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.
Ferrari досрочно переводит завод с газа на ВИЭ
Ученые: солнечные панели и окрашивание крыш в светлый цвет помогут спасти жизни
IFC выделила ENGIE $534 млн на расширение ВИЭ в развивающихся странах
В Швеции плот с солнечными батареями и ветряками может обеспечить электричеством 1000 домов
Казахстан сократит выбросы CO2 на 11 млн тонн благодаря проектам ВИЭ
European Energy инвестирует €80 млн в строительство СЭС в Латвии
Завод Volkswagen в Польше переходит на работу от солнечной энергии
Стало известно, какие европейские страны лидируют в строительстве новых ВЭС
Выбросы углерода в мире увеличились на 2,1% в 2023 году
Ученые разработали солнечную панель с обогревом и кондиционированием воздуха
В США достигли рекордного производства геотермальной энергии
Правительство США утвердило план строительства и эксплуатации морских ВЭС на 2,8 ГВт
Обучение для бизнеса: GIZ проводит семинары по ВИЭ в Казахстане
IRENA: Число рабочих мест в сфере ВИЭ в мире достигло 16,2 млн
Таиланд будет покупать больше солнечной энергии у домохозяйств
Потребление электричества в Узбекистане растет на 7-8% в год
В Дагестане построят крупную СЭС
Казахстанский производитель мяса птицы переходит на солнечную энергию
Итог аукциона: в Кызылординской области построят СЭС на 20 МВт
Китай запустил самую большую в мире систему хранения энергии на маховиках