7 декабря 2009 г. во Всероссийском электротехническом институте им. В. И. Ленина (ФГУП ВЭИ им. В. И. Ленина) состоялось очередное заседание Совета генеральных и главных конструкторов, ведущих учёных и специалистов в области высокотехнологичных секторов экономики при Председателе Правительства РФ Владимире Путине по вопросам энергобезопасности и энергосбережения.

В рамках заседания в высоковольтном зале ФГУП ВЭИ им. В. И. Ленина была организована выставка оборудования и технологий, посвящённая вопросам энергобезопасности, энергосбережения и энергоэффективности.

Фотогалерея >

На выставке были представлены комплексные экспозиции следующих организаций:

• ФГУП ВЭИ им. В. И. Ленина,
• Министерства образования и науки Российской Федерации (Минобрнауки России) и Федерального агентства по науке и инновациям (Роснаука),
• ОАО «Федеральная сетевая компания ЕЭС»,
• ОАО «Холдинг МРСК».

На комплексной экспозиции Минобрнауки России и Роснауки 16-ю организациями были представлены и продемонстрированы более 20 высокотехнологичных разработок, выполненных в рамках Федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007—2012 годы» по приоритетному направлению «Энергетика и энергосбережение».

Перечень организаций и технологий

• РПК «Системы управления», Челябинск. Быстрокомпонуемый блочно-модульный индивидуальный тепловой пункт для многоквартирных домов
• ОАО «Зеленоградский инновационно-технологический центр». Энергосберегающая автоматизированная система индивидуального учёта энергоресурсов в жилых зданиях и промышленных объектах
• ООО «СофтПро», Москва. Регулятор напряжения для систем освещения с дистанционным контролем
• ГОУВПО «Московский энергетический институт» (Технический университет). Повышение эффективности трубопроводных систем для транспортировки теплоносителя и углеводородов
• Государственное учебно-научное учреждение Физический факультет Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова. Монолитные магнитные системы из редкоземельных магнитопластов для высокоэффективных энергосберегающих электродвигателей
• ОАО «ВНИИКП», Москва. Кабель силовой сверхпроводящий трёхфазный на основе высокотемпературных сверхпроводников
• ОАО «ЭНИН», Москва. Система криообеспечения высокотемпературных сверхпроводящих кабелей. Крионасос с ВТСП электроприводом
• ООО «РИТЭК», Москва. Высокоэнергоэффективные регулируемые вентильные электроприводы
• ОАО «ИВК „ЭКОПАРК-ФИЛИ“», Москва. Деревянное окно с утеплённой вставкой
• ОАО «АК ИНСОЛАР», Москва. Теплонасосный отопительный прибор ТОП-2.0Р, реверсируемый в летнее время в режим кондиционирования. Внутриквартирный утилизатор теплоты сточных вод
• НТК АНЧАР ИФХЭ РАН, Москва. Программно-аппаратурный комплекс (ПАК АНЧАР) для проведения исследований шумовых процессов в инфразвуковом диапазоне частот
• ООО «Энергоресурсстэ», Петрозаводск. Стационарный теплоаккумулятор СТЭ типа «Стена»
• ООО «НПО ТЕРМЭК», Москва. Интенсифицированные кожухотрубные теплообменники
• Объединённый институт высоких температур РАН. Водородо-кислородные парогенераторы для автономной и стационарной энергетики
• ООО НПП «Донские технологии», Ростовская область, г. Новочеркасск. Блок управления насосными агрегатами
• ФГУП ВЭИ им. В. И. Ленина, Москва. Тиристорный модуль, высоковольтный выключатель

На экспозиции были представлены энергосберегающие разработки и технологии, в т. ч. в области ЖКХ.

Например, РПК «Системы управления» представили быстрокомпонуемый блочно-модульный индивидуальный тепловой пункт (ИТП) повышенной заводской готовности, который предназначен для тепловой энергии от внешней тепловой сети к системе отопления, вентиляции и приготовления горячей воды и автоматического регулирования параметров теплоснабжения многоквартирного жилого дома. Данная конструкция позволяет сократить сроки проектирования, изготовления и внедрения ИТП до 60 % и оснащать современными ИТП в короткий межотопительный сезон больший объём типовой жилой застройки.

