Результаты научных исследований и подготовки специалистов по возобновляемой энергетике в Южно-Уральском государственном университете
Ключевые слова:
деградация солнечных модулей, система слежения за солнцем, малая гидроэнергетика, возобновляемая энергетика, образовательный процесс
Аннотация
Приведена история становления учебного направления по возобновляемой энергетике в Южно-Уральском государственном университете (национальном исследовательском университете), описано создание специализированных лабораторий и методического обеспечения, особенности образовательного процесса в бакалавриате, магистратуре и аспирантуре. Раскрыты инновационные методы обучения с использованием открытых on-line курсов и виртуальных стендов. Проектное обучение в рамках магистерских программ позволяет расширить границы обучения и выйти на высокий уровень исследовательских работ студентов с публикацией результатов в высокорейтинговых журналах. Показаны основные направления научной работы, цели и задачи создания международного инновационного центра «Альтернативная энергетика» и центра коллективного пользования «Ветроэнергетика». Представлены некоторые темы и результаты исследований по использованию возобновляемых источников энергии в процессах получения тепловой и электрической энергии, способам защиты солнечных модулей от перегрева, загрязнения и деградации. Дальнейшее развитие направления предполагает создание и использование на базе Порожской ГЭС, одной из старейших в России, образовательного центра, включающего объекты возобновляемой энергетики: ветроэнергетические установки, солнечные энергоустановки и малую ГЭС. Совершенствование образовательного процесса видится в создании образовательных программ опережающей подготовки элитных кадров для распределенной энергетики.
Литература
1. Шестаков А.Л., Кирпичникова И.М. Южно-Уральский государственный университет как стартовая площадки энергосберегающих технологий и использования возобновляемых источников энергии // Альтернативная энергетика и экология. 2010. № 1(81). С. 149—152.
2. Кирпичникова И.М. Развитие направления возобновляемой энергетики в учебном процессе Южно-Уральского государственного университета // Возобновляемая и малая энергетика — 2012: Сб. трудов IX Междунар. ежегодной конф., посвященной десятилетию образования Комитета ВИЭ РосСНИО». М.: Комитет ВИЭ РосСНИО, 2012. С. 61—66.
3. Лекториум [Офиц. сайт] www.lektorium.tv/mooc2/29772 (дата обращения 15.01.2022).
4. Лятхер В.М., Кирпичникова И.М., Соломин Е.В. Оптимизация профиля лопастей ортогональной ветроэнергетической установки // Вестник ЮУрГУ. Серия «Машиностроение». 2013. Т. 13. № 1. С. 112—118.
5. Лятхер В.М., Кирпичникова И.М., Соломин Е.В. Ортогональная сбалансированная ветроэнергетическая установка малой мощности // Там же. С. 63–69.
6. Kirpichnikova I.M. Sulamaa P. Renewable Energy Sources in Finland and Russia – a Review // Baltic Sea Policy Briefing [Электрон. ресурс] www.centrumbalticum.org/en/news/e-publications (дата обращения 15.01.2022).
7. Кирпичникова И.М., Соломин Е.В, Кривоспицкий В.П. Ветроэнергетические установки с вертикальной осью вращения // Известия Академии электротехнических наук РФ. 2010. № 1. С. 56—60.
8. Кирпичникова И.М., Мартьянов А.С., Соломин Е.В. Преобразование энергии в ветроэнергетических установках // Альтернативная энергетика и экология. 2010. № 1(81). С. 93—97.
9. Solomin E., Kirpichnikova I., Martyanov A. Simulation of a Generator for a Wind-power Unit // Russian Electrical Eng. 2013. V. 84. No. 10. Pp. 577—580.
10. Solomin E.V. e. a. Horizontal-axis Wind Turbine Weathervane Yaw Differential // Vestnik Samarskogo Gos. Tekhn. Un-ta. Seriya «Fiziko-Matematicheskie Nauki». 2021. V. 25. No. 2. Pp. 365—380.
11. Кирпичникова И.М. Разработки Южно-Уральского государственного университета в области использования возобновляемых источников энергии // Альтернативная энергетика и экология. 2014. № 5(145). С. 54—57.
