Партнерский проект

«Озеленение» в вузах

Российские университеты обновляют энергетические технологии

Ученые Казанского государственного энергетического (КГЭУ) и Донского государственного технического университетов (ДГТУ) — участники госпрограммы Минобрнауки РФ «Приоритет 2030» — разрабатывают «зеленые» технологии для своих профильных отраслей — ТЭК и АПК. При поддержке «Приоритета 2030» КГЭУ планирует развивать потенциал возобновляемых источников энергии и построить к 2026 году несколько солнечных и ветровых электростанций. Ученые ДГТУ работают над созданием сельскохозяйственного транспорта на электрической тяге. Оба университета также разрабатывают беспилотные системы для контроля и обслуживания профильных производств.

На средства, полученные по программе «Приоритет 2030», КГЭУ планирует создать научно-исследовательский центр развития «зеленых» технологий генерации электроэнергии на базе возобновляемых источников энергии. Ранее ученые КГЭУ реализовали проект по оценке ветроэнергетического потенциала на территории Республики Татарстан по заказу ООО «Энел Грин Пауэр Рус» (дочерняя компания ПАО «Энел Россия») и ПАО «Татнефть».

Под ветроэнергетическим потенциалом понимается энергия ветрового потока какой-либо местности на определенной высоте над поверхностью земли. Получаемые ветроэнергетические характеристики позволяют оптимизировать выбор ветроэнергетического оборудования и далее интегрировать его в систему электроснабжения компании. «Международная климатическая повестка заставляет реформировать энергетические системы, основанные на использовании углеродного топлива, — объясняет д.п.н., первый проректор КГЭУ Александр Леонтьев. — Для России — страны, занимающей лидирующие позиции на мировых рынках углеводородов, — переход к производственным моделям с низким уровнем выбросов парниковых газов представляет собой серьезный вызов, но вместе с тем — открывает новые возможности для роста экономики на основе возобновляемой энергетики, водородных технологий, глубокой переработки сырья и реализации „зеленых“ проектов». В условиях новой реальности многие крупные компании российского ТЭК уже включились в реализацию таких проектов, ведь для них это не только вклад в глобальное устойчивое развитие, но и улучшение имиджа и повышение уровня доверия партнеров, знает Леонтьев.

Помимо научно-исследовательского центра, в КГЭУ к 2024 г. будут также запущены новые образовательные программы (бакалавриат, магистратура), которые будут готовить кадры для обеспечения научно-технического развитие электростанций на основе возобновляемых источников энергии. Ожидается, что к этому времени ученые КГЭУ завершат работу над новыми методиками, которые позволят подбирать оптимальные площадки для дальнейшего размещения ветровых, солнечных и гидро-электростанций, а также для расчета их энергопотенциала. Кроме того, ученые планируют создать новую методику оценки того, как такие объекты будут влиять на окружающую среду, и придумать способы минимизировать выбросы в атмосферу парниковых газов (метана, диоксида углерода) и утилизировать прочие отходы. Полученные в результате всей этой работы знания, найдут себе практическое применение при строительстве четырех ветровых электростанций (мощностью от 60 до 210 МВТ) и трех солнечных электростанций (мощностью до 15 МВТ). Объекты планируется достроить к 2026 г.

Для России – страны, занимающей лидирующие позиции на мировых рынках углеводородов, – переход к производственным моделям с низким уровнем выбросов парниковых газов представляет собой серьезный вызов, но вместе с тем – открывает новые возможности для роста экономики на основе возобновляемой энергетики, водородных технологий, глубокой переработки сырья и реализации «зеленых» проектов».

При поддержке программы «Приоритет 2030» КГЭУ продолжит изобретать способы улучшить существующую энергетическую инфраструктуру. Такие работы ведутся в университетском центре разработки и внедрения цифровых распределительных систем мониторинга линий энергопередач и подстанций. Здесь ученые сосредоточились на разработке технологий, которые призваны обеспечить бесперебойную работу энергетических систем. Одно из направлений — технологии мониторинга и предиктивного анализа состояния проводов, арматуры и опор воздушных линий электропередачи при помощи энергонезависимых датчиков: аппараты непрерывно собирают данные и передают их в облачные хранилища, где те обрабатываются методами «Big Data». Ученые также работают над системами мониторинга и диагностики оборудования линий электропередач и подстанций на основе технологии цифровых двойников.

