Автореферат (Методология оптимизации параметров микрогенерирующих энергокомплесов на основе возобновляемых источников энергии), страница 10

На рис. 44 представлена цветная фотовизуализация закрутки потока жидкости (f=0) после прохождения вставки-завихрителя.Рисунок 44. Цветная фотовизуализация закрутки потока жидкости при отсутствии газа(f=0) после прохождения вставкизавихрителя.Рисунок 45. Трассер вектора скоростей течениятеплоносителя после прохождения вставкизавихрителя на участке L= 0 -15 смРазный цвет векторов на рис.44 соответствует разному значению скоростей. Посленебольшой обработки изображения средствами прикладной программы получаемкартинку векторов скоростей закрученного потока жидкости (рис.45).Представленный трассер векторов скоростей течения на прямолинейном участке трубопровода демонстрирует распределение векторов скоростей после выхода из вставки- завихрителя и показывает рассредоточение градиента давления водной среды отнаружной стенки по всему объему трубопровода. Указанный эффект демонстрируетвозможность пассивного управления виброперемещением за счет диссипации давления на наружную стенку в поворотных участках трубопроводов посредством вставок,установленных перед вхождением в поворот.35Анализ результатов проведенных измерений и их статистическая обработка показали, что вставки-завихрители являются эффективными пассивными устройствами,позволяющими, при сравнительно малом гидравлическом сопротивлении, повыситьтеплоотдачу до 12–20 %, снизить уровень виброперемещений трубопроводов с двухфазными потоками в 1,2…1,5 раза.Применение разработанных и запатентованных устройств, представленных в главе,позволяет увеличить теплоотдачу, ресурс и надежность оборудования и, как результат –повысить эффективность комплексных систем ВИЭ в целом.ЗАКЛЮЧЕНИЕРазработанная методология применения мКС ВИЭ позволяет на основе метода выпуклой оптимизации, использования многолетних статистических метеорологическиххарактеристик и генетической связи ресурсной базы ВИЭ в любом регионе с процессом получения и себестоимостью выработки энергии, определять для конкретныхтерриторий наиболее эффективные состав и установленную мощность каждого видаоборудования ВИЭ.

Использование методологии оптимизации мКС ВИЭ позволяетначать широкое внедрение микрогенерирующих систем ВИЭ для автономных потребителей, повысить надежность и эффективность энергоснабжения удаленных объектовМинобороны, Министерства чрезвычайных ситуаций, Минздравсоцразвития, ЖКХ иэнергетики, частного сектора.ВЫВОДЫ1. Впервые предложена классификация энергетических мКС ВИЭ для расчета эффективных многокомпонентных комплексов, состоящих из оборудования различных видов возобновляемых источников энергии.2.

Впервые предложена математическая модель мКС ВИЭ, алгоритм и методологиярасчета энергосистем с расширенным рядом возобновляемых источников энергии дляавтономных объектов, базирующаяся на методе выпуклой оптимизации с поискомэкстремума функции и позволяющая определить наиболее эффективный состав оборудования и соотношения мощностей в комплексной системе ВИЭ (мКС ВИЭ).3. Разработан, создан и внедрен в реальных условиях объект «Энергоэффективный дом»с окта-комплексной системой ВИЭ в составе ДГ, ВЭУ, ФЭП, мГЭС, СК, БГУ, ТН, АКБ.4. Впервые на полномасштабном объекте «Энергоэффективный дом» реализован эксперимент по одновременному использованию различных типов мКС ВИЭ, позволивший в течение более 12-ти лет проводить натурные исследования различных сочетанийоборудования возобновляемых источников энергии, накопить экспериментальный материал и разработать рекомендации по оптимизации мКС ВИЭ для удаленных децентрализованных объектов, выполнить верификацию полученных результатов с теоретическими расчетами.5.

Впервые (с использованием метода выпуклой оптимизации) разработана, внедренаи зарегистрирована отечественная автоматизированная компьютерная программа расчета оптимальной (по составу оборудования и соотношениям установленных мощностей) мКС ВИЭ («АРК-ВИЭ») для любого конкретного региона с учетом многолетнихстатистических метеоданных, программа-плагин визуализации этого поиска «VIZPORES», а также программа «VIZPRO RES», позволяющая, помимо оптимизации состава, выбирать конкретные типы оборудования ВИЭ, имеющиеся на рынке.6. Выполнен анализ энергетического потенциала возобновляемой энергетики Свердловской области.

Впервые включен в программу «Стратегия развития топливноэнергетического комплекса Свердловской области до 2020 года» раздел «Возобновляемые источники энергии» с указанием сроков внедрения и установленных мощностейВЭУ, ФЭП, СК, мГЭС, БГУ и ТН.7. Разработаны, научно обоснованы и защищены патентами новые способ и устройство, повышающие теплоотдачу солнечных коллекторов со стекающей пленкой ипозволяющие использовать простые конструкции СК для бытовых нужд; разработаныи защищены патентами способ и устройство для снижения вибрации и эрозионного36износа в трубопроводных системах, позволяющие повысить надежность и эффективность теплоэнергетического оборудования с двухфазным течением, таких как трубопроводы добычных скважин геотермальных ЭС.8.

