Обращение граждан
ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
НПО "ФИЗИКА-СОЛНЦЕ" АН РУз

Гелиополигон

Информация по деятельности уникального объекта «Гелиополигон»


photo_2017-04-24_14-54-52.jpg

«Гелиополигон» Физико-технического института НПО “Физика-Солнце”является базовым испытательным и демонстрационным центром в Республике Узбекистан, где проводятся испытания разрабатывающихся эффективных технологий и методов преобразования солнечной энергии в другие виды энергии и по использованию других видов возобновляемых источников энергии.

Назначение объекта

  • Разработка эффективных технологий преобразования солнечной энергии.
  • Создание опытных образцов технических средств и технологий по преобразованию и использованию солнечной энергии.

Испытания отечественных и импортируемых технических средств гелиотехники и их адаптация к экологическим и социальным условиям Центрально-Азиатского региона, проведение маркетинга «Гелиополигон» Физико-технического института НПО “Физика-Солнце” является базовым испытательным и демонстрационным центром в Республике Узбекистан, где проводятся испытания разрабатывающихся эффективных технологий и методов преобразования солнечной энергии в другие виды энергии и по использованию других видов возобновляемых источников энергии.

Объектом исследования и разработок являются тепловые, фотоэлектрические и термодинамические преобразователи солнечной энергии, а также технологии синтеза высокотемпературных оксидных материалов и их соединений в экологически чистых условиях.

Основной целью работы является разработка и апробация высокоэффективных методов, технологий и технических средств приёма и преобразования солнечной энергии и на этой основе создание экспериментальных образцов тепловых, фотоэлектрических и термодинамических преобразователей. Проведение их испытаний, выполнение цикла работ по синтезу различных высокотемпературных оксидных материалов в фокальной области концентраторов солнечного излучения, а также обучение и стажировка молодых специалистов и учёных из различных ВУЗов республики.

При выполнении проектов по фундаментальным исследованиям и прикладным работам применяются экспериментальные методы изучения теплотехнических характеристик низкопотенциальных солнечных установок, термодинамических преобразователей и концентрирующих систем.

Фотоэлектрические методы используются при изучении вольтамперных характеристик модулей солнечных элементов и батарей на их основе.

Результаты исследования позволят:

- разработать принципиальную схему испытательного стенда для проведения тепловых испытаний ПСК и ПСА. Разработать порядок и методику проведения тепловых испытаний плоских солнечных коллекторов (ПСК) и плоских солнечных абсорберов (ПСА) в натурных квазистационарных условиях;

- выполнить анализ состава загрязнений на поверхности фотоэлектрических батарей, образованных за определенный период. Отработать технологию очистки поверхности фотобатарей различными методами. Разработать оптимальные варианты технологии очистки для отдельных регионов республики в зависимости от состава пыли;

- провести сравнительный анализ степени очистки поверхности фотоэлектрических батарей различными методами: механическое удаление, обдув, всасывание, отмывание;

- создать экспериментальную установку для определения коэффициента селективности керметных покрытий в нестационарных условиях.

- разработать математическую модель нестационарных процессов нагрева и охлаждения тонкой пластины с керметным покрытием для описания зависимости излучательной способности образцов покрытий от температуры.

Фотоэлектрические батареи, собранные из кремниевых солнечных модулей, используются для обеспечения электроэнергией автономных потребителей, удалённых от линий электропередач, сезонных объектов и для освещения в ночное время отдельных территорий.

   

photo_2017-04-24_14-57-18.jpg 

Научное обоснование деятельности уникального объекта.

Использование нетрадиционных и возобновляемых источников энергии в топливно-энергетической отрасли - актуальная задача мировой энергетики. Одним из основных их видов, отличающимся экологичностью и доступностью, является энергия солнечного излучения. 

По наблюдениям одной из особенностей последних десятилетий является повсеместное истощение запасов углеводородного топлива в недрах Земли, особенно нефти и газа, возрастающие темпы потребления энергии в различных отраслях экономики, глобальное изменение климата и ухудшение экологической ситуации окружающей среды.

Образующихся от сжигания углеводородного топлива угрожающих размеров принимают масштабы вредных выбросов парниковых газов в атмосферу Земли. Поэтому рациональное и экономное использование углеводородного топлива и других альтернативных источников на основе возобновляемой энергетики, особенно солнечной, являются определяющими факторами при разработке энерго- и ресурсосберегающих технологий. Согласно энергетическим программам промышленно развитых стран во многих крупных научно-технических центрах выполняются широкомасштабные работы по использованию солнечной энергии в различных отраслях экономики. Результаты этих разработок реализованы в пилотных и опытно-промышленных образцах низкопотенциальных тепловых, фотоэлектрических и термодинамических преобразователей солнечной энергии, испытания которых проводятся на специализированных полигонах, оснащенных современными научно-исследовательскими комплексами, контрольно-измерительными системами и техническими средствами.

