#электроэнергия

22 декабря Россия отмечает День энергетика — праздник, посвященный тем, кто делает доступным одно из самых фундаментальных благ современной цивилизации — электричество. Ученые Пермского Политеха рассказали, откуда оно берется и почему «гудит», как птицам удается сидеть на высоковольтных проводах и что будет с человеком, если он живет слишком близко к ЛЭП, почему в розетке 220 вольт, как течет энергия по нашему организму и сколько понадобится мозгу, чтобы зажечь светодиод.

Правительство Австралии 21 августа одобрило создание новой промышленной солнечной электростанции. Она появится на севере страны и будет генерировать до 20 гигаватт-часов электроэнергии ежегодно. Этого хватит для обеспечения потребности в электроэнергии трех миллионов домов.

Специалисты компании Over Easy Solar установили на крыше футбольного стадиона Уллевол (Норвегия) самую крупную в мире солнечную электростанцию с вертикальными панелями. Она имеет пиковую мощность 248 киловатт и в отличие от других солнечных электростанций, на ее установку ушло несколько дней, а не месяцев.

Ветроэнергетическая компания Parkwind из Бельгии установила первую морскую электрическую зарядную станцию Nobelwind. Она способна в автономном режиме поставлять до двух мегаватт электроэнергии судам для перевозки экипажа и до восьми мегаватт судам, которые отвечают за обслуживание ветротурбин. 

В мире широко развивается водородная энергетика на основе применения твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ). Эти устройства экологически превращают химическую энергию топлива в электрическую. Чтобы повысить их срок службы и надежность, постоянно создают новые технологии для разработки и совершенствования важнейших компонентов. К ним относятся электролиты и электроды, необходимые для функционирования топливных элементов. Ученые Пермского Политеха предложили модифицировать твердые растворы электролитов несколькими добавками, тем самым повышая их качество. Исследуемый способ позволяет создавать подходящий материал для оптимизации работы ТОТЭ.

Исследователи НИТУ МИСИС и Института проблем комплексного освоения недр имени академика Н. В. Мельникова РАН представили методику, позволяющую прогнозировать электропотребление на высокопроизводительных угольных шахтах. С помощью математического моделирования режимов работы главного оборудования определяются удельные нормы электропотребления, в том числе на участках, опасных внезапными выбросам газа и пыли. Расчеты позволят оптимизировать работу технологического оборудования угледобывающих предприятий, обезопасить шахтеров и снизить себестоимость подземной добычи угля.

Исследователи из Сколтеха и их коллеги повысили качество углеродного материала для электродов, подвергнув его воздействию воздушной плазмы. В результате улучшились характеристики электрода, а именно они ограничивают производительность высокотехнологичных источников тока — топливных элементов. Это перспективные устройства для эффективной и сравнительно экологичной выработки электроэнергии из горючего топлива.

Чем больше вышек 5G будет построено на единицу площади, тем сильнее сократится общее энергопотребление сетей базовых станций и увеличится время автономной работы телефонов. К такому выводу пришли исследователи из США. С помощью моделирования ученые рассчитали, насколько эти вышки будут энергоэффективными и какую пользу могут принести обладателям смартфонов.

Шведская компания Minesto представила плавучий генератор массой 28 тонн под названием Dragon 12. Он снабжает электроэнергией, добытой в море, потребителей на Фарерских островах.

Большинство электростанций в промышленных районах производят энергию непрерывно в течение суток, но потребление носит циклический характер, привязанный к 24-часовому интервалу времени. Поэтому генерируемой энергии в часы пик не хватает на всех потребителей. Для решения вопроса в России действуют агрегаторы управления спросом на электроэнергию, которые «собирают» сэкономленные предприятиями ресурсы и перераспределяют их. При этом агрегатор выплачивает организациям гонорар за снижение энергии на требуемую мощность в заданное время. Так что компании заинтересованы внедрять в свою работу энергосберегающие системы, которые не только сокращают финансовые расходы, но и позволяют зарабатывать на этом. Ученые ПНИПУ разработали кибернетическую модель управления спросом на электроэнергию, потребляемую горнодобывающим предприятием.

Солнечную электростанцию Аль-Дафра мощностью два гигаватта, которая расположена в 35 километрах от Абу-Даби и оснащена почти четырьмя миллионами двусторонних солнечных панелей, запустили в эксплуатацию.

Новая турбина работает на углекислом газе вместо традиционного пара. За счет этого она получает больше энергии из того же объема топлива, а по размерам равна обычному офисному столу.

Сегодня в промышленности на смену обычным сетям, распределяющим электроэнергию, приходят активные энергетические комплексы DER — системы, распределяющие энергоресурсы в точном соответствии со спросом. Бережливый подход еще недавно был характерен для развитых западных стран. Например, Германия, Дания и Нидерланды тратили в 2,5 раза меньше энергии на доллар ВВП по сравнению с Россией и Узбекистаном. Теперь такие системы внедряются и в России. Модель управления активным энергокомплексом DER, разработанная коллективом ученых ВШЭУ ЮУрГУ, по оценкам позволит одному из заводов Пермского края потенциально экономить на расходе энергии 184 миллиона рублей в год.

На этапе нового энергетического перехода главная тенденция развития энергетического рынка сегодня — это распределенная энергетика, которая характеризуется децентрализацией сети, внедрением «умных» систем энергоснабжения, активным вовлечением потребителей и увеличением доли источников возобновляемой энергии. Одной из технологий распределенной энергетики является распределенная генерация — такое производство электроэнергии, когда вместо большой электростанции ее источником является много малых объектов. Например, владелец дома с солнечными панелями может продавать произведенную электроэнергию. В электросетях распределенной генерации важное место занимают инверторы — устройства, которые преобразуют мощность выработанной электроэнергии до частоты переменного тока. В странах Европы и СНГ такой показатель равен 50 Гц. Ученые из Сколтеха разработали алгоритм для таких инверторов, который поможет контролировать качество энергии, передаваемой в общую электросеть.

Сегодня много говорят о производстве электроэнергии из возобновляемых источников, и порой кажется, что человечество движется именно в этом направлении, однако статистика говорит об обратном.

На процесс проветривания подземных горнодобывающих предприятий, в том числе нефтяных шахт, расходуется от 30 до 50 процентов электроэнергии, потребляемой организацией. В связи с этим с целью снижения себестоимости ископаемого на нефтешахтах активно изыскиваются различные технические и технологические решения для снижения затрат на работу вентиляции. Ученые Пермского Политеха разработали цифровую модель управления энергопотреблением главной вентиляторной установки, которая позволяет заблаговременно определять требуемые затраты энергопотребления с учетом изменений ее работы. За счет разработанной модели и нового способа проветривания добычных участков горнодобывающие предприятия могут достичь устойчивого развития, придерживаясь политики в области энергосбережения.

Обширная группа ученых-материаловедов и инженеров из Китая решила по-новому взглянуть на давно привычные всем лампы накаливания. Благодаря использованию новых материалов им удалось переизобрести лампочку и создать свое «устройство освещения накаливания с рециркуляцией фотонов» с увеличенными энергоэффективностью и сроком службы. Полученные устройства превосходят по этим свойствам светодиодные лампы, при этом сохраняя традиционное комфортное для глаза свечение ламп накаливания.

Экономический рост в современном мире должен сопровождаться снижением негативного воздействия на окружающую среду и сокращением потребляемых энергоресурсов, что может достигаться за счет внедрения новых технологий. Добывающая промышленность является достаточно ресурсоемкой и расходует порядка 12 процентов электроэнергии и восемь процентов водных ресурсов от общего объема их потребления в нашей стране. Отсюда и стремление государства стимулировать экономический рост с одновременным снижением объема ресурсопотребления и образуемых отходов, выбросов в атмосферный воздух и сбросов в водные объекты. Ученые Пермского Политеха разработали алгоритм, который поможет оценить динамику эко-интенсивности добывающей промышленности и определить барьеры и драйверы эколого-экономического развития отрасли.

Инженеры австралийской компания 5B разработали навесные складные солнечные батареи, которые в случае необходимости, команда из всего трех человек сможет развернуть за день, и покрыть площадь футбольного поля. Устройство очень мобильное и простое, при этом его мощность достигает 1,1 МВт.

В 2023 году работу самого мощного в мире ускорителя заряженных частиц на встречных пучках, расположенного возле Женевы, сократят на 20 процентов.