АО «КазНИИ Энергетики имени академика Ш.Ч.Чокина» Целевые технологические программы по малой ветро- и гидроэнергетике Разработчики: Ержан А.А., Мырзакулов Б.К. Научный руководитель: д.т.н., академик МАИ Кошумбаев М.Б. Докладчик: Мырзакулов Б.К. АО «КазНИИ Энергетики имени академика Ш.Ч.Чокина» « Целевые технологические программы по малой ветро- и гидроэнергетике » Разработчики: Ержан А.А., Мырзакулов Б.К. Научный руководитель: д.т.н., академик МАИ Кошумбаев М.Б. Докладчик: Мырзакулов Б.К.

Что сделано? 1. Проведены форсайтные исследования по технологическому прогнозу до 2020 года ( гг.) 2. Разработана и утверждена Концепция инновационного развития Республики Казахстан до 2020 года (2012 г.). Что требуется? 1. Разработка целевых технологических программ по критическим технологиям. 2. Разработка Программы инновационного развития Республики Казахстан до 2020 года (2012 г.).

Целевые технологические программы 1. Программа развития малой ветровой энергетики Республики Казахстан до 2020 г. 2. Программа развития малой гидроэнергетики Республики Казахстан до 2020 г.

Цель Программ Использование ветро- и гидропотенциала Казахстана для локального энергообеспечения Использование ветро- и гидропотенциала Казахстана для локального энергообеспечения

Задачи 1. Разработка новых конструкции возобновляемых источников энергии малой ветро- и гидроэнергетики. 2. Развитие инфраструктуры по поддержке малой ветро- и гидроэнергетики. 3. Законодательное стимулирование малой ветро- и гидроэнергетики.

Целевые индикаторы В целях реализации задач будут достигнуты следующие целевые индикаторы: - производство ветровых станции общей мощностью 1 ГВт; - производство малых и минигидростанции общей мощностью 100 МВт; - введение в эксплуатацию предприятий для производства ветротурбин общей мощностью 10 ГВт; - введение в эксплуатацию предприятий для производства малых ГЭС общей мощностью 10 ГВт; - производство генераторов мощностью 1-50 КВт общей численностью 1000 шт. ежегодно; - производство аккумуляторов на общую мощность 100 МВт.

Сущность и содержание работ по реализации программы Известна конструкция ветроэлектростанции (ВЭС)( Патент РФ ), состоящая из концентратора потока воздуха в виде шатра с вытяжной трубой и конусом с вогнутой поверхностью, ветроколеса, генератора и аккумулятора. Конус и шатер соединены между собой вертикальными перегородками, которые образуют сужающиеся воздушные каналы, широкая часть для входа потока воздуха, а узкая - для подачи ускоренного потока в вертикальную вытяжную трубу, в которой установлены ветроколеса на вертикальных валах. К недостаткам ВЭС относится низкая эффективность, концентрации потока не происходит по рабочей поверхности лопасти ветроколеса, что приводит к значительному снижению КПД двигателя и ресурсов времени эксплуатации узлов механизма.

Сущность и содержание работ по реализации программы Наиболее широкое применение нашла конструкция микро-ГЭС фирмы SEABELL INTERNATIONAL Co.,Ltd. (Япония). Общий вид таких конструкций приведен на рисунке. В рабочем состоянии концентрация потока приводит к занапориванию входящего оголовка за счет снижения пропускной способности конструкции. Воздействие потока на ковшовые лопасти вызывает сильную турбулизацию потока, что отражается на надежности конструкции микро-ГЭС.

Предлагаемые решения Техническим результатом предлагаемого изобретения (предпатент 20243) является: повышение эффективности за счет устранения системы нагрева, оптимизации конструкции, надежности агрегата, улучшение аэродинамического режима работы. В предлагаемом решении внутри концентратора между шатром и конусом установлены криволинейные направляющие стенки, образующие криволинейные воздушные каналы, криволинейные лопасти закреплены на оси генератора. Криволинейность направляющих стенок и лопастей ветрового колеса задана логарифмической зависимостью.

Предлагаемые решения Отличительной особенностью предлагаемой конструкции является турбина, которая выполнена из цилиндрической трубы, внутри которой расположены пластины с возможностью плавного обтекания потоком (Предпатент 13064). Каждая из пластин продольной кромкой одного ребра прикреплена к внутренней стороне трубы, а продольной кромкой другого ребра соединена с другими пластинами вдоль оси трубы. В прямоточной конструкции устранена вибрация турбины и исключено консольное крепление вала вследствие выполнения турбины из полой цилиндрической трубы. Консольное крепление пластин отсутствует, в связи с чем исключается их вибрация и вибрационная нагрузка.

