СОЗДАНИЕ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ
1. Разработка проекта «мини-ТЭС» с поршневым двигателем внутреннего сгорания, использующего в качестве основного топлива древесные отходы
Целью работы является проведение НИОКР по созданию опытного образца энергетической установки («Мини-ТЭС») мощностью 100 кВт, которая использует в качестве основного топлива древесные отходы. Создаваемая установка предназначена для обеспечения удаленных и труднодоступных населенных пунктов Дальневосточного региона электрической и тепловой энергией малой себестоимости. Силовым агрегатом разрабатываемой «Мини-ТЭС» является поршневой двигатель внутреннего сгорания (ДВС), который в серийной комплектации предназначен для выработки энергии с использованием жидкого топлива нефтяного происхождения. В условиях Дальневосточного региона, где имеется большое количество удаленных и труднодоступных населенных пунктов, остро нуждающихся в электрической и тепловой энергии, чаще всего используются источники энергии на основе ДВС. Стоимость вырабатываемой такими электростанциями энергии составляет от 7 до 14 руб./кВт ч. с применением разрабатываемой «Мини-ТЭС» стоимость электрической энергии существенно снизится (примерно до 0,17–0,20 руб./кВт ч). Кроме того, за счет утилизации теплоты отработавших газов, охлаждающей жидкости и генераторного газа, выбрасываемых в окружающую среду при работе ДВС, имеется возможность дополнительно получить до 150% тепловой энергии (по отношению к электрической). Общий КПД установки при этом повышается до 90%. Экологические показатели при эксплуатации «Мини-ТЭС» также значительно улучшаются. Замена привозного дорогостоящего жидкого топлива на твердое топливо, используемое из местных природных ресурсов (возобновляемые виды топлива), практически устраняют проблемы сезонных «Северных завозов топлива» и утилизации отходов лесозаготовительных предприятий.
Руководитель проекта: проф. В.В Басаргин (каф. «Техническая эксплуатация и ремонт автомобиля»
Основные результаты:
- Разработан и изготовлен опытный образец энергетической установки, использующей в качестве топлива любые органические отходы для получения электрической и тепловой энергии малой себестоимости;
- создана учебно-научная лаборатория на базе изготовленной в ТОГУ «Мини-ТЭС», оснащенная учебным и научно-исследовательским оборудованием, а также необходимой измерительной аппаратурой;
- создан производственный участок для изготовления энергетических установок малой мощности по заказам предприятий на основе хоздоговоров;
- получен патент на изобретение.
2. Источник электрической энергии на основе медно-графитового соединения
Целью работы является создание источника электрической энергии, работа которого основана на твердофазном растворении меди в наноструктурированном графите.
Руководитель работы проф. А.П. Кузьменко (кафедра «Электротехника и электроника»)
Основные результаты:
- В процессе работы был разработан и создан макет установки для нанесения электрохимическим методом высокоанизотропных покрытий из коллоидного раствора графита разной структуры, включая нанотрубки, на электродах разной конфигурации из высокочистой поликристаллической и монокристаллической меди.
- Созданы опытные образцы медно-графитовых гальванических источников электрической энергии, возникновение электродвижущей силы в которых обусловлено твердофазным растворением меди в наноструктурированном графите.
- Проведены физико-химические, фазовые и структурные исследования полученных покрытий из наноструктурированного графита на меди рентгенографическими методами, методами электронной и атомно-силовой микроскопии в исходном состоянии, после синтеза покрытий и длительных испытаний (в течение 1,5 лет).
- Исследованы электрофизические параметры опытных образцов гальванических источников.
- Проведены модельные исследования, построена качественная физическая модель вновь открытого явления твердофазного растворения меди в наноструктурированном графите, определены рациональные параметры покрытий из наноуглеродных кластеров на меди, обеспечивающие получение наибольшей электродвижущей силы в опытных образцах вновь созданных гальванических источников.
а б в
- а) внешний вид покрытия из графита на меди;
- б) топографическая сканограмма;
- в) схема переноса электрических зарядов.