Произведена апробация работы пилотных образцов на многоквартирных домах в г. Копейск Челябинской области. По результатам внедрения произошло снижение потребления тепловой энергии на 25 % (в переходный период); срок ввода в эксплуатацию с момента начала работ составил 10 рабочих дней. Потенциальный объём рынка на 2010 г. по городу Челябинску составляет 700 млн. руб.

Зеленоградский инновационно-технологический центр (ЗИТЦ) представил беспроводную систему индивидуального учёта тепло-, энергоресурсов, которая разработана и внедрена на пилотных объектах и может стать основой для обеспечения энергосбережения в секторе ЖКХ и бюджетной сфере.

Работа выполнена Зеленоградским инновационно-технологический центр, совместно с Московским государственным институтом электронной техники (МИЭТ), ФГУП «Прибор» (г. Челябинск), РПК «Системы Управления» (г. Челябинск) и Воронежским инновационно-технологическим центром при поддержке со стороны Роснауки и ФС РМП НТС.

В проекте предложено новаторское инновационное решение, ориентированное в первую очередь, на особенности строительства в России и СНГ. Это использование сенсорных технологий, технологий систем-на-кристалле и технологий беспроводных сетей для реализации мониторинга систем жизнеобеспечения зданий, на основе которых осуществляется полный индивидуальный и коммерческий учёт потребления и управления потреблением всех тепло- и энергоресурсов.

В настоящее время, при финансовой поддержке «Фонда содействия реформированию ЖКХ» осуществлено успешное внедрение данной системы на пилотных многоквартирных домах в г. Челябинске. Пилотные проекты продемонстрировали возможность экономии до 30 % теплоэнергоресурсов за счёт непосредственного стимулирования населения, управляющих и генерирующих компаний к энергосбережению и рациональному использованию ресурсов.

Стоимость внедрения системы по стране составляет 176 миллиардов рублей, а экономия тепла, воды и электроэнергии в финансовом выражении — 104 миллиарда рублей ежегодно.

ООО «СофтПро» представил регулятор напряжения для систем освещения с дистанционным контролем.

Данная разработка нацелена на снижение потребления электроэнергии, а также сокращение расходов на обслуживание и ремонт в системах внешнего и внутреннего освещения. Принцип действия регулятора основан на изменении уровня напряжения питания по алгоритму для ламп определённого типа и стабилизации в соответствии с ГОСТ 13109-97. Создан экспериментальный образец регулятора напряжения мощностью 1 кВт, который предназначен для управления приборами освещения на основе газоразрядных и светодиодных ламп, а также светильников, оборудованных ЭПРА с возможностью диммирования напряжением 0—10 В.

Преимущества: управление освещением с учётом внешней освещённости, присутствия посетителей и расписания эксплуатации объекта освещения (экономия электроэнергии может достигать 40 %); дистанционный контроль состояния системы освещения и параметров регулятора и взаимодействие с оборудованием автоматизации коммунального хозяйства на основе международного стандарта ISO/IEC 14908.1. Разработка защищена патентом РФ.

ГОУВПО «Московский энергетический институт» (Технический университет) представил технологию повышения эффективности трубопроводных систем для транспортировки водных сред и углеводородов, которая осуществляется на основе кардинального изменения свойств функциональных поверхностей трубопроводов и оборудования с использованием нанотехнологий.

Разработаны и апробированы технологии, позволяющие многократно повышать коррозионную стойкость трубопроводов, насосов, теплообменников, запорно-регулирующей арматуры, турбин и компрессоров, удалять накопившиеся и предотвратить накопление новых отложений, в т.ч. и термобарьерных, а также существенно (до 40 %) снижать гидравлическое сопротивление в магистральных трубопроводах, повысить ресурс не менее чем в 3 раза, значительно снизить утечки теплоносителя и жидких углеводородов.

Наноуровневая модификация функциональных поверхностей теплообменного оборудования, магистральных и разводящих трубопроводов, с использование поверхностно-активных веществ позволяет обеспечить:

• практически 100 % блокирование коррозионных процессов;
• снижение скорости накопления термобарьерных отложений не менее чем в 10—12 раз;
• реальную возможность обеспечения эксплуатации систем теплоснабжения на неподготовленной («сырой») воде;
• снижение повреждаемости трубопроводов и оборудования для транспортировки водных сред не менее чем в 5 раз, для углеводородов — не менее чем в 3 раза;
• снижение затрат на привод насосов для транспорта воды и углеводородов до 40 %.

Формирование нанокомпозитных покрытий, с использование ионно-вакуумных технологий, на поверхностях элементов ответственного оборудования (рабочие колеса насосов, запорно-регулирующая арматура, лопатки турбин и компрессоров и др.) позволяет обеспечить:

• увеличение эрозионной стойкости не менее чем в 9 раз;
• увеличение коррозионной стойкости не менее чем в 15 раз;
• улучшение усталостных характеристик более чем в два раза;
• улучшение трибологических характеристик (снижение коэффициента трения не менее чем в 4 раза);
• увеличение КПД агрегатов на 3—8 %.

Александр Клименко, заместитель руководителя Роснауки дал интервью 1 Каналу, продемонстрировав суть работы данной технологии: «Вот, посмотрите. Сейчас это обычные капельки воды, посмотрите, как они себя ведут. Они соскальзывают с поверхности, потому что она гидрофобная. Эта поверхность несмачиваемая, обработана соответствующим образом. Она полностью защищена от коррозии. Примерно на 40 % снижается гидравлическое сопротивление при прокачке воды. А это опять затраты энергии. Ну, и вот те самые миллионы кубометров воды, которые просто-напросто мы теряли, мы уже не теряем. Это все уже работает».

Данная технология в масштабах страны позволит сэкономить миллиарды рублей, поскольку трубы не только перестанут гнить и исчезнут протечки из них, ещё и на прокачку воды будет тратится гораздо меньше топлива, а проблема передачи тепловодоснабжения, которую на совете генеральных конструкторов называли «катастрофической», из-за того что потери составляют 50 %, будет таким образом решена. Экспериментальное применение этой технологии уже началось в Москве.

Физический факультет МГУ им. М. В. Ломоносова продемонстрировал свои монолитные неоднородно намагниченные магнитные системы (МНМС) из редкоземельных магнитопластов для увеличения производительности высокоэффективных электродвигателей, генераторов, магнитных муфт при сохранении того же энергопотребления.

Новое поколение электродвигателей малой и средней мощности сконструированных на базе МНМС, совершая ту же самую полезную работу, потребляют в 1.5—2 раза меньшее количество электроэнергии, чем традиционные.

Применение МНМС позволяет более чем в два раза повысить энергию, передаваемую магнитными муфтами.

Применение магнитных муфт с МНМС позволило создать магнитозащищенные приборы учёта тепловой энергии исключающие её несанкционированное использование, реализация которых в 2010 году составит более 700000 шт.

ОАО «ВНИИКП» представил силовой сверхпроводящий трёхфазный кабель на основе высокотемпературных сверхпроводников.

Крупнейший в Европе кабель длиной 200 м с током 1500/2000 А на напряжение 20 кВ с передаваемой мощностью 50/70 МВА. Изготовлен на основе высокотемпературных сверхпроводников, работающих при температуре жидкого азота (-196 С и ниже).

Преимущества:

• Увеличение передаваемой мощности в 3—9 раз в сравнении с обычным кабелем;
• Снижение потерь электроэнергии в 2—3 раза при передаче сопоставимой мощности;
• Увеличение ресурса кабеля примерно в 2 раза (до 60 лет);
• Экологическая чистота и пожаробезопасность;
• Пониженный импеданс кабеля;
• Возможность передачи большей мощности при пониженном напряжении. Это позволяет передавать электроэнергию на генераторном напряжении и исключить две мощные подстанции с соответствующей экономией площади в мегаполисах.
• Первая разработка в России, использующая российские технологии и «ноу-хау». Заложены предпосылки для массового производства ВТСП-кабелей.
• Является крупнейшим в Европе по длине и величине передаваемой мощности.