Структура Программы 1.Паспорт Программы 2.Введение 3.Технологическая концепция Программы / Дерево технологий 4.Анализ существующей ситуации и имеющихся компетенций 5.Перечень критических технологий 6.Цель и задачи Программы 7.Необходимые ресурсы 8.SWOT анализ ресурсов 9.Этапы Программы 10.Инвестиционная стратегия 11.План действий

Паспорт Программы

Дерево технологий Первый уровень Код Технологии второго уровня Код Технологии третьего уровня Код Технологии четвертого уровня МАЛАЯ ГЭС МГЭС-1ГТС МГЭС-1-1Каскады МГЭС-1-1-1Малонапорные МГЭС-1-1-2Быстровозводимые МГЭС-1-2КаналыМГЭС-1-2-1Железобетонные МГЭС-2Гидротурбины МГЭС-2-1КовшовыеМГЭС Ковшовая горизонтальная МГЭС-2-2Прямоточные МГЭС-2-2-1Трубные МГЭС-2-2-2Вихревая МГЭС-2-2-3Рукавные МГЭС-2-3БесплотинныеМГЭС С промежуточным резервуаром МГЭС-3Электрогенераторы МГЭС-3-1 Сильные магниты МГЭС С электромагнитом на статоре и магнитом на роторе МГЭС-3-2ФеррожидкостьМГЭС-3-2-1С феррожидкостью

Критические технологий Из результата БМО анализа технологий в области малой ГЭС видно, что все 10 технологий могут быть отнесены в категорию критических технологий.

Этапы Программы ЭтапыМероприятия 1. Начальный этап 2013 – 2015 гг Подготовка кадров 1.2. Проведение НИОКР 1.3. Инжиниринг 1.4. Организация ОКБ 1.5. Изменения в законодательстве 2. Средний этап 2016 – 2018 гг Проведение НИОКР 2.2. Разработка ТЭО 2.3. Развитие инфраструктуры Организация промышленных компаний Организация инжиниринговых компаний Организация инновационных компаний 2.4. Законодательная инициатива по стимулированию малой гидроэнергетики 2.5. Разработка Правил выпуска, обращения и погашения «зеленых» сертификатов 3. Заключител ьный этап 2019 – 2020 гг Повышение квалификации кадров 3.2. Оптимизация конструкции опытных моделей МГЭС и внедрение в производство 3.3. Разработка ПСД 3.4. Создание сервисных организаций по модернизации и ремонту действующих МГЭС 3.5. Законодательное закрепление тарифов по «зеленой» энергетике 3.6. Организация IPO инновационных компаний

План действий ЗадачаПроекты Программы Задача 1 Разработка новых конструкции возобновляемых источников энергии малой гидроэнергетики 1.1. Проведение литературного обзора и патентного поиска по конструкциям ВЭС, малых и мини-ГЭС, 1.2. Математическое моделирование процессов, связанных с физическими явлениями в конструкции ВЭС и МГЭС, 1.3. Проведение опытно-конструкторских работ, 1.4. Разработка опытной модели конструкции ВЭС и МГЭС и экспериментального стенда для исследований, 1.5. Проведение экспериментов и оптимизация параметров конструкции ВЭС и МГЭС, 1.6. Сертификация опытного образца Задача 2 Развитие инфраструктуры по поддержке малой гидроэнергетики 2.1. Организация маркетинговых и логистических исследований по организации предприятий по производству ветро/гидротурбин, генераторов, АСУ, изучению инжиниринговых и сервисных услуг, 2.2. Организация ОКБ на базе современных программных продуктах, 2.3. Разработка Правил выпуска, обращения и погашения «зеленых» сертификатов, 2.4. Организация IPO инновационных компаний, 2.5. Мониторинг и формирование базы данных по предприятиям и организациям, которые могут быть преобразованы для реализации цели и задач Программы Задача 3 Законодательное стимулирование малой гидроэнергетики 3.1. Законодательное определение малой ветро/гидроэнергетики, законодательная процедура определения и утверждения тарифов по малой ветро/гидроэнергетике, 3.2. Повышение квалификации кадров, 3.3. Организация выпуска, обращения и погашения «зеленых» сертификатов, 3.4. Организация семинаров по внедрению законодательных норм по малой ветро/гидроэнергетике

Спасибо за внимание , Республика Казахстан г. Алматы ул. Байтурсынова, 85 тел.: +7 (727) Моб Моб