06ff-3-opreview (Методология оптимизации параметров микрогенерирующих энергокомплесов на основе возобновляемых источников энергии)

В ДИССЕРТАЦИОННЫЙ СОВЕТД212.229.17САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГОПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТАПЕТРА ВЕЛИКОГООТЗЫВофициального оппонента на диссертационную работуВелькина Владимира Ивановича"Методология оптимизации микрогенерирующих энергокомплексов на основевозобновляемых источников энергии", представленную на соискание ученойстепени доктора технических наук по специальности 05.14.08 –"Энергоустановки на основе возобновляемых видов энергии».Диссертационная работа Велькина В.И. выполнена в Уральскомфедеральном университете имени первого Президента России Б.Н.Ельцина накафедре «Атомные станции и возобновляемые источники энергии». Кафедра с1997 года осуществляет подготовку специалистов по направлениюнетрадиционной и возобновляемой энергетики.На рецензирование представлена работа общим объемом 294 страницы(включая приложения), иллюстрированная 135 рисунками и 39 таблицами,состоящая из введения, 5 глав, заключения, списка литературных источников из154 наименований.Научное направление всех основных разработок и исследований,представленных в диссертационной работе, соответствует паспорту научнойспециальности 05.14.08 – «Энергоустановки на основе возобновляемых видовэнергии».Актуальность темы диссертацииНедостаток теоретически и практически реализованных разработоккомплексного внедрения ВИЭ определяет актуальность создания методик иалгоритмов оптимизации состава энергетических систем на основе расширенногоприменения систем возобновляемых источников энергии (ВИЭ).

Развитые иразвивающиеся страны относительно быстрыми темпами внедряют объекты набазе возобновляемой энергетики. В России, имеющей значительные объемыорганических топлив, это процесс идет медленнее, однако реализуетсяпоступательно и с учетом многих факторов.1Диссертационное исследование по внедрению микрогенерирующих системявляется актуальным ввиду особой специфики страны, заключающейся вотсутствии на 65 % территории централизованного электроснабжения, а такжезначительными расстояниями объектов от источников генерации.Научная новизна и значимость работыНаучная новизна диссертационного исследования Велькина В.И.

состоит вразработке методологии оптимизации состава и установленных мощностейоборудования ВИЭ, позволяющих проводить оценку комплексного потенциалавозобновляемых источников энергии региона, территории, а также в определениирациональных вариантов их применения. Для решения поставленной задачипредложен метод оптимизации многофакторной математической модели, прикотором классическим приемом является рассмотрение объекта, как «черногоящика», с использованием статистических стохастических характеристикветрового и солнечного потоков, гидрологических данных, потенциаловбиоотходов животноводческих производств, а также геотермального тепла. Вкачестве целевой функции используется дисперсия стоимости энергии,вырабатываемой микрогенерирующей комплексной системой на основе ВИЭ, заединицу времени.К числу наиболее важных научных результатов, полученных вдиссертационной работе В.И.Велькина, по мнению оппонента, можно отнестиследующие:- разработаны классификация, методология выбора и рационального применениямикрогенерирующих систем ВИЭ для энергоснабжения объектов на базекомплексного использования ВИЭ на удаленных объектах в регионах с высокимзначением градусо-суток отопительного периода (ГСОП более 5500);- предложена концепция, разработан проект, построен, внедрен в эксплуатацию(сдан Госкомиссии) многоквартирный «Энергоэффективный дом» смикрогенерирующей системой ВИЭ - комплексом нетрадиционных ивозобновляемых источников энергии;- разработаны и защищены Свидетельствами государственной регистрации трикомпьютерные программы расчета оптимального (по соотношениям долеймощностей и видов оборудования) микрогенерирующих систем ВИЭ на основеприродных стохастических характеристик конкретного региона;- предложены защищенные патентами РФ способ и устройство интенсификациитеплообмена в плоских солнечных коллекторах ВИЭ, а также ряд другихразработок.2Обоснованность и достоверность результатов работыДостоинством диссертационного исследования является многолетняяфункциональная проверка внедренных разработок на реальном объекте«Энергоэффективный дом», постоянный мониторинг микрогенерирующих системразличного состава ВИЭ, а также возможность постоянной верификациитеоретических разработок и реально получаемых результатов.Обоснованность и достоверность полученных результатов не вызываетсомнений.

Все основные научные результаты подтверждены испытанияминатурных комплексов и образцов оборудования ВИЭ, которые реализованыавтором более чем на 30 объектах Свердловской области.Методы исследованияВ диссертационной работе, исходя из постановки решаемых задач и с учетомособенностей исследуемого объекта, при получении основных результатовработы использовались как теоретические, так и экспериментальные методыисследований.

Методическую основу исследований составили теоретическиеосновы теплотехники, ветроэнергетики, фотовольтаики, биометангенерации,апробированные классические методы гидравлики, теория автоматическогоуправления, теоретическая электротехника, численные методы математическогомоделирования, а также теория математической оптимизации.Апробация и практическая ценность полученных результатовБольшинство решенных автором задач реализовано на реальных объектах,являющихся пилотными и, зачастую, инновационными для региона с высокимзначением ГСОП.Все основные результаты работы прошли многократную апробацию на рядеМеждународных, Всероссийских и региональных конференций и совещаний; 26публикаций автора относятся к изданиям, рекомендуемым ВАК дляопубликования материалов докторских диссертаций. Получено 11 патентов наизобретения и полезные модели, в Роспатенте зарегистрированы три программыЭВМ для расчета оптимальных микрогенерирующих комплексных систем ВИЭ.Содержание автореферата полностью соответствует диссертации.

Основныерезультаты диссертационной работы достаточно полно отражены в публикацияхавтора и автореферате.Личный вклад автора определяется:- постановкой цели и задач исследования на различных системах с установкамиВИЭ;3- предложением нового подхода: расширенного комплексного использованиянетрадиционных и возобновляемых источников энергии в микрогенерирующихсистемах для удаленных объектов;- разработкой классификации микрогенерирующих НВИЭ по мощности и составуоборудования нетрадиционных и возобновляемых источников энергии;- разработкой математической модели комплексного использования различныхвидов НВИЭ и её оптимизации на основе метода выпуклой оптимизации;- разработкой проектных и компоновочных решений, авторским надзором запроцессом проектирования и монтажа «Энергоэффективного дома»,- проведением исследований на различных типах микрогенерирующих систем:дуплекс-, трио-, квадро-, пента-, сикстет-, септ- комплексов с использованиемнетрадиционных и возобновляемых источников энергии (ВЭУ, ФЭП, СК, БГУ,ТН, микро-ГЭС);разработкойкомпьютерныхпрограммрасчетаоптимальногомикрогенерирующего комплекса (по видам ВИЭ и соотношениям долеймощностей оборудования каждого вида ВИЭ);- разработкой энергонезависимой системы механического солнечного гелиотропа,не потребляющего вырабатываемую ФЭП электроэнергию на собственные нуждыи защищенного патентом РФ;- участием в разработке и испытаниях системы сифонного забора и подачи водына микро-гидроэлектростанцию, использующей периодически организуемыйсброс из искусственного водоема (пруда);- разработкой, созданием и исследованием эффективности устройств,защищенных патентами РФ, интенсифицирующих теплообмен в оборудованииВИЭ, снижающих вибрации и эрозионный износ в трубопроводах;- научным руководством, расчетах и курировании монтажа системы из 900вакуумных солнечных коллекторов на многоэтажном доме в мегаполисе(Екатеринбург) для нужд отопления и ГВС в условиях высоких значений ГСОП.Замечания и вопросы по диссертации1.

Предлагаемые варианты комплектации оборудования никак не учитываютнагрузку потребителя. Исходя из чего подбиралась их мощность? И что замощность имеется в виду – потребляемая или установленная?2. Никак не учитывался и сезонный график нагрузки, который крайне важендля рассматриваемого региона с низкими зимними и высокими летнимитемпературами и что, безусловно, влияет на потребление энергии.3. В выводах второй главы (стр.78) сказано, что «Использование программыавтоматизированного расчета…дает экономический эффект за счет сниженияцены в 1,5 – 1,8 раза и повышения выработки электроэнергии почти в 2 раза в4декабре месяце» и для подтверждения этого дается ссылка на акт внедрения вООО «Уралэнерговетер» (стр.289). Однако в документе ничего не говорится ополученных результатах, а указан лишь факт внедрения данной программы.4.