Исследователи СПбГЭТУ «ЛЭТИ» развивают технологию дизель генераторных установок с переменной частотой вращения, которая позволит снизить потребление углеводородного топлива и повысить автономность удаленных объектов.
Установка, разработанная учеными ЛЭТИ / ©Пресс-служба ЛЭТИ
Дизель-генераторные установки получили широкое распространение на территории России: от установок такого типа в нашей стране получают электрическую энергию до 20-25 процентов потребителей. Для труднодоступных территорий особенно остро стоит проблема стоимости дизельного топлива с учетом транспортных издержек. В связи с этим, в мире ведутся поиски решения, которое с одной стороны поможет снизить потребление углеводородного топлива, а с другой облегчит переход на возобновляемые источники электроэнергии.
В обычной дизель-генераторной установке, для поддержания напряжения, удовлетворяющего показателям качества электросети, дизельный двигатель вращается со стабилизированной частотой, обеспечивающей частоту сети 50 Гц. При долевых уровнях нагрузки на дизель-генераторную установку понижается КПД электростанции, что означает, что двигатель внутреннего сгорания тратит топливо не на полезную работу, а на поддержание частоты вращения вала синхронного генератора.
В связи с этим, рассматривается возможность снижения частоты вращения дизельного двигателя при долевых уровнях нагрузки для снижения удельного расхода топлива. При этом возникает другая проблема: снижение частоты вращения дизельного двигателя влечет за собой уменьшение частоты вращения синхронной машины, вследствие чего падает действующее напряжение и частота сети.
Решение проблемы осуществляется за счет введения в состав электростанции статического преобразователя энергии, обеспечивающего заданные показатели качества электроэнергии. Статический преобразователь также позволяет подключать возобновляемые источники электроэнергии для совместной работы с дизель-генераторной установкой.
«Разработка ориентирована на автономное питание поселков, рудников, станций нефте- и газодобычи, расположенных на значительном удалении от централизованной энергосистемы. Большую заинтересованность со стороны рынка мы видим в организации систем автономного электропитания отдаленных вышек сотовой связи. Экономия топлива до 10 процентов позволяет окупить технологии, заложенные в разработку, уже на третий год», — рассказал инженер кафедры систем автоматического управления (САУ) СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Данил Михайлов.
Над проектом работает команда ученых кафедры САУ в составе доцента Доброскока Никиты, инженера Михайлова Данила, доцента Филатова Дениса, старшего преподавателя Лукичева Андрея и студента четвертого курса Викторова Артема. На сегодняшний день исследования дизель-генераторных установок переменной частоты вращения ведутся как зарубежными Hyundai, Honda, Kypor, так и отечественными компаниями ОАО «Сигма» (Ковров), АО «Звезда», интерес к теме со стороны именитых производителей актуальность проводимых исследований.
Разработка поддержана грантом конкурса научно-исследовательских, опытно-конструкторских и технологических проектов СПбГЭТУ «ЛЭТИ». Вектор деятельности исследователей направлен на повышение степени технологической готовности разработки до уровня, позволяющего демонстрировать работоспособность технологии для дальнейшего внедрения в конкретные продукты.
