Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка технических решений по обратноосмотическому опреснению морских и солоноватых вод с электропитанием от фотоэлектрических преобразователей и электрохимических накопителей и с рекуперацией электрической энергии

Аннотация скачать
Постер скачать
Презентация скачать
Ключевые слова:
обратный осмос, мембранные технологии, опреснение, автономные солнечные энергоустановки, динамическое моделирование, накопители энергии, возобновляемые источники энергии, рекуперация электроэнергии, микрогидротурбина.

Цель проекта:
Целью проекта является разработка новых комплексных технических решений по опреснению морских и солоноватых (5-7 промилле) вод с учетом специфики их состава и температуры для практического применения в условиях Крыма и других южных регионов России для хозяйственно-питьевых нужд и орошения. В рамках реализуемого проекта проводится разработка экспериментального образца автономной опреснительной установки с электропитанием от фотоэлектрических преобразователей и электрохимических накопителей и с рекуперацией электрической энергии.

Основные планируемые результаты проекта:
Ожидаемые результаты работы будут способствовать развитию производственно-технологического, кадрового, инфраструктурного и институционального потенциала Российской Федерации в области практического использования возобновляемых источников энергии и увеличения экспортного потенциала российских компонентов и технологий. Потенциальными потребителями разработанных методов и технологий являются:
– федеральные органы исполнительной власти (Минэнерго, Минпромторг России и др.);
– органы исполнительной власти субъектов РФ;
– малые и крупные предприятия промышленности, аграрного и рекреационного секторов.
Теоретические и экспериментальные результаты, полученные в рамках проекта обеспечивают накопление знаний и будут способствовать научно-техническому прогрессу в области использования морских и солоноватых вод в сочетании с солнечной энергетикой при создании экологически чистых водоэнергоустановок для автономного водо- и энергоснабжения. При этом главной проблемой является создание научно-технологических основ рационального сочетания особенностей солнечных фотопреобразователей с потребностями опреснительной техники посредством оптимального выбора мощностных и энергетических характеристик накопителей и микрогидротурбин для рекуперации электрической энергии для эффективного преобразования солнечной энергии в электрическую в устройствах, имеющих приемлемые для коммерческого использования массогабаритные параметры и цену.

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
В связи с расширяющимся загрязнением источников воды, ростом населения, освоением новых территорий встает задача искусственного получения пресной воды. В одних случаях воду нужно очищать от примесей, а других - опреснять. Известны две основные технологии опреснения воды, широко используемые в мире: способ, основанный на изменении фазового состояния вещества и мембранный, которые могут быть обеспечены несколькими методами. Одним из решений проблемы энергетического снабжения процессов опреснения является использование возобновляемых источников энергии, наиболее приемлемой из которых является солнечная энергия. Солнечная энергия является наиболее используемым видом среди других возобновляемых источников энергии, причем ее использование может быть как в виде электрической энергии с применением солнечных фотоэлектрических преобразователей, так и тепловой на основе солнечных тепловых станций. Это относится, прежде всего, к территориям, находящимся на побережье морей и океанов с соленой водой и дефицитом пресной.
Такие установки снабжены системой управления, которая позволяет оптимально использовать солнечную энергию. При ослаблении солнечного
излучения устройство пропорционально снижает мощность насоса и других потребителей энергии. В ясный солнечный день система работает быстрее и производит больше воды.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Внедрение технологии обеспечит рост конкурентоспособности отечественных компаний в секторе возобновляемой энергетики и мембранных технологий и предполагающих использование результатов в рамках технологических платформ «Перспективные технологии возобновляемой энергетики», «Малая распределенная энергетика», «Технологии экологического развития».
Полученные в ходе выполнения настоящего проекта результаты могут быть использованы для выполнения региональных программ в области развития сельского хозяйства, малоэтажного жилищного строительства, энергосбережения и энергоэффективности.
Предлагаемая к разработке в настоящем проекте автономная опреснительная установка на основе современных мембранных технологий, фотоэлектрической системы электропитания с электрохимическими накопителями и электромеханической системой рекуперации электрической энергии найдет широкое применение в южных регионах России там, где в настоящее время дефицит водных ресурсов ограничивает развитие промышленности и сельского хозяйства. Многочисленные рекреационные объекты Крыма также являются потенциальными потребителями результатов предлагаемого проекта.
На основе полученных в представленном проекте результатов планируется организовать производство ориентированных на конкретного потребителя типовых автономных опреснительных установок на основе современных мембранных технологий, фотоэлектрической системы электропитания с электрохимическими накопителями и электромеханической системой рекуперации электрической энергии, а также создать научно-технологические основы для проектирования и строительства крупных опреснительных заводов с использованием возобновляемых источников энергии для решения инфраструктурных проблем соответствующих регионов.

Текущие результаты проекта:
Разработана эскизная конструкторская документация на создаваемый экспериментальный образец автономной опреснительной установки с электропитанием от фотоэлектрических преобразователей и электрохимических накопителей и с рекуперацией электрической энергии.
Изготовлен испытательный стенд для проверки работоспособности различных мембран в условиях изменения температур и соленостей исходной воды.
Разработаны программа и методики проверки работоспособности обратноосмотических мембран в условиях изменения температур и соленостей исходной воды.
При выполнении работ подготовлена заявка о выдаче патента Российской Федерации на изобретение «Устройство рекуперации энергии при опреснении морских и солоноватых вод», авторы - исполнители проекта Н.Е.Кручинина, А.В.Десятов, В.А.Колесников, А.В.Колесников. Подача заявки осуществлена на основании дополнительного патентного исследования, согласно которому заявляемое техническое решение имеет право на получение патента.