Интервью20.12.2020
Назарбаев Университет развивает полигон ВИЭ
Недавно Назарбаев Университет отметил свое десятилетие, и одним из важных достижений, в «копилке» Университета является создание инновационного кластера ЧУ
«Nazarbayev University Research and Innovation System» (NURIS). Уникальной частью инфраструктуры инновационного кластера NURIS стал Полигон возобновляемых источников
энергии (ВИЭ), О том, какой вклад вносит Полигон в проведение научных исследований и как способствует распространению знаний и развитию компетенций специалистов отрасли рассказал в интервью QazaqSolar Генеральный директор ЧУ «NURIS» Айдар Жакупов.
- Айдар Бексултанович, редакция журнала QazaqSolar присоединяется к поздравлениям в связи с десятилетием создания Назарбаев Университета и желает достичь высоких целей, которые поставил перед собой коллектив университета. Расскажите, пожалуйста, кратко об истории создания Полигона ВИЭ, появившегося на базе кампуса Назарбаев Университета.
- Большое спасибо за поздравления. Да, оглядываясь назад, хочется вспомнить создание ЧУ «Центр энергетических исследований» на заре основания Назарбаев Университета, который впоследствии был реорганизован в ЧУ «Nazarbayev University Research and Innovation System». При этом отмечу, что область ВИЭ была определена одним из приоритетных направлений развития вновь создаваемых научных лабораторий. Для исследовательской инфраструктуры ВИЭ, кроме экспериментальных стендов и лабораторных установок, было важно создать экспериментальные объекты реальных ветровых турбин, солнечных панелей и гелиосистем, работающих в реальных климатических и эксплуатационных условиях. В этой связи было принято решение о создании Полигона ВИЭ. В течение 2012-2016 годов за счет средств МОН РК были созданы экспериментальные установки гибридных ветросолнечных установок. За счет гранта компании TOTAL была спроектирована и построена солнечная станция «SunPowerOasis C-7». Смонтирована система гидроаккумулирования ВИЭ с механическим ветронасосом воды (грант Shevron). В 2017 году за счет гранта компании BG Kazakhstan (Shell) был спроектирован и построен прототип энергоэффективного дома Shell-Yurt, с автономными системами обеспечения тепловой и электрической энергии на основе ВИЭ (геотермальные тепловые насосы, гелиосистемы), также оснащенного системами приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией тепла. В течение 2018-2020 годов была модернизирована и усовершенствована система управления Shell-Yurt, и дорабатывается интеллектуальная система Smart Grid Полигона ВИЭ. В 2020 году разработан комплекс лабораторных работ по Полигону ВИЭ.
- Действительно, Полигон ВИЭ NURIS является интересным местом для проведения исследований и разработок. Вместе с тем мы обратили внимание, что инфраструктура Полигона ВИЭ больше ориентирована на малые автономные системы ВИЭ для энергообеспечения зданий и сооружений. Чем обусловлено преимущественное развитие этого направления применения ВИЭ у вас?
Эффективная государственная политика в области «зеленой» экономики и поддержки ВИЭ привели к стремительному росту введенных в эксплуатацию объектов сетевых ВИЭ на основе ветровых и солнечных станций, интегрированных в электрические сети Казахстана. Конечно,- это прежде всего область интересов международного и крупного казахстанского бизнеса. Однако увеличение количества введенных мощностей сетевых ВИЭ в Казахстане наряду с положительными глобальными экологическими эффектами не привело к улучшению экологической обстановки в городах и населенных пунктах, особенно в северных областях Казахстана, где для отопления жилья традиционно используется уголь. Одним из путей уменьшения загрязнения окружающей среды в городах является переход на ВИЭ для автономного энергообеспечения зданий и сооружений. В законодательстве о поддержке ВИЭ присутствует норма нетто-потребителя, при реализации которой, когда при установке ВИЭ в доме можно интегрировать ВИЭ с электрической сетью и делать взаимозачет по отпускной цене. Но фактически мы имеем в стране сравнительно малый объем объектов ВИЭ в городах, являющихся нетто-потребителями.
Другим важным вопросом становятся проблемы энергообеспечения агропромышленного комплекса и сельских объектов. Часто бизнес, которому необходимо проектирование и строительство зернохранилищ, овощехранилищ, теплиц и др., элементарно не может получить технические условия для подключения к электрическим сетям из-за дефицита мощностей.
Сравнительно большие затраты при монтаже линий электропередач и значительные потери энергии в сетях для новых объектов также являются сдерживающим фактором для развития сельских территорий Казахстана.
В этой связи мы сделали акцент на создание демонстрационной площадки применения малых ВИЭ для автономного энергоснабжения зданий и сооружений. Так как гелиосистемы и тепловые насосы относятся к низкопотенциальным источникам тепла, то для автономного теплоснабжения здания прежде всего необходимо было добиться повышения энергоэффективности ограждающих конструкций для снижения тепловых потерь. Поэтому на Полигоне ВИЭ были реализованы комплексные решения в области повышения энергоэффективности зданий с применением ВИЭ для электро- и теплоснабжения.
- Айдар Бексултанович, опишите, пожалуйста, подробнее действующую инфраструктуру Полигона ВИЭ.
Инфраструктура Полигона ВИЭ представлена в виде комплекса энергетических систем и объектов ВИЭ, функционирующих за счет энергии солнца, ветра и низкопотенциальной теплоты грунта. Рассмотрим каждую систему ВИЭ в отдельности:
ПЕРВОЕ - это сетевые солнечные установки электрической мощностью 10, 15 и 25 кВт (on-grid).
Данные системы предназначены для электроснабжения зданий и объектов за счет прямого преобразования световой энергии Солнца в электрическую путем прямого интегрирования вырабатываемого электричества в трехфазную электрическую сеть основной системы электроснабжения. Суммарная электрическая мощность данного типа систем Полигона ВИЭ составляет 50 кВт и обеспечивает электроснабжение здания Технопарка до 25% электропотребления.
ВТОРОЕ - это гибридные ветросолнечные установки электрической мощностью 2, 5 и 10 кВт (off-grid).
Второй тип установок электроснабжения относится к категории автономных гибридных за счет функции накопления сгенерированной электрической энергии в аккумуляторах и одновременного включения в систему фотоэлектрических модулей и ветрогенераторов. Данные системы имеют возможность автоматического переключения системы электроснабжения на резервное.
ТРЕТЬЕ - это Shell Yurt - энергоэффективное здание-лаборатория с автономными источниками теплоснабжения.
Shell Yurt - это уникальный проект в области исследований энергоэффективности строительных конструкций зданий купольной формы в совокупности с применяемым оборудованием микроклимата на основе ВИЭ. Данное оборудование представлено солнечными гелиоколлекторами, тепловым насосом, приточно-вытяжной установкой с режимами рекуперации тепла в холодную погоду и охлаждения - в жаркую. Shell Yurt является автономным по обеспечению собственных нужд тепловой и электрической энергией.
Солнечный тепловой коллектор Бак-аккумулятор
ЧЕТВЕРТОЕ - это цифровая система мониторинга и визуализации тепловых и электрических параметров здания Shell Yurt и гибридной ветросолнечной установки, а также метеоданных.
ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ
Как следствие, для проведения научно-исследовательских работ требуются численные данные энергетических параметров тепла и электричества как в режиме генерации, так и потребления, а также учет и измерение воздействия внешних погодных факторов, температуры, скорости ветра, уровня солнечной радиации. Причем перечисленные параметры должны быть увязаны между собой, так как изменение одного параметра, например температуры, приводит к изменению режима работы оборудования, например теплового насоса.
В связи с возникновением такой потребности встала задача по созданию единой цифровой информационно-измерительной системы мониторинга и визуализации тепловых, электрических, метео, и даже экономических данных.
Система способна выполнять следующие функции:
- измерение тепловых и электрических параметров: расход и температура теплоносителя; напряжение и ток; потребляемая электрическая мощность и энергия;
программно-математическая обработка и расчет технико-экономических показателей: значение тепловой энергии от различных источников, стоимость тепловой и электрической энергии;
- визуализация метеоданных: температура воздуха, уровень солнечной радиации, скорость ветра, атмосферное давление, влажность;
- архивация данных в СУБД;
- отображение и визуализация данных параметров в виде мнемосхемы и графиков за периоды времени (минуты; часы; сутки; неделя; месяц; год).
