Регистрация / Вход
Прислать материал

«Разработка теории и методологии проектирования электроснабжения энергодефи-
цитных территорий за счет энергии водных источников»

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Продолжительность работ
2009 - 2011, 27 мес.
Бюджетные средства
9 млн
Внебюджетные средства
2,16 млн

Информация отсутствует

Этапы проекта

1
15.06.2009 - 15.12.2009
1.Маркетинговые исследования свидетельствуют о том, что значитель-ная часть потребности в автономных источниках электроэнергии на рынке Сибири может быть удовлетворена за счет микроГЭС, при этом возможный объем продаж – до 2000 единиц продукции в год.
2.Анализ пригодности малых рек Сибирского региона для развития микрогидроэнергетики подтверждает полное соответствие необходимым гидрологическим параметрам около 15% от общего числа рек в энергодефицитной зоне.
3. Разработаны модель и методика выбора типа и параметров, обеспечивающих эффективное применение различных вариантов микроГЭС, в зависимости от характеристики населенного пункта и энергетических возможностей водных источников в нем.
4.Разработана новая модель электромагнитных процессов в низко-скоростном торцевом синхронном генераторе, обеспечивающая оптимизацию синтеза его параметров, в диапазоне мощностей от 0,5 до 30 кВт и частот вращения 80 – 300 об/мин.
5. Создана и обоснована математическая модель локальной системы электроснабжения с раз-нородным составом электроприемников, соответствующая типовой, для данных условий, категории потребителей.
6.Разработана математическая модель ортогональной турбины в свободном потоке, обеспечивающая рост удельной мощности энергоустановки и быстроходности турбины. В ANSYS CFX подтверждена корректность расчетной модели.
Созданные модели и методики обладают существенной новизной и позволяют создать предпосылки к успешной конкуренции изделий, созданных на их основе на отечественном и мировом рынке микроэнергетики.
Основная особенность работ на этом этапе – комплексный подход, как к совокупности разрабатываемых моделей, так и к учету факторов, определяющих поведение самой модели.
Наиболее результативно внедрение этих результатов в форме единой информационной среды проектирования изделия и технологии его производства под управлением PLM, позволяющей обеспечить качество изделия на этапе проектирования, многократно сократить затраты времени и стоимость.
Развернуть
2
01.01.2010 - 30.06.2010
Анализ и доказательства работоспособности основных компонентов микроГЭС на основе:
а) разработанной модели силового взаимодействия ротора и статора генератора, позволяющей учесть влияние зазора и его неравномерности на величину и распределение силы тяжения;
б) физического эксперимента по определению сил тяжения, подтвер-дившего корректность разработанной модели силового взаимодействия;
в) новой модели влияния технологических погрешностей и деформа-тивности системы на величину сил тяжения ротора и статора, позволившей обосновать выбор типа подшипников и конструкции щитов генератора;
г) созданной комплексной модели учета всех факторов на НДС основных компонентов НТСГ, позволившей ввести в процедуру проектирования генератора учет факторов, существенно влияющих на работоспособность, но до сих пор не учитывавшихся;
д) разработанных математических моделей поведения компонентов турбины под нагрузкой с выполнением анализа работоспособности ее наиболее нагруженных элементов: вала, лопасти, траверсы, резьбовых соединений, подшипников.
С применением этих моделей проанализирована и доказана работоспособность наиболее нагруженных элементов турбины. Выполнена верификация расчетных моделей поведения ротора под действием сил тяжения в генераторе на конечно-элементных моделях в ANSYS.
Разработка конструкции экспериментального образца микроГЭС мощностью 1 кВт, как прототипа серийного изделия, включающая:
а) Описание разработанной конструкции экспериментального образца микроГЭС;
б) комплект рабочей конструкторской документации экспериментального образца.
в) Изготовление опытного образца, с использованием технологий серийного производства.
г) Проведение стендовых испытаний генератора и натурных испытаний микроГЭС, подтвердившее правильность выбранных конструктивно-технологических решений.
Для проведения натурных испытаний микроГЭС разработан, изготовлен, смонтирован на р. Енисей универсальный стенд.
2.2. Новизна применяемых решений в сравнении с другими работами, родственными по тематике и целевому назначению и определяющими мировой уровень заключается в следующем:
а) Новая модель силового взаимодействия ротора и статора генератора, учитывающая влияние технологических погрешностей и деформативности системы на величину и характер изменения силы тяжения ротора. позво-ляющая повысить работоспособность механических компонентов генератора при уменьшении его материалоемкости.
б) Модель, позволяющая учесть весь комплекс конструктивно-технологических факторов на НДС компонентов НТСГ и ввести в процедуру проектирования генератора учет факторов, существенно влияющих на работоспособность изделия, но до сих пор не учитывав-шихся.
С учетом этих и ранее созданных моделей разработана конструкция экспериментального образца микроГЭС мощностью 1 кВт, как прототипа серийного изделия, включающая:
• описание конструкции экспериментального образца микроГЭС;
• комплект рабочей конструкторской документации экспериментального образца, выполненной в новейших компьютерных технологиях, позволивших изготовить детали сложной формы на обрабатывающих центрах по моделям.
• изготовление опытного образца, с использованием серийных технологий для отработки промышленного производства.
• проведение испытаний микроГЭС, подтвердившее правильность вы-бранных конструктивно-технологических решений и достоверность моделей.
2.3. Особенности исследования, разработки, метода или методологии проведения работы на отчетном этапе.
Основная особенность работ на этом этапе – комплексный подход, как к совокупности разрабатываемых моделей, так и к учету факторов, определяющих поведение самой модели.
2.4. Объекты интеллектуальной собственности, созданные на отчетном этапе. По результатам патентных исследований всех компонентов микроГЭС, подана заявка о выдаче патента на изобретение.
Развернуть
3
01.07.2010 - 15.12.2010
Созданы алгоритмы процесса проектирования: оптимизационного синтеза параметров ортогональной турбины и торцевого синхронного генератора; конструирования активной части генератора, ортогональной турбины; анализа работоспособности наиболее критичных компонентов микроГЭС с учетом технологических погрешностей и деформативности системы. Выполнен анализ полноты и корректности информационных потоков проектирования.
Развернуть
4
01.01.2011 - 25.04.2011
Создана единая информационная среда автоматизированного проектирования микроГЭС, построенная на принципе поддержки жизненного цикла от синтеза параметров генератора и турбины, к их оптимизации и конструированию изделия с использованием 3D-моделирования изделия в CAD-среде, анализу работоспособности всех критичных элементов изделия в CAE-среде и технологической подготовке производства были созданы на предыдущем этапе модель логическая и физическая модели данных, интерфейс к базе данных (БД).
Разработана программа использования новых знаний, моделей, технологий, полученных в процессе выполнения проекта; защиты авторских прав на созданное студентами, магистрантами, аспирантами в работе над проектом.
Развернуть
5
26.04.2011 - 05.09.2011
Изготовление и натурные испытания опытно-промышленного образца микроГЭС. Проведение технико-экономической оценки полученных результатов
Развернуть

