Воздушная гавань работает на энергии солнца

Ориентир на возобновляемые источники энергии сегодня является общемировым трендом. Солнце, ветер и вода производят электроэнергию без негативного влияния на окружающую среду. Кроме того, объекты, работающие на энергии из возобновляемых источников, сами становятся ее «персональными» источниками, поскольку создают локальную генерацию в распределительных сетях.

В Южно-Уральском государственном университете возобновляемые источники энергии изучают на кафедре электрических станций, сетей и систем электроснабжения энергетического факультета Политехнического института. Последним проектом стала разработка «зеленого» энергокомплекса для аэропорта города Куантан в Малайзии. Профессора ЮУрГУ Евгений Соломин и Ирина Кирпичникова вместе с малайзийскими коллегами из университета Паханг (University Malaysia Pahang) рассчитали приход солнечной радиации в районе воздушной гавани. Кстати, представитель малайзийской стороны Судхакар Кумарасами является научным сотрудником кафедры ЭССиСЭ.

Исследования в области экологии являются одними из трех стратегических направлений развития научной и образовательной деятельности Южно-Уральского государственного университета наряду с цифровой индустрией и материаловедением.

Для проведения работы использован опыт предыдущих лет. В 2010–2012 годах вместе с итальянской фирмой H2Nitidor был разработан гибридный ветро-солнечно-водородный энергокомплекс мощностью пять киловатт, предназначенный, чтобы служить аварийным генератором электроснабжения навигационной аппаратуры в аэропорту Вероны.

Мощность новой, малайзийской, электростанции может масштабироваться от киловатта до сотни мегаватт. По технико-экономическим параметрам она превосходит любые источники энергии в этой азиатской стране, а кроме того способна с минимальными повреждениями пережить любое стихийное бедствие, будь то цунами или ураган. Также важно, что работа станции не зависит от человеческого фактора. Единственным ее недостатком, который выявили ученые, было наличие бликов, способных при взлете и посадке ослепить пилотов и помешать работе навигационного оборудования. Но эту проблему удалось устранить, прибегнув к оптимизации трекинговых систем.

– В ходе исследования мы получили большие массивы данных по приходу солнечной радиации в конкретном регионе и подобрали восемь оптимальных зон для размещения средних солнечных электростанций общим техническим потенциалом до 20 мегаватт с генерацией 26304 мегаватт-часов в год. На каждом участке был проведен анализ бликов, чтобы исключить их воздействие на наблюдателя. Оценку проводили с помощью программного обеспечения ForgeSolar. Инновационность исследования заключается в применении новой компьютерной модели этого ПО, учитывающей данные из базы SolarGis в постоянно обновляемом режиме. То есть мы разработали методику ускоренной компьютерной оптимизации солнечной электростанции в конкретных условиях с требованием по исключению бликов, – прокомментировал Евгений Соломин.

Перспективный проект для аэропортов всего мира

Результаты совместного исследования команды ЮУрГУ и малайзийских ученых будут использованы на практике: в 2021–2022 годах в аэропорту Куантана начнется строительство электростанций. Однако это не единственное применение разработанной методики. Она поможет оценить потенциал прихода солнечной радиации, рассчитать оптимальную мощность электростанции и оптимизировать положение солнечных модулей, чтобы они не давали бликов. Автоматическое вычисление с устранением ошибок проведет самообучаемая компьютерная модель – нужно только внести соответствующие поправочные коэффициенты.

Аэропорты во всем мире переходят на альтернативные источники питания, и новый метод поможет быстрее осуществить этот процесс. Разработчики отмечают перспективность таких проектов, а потому намерены предложить внедрение результатов исследования ряду аэропортов