Тенденции и перспективы развития возобновляемых источников энергии в Центре энергетических исследований «Назарбаев Университета»

Энергетика является основой экономики Республики Казахстан и в то же время сильнейшим загрязнителем атмосферы (высокие уровни выбросов вредных веществ и углекислого газа вследствие использования устаревших технологий). Производство электрической энергии и тепла в стране основано на сжигании дешевого низкокачественного бурого угля открытой добычи с зольностью до 56%.

Помимо значительных запасов углеводородов, в Республике имеется внушительный потенциал возобновляемых ресурсов и источников энергии: солнечной, ветровой, геотермальной, гидравлической, энергии биомассы, ТБО и других видов альтернативной энергетики.

Согласно подсчетам казахстанских экспертов, технический потенциал энергии ветра в республике составляет около 3 млрд. кВт/ч в год. Суммарный годовой потенциал солнечной энергии на территории Казахстана был оценен в 340 млрд. т условного топлива. Геотермальные запасы на территории Республики составляют около 100 млрд. т условного топлива. Гидропотенциал Южного, Юго-Восточного и Восточного Казахстана составляет 170 ТВт. За счет переработки животноводческих и птицеводческих отходов может быть получено около 2 млн. т в год биогаза.

Использование источников возобновляемой энергии позволит удовлетворять потребности в отдаленных сельских территориях. Развитие возобновляемой энергетики и внедрение технологии энергосбережения необходимы для создания диверсифицированной и инновационной экономики для достижения задачи Стратегии индустриально-инновационного развития РК по снижению энергоемкости экономики в два раза к 2015 г. и осуществления перехода РК к устойчивому развитию.

Для выполнения указанных программ путем развития научно-исследовательской деятельности в сфере энергетики в 2011 г. был создан Центр энергетических исследований (ЦЭИ) при «Назарбаев Университете». В партнерстве с ведущими мировыми научными центрами и компаниями, ЦЭИ занимается перспективным развитием науки и технологий в области энергетики. ЦЭИ – ведущий научно-исследовательский центр Центральной Азии в области технологий возобновляемой энергетики, энергосбережения, физики и техники высоких энергий, численного моделирования энергетического баланса стран и его влияния на окружающую среду и климат.

Энергетическими исследованиями и технологическими разработками в Центре занимаются Департамент возобновляемой энергетики, Департамент интеллектуальных систем и энергоэффективности, Департамент энергетики, экологии и климата и Департамент физических исследований. Созданы научно-техническая и промышленная база, лаборатории для разработки и внедрения передовых технологий в Казахстане.

В настоящее время в ЦЭИ реализуется несколько проектов в сфере возобновляемой энергетики и энергоэффективности:

  • «Солнечные фотоэлементы третьего поколения»,

  • «Фотоннокристаллические концентраторы света для сбора и переноса электромагнитной энергии»,

  • «Исследование и разработка технологий возобновляемой энергетики и интеллектуальных сетей для применения в Республике Казахстан».

В проекте «Солнечные фотоэлементы третьего поколения» исследуется фотоэлектрическая (ФЭ) технология, основанная на преобразовании солнечной энергии в электричество. Для исследования данной технологии в Центре была создана лаборатория фотоэлементов. Научная группа лаборатории посетила Национальную лабораторию им. Лоуренса Беркли в США, где изготовила свой первый органический солнечный фотоэлемент. Были изготовлены лабораторные образцы органических солнечных фотоэлементов с активным слоем в виде объемного гетероперехода из смеси полимеров P3HT 4002-E.

Целью проекта «Фотоннокристаллические концентраторы света для сбора и переноса электромагнитной энергии» является разработка концепции и технологии концентратора света на основе фотонных кристаллов для удешевления производства электричества от солнечных батарей. Научные сотрудники, вовлеченные в проект, предлагают значительно уменьшить количество дорогих материалов солнечных батарей за счет использования потенциально дешевых концентраторов света на основе фотонных кристаллов. В планах — создание математическо-компьютерной модели концентратора света для расчета эффективности, потерь и спектральных характеристик, а также создание экспериментальных образцов фотонных кристаллов и концентратора. Для реализации проекта ведется сотрудничество с Питтсбургским Университетом (США).

Проект «Исследование и разработка технологий возобновляемой энергетики и интеллектуальных сетей для применения в Республике Казахстан» нацелен на то, чтобы сделать «интеллектуальными» генерацию, передачу и распределение электрической энергии, насытить электрические сети современными средствами диагностики и системами управления. В результате будут уменьшены потери энергии при передаче от генератора к потребителю, увеличена надежность энергоснабжения, предоставлена возможность оптимально перераспределять энергетические потоки, уменьшая пиковые нагрузки, и, наконец, будет создан рынок электроэнергии. Умные сети позволят напрямую использовать энергию возобновляемых (чистых) источников.

Одним из потенциальных будущих проектов является «Исследование объединенных ветроустановок с интеллектуальным управлением». Цель проекта заключается в проведении теоретических и экспериментальных исследований ветроэнергетических систем и разработке новых эффективных интеллектуальных систем управления ветроустановоками, объединенных как между собой, так и с общей энергетической системой. В результате реализации данного проекта будет разработан лабораторный образец системы объединенных ВЭУ с интеллектуальным управлением как при автономной нагрузке, так и на общую энергетическую систему.

Байгарин Канат Абдуалиевич, генеральный директор Центра энергетических исследований «Назарбаев Университета»

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *