Разработка автономного мобильного микроэнергетического комплекса, функционирующего на основе технологий переработки промышленных, коммунальных и сельскохозяйственных отходов с энергоснабжением в режиме тригенерации

Руководитель проекта: д.ф.-м.н., главный научный сотрудник, Сухинов Александр Иванович.

Сведения о ходе выполнения прикладных научных исследований и экспериментальных разработок (проекта)

В ходе выполнения проекта «Разработка автономного мобильного микроэнергетического комплекса, функционирующего на основе технологий переработки промышленных, коммунальных и сельскохозяйственных отходов с энергоснабжением в режиме тригенерации» по Соглашению о предоставлении субсидии № 14.577.21.0260 от 26 сентября 2017 г. с Минобрнауки России в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» на этапе № 1 «Обоснование и выбор направления исследований» в период с 26 сентября 2017 г. по 29 декабря 2017 г. выполнены следующие работы:

• выполнен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему, исследуемую в рамках ПНИЭР, в том числе, обзор научных информационных источников: статьи в ведущих зарубежных и (или) российских научных журналах, монографии и (или) патенты – не менее 15 научно-информационных источников за период 2011 – 2016 гг.;
• выполнен обзор существующих установок по переработке отходов и их анализ на предмет генерируемого газа;
• проведена сравнительная оценка эффективности возможных направлений исследований согласно указанным целям ПНИЭР;
• выполнен выбор и обоснование оптимального варианта решения поставленной задачи по созданию микроэнергетического комплекса по переработки ТКО;
• выполнен выбор и обоснование установки для термической утилизации промышленных, коммунальных и сельскохозяйственных отходов и определение ее характеристик;
• выполнен выбор и обоснование оптимального рабочего тела для микротурбины;
• выполнен анализ и расчет устройства генерации-преобразования рабочего тела для микротурбины, полученной от теплоты утилизационной установки;
• выполнено теоретические исследование и обоснование наиболее эффективного способа получения холода в условиях микроэнергокомплекса;
• выполнен выбор и обоснование конструкции микротурбины, расчет ее параметров;
• выполнены патентные исследования в соответствии с ГОСТ Р 15.011-96;
• выполнен расчет основных рабочих параметров элементов экспериментального микроэнергетического комплекса с выбором готовых элементов (оборудования) комплекса;
• выполнен выбор и обоснование принципиальной схемы работы экспериментального микроэнергетического комплекса;
• выполнен выбор и обоснование трансформатора теплоты для обеспечения режима тригенерации;
• выполнен обзор и анализ существующих подшипниковых узлов, применяемых в высокоскоростных машинах;
• выбран тип подшипникового узла на основе проведенного сравнительного анализа типов подшипников;
• определена мощностная линейка микроэнергокомплексов и согласованы все их элементы по параметрам;
• выполнен предварительный расчет параметров электрогенератора и выбран его типа;
• разработан цикл энергетической установки, адоптированной к выходным параметрам современных оптимальных установок по переработке отходов для получения максимально возможной, в данных условиях, энергетической эффективности;
• разработана функциональная схема экспериментального микроэнергетического комплекса с определением количества контрольно-измерительных точек;
• выполнен выбор и обоснование необходимых контрольно-измерительных приборов для экспериментального микроэнергетического комплекса.

Степень внедрения: практического внедрения полученных результатов в рамках прикладных научных исследований и экспериментальных разработок на данном этапе не предусмотрено.

Рекомендации по внедрению: на этапе № 3 выполнения проекта будут разработаны предложения и рекомендации по внедрению и реализации (коммерциализации) полученных результатов ПНИЭР, вовлечению их в хозяйственный оборот, а также технические требования и предложения по разработке, производству и эксплуатации продукции с учетом технологических возможностей и особенностей Индустриального партнера.

Область применения: результаты проведенной ПНИЭР могут быть использованы для проведения опытно-конструкторских работ, направленных на создание серийного производства автономных мобильных микроэнергетических комплексов, функционирующий на основе технологий переработки промышленных, коммунальных и сельскохозяйственных отходов с энергоснабжением в режиме тригенерации.

Основные потребители разработанных технологий – предприятия по переработке различных видов твердых коммунальных отходов, предприятия малой распределенной энергетики.

Экономическая эффективность работы: на этапе № 3 выполнения проекта будет проведена технико-экономическая оценка результатов ПНИЭР, разработан бизнес-план организации производства автономного мобильного микроэнергетического комплекса и проведены маркетинговые исследования рынка микроэнергетических установок.