Разработаны рекомендации по практическому использованию и повышению эффективности различных видов ВИЭ для территорий с высоким значением градусосуток отопительного периода (ГСОП 5000 и выше).9. Получена «Национальная экологическая премия» фонда им. В. И. Вернадского завнедренный проект «Энергоэффективный дом с комплексом возобновляемых источников энергии» (2009 г.).Результаты диссертационной работы представляют собой разработанные теоретические положения, совокупность которых можно квалифицировать как новые научно-обоснованные технические и технологические решения, внедрение которых вносит значительный вклад в развитие страны.ПУБЛИКАЦИИ АВТОРА В НАУЧНЫХ ЖУРНАЛАХ,РЕКОМЕНДОВАННЫХ ВАК1.

Щеклеин С. Е., Велькин В. И., Власов С. М. Гидродинамические особенностинестационарного пленочного течения при высоких плотностях орошения // Известиявузов СССР, Энергетика, 1987.2. Щеклеин С. Е, Велькин В. И. Теплообмен пленки жидкости с нагретой поверхностью при периодических колебаниях расхода // Теплофизика высоких температур, 1988,Т. 25. С. 406–407.3. Shcheklein S. E., Velkin V.

I. Experimental investigation of the effect of lowfrequency fluctuations of the liquid flow rate on the minimum irrigation density in film flow// Journal of engineering physics, 1989. Т. 55, № 1. С. 756–7594. Велькин В. И. Оптимизация выбора энергообеспечения на основе кластерногоподхода в использовании возобновляемых источников энергии // Альтернативнаяэнергетика и экология № 2, 2012.

С. 67–71.5. Велькин В. И., Дмитриевский В. А., Прахт В. А., Якимов А. И., Якимов Ю. И.Разработка конструкции роторно-лепестковой ВЭУ с тихоходным безредукторнымгенератором // Альтернативная энергетика и экология № 3, 2012. С.72–76.6. Щеклеин С. Е., Тягунов Г. В., Велькин В. Е., Ефимова А. В. Тепловизионныймониторинг теплозащитных характеристик здания в рамках проекта «Энергоэффективный дом» // Альтернативная энергетика и экология № 3, 2012. С. 113–118.7.

Велькин В. И., Щеклеин С. Е. Обеспечение минимальных энергетических потребностей удаленного дома за счет солнечных ФЭП // Альтернативная энергетика иэкология. № 3, 2012. С. 52–54.8. Велькин В. И. Влияние снежного покрова на эффективность функционированиясолнечных ФЭП // Альтернативная энергетика и экология №3, 2012. С. 59–62.9.

Велькин В. И., Логинов М. И. Выбор оптимального состава оборудования в кластере возобновляемых источников энергии на основе регрессионного анализа // Альтернативная энергетика и экология. № 3, 2012. С. 100–104.10. Данилов В.

Ю., Коржавин С., Щеклеин С. Е., Велькин В. И. Экспериментальное исследование эффективности комбинированной системы солнечной теплогенерации // Альтернативная энергетика и экология, № 3, 2012, С. 77–81.11. Щеклеин С. Е., Немихин В. Е., Велькин В. И., Серкова Е. А. Исследование эффективности солнечных фотоэлектрических преобразователей в натурных условиях.// Альтернативная энергетика и экология, № 3, 2012. С.

55–58.12. Шерьязов С. К., Велькин В. И., Семёнов А. Ю. Основы исследования системыэнергоснабжения с использованием возобновляемых источников // Альтернативнаяэнергетика и экология. № 4, 2012. С. 147–151.13. Велькин В. И., Щеклеин С. Е. Светодиодное освещение энергоэффективногодома в системе «ФЭП-аккумулятор-LED» //Альтернативная энергетика и экология,№3, 2012, 37-3814. Андреева Т. А., Завьялов А. С., Велькин В.

И. Исследование эффективностисветодиодных светильников в комплексе с солнечными ФЭП // Альтернативная энергетика и экология. № 4, 2012. С. 79–81.3715. Велькин В. И., Данилов В. Ю. Экспериментальные исследования вакуумногосолнечного коллектора в условиях отрицательных температур // Альтернативнаяэнергетика и экология, № 11, 2012. С. 82–85.16. Велькин В.

И., Данилов В. Ю. Опыт использования вакуумных солнечных коллекторов для многоэтажного дома в мегаполисе // Альтернативная энергетика и экология. № 11, 2012. С. 24–27.17. Велькин В. И., Дмитриевский В. А., Прахт В. А., Якимов А. И., Якимов Ю. И.Модульная ветроэнергетическая установка c тихоходным генератором приземногорасположения // Энергобезопасность и энергосбережение. № 6, 2012. С. 28–31.18. Велькин В. И., Пахалуев В. М., Щеклеин С. Е.