На кафедре электроснабжения промышленных предприятий – событие: за два дня совместно с Управлением административно-хозяйственной и социальной работе был выполнен монтаж солнечных панелей. Напомним, что кафедра ЭПП реализует один из ключевых проектов ЭНИНа – «Активный потребитель» (Smart City). Работы ведутся как в теории, так и в эксперименте, и на практике.
– То, что можно видеть во дворе корпуса №8 на его южной стороне – это, так сказать, натурный эксперимент… – уточняет профессор Борис Лукутин. – Там смонтированы 12 панелей с фотоприёмниками (так называемая, фотовольтаика) российского производства, которые преобразуют солнечный свет в электрическую энергию. Далее её нужно запасти в аккумуляторах, преобразовать параметры до принятых стандартных значений и подать в сеть потребителям.
Для этого был смонтирован кабельный канал, кабель завели в лабораторию «Гибридные системы автономного электроснабжения» (аудитория №225), где установлены аккумуляторные батареи и инвертор, который преобразует постоянный ток в переменный (220 В, 50 Гц) нужного качества.
Фотовольтаика – только один компонент создаваемой системы, который реализован в «железе» (точнее, в кремнии, поскольку речь о солнечных батареях). Второй – ветроэлектростанция: нужная модель по госконтракту была поставлена в феврале. До апреля провели соответствующую подготовку, и осталось только смонтировать её на крыше 8-го корпуса.
И третий – дизельная электростанция, установленная в цокольном этаже того же корпуса. Данная установка – инверторного типа, и в отличие от обычных дизель-генераторов, работающих в режиме постоянных оборотов, автоматически регулирует впрыск топлива в зависимости от мощности, потребляемой в данное время суток.
Для того чтобы всё работало в автоматическом режиме, силами преподавателей, аспирантов, магистрантов кафедры на основе базового пакета «написали» собственное программное обеспечение, перепрограммировали контроллеры и в итоге реализовали современный программно-аппаратный комплекс.
Что касается «железа», то нужные сетевые параметры формирует преобразователь частоты, происходит оптимизация режимов, а функции по их стабилизации выполняет силовая электроника. Как результат – дизельная электростанция позволяет экономить от 15 до 20 процентов топлива.
– В целом все названные компоненты (фото-, ветро-, дизель-) представляют собой гибридный комплекс автономного питания, – продолжает профессор Лукутин, – управлять им оптимально можно с применением автоматики высокого уровня. Так что здесь – место для интеллекта, который, собственно, и подразумевает термин «Smart».
Для этого запустили систему, которая обеспечивает алгоритмизацию оптимального управления всеми имеющимися у нас источниками электроэнергии.
Оснастили лабораторию соответствующими датчиками, которые дают весь объём необходимой информации.
Обрабатывает её промышленный компьютер, он же решает, какие источники энергии надо использовать в большей мере. Понятно, что учитываются все факторы: нагрузка, погода, время суток, температура и т.д., и т.п. Всё это и есть Smart Grid, в полном смысле слова.
И последний штрих: лаборатория «Гибридные системы автономного электроснабжения» с точки зрения энергообеспечения представляет собой систему «Умный дом». Это значит, что все отопительные приборы оснащены задвижками с электроприводом, система освещения – соответствующими датчиками и т.д. Таким образом, во-первых, лаборатория занимается оптимизацией автономного электроснабжения за счёт диверсификации источников электроэнергии (и в первую очередь – возобновляемых). И, во-вторых, здесь создают условия для рационального расходования сгенерированной электрической энергии. В результате получается полный комплекс: от производства – до потребления, и на самом современном уровне.
В первом приближении он построен, но потребуется время, чтобы отладить систему и на основе практических исследований получать научные результаты. Есть надежда, что получится хорошая экспериментальная база для реализации возможностей магистрантов и аспирантов.
Это что касается теории и эксперимента, а свои практические разработки кафедра Энергетического института ТПУ совместно с ОАО «НИИПП» и Администрацией Томской области воплощает в строительстве гибридных электростанций в двух населённых пунктах – Алатаево (Парабельский район) и Новоникольское (Александровский). В настоящее время на оба объекта подготовлена проектно-сметная документация.