В области освоения и использования нетрадиционных возобновляемых источников энергии в Узбекистане важное историческое значение имеет Указ Первого Президента Республики Узбекистан «О мерах по дальнейшему развитию альтернативных источников энергии» от 1 марта 2013 года, ставшего программным документом в планировании и выполнении фундаментальных и прикладных исследований, направленных на расширение масштабов использования альтернативных источников энергии, прежде всего солнечной. 

В соответствии с Программой мер по сокращению энергоемкости, внедрению энергосберегающих технологий в отраслях экономики и социальной сфере на 2015-2019 годы, одобренной постановлением Президента Республики Узбекистан от 5 мая 2015 года, в нашей стране реализуется широкий комплекс мер по обеспечению энергосбережения в отраслях экономики и социальной сфере. Продолжается строительство объектов жилого, социально-бытового назначения с использованием солнечных и энергосберегающих технологий. 

Этой работе мощный импульс придало постановление Президента нашей страны Шавката Мирзиёева "О программе развития системы теплоснабжения на период 2018-2022 годы" от 20 апреля 2017 года, активизировавшее меры по повышению качества и обеспечению бесперебойной подачи тепловой энергии потребителям, обновлению и модернизации основных фондов систем теплоснабжения на основе внедрения современных экономичных и энергосберегающих технологий, эффективному и рациональному использованию топливно-энергетических ресурсов. 

В дорожной карте «Развитие использования солнечной энергии в Республике Узбекистан» на период 2014-2031 годы отмечено, что доля использования солнечной энергии в общем энергобалансе страны к 2030 году должна составить 6 процентов. 

В 2016-2017 годах в Ташкенте на ряде многоэтажных зданий установлены системы солнечного теплоснабжения с использованием солнечных водонагревательных коллекторов. Например, в жилом доме на улице Навои установлена система горячего водоснабжения площадью 159,72 квадратных метра высокоэффективных плоских солнечных водонагревательных коллекторов, на улице Айбека в Мирабадском районе в жилом доме установлены 40 вакуумно-трубчатых коллекторов для горячего водоснабжения общим объемом 8 тонн.

Узбекистан располагает благоприятными климатическими условиями для использования солнечной энергии, энергетический потенциал которой составляет 98,5 процента всех возобновляемых источников энергии вместе взятых, поэтому ее задействование актуально как с целью обеспечения энергетической безопасности, так и улучшения социально-бытовых условий населения. Немаловажное значение при этом имеет возможность сохранения запасов углеводородного топлива для будущих поколений и смягчения экологической обстановки в стране.

         Наличие заметного технического потенциала солнечной энергии в Узбекистане, который составляет 176,8 млн. тонн н.э. в год, является важным фактором для развития работ по солнечной энергетике.

Успешное функционирование «Гелиополигона» Физико-технического института НПО “Физика-Солнце” является важным шагом в использовании солнечной энергии для выработки тепла и электроэнергии для автономных потребителей и разработки импортозамещающих высокотемпературных соединений на основе оксидных и других материалов для нужд электротехнической, нефтегазовой, текстильной и других отраслей промышленности, а также вносит существенный вклад в развитии науки и техники Республики Узбекистан и служит для проведения научных экспериментов на высоком уровне, результаты которых, будут влиять на технико-экономические показатели вырабатываемых отечественных продукций.

Функционирование «Гелиополигона» позволит:

- реализовать научные  проекты в области преобразования и использования солнечной энергии;

- разработать и реализовать экспресс-методика теплового испытания и определения основных теплотехнических параметров плоских солнечных коллекторов и абсорберов для нагрева жидкого теплоносителя в натурных квазистационарных условиях.

По результатам исследования теплотехнических характеристик инсоляционных систем солнечного отопления с трехслойными энергоактивными светопрозрачными ограждениями будет определена необходимая теплоемкость краткосрочного (суточного) аккумулятора дневного излишка тепла солнечного излучения;

В частности,

- для проведения численных экспериментов по определению основных теплотехнических показателей ПСК и ПСА, результаты которых дают основание считать достоверной предложенную ускоренную методику тестирования;

- для разработки оптимальных вариантов технологий очистки поверхностей фотоэлектрических батарей для отдельных регионов республики Узбекистан, в зависимости от состава пыли;

- для проведения сравнительных анализов степени очистки поверхностей фотоэлектрических батарей различными методами: механическое удаление, обдув, всасывание, отмывание;

- для разработки конструкций керамических микрофильтрационных мембран со средним размером пор для тонкой очистки винной продукции;

- для исследований транспортной пористости таких мембранных элементов.

- для проведения тестирований устройств для очистки поверхностей фотоэлектрических батарей, с автономным электропитанием от самой фотоэлектрической батареи и устройств для определения скорости потока воздуха и для изготовления вариантов устройств очистки поверхности фотоэлектрической батареи с эффектом всасывания;

Кроме того, уникальный объект «Гелиополигон» является основным звеном по направлению ВИЭ, а также гелиоэнергетики, которая в тесном сотрудничестве научно-исследовательских институтов с высшими учебными заведениями формируют научную базу.  

