Иркутские политеховцы выиграли XI конкурс студенческих проектов «Энергия развития». Жюри высоко оценило проект, посвященный изучению эффективности и конкурентоспособности ветроэлектростанций с воздушной плотиной. Организатор турнира – компания «РусГидро».
По информации оргкомитета, цель мероприятия – повысить интерес молодежи к инженерным профессиям, сформировать кадровый резерв для «РусГидро». В минувшем году заявки на участие подали 211 студентов и аспирантов из 20 вузов РФ. Авторы направили в адрес жюри научные работы на тему развития тепло и гидроэнергетики, использования возобновляемых источников энергии. По итогам онлайн-этапов жюри определило два десятка победителей.
«Костяк» политеховской команды составили магистрант кафедры электрических станций и систем Саид Усмонов, его брат и выпускник ИРНИТУ 2020 года Сардор Ахмедов. Работу над экономической частью проекта доверили второкурснице Елизавете Лункиной. Авторы получили денежный приз.
Политеховцы попытались адаптировать для природных условий Средней Азии разработку своего научного руководителя Степана Тигунцева, направленную на преобразование силы ветра в электроэнергию. Ранее ученый предложил обеспечивать электричеством труднодоступные территории за счет ветроэлектростанций (ВЭС) с воздушной плотиной. Суть идеи заключается в установке железобетонных плотин в местностях с однонаправленными ветрами, например, на выходе горного ущелья в долину. Конструкция предполагает использование композитных лопастей ветроколес, отлично зарекомендовавших себя в авиации. Такие лопасти способны работать при скоростях ветра от 100 м/с.
Степан Тигунцев запатентовал разработку и предложил возвести подобные объекты в Сарминском ущелье Ольхонского района. Политеховцы рассмотрели вопрос об эффективности внедрения ВЭС в Чустском районе Наманганской области Узбекистана. В холодное время года электроэнергия в этой местности отсутствует 18 часов в сутки. Климатические условия района идеально подходят для внедрения альтернативных источников энергии.
Как отметил Саид Усмонов, целью исследования стало трехмерное моделирование «ветроплотины», позволяющее определить вид, поведение и скорость ветра при разных параметрах. Получив эти сведения, можно подобрать оптимальные параметры энергообъекта. В основу работы ВЭС положен физический эффект, построенный на пропорциональном увеличении мощности ветрогенератора за счет скорости ветра. Усилить воздушный поток может сужающаяся плотина, в узкой части которой устанавливают несколько ветрогенераторов с лопостями диаметром до пяти метров.
«Если скорость воздушных масс на входе в плотину составляет 6 м/с, то в центральной части она станет больше в 10 раз. Далее ускоренные потоки попадут на лопасти всех ветроколес. Ветроколеса начнут вращать роторы генераторов, преобразующих энергию ветра. Дополнительно ВЭС решит проблему ураганных ветров, уменьшая их скорость на выходе из ущелья», - подчеркивает Саид.
По мнению политеховцев, подобные электростанции более конкурентоспобны по сравнению с мачтовыми ветряками. Во-первых, они в два раза экономичнее, способны работать синхронно с энергосистемой и комбинации с другими типами электростанций. Кроме того, ВЭС с плотиной не наносят вред диким птицам.
Сардор Ахмедов подчеркнул, что это уникальное изобретение улучшит условия жизни людей в отдаленных, в том числе, горных населенных пунктах. Они смогут бесперебойно получать недорогую, экологически чистую, качественную электроэнергию.
Авторы разработки изучили возможность внедрения электростанции в Прибайкалье, например, в поселке Онгурёны.
Работа над проектом будет продолжена. Саид Усмонов в магистерской диссертации планирует определить КПД плотины с учетом особенностей её строения («открытого верха»). Если исследования покажут, что КПД превышает 50%, то разработку можно будет выводить на рынок.
Магистрант подчеркнул, что добился успеха в конкурсе благодаря Степану Тигунцеву. Научный руководитель пробудил интерес к науке, оказал неоценимую поддержку при подготовке проекта: «Степан Георгиевич - профессионал с большой буквы. Он отличный наставник, способный доступно объяснить сложные научные законы и термины».
Напомним, что Сардор Ахмедов в настоящее время обучается в аспирантуре ИСЭМ СО РАН. Кроме того, он трудится в Министерстве энергетики Республики Узбекистан. В минувшем году дипломный проект Сардора признали одним из лучших по итогам Всероссийского конкурса в Новосибирске.