Программа

Программа "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009 - 2013 годы

Программное мероприятие

1.1 Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров
Тема
Разработка методологии эффективного тепло- электроснабжения обособленных зданий и сооружений при комбинированном использовании традиционных источников и газопоршневых установок с когенерацией энергии при максимальном учете реального соотношения тепловых и электрических нагрузок.
Продолжительность работ
2009 - 2010, 17 мес.
Бюджетные средства
10 млн
Количество заявок
4
Тема
Разработка технологии и развитие методологии проектирования изделий микроэлектроники.
Продолжительность работ
2007 - 2011, 59 мес.
Бюджетные средства
0 млн
Количество заявок
0
Тема
Разработка технологии и создание оборудования для производства энергии из биомассы
Продолжительность работ
2008 - 2011, 39 мес.
Бюджетные средства
72 млн
Количество заявок
10
Тема
Разработка алгоритмов управления передачи и распределения электрической энергии в интеллектуальной распределительной электрической сети
Продолжительность работ
2013, 2 мес.
Бюджетные средства
20 млн
Количество заявок
21
Тема
Организационно-техническое обеспечение проведения международной молодежной научной школы «Методология проектирования молодежного научно-инновационного пространства для российской энергетики».
Продолжительность работ
2012, 2 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Количество заявок
5