Энергоэффективности и ВИЭ

Заведующий лабораторией — акад. РАЕН, д.хаб.т.н., Бурчиу Виталий Иванович

Область научных исследований

Доля применяемых в Молдове возобновляемых источников энергии существенно не велико по причине высокой стоимости применяемых для этих целей устройств. Исходя из этого, лаборатория предусматривает в своем плане научных исследований разработка новых технических решений и технологий по повышению эффективности использования энергии из возобновляемых источников, а именно:
-  системный анализ эффективности известных и новых источников возобновляемой энергии с учетом региональных особенностей потребления энергии и воздействия на окружающую среду;
- разработка, изготовление и испытание лабораторных образцов устройств, на основе инновационных решений преобразования и использования возобновляемых источников энергии (солнца и ветра);
-  разработка, изготовление и испытание энергосберегающих солнечных и солнечно-топливных теплиц;
-   исследования и разработка низкотемпературной тепловой гелиотехники;
- участие в разработке нормативно-правовой базы стандартизации и использования возобновляемых источников энергии.

Также предусмотрено решение некоторых вопросов общей энергетики, а именно:

Состав лаборатории

На 1 января 2011 г. в лаборатории работают 5 научных сотрудников, в том числе 2 доктора хабилитат технических наук, 2 доктора технических наук, 6 инженеров и 1 техник.
Состав Лаборатории

Состав сотрудников:
сотрудникученая степень, должность№ телефона
Бурчиу В. И. д.хаб.т.н., (2000),  зав. лаб. 72-50-44
Ермуратский В. В. д.хаб.т.н., (2002), гл. н.с. 72-50-44
Грицай М. А. д.т.н., ст. н.с. 73-39-52
Шит М. Л. д.т.н., в. н.с. 56-71-93
Дуплева  Ю. н.с. 068 277550
Наний О. Е. инженер 72-50-44
Ермуратская Г. В. инженер 72-50-44
Локшин В. Г. инженер 72-50-44
Ермуратский В. В. инж.-программист 72-50-44
Кодряну С. инж.-программист 069 728760
Меренко  В. инженер. 069 198287
Грати М. техник 079 232778

История создания лаборатории

Лаборатория организована в 2013 г. на базе двух лабораторий: «Возобновляемыхх источников энергии» и «Энергоэффективности и систем управления».
Лаборатория нетрадиционных источников энергии (ЛНИЭ), бывшая базой лаборатории возобновляемых  источников энергии, была образована на базе лаборатории управляемых накопителей электрической энергии (ЛУНЭЭ) Института Энергетики АН РМ в 1994 году, которая в свою очередь выделилась из состава лаборатории электрических конденсаторов (ЛЭК), созданной в 1974г.

Основные  результаты

В период 2006-2010 были выполнены исследования и разработки, направленные на создание эффективного и недорогого оборудования солнечных и солнечно-топливных установок для конвективной сушки растительной продукции (фруктов, ягод, овощей, лекарственных и пряных трав). Предложены и исследованы новые конструкции солнечных нагревателей воздуха и воды, аккумуляторов тепла и холода, сушильной камеры, утилизатора сбросного тепла стационарных сушильных установок, а также мобильных солнечных установок для радиационной сушки растительной продукции (см. фото-галерею). Созданы научно-технические основы методики расчёта элементов солнечных конвективных сушилок. Выполнены разработки эскизных проектов, изготовлены и испытаны в реальных полевых условиях экспериментальные образцы элементов и сушильных установок в целом.
Расчёты и эксперименты показали возможность и целесообразность создания передвижных и стационарных сушильных установок с коэффициентом замещения традиционных энергоресурсов солнечной энергией до 60%. Предложенные технические и технологические решения обеспечивают повышение коэффициента использования первичной энергии с 25...45% до 55...75%, т.е. более чем в 1,6 раза. Одновременно достигается сокращение на 15...25% времени сушки при обеспечении высокого качества конечного продукта, в частности - равномерность высушивания частиц сырья. По результатам работы получено 4 патента и опубликовано 9 статей и тезисов докладов на международных конференциях.
Совместно с лабораторией «Моделирование и диагностика энергетического оборудования» была разработана концепция Полигона «Возобновляемые источники энергии» - зона демонстрации возобновляемых источников энергии с учетом климатических условий Молдовы, площадь которого составляет более 5 гектаров. Целевое назначение данного Полигона заключается в содействии преодолению барьеров, которые препятствуют использованию возобновляемых источников энергии в РМ, посредством адаптации к условиям Республики новых технологий, оборудования и систем для преобразования и использования этих источников, а именно:
- адаптация и освоение технологий обеспечения автономной энергией на основе комплексного использования различных видов возобновляемых источников энергии в условиях Молдовы;
- экспериментальная проверка технических решений и оборудования, используемых в производстве энергии из различных возобновляемых источников;
- оценка эффективности использования различных видов ВИЭ в климатических условиях Молдовы;
- экспериментальная проверка эффективности применения сложных технических решений для одновременного преобразования возобновляемой энергии в другие виды энергии, с учетом строительство зданий из различных конструктивных элементов, выполняющие одновременно и функцию преобразования энергии, полученной из возобновляемых источников;
- использование в качестве испытательного стенда нового оборудования и технологий получения энергии из возобновляемых источников, расположенных на полигоне для их экспериментальной проверки и широкого их внедрения;
- выполнения функции содействия широкому использованию возобновляемых источников энергии в народном хозяйстве и внесения своего вклада по внедрению законов о возобновляемых источниках энергии и энергетической стратегии Республики.
Также выполняются исследования генераторов на постоянных магнитах, применяемых в ветроэнергетике.