Потребители продукции — передающие и региональные электросетевые компании (ОАО «ФСК ЕЭС»; ОАО «Холдинг МРСК», ОАО «МОЭСК», и им подобные).

ОАО «ЭНИН» была представлена система криообеспечения, предназначенная для криостатирования силовых высокотемпературных сверхпроводящих систем различного назначения (кабелей, токоограничителей, трансформаторов, транспортных систем и т. п.).

В отличие от используемых в настоящее время традиционных систем на базе двигателя Стирлинга, впервые в системе криообеспечения используются криорефрижераторы с неоновым контуром и высокоресурсными турбомашинами, погружные крионасосы с ВТСП электроприводом, «активная» система криостатирования.

Система криообеспечения имеет следующие преимущества:

• обеспечивает работу протяжённых силовых сверхпроводящих кабелей длиной до 1,5 км;
• в 5—10 раз по сравнению с аналогами увеличен межремонтный ресурс системы (до 30000 ч);
• криорефрижератор обладает большей в 1.6 раза холодопроизводительностью и в 1.5 раза большим коэффициентом полезного действия при температуре 65 К;
• не требует водяной системы охлаждения, что обеспечивает его автономную работу.

Система криообеспечения протяжённых силовых сверхпроводящих кабелей создана впервые в мире.

ООО «РИТЭК» представили высокоэнергоэффективные регулируемые вентильные электроприводы. Синхронные электродвигатели с постоянными магнитами (СДПМ) в роторе предназначенные для использования в составе установок погружных центробежных и винтовых насосов, с помощью которых добывается около 80 % всей нефти в России.

Разработаны и поставлены на производство первые в мире приводы на основе СДПМ для установок погружных центробежных и винтовых насосов для добычи нефти.

Замена асинхронных электродвигателей на СДПМ — мировая тенденция в области совершенствования регулируемых приводов различных машин и оборудования.

Основные преимущества

СДПМ — нет расхода мощности на передачу энергии ротору, в котором установлены постоянные магниты, и соответствующих потерь, которые есть в короткозамкнутой обмотке роторов асинхронных электродвигателей, в связи с чем их КПД (91—92 %) выше КПД асинхронных двигателей (83—84 %), а значения рабочих токов — ниже.

Высокие энергетические характеристики СДПМ в сочетании с возможностью регулирования частоты вращения обеспечивают снижение энергопотребления при замене ими асинхронных электродвигателей.

Зарубежных аналогов нет.

ОАО «ИВК «ЭКОПАРК-ФИЛИ» продемонстрировало энергоэффективный оконный блок. Основным преимуществом предлагаемой разработки оконного блока является высокое приведённое сопротивление теплопередаче (больше 0,8 м²К/Вт) и увеличение температуры внутренних поверхностей, что позволяет, с одной стороны экономить тепловую энергию, с другой, предотвращает выпадение конденсата и образование грибков.

ОАО «АК ИНСОЛАР» представило теплонасосный отопительный прибор, реверсируемый в летнее время в режим кондиционирования и внутриквартирный утилизатор теплоты сточных вод. Разработка предназначена для отопления или охлаждения помещений с использованием низкопотенциального тепла от нетрадиционных источников энергии, например, геотермального тепла и/или вторичных энергоресурсов.

Экономия энергии — более 50 % в зимнее и до 70 % в летнее время года.

НТК АНЧАР ИФХЭ РАН продемонстрировал новейший российский программно-аппаратурный комплекс (ПАК) для проведения шумовых исследований в инфразвуковом диапазоне частот.

Отличительной особенностью ПАК является регистрация и анализ инфразвуковых характеристик объектов энергетического назначения при разработке систем защиты от техногенных катастроф, а также при разработке автоматизированной системы прогноза землетрясений и цунами.

Комплекс может быть эффективно использован при проведении геоэкологического мониторинга окружающей среды, для диагностики состояния морских буровых платформ, плотин ГЭС, несущих конструкций АС, а также при проведении поиково-разведочных работ на нефть и газ.

Данная разработка не имеет аналогов за рубежом, может успешно конкурировать на мировом рынке, оснащена уникальным авторским пакетом программ.

ООО «Энергоресурсстэ» продемонстрировало стационарные теплоаккумулирующие изделия из талькохлорита (экологически чистая горная порода, обладающая высокой теплоёмкостью, термостойкостью, теплопередачей и благотворным влиянием на человека) — источник экологически чистого тепла. Принцип их действия — отопление помещений за счёт накопленной тёплой энергии от ночной электроэнергии.

Применение стационарных теплоаккумуляторов СТЭ позволяет:

• Снизить стоимость отопления помещений в 2—4 раза против существующих.
• Перенести электрическую нагрузку с дневного времени на ночное (по Москве 2000 МВт).
• Повысить устойчивость и на 40 % эффективность работы ветроустановок, работающих в автономном режиме.
• Загрузить атомные электростанции в ночное время за счёт использования теплоаккумуляторов СТЭ мощностью до 200 МВт.

Разработанная система отопления на основе стационарного теплоаккумулятора СТЭ уникальна по следующим причинам:

• Возможность изготавливать теплоаккумуляторы мощностью от 2 до 200 000 кВт.
• Низкая стоимость, в среднем в пять раз, по сравнению с западными аналогами в пересчёте на 1 кВт.
• Возможность использования второго дополнительного и равноценного источника энергии в виде древесного или газового топлива.
• Абсолютная надёжность работы со сроком службы до 50 лет.

ООО «НПО ТЕРМЭК» продемонстрировало интенсифицированные кожухотрубные теплообменники, обеспечивающие интенсификацию теплообмена в 2—2,5 раза. Благодаря внедрению результатов современных исследований, новейших опытно-конструкторских разработок и передовых технологий изготовления достигнуты более высокая эффективность теплообмена при тех же габаритных размерах, большая надёжность и гибкость в применении, эксплуатации и обслуживании этих аппаратов. Конструкция компактных теплообменников допускает их установку в вертикальном, горизонтальном рабочем положении и лёгкость их интеграции как с вновь проектируемыми, так и с существующими технологическими системами.

Объединённый институт высоких температур РАН продемонстрировал водородо-кислородные парогенераторы для автономной и стационарной энергетики. Использование водородно-кислородных парогенераторов позволяет снять ограничения на температуру перегретого водяного пара, определяемую материалами котельных агрегатов и паропроводов, и реализовывать разнообразные термодинамические циклы преобразования энергии с использованием современной и перспективной паротурбинной техники. С их использованием оказывается возможным создание эффективных и относительно дешёвых (по сравнению с ГАЭС) манёвренных и остропиковых мощностей на ТЭС и АЭС, повышение их КИУМ до 0.9 и экономия природного газа в энергетическом секторе, расходуемого на производство пиковой мощности в ГТУ.

ООО НПП «Донские технологии» представило блок управления насосными агрегатами для группового управления двигателями привода насосных агрегатов систем водоснабжения и водоотведения объектов ЖКХ муниципальных образований и промышленных предприятий.

Основные преимущества разработанной системы (по сравнению с устройствами аналогичного назначения, использующими индивидуальные преобразователи для питания каждого двигателя): сокращается стоимость системы (до 30 %), снижаются потери электроэнергии (до 10 %), затраты на эксплуатацию и обслуживание (до 25 %), дополнительная экономия электроэнергии расходуемой на перекачку жидкости до 60 %.

На основе данного вида привода возможно создание полностью автоматизированной системы управления объектами водоснабжения и водоотведения городского хозяйства с диагностикой и мониторингом состояния трубопроводов и автоматического поддержания требуемого давления в системе.

На выставке ФГУП ВЭИ им. В. И. Ленина представил оборудование для мониторинга надёжности работы трансформаторов и высоковольтных вводов, передвижные диагностические лаборатории, новые тиристоры с элементами внутренней самозащиты от аварий, изоляторы для высоковольтных линий, на которые не садится пыль. Опасность пыли для работы линий сотрудники института наглядно продемонстрировали на стенде, куда специально нанесли аэрозольные частицы: при включении напряжения произошёл пробой.

Организационно-техническая поддержка: НП «ИНКО».