Для контроля работы труднодоступных объектов в КГЭУ создаются робототехнические и беспилотные аппараты. Это технологическое направление университет развивал и до участия в программе «Приоритет 2030». Еще в 2015 г. ученые КГЭУ создали беспилотный летательный аппарат, который облетает линии электропередач и при помощи встроенных видеокамер фиксирует состояние опор, а также провисание проводов, целостность изоляторов, наличие на проводах посторонних предметов. Если корпус беспилотника изготавливался из типовых комплектующих, то оснащение и программное обеспечение разрабатывались учеными казанского вуза.

Кроме исследовательских проектов и новых разработок, программа «Приоритет 2030» позволит КГЭУ профинансировать обновление приборной базы и цифровую трансформацию вуза. «Стратегические цели развития КГЭУ — войти в ТОП-3 лидеров высшего энергетического образования, увеличить вклад университета в достижение национальных целей и научно-технологическое развитие страны за счет интеграции образования, науки и производства, — говорит Леонтьев. — Все наши стратегические цели соответствуют целевому назначению этого гранта — увеличение вклада вузов в социально-экономическое развитие субъектов Российской Федерации и реализацию новых творческих, социально-гуманитарных проектов. Удачное расположение КГЭУ — в средней полосе России, в центральном Поволжье, развитая городская инфраструктура, сильная материально-техническая база вуза, дают возможность принимать на первый курс сильных абитуриентов из ближайших регионов и гарантировать им трудоустройство в ведущие энергетические компании Поволжья, Урала и других регионов России».

Если в КГЭУ занимаются беспилотными технологиями для энергосистем, то ученые Донского государственного технического университета (ДГТУ) разрабатывают беспилотники для агропромышленного комплекса. При поддержке программы «Приоритет 2030» в ДГТУ действует специализированная лаборатория, где разрабатываются прототипы беспилотной техники для обслуживания сельхозмашин. Оснащенные системами на основе искусственного интеллекта, беспилотники будут доставлять к машинам топливо, запчасти и расходные материалы в период сбора урожая. Автопилот позволит построить оптимальный маршрут к сельхозмашине на основе системы спутникового наведения, с учетом прочих движущихся объектов и ландшафта.

«Программа развития ДГТУ до 2030 года сфокусирована на модернизации таких сфер, как современный и инновационный АПК, зеленая урбанистика и здоровьесбережение, рассказывает д.т.н., член-корреспондент РАН, ректор ДГТУ Бесарион Месхи. — В вузе реализуется стратегический проект „Восемь точек роста“, цель которого — создание системы лабораторий мирового уровня, позволяющих в сетевом и междисциплинарном формате реализовывать прорывные исследования по приоритетным научным направлениям».

Все наши стратегические цели соответствуют целевому назначению этого гранта - увеличение вклада вузов в социально-экономическое развитие субъектов Российской Федерации и реализацию новых творческих, социально-гуманитарных проектов.

В рамках проекта в ДГТУ создана молодежная лаборатория «Интеллектуальные сельскохозяйственные машины и комплексы». Лаборатория займётся разработкой интегрированного сервогидравлического линейного актуатора, который позволит развивать электротранспорт и перевести большинство транспортно-технологических машин на электрическую тягу. Электроактуаторы представляют собой гидравлические приводы линейного движения (гидроцилиндры), которые используются в производстве двигателей для сельхозмашин и спецтехники. По словам Месхи, инновация позволит сократить расходы топлива в сфере АПК за счет повторного использования до 80% электроэнергии.

Переходу на электротранспорт в АПК также будут способствовать разработки Донского инжинирингового центра (одно из подразделений в структуре ДГТУ). Совместно с Южным федеральным Южным российским государственным политехническим университетами, также участвующими в программе «Приоритет 2030», инженеры-конструкторы ДГТУ разрабатывают универсальную платформу для электрических погрузчиков и тракторов. Платформа будет иметь мощность до 130 лошадиных сил и сможет автономно работать до 12 часов без подзарядки. а время ее автономной работы без подзарядки до 12 часов. Кабина, кузовные элементы, навесные технологические агрегаты также будут проектироваться в Донском инжиниринговом центре. Разработчики уверены, что решение позволит снизить затраты на эксплуатацию на 40% и уменьшить углеродный след на 80% в течение жизненного цикла машины.