- В одном из своих интервью Нурлан Капенов, председатель Совета директоров ОЮЛ «Казахстанская ассоциация солнечной энергетики», которая является учредителем нашего журнала, указал на проблемы кадрового голода, который испытывает отрасль ВИЭ в связи с ее бурным развитием. Как можно использовать Полигон ВИЭ для развития компетенций, повышения квалификации и распространения знаний в области ВИЭ?
- Действительно, бурное развитие сетевых ВИЭ и создание для реализации проектов большого количества новых рабочих мест требует значительного совершенствования системы подготовки и переподготовки кадров для отрасли ВИЭ. Проблема нехватки квалифицированного персонала для разработки, проектирования, финансирования, строительства, эксплуатации и технического обслуживания проектов использования ВИЭ представляет собой одно из самых больших препятствий на пути более широкого распространения технологий использования ВИЭ. В данное время в РК специалистов по электроэнергетике готовят 31 вуз и 21 колледж, по теплоэнергетике - 26 вузов и 16 колледжей. Однако только Алматинский университет энергетики и связи имеет узкую специализацию по ВИЭ и к этому времени подготовил 61 специалиста по ВИЭ. В ходе проведения независимой оценки казахстанских вузов совместно с МОН РК было выявлено, что 73% образовательных программ вузов не соответствуют ожиданиям работодателей. Также в рамках «Дорожной карты по организации системы повышения квалификации и совершенствования учебного процесса в области ВИЭ» Проекта ПРООН/ГЭФ было проведено несколько семинаров для повышения квалификации и подготовки кадров в области ВИЭ. Вместе с тем для устойчивого развития применения ВИЭ необходимо существенно расширить деятельность по распространению знаний и практических навыков, повышению квалификации и переподготовке кадров по ВИЭ. Кроме этого, одним из препятствий в развитии ВИЭ в АПК и ЖКХ является низкая осведомленность о ВИЭ как среди должностных лиц, принимающих решение по развитию инфраструктурных проектов, так и фермеров, и работников ЖКХ.
Поэтому мы предлагаем использовать уникальную инфраструктуру Полигона ВИЭ путем создания Центра развития компетенций в области ВИЭ. Этот проект позволит, кроме повышения квалификации и переподготовки кадров, создать систему распространения знаний и практических навыков о преимуществе использований технологий ВИЭ в различных отраслях экономики, в особенности в сфере сельского хозяйства и ЖКХ. В настоящее время мы прорабатываем организационные формы Центра развития компетенций в области ВИЭ на базе NURIS.
Предполагается, что целевой аудиторией проекта могут быть инженеры, студенты колледжей и вузов, преподаватели вузов, представители сельскохозяйственных предприятий (фермеры), работники строительных компаний и ЖКХ, представители НПО, государственные служащие.
Мы приглашаем заинтересованные организации и лиц к сотрудничеству для реализации этого нужного для отрасли ВИЭ проекта.
В Казахстане объем электроэнергии выработанный ВИЭ достиг 5,92%
SECCA объявил о грантах для исследователей из Центральной Азии по программе «Горизонт Европа»
Строить новые «зеленые» станции становится все сложнее, но в немецкой деревне нашли выход
Стоительство гибридной электростанции в Мангистауской области обсудил премьер с директором по разведке ENI
Новый кран обещает в два раза снизить стоимость установки морских ветряков
В Турции создана первая в стране плавучая СЭС
В Узбекистане строят каскад из шести ГЭС и две СЭС
Кыргызстан и структуры «Росатома» договорились о строительстве ВИЭ
Завод построят там, где счастливые люди и много ветропарков в ФРГ
ЕИБ договорился о выделении $109 млн на «зеленое» финансирование для датских МСП
О стремлении Казахстана к «зеленой» энерготрансформации рассказали на Берлинском диалоге по энергопереходу
Крылатое грузовое судно экономит три тонны топлива в день во время первого рейса
Самый большой самолет мира будет возить ветер: чем интересен Radia WindRunner
Где ВИЭ взять деньги на новые проекты?
Двусторонние солнечные панели могут генерировать больше энергии при значительно меньших затратах
Глобальный альянс по ВИЭ представляет план действий на сумму $10 млрд
Делать солнечные панели изгибаемыми предложили голландские ученые
Запущен проект крупнейшей в мире океанской СЭС с генерацией 5 МВт
ФРГ резко снизила выбросы CO2
Электротранспорт опередил ВИЭ по темпам привлечения инвестиций