Топ-5 запатентованных российских разработок в области экологической энергетики

В Москве проходит форум «Российская энергетическая неделя», на котором обсуждается будущее мировой энергетики, пути и возможности ее развития. В числе приоритетных тем занимает экологическая энергетика. С 2020 года Федеральная служба по интеллектуальной собственности (Роспатент) зарегистриовала около 3 тысяч изобретений и полезных моделей в области производства, преобразования и распределения такого вида энергии.

Также за последние 5 лет запатентовано 17 изобретений, относящихся к источникам получения энергии из волн и приливов и 13 – относящихся к масштабным техническим сооружениям – гидроэлектростанциям.

«В современном мире особую роль играют технологии, которые позволяют рационально использовать  не только энергию, получаемую из топлива, но и другие энергоресурсы. Российские инноваторы в этом вопросе много внимания уделяют выработке альтернативной энергии – солнечной, ветровой, приливной. Эти разработки ставят нашу страну в один ряд с другими технологически развитыми странами мира», – отметил руководитель Роспатента Юрий Зубов.

Лидером по числу действующих патентов в области экологической энергетики является компания ООО «Инпут Трансформейшн Аутпут Корпорейшн» — у неё зарегистрировано 70 патентов. Вторым крупнейшим энергетическим патентодержателем является Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ – 57 патентов, среди которых значительная часть посвящена использованию солнечной энергии. По 50 патентов у Национального исследовательского университет МЭИ, и у Кубанского технологического университета.

Топ-5 изобретений в российской экологической энергетике

Гидроаккумуляция: решение пиковых нагрузок

Пиковые нагрузки, когда потребление электроэнергии превышает обычный уровень, требуют различного объёма выработки энергии в течение суток. Для их покрытия специалисты ОАО «РусГидро» предложили запасать выработанную за ночь электроэнергию, чтобы с её помощью покрывать пиковые потребности в дневное время. Для этого на Зеленчукской ГЭС установили гидроаккумулирующую электростанцию, состоящую из двух обратимых гидроагрегатов, которые в ночное время перекачивают воду в басейн суточного регулирования, а утром и днем используют эту воду для выработки электроэнергии. Такой подход позволяет электростанции работать в круглосуточном режиме, обеспечивая стабильную выработку электроэнергии в течение дня независимо от уровня воды в реке.

Синхронизированные ветроколеса

Совмещение двух ветроколес на одной ветроэнергетической установке позволяет максимально эффективно использовать энергию ветра. Однако близкое расположение плоскостей вращения может привести к перехлесту лопастей. Изобретатели из Национального исследовательского университета «МЭИ» (ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ») сделали установку, в которой плоскости вращения лопастей двух ветроколес расположены под углом друг к другу, а их движение осуществляется с использованием механизма синхронизации, обеспечивающего заданный режим работы. Такая конструкция увеличивает суммарную площадь, ометаемую ветроколесами, что повышает выработку электроэнергии и надёжность работы установки даже при порывистом ветре.

Энергия волн морских

Одним из неиссякаемых источников энергии являются моря и океаны. В России, как в одной из крупнейших морских держав, уже давно функционируют волновые гидроэлектростанции. Одну из них разработали инноваторы Кубанского государственного технологического университета. Они запатентовали электростанцию, в которой набегающие волны воздействуют на винт, поворачивая его вместе с корпусом. Внутри корпуса неподвижно закреплены два соленоида (устройства, преобразующие механическое движение в электрический ток), расположенные диаметрально друг к другу. К соленоидам через поворотные рычаги прикреплены дугообразные ферромагнитные стержни.  При воздействии волны винт вместе с корпусом поворачивается на 180° до упора в упругий демпфер, поднимая рычаги в верхнее положение. Затем они опускаются под действием силы тяжести в другой демпфер, генерируя электрический ток. Эта электростанция может быть особенно полезна для прибрежных регионов, где затруднено стабильное электроснабжение.

Тепло из недр Земли

Ученые Томского политехнического университета запатентовали геотермальну установку, которая обеспечивает подготовку геотермальной воды для использования. В ее состав входят: дегазатор, отделяющий газ от поднимаемой из скважины геотермальной воды, блок осушки отделенного газа и газовый котел, где дегазированная вода дополнительно подогревается за счет сжигания газа, прошедшего через блок осушки. Далее нагретая вода испаряется и пар направляется либо на турбину, связанную с электрогенератором, либо на нагрев теплоносителя для системы теплоснабжения. Удаленный из воды газ сжигается и нагревает воду. Такое решение снижает коррозию оборудования, увеличивает срок его службы и одновременно повышает эффективность установки по производству тепловой и электрической энергии.

Используя энергию Солнца

Даже среди суровых зим и коротких дней в России можно эффективно использовать энергию Солнца. Изобретатели Федерального научного агроинженерного центра ВИМ запатентовали отопительную установку для животноводческих помещений, которая сочетает использование солнечной энергии с дублирующим источником тепла. Она оснащена частично теплоизолированной стеной Тромба-Мишеля с тёмной наружной поверхностью для поглощения солнечного света. В качестве дублирующего источника тепла используют закрытые тепловой изоляцией теплоаккумулятор и электронагревательные элементы. Электровентилятор обеспечивает подачу тёплого воздуха в помещение, распределяя как накопленное солнечное тепло, так и энергию от электронагревателей. Такое решение позволяет использовать для отопления солнечную энергию, в том числе и запасенную, а при необходимости, комбинировать ее с использованием внепиковой (дешевой) электроэнергий.