Проводимые на «Гелиополигоне» стажировка и обучение специалистов из различных ВУЗ ов нашей республики, а также ознакомительные экскурсии для школьников, слушателей лицеев и колледжей, служат целям осмысления крайней важности практического использования солнечной энергии для замещения определённой части традиционного углеводородного топлива уменьшения масштабов выброса в атмосферу углекислого газа.

Это не только перспективный с точки зрения практического применения источник возобновляемой энергии, но, также, очень удобный и простой в использовании. Годовой потенциал общей солнечной энергии в Узбекистане эквивалентен 50 миллиардам 973 миллионам тонн нефти, а это составляет 99,7% от суммарного валового потенциала всех исследованных на сегодняшний день на территории Узбекистана ВИЭ, технический потенциал— 176,8 млн. т.н.э. (98,6% от суммарного технического потенциала ВИЭ).По абсолютному значению ежегодная энергия солнечного излучения, приходящая на территорию страны, превышает энергетический потенциал разведанных запасов углеродного сырья всего Узбекистана.

-.jpg

На «Гелиополигоне» установлены:

- солнечные водонагреватели различных конструкций;

- солнечный абсорбер для нагрева воды;

-солнечная сушильная установка с возможностью использования как теплицу;

- солнечная фотоэлектрическая установка мощностью 60 Вт;

- солнечные энергетические установки с двигателем Стирлинга;

-параболоцилиндрические концентраторы;

-солнечно-биогазовая установка с реактором кормопроизводства.

Кроме того, объект оснащен приборами для измерения и регистрации интенсивности солнечного излучения (актинометры, пиранометры и цифровые вольтметры).  

Мероприятия, выполненные на объекте «Гелиополигон»:

 - разработаны и установлены образцы емкостных солнечных водонагревательных коллекторов из местных строительных материалов и импортных в том числе Deriya, Simsek, Solar City Solution, SOLIMPEKS.

 - установлен экспериментальный образец солнечно-биогазовой установки с реактором кормопроизводства;

 - установлена передвижная автономная фотоэлектрическая станция мощностью 1000 Вт.

Кроме того, в 2017 году в Гелиополигоне выполнены следующие работы для улучшения состояния объекта и создания благоприятных условий для выполнения научно-исследовательских и прикладных работ:

- установлены автономные фотоэлектрические станции (АФЭС) для освещения, которые питаются от солнечной фотоэлектрической батареи (фотоэлектрическая панель мощностью -200 Вт, аккумуляторная батарея -200А, инвертор -12/24 Вольт 10А, прожекторы – 20Вт, 40Вт) – 4 шт.;

Результаты, достигнутые в последние 5 лет по деятельности уникального объекта

При выполнении грантов по фундаментальным исследованиям и государственным научно-техническим программам, а также по инновационным проектам лабораториями Физико-технического института и Института материаловедения НПО “Физика-Солнце” АН РУз за отчетный период получены следующие основные результаты:

По научно-техническому проекту ФА-А4-030 “Разработка и реализация экспресс-методики теплового испытания и определения основных теплотехнических параметров плоских солнечных коллекторов и абсорберов для нагрева жидкого теплоносителя” (руководитель –к.т.н. Авезова Н.Р.):

Предложена новая методика определения средней по длине теплоотводящих каналов (ТОК) листотрубных лучепоглощающих теплообменных панелей (ЛПТП) плоских солнечных коллекторов (ПСК) температуры теплоносителя и их других теплотехнических показателей на основе обработки результатов измерений по их, тепловому тестированию в натурных квазистационарных условиях позволяющая повысить достоверность результатов теплового тестирования ПСК на 4-5 %.

На основе предложенной ускоренной методике определения основных теплотехнических параметров ПСК и ПСА для нагрева ЖТН в натурных квазистационарных условиях, разработан и создан лабораторный испытательный стенд для проведения краткосрочных тепловых испытаний, утвержден перечень, необходимых контрольно-измерительных приборов для  сборки стенда. Проведены тестовые испытания.

Обоснованные предложения по развитию деятельности уникального объекта.

Для усиления работ по освещению крайней важности использования энергосберегающих технологий и осмыслению важности использования солнечной энергии для замещения определённой части традиционного топлива, и обеспечения обучения, подготовки и переподготовки специалистов в области использования возобновляемых источников энергии институтом создан Учебный центр «Renewable Energy Education» совместное функционирование которой вместе с «Гелиополигоном» позволило бы подготовить специалистов с непосредственным практическим опытом работы.

Кроме того, на сегодняшний день подписаны ряд меморандумов и соглашений с ВУЗами для проведения практических занятий и экспериментов с использованием «Гелиополигона», что также способствует формированию практических навыков у студентов и магистрантов.

Начата работа по привлечению производственных предприятий на проведение испытаний их продукции на определение ресурсных показателей (СВК, ФЭС и др.).




Контакты

Телефон: +99871 2359361

Факс: +998712354291

E-mail: ftikans@uzsci.net

Адрес: Узбекистан, 100084, г. Ташкент, ул. Чингиз Айтматов 2Б

Подписка

Введите свой E-mail адрес и получайте новые материалы, новости и полезные советы с нашего сайта сразу на свою почту: