечной энергетики. Сейчас активно изучаем вопрос эффективности использования различных типов солнечных панелей для выработки электроэнергии.
По словам Андрея Гребенюка, в настоящее время актуальным становится эксплуатация источников возобновляемой энергии в системах электроснабжения, так называемые “умные сети” (англ. Smart grid).
- Это система, которая может включать несколько солнечных станций. Их нужно соединить, настроив специальную систему защиты, от поражения электрическим током. “Умная сеть” контролирует распределение энергии, которая вырабатывается альтернативными источниками, - говорит ученый. – Таким образом, в единую систему можно объединить несколько домов, использующих инновационные системы электроснабжения.
Также сегодня кафедра возобновляемых источников электроэнергии может похвастаться собственной инновацией, автор которой - кандидат технических наук Андрей Колб. Система получила название «активный фильтр» и используется для улучшения качества электроэнергии.
- Существующие системы электроснабжения не способны быстро реагировать на изменение нагрузки в сети и регулировать качество напряжения, - говорит Андрей Антонович. – “Плохое” напряжение со временем приводит к отказу оборудования. Я же создал устройство, которое автоматически позволяет в непрерывном режиме корректировать качество электроэнергии. Активные фильтры позволяют решить все проблемы качества электроэнергии: увеличится срок службы нашего промышленного оборудования, уменьшатся потери в линиях электропередач, предприятиям не придется платить большие штрафы за реактивную мощность.
По словам Андрея Антоновича, в Евросоюзе требования к качеству электроэнергии гораздо выше, чем у нас. Пока мы не можем поставлять в Европу электроэнергию, разве что только через преобразователи.
- Чтобы улучшить качество электроэнергии, необходимо всего лишь использовать разработанный мною фильтр, - говорит Андрей Колб. – Но, опять-таки этот вопрос, как и многие другие, упирается в финансирование.

Елена АНДРЮЩЕНКО