Публикации результатов исследований

Основные экспериментальные разработки лаборатории

Рис.1 Аккумулятор тепла с непосредственным и непрямым поглощением солнечной энергии (2006 г.)

Удельная энергоёмкость аккумулятора …………………………………120 МДж/м3
Максимальная  рабочая температура…………………………………… 950С

 

          

Рис. 2 Солнечная мобильная установка для сушки растительной продукции радиационного типа с плоским рефлектором (2006 г.)

          

Рис. 3 Экспериментальные образцы солнечных нагревателей воздуха с поперечным потоком воздуха - левая сторона, и продольным потоком воздуха - правая сторона (2007г.)

Солнечные нагреватели  воздуха с матричными абсорберами солнечного излучения могут обеспечить:

Ожидаемая себестоимость тепловой энергии, получаемой от этих нагревателей, существенно (в 1,7 – 2,3 раза) ниже, чем при использовании природного газа.

                                       
Рис.4. Экспериментальный образец камеры для стационарной сушильной установки конвективного типа (2008г.)
Сушильная установка, имеющая   камеру с поперечным потоком воздуха, характеризуется следующими основными данными:

              
Рис. 5.  Солнечный нагреватель воды с полимерным трубчатым абсорбером и плоским рефлектором (2008 г.)
Солнечный нагреватель воды в зависимости от температуры воды на его выходе характеризуется следующими основными данными:

                                       

Рис. 6. Часть пластинчатого теплообменника, утилизатора тепла стационарной  сушильной установки, изготовленная  из ячеистого поликарбоната (2009 г).

Применение рекуперативного теплообменника в сушильном процессе с постоянными параметрами и рециркуляцией воздуха обеспечивает:

Применение рекуперативного теплообменника в сушильном процессе с переменными параметрами без рециркуляции воздуха, обеспечивает:

В 2010 г. были поставлены и решены следующие задачи.

  1. 1.Разработка концепции солнечной стационарной сушильной установки, сочетающей высокую долю замещения солнечной энергией традиционных энергоресурсов и рационального использования как традиционной, так и возобновляемой энергии (рис.7).
  2. 2.Разработка методики оптимизации параметров конструкции и режимов работы подсистем для получения горячего воздуха и горячей воды и их элементов по критериям минимума удельных затрат электрической и тепловой энергии на сушку сырья различных видов.
  3. 3.Определение расчётных значений энергетических, экономических и экологических показателей рассматриваемой солнечно-топливной сушильной установки.
  4. 4.Разработка эскизного проекта солнечно-топливной стационарной сушильной установки как прототипа для применения в фермерских хозяйствах.

 
Рис.7.  Блок-схема солнечно-топливной стационарной сушильной установки конвективного типа. 1-атмосферный воздух; 2-догреватель воздуха; 3-сушильная камера; 4-утилизатор сбросного тепла;  5-осушитель воздуха; 6- солнечные коллекторы; 7-аккумулятор тепла; 8-регулятор контура рекуперации; 9-воздушный фильтр. 

Концепция Полигона «Возобновляемые источники энергии» приведена на рис. 8 и 9.

  

Рис. 8. Концепция Полигона «Возобновляемые источники энергии».

                                         

Рис. 9. Фрагмент концепции Полигона «Возобновляемые источники энергии».

            На Полигоне изготовлены и смонтированы две ветроустановки: одна с горизонтальной осью вращения турбины (рис. 10) и одна с вертикальной осью вращения турбины (рис. 11). При испытании их в реальных условиях оба показали хорошие результаты.

                                               

Рис. 10. Ветроустановка с горизонтальной осью вращения турбины.

                             

Рис. 11. Ветроустановка с вертикальной осью вращения турбины.
Результаты исследований генераторов на постоянных магнитах, применяемых в ветроэнергетике, приведены на рис. 12.

             

Рис. 12. Результаты исследований генераторов на постоянных магнитах.

 

Контактная информация

Адрес: 
Институт Энергетики Академии Наук Молдовы.
Лаборатория энергоэффективности и возобновляемых источников энергии,
ул. Академическая, 5, MD-2028,  г. Кишинёв, Республика Молдова.

Заведующий лабораторией, д.хаб.т.н., В. И. Бурчиу
Тел. (373 22) 72-50-44,   моб. (373) 079 97 11 72
E-mail: vitalieburciu@hotmail.com

Главный научный сотрудник,  д.хаб.т.н., В. В. Ермуратский
Тел. (373 22) 72-50-44, моб. (373) 069 55 08 12
E-mail: ermuratskie@gmail.com

Старший научный сотрудник, д.т.н., И. Т. Комендант
Тел. (373 22) 739887
E-mail: icomendant@gmail.com

Старший научный сотрудник, д.т.н., М. А. Грицай
Тел. (373 22) 73-39-52