12. Пат. № 201526 РФ. Голографическая пленка на основе призмаконов / Кирпичникова И.М., Махсумов И.Б., Сироткин Е.А. // Бюл. изобрет. 2020. № 36.
13. Kirpichnikova I.M., Sudhakar K., Makhsumov I.B., Martyanov A.S., Shanmuga Priya S. Thermal Model of a Photovoltaic Module with Heat-protective film // Case Studies in Thermal Engineering. 2022. V. 30. P. 101744.
14. Кирпичникова И.М., Шестакова В.В. Электрические свойства пыли и их влияние на работу солнечных модулей // Энергосбережение и водоподготовка. 2021. № 4(132). С. 10—14.
15. Кирпичникова И.М., Заварухин В.А. Деградация солнечных модулей. Виды, причины, методы диагностики модулей // Энергосбережение и водоподготовка. 2021. № 2(130). С. 37—43.
16. Pingel S. e. a. Potential Induced Degradation of Solar Cells and Panels // Proc. 35th IEEE Photovoltaic Specialists Conf. Honolulu, 2010, Pp. 002817—002822.
17. Sologubov А.Yu., Kirpichnikova I.M. Multivariable Control of Solar Battery Power by Extremum Seeking: Starting from Linear Analysis // Machines. 2019. V. 7(4). Pp. 64—96.
18. Сологубов А.Ю, Кирпичникова И.М. Обзор современных сенсорных технологий в системах слежения за Солнцем // Технический оппонент. 2019. № 1(2). С. 54—60.
19. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ № 2019665999 RU. Программа формирования двухпараметрических временных сеток для вычисления солнечной позиции и обработки угловых данных расчёта / Сологубов А.Ю., Кирпичникова И.М.
20. Пташкина-Гирина О.С., Гусева О.А. Оценка целесообразности электроснабжения от малых ГЭС // Вестник ИрГСХА. 2017. № 81(2). С. 105—111.
---
Для цитирования: Кирпичникова И.М., Заварухин В.А., Сологубов А.Ю., Шестакова В.В. Результаты научных исследований и подготовки специалистов по возобновляемой энергетике в Южно-Уральском государственном университете // Вестник МЭИ. 2022. № 4. С. 90—97. DOI: 10.24160/1993-6982-2022-4-90-97
#
1. Shestakov A.L., Kirpichnikova I.M. Yuzhno-Ural'skiy Gosudarstvennyy Universitet kak Startovaya Ploshchadki Energosberegayushchikh Tekhnologiy i Ispol'zovaniya Vozobnovlyaemykh Istochnikov Energii. Al'ternativnaya Energetika i Ekologiya. 2010;1(81):149—152. (in Russian).
2. Kirpichnikova I.M. Razvitie Napravleniya Vozobnovlyaemoy Energetiki V Uchebnom Protsesse Yuzhno-Ural'skogo Gosudarstvennogo Universiteta. Vozobnovlyaemaya i Malaya Energetika — 2012: Sb. Trudov IX Mezhdunar. Ezhegodnoy Konf., Posvyashchennoy Desyatiletiyu Obrazovaniya Komiteta VIE RosSNIO». M.: Komitet VIE RosSNIO, 2012:61—66. (in Russian).
3. Lektorium [Ofits. Sayt] www.lektorium.tv/mooc2/29772 (Data Obrashcheniya 15.01.2022). (in Russian).
4. Lyatkher V.M., Kirpichnikova I.M., Solomin E.V. Optimizatsiya Profilya Lopastey Ortogonal'noy Vetroenergeticheskoy Ustanovki. Vestnik YUUrGU. Seriya «Mashinostroenie». 2013;13;1:112—118. (in Russian).
5. Lyatkher V.M., Kirpichnikova I.M., Solomin E.V. Ortogonal'naya Sbalansirovannaya Vetroenergeticheskaya Ustanovka Maloy Moshchnosti. Tam zhe:63–69. (in Russian).
6. Kirpichnikova I.M. Sulamaa P. Renewable Energy Sources in Finland and Russia – a Review. Baltic Sea Policy Briefing [Elektron. Resurs] www.centrumbalticum.org/en/news/e-publications (Data Obrashcheniya 15.01.2022).
7. Kirpichnikova I.M., Solomin E.V, Krivospitskiy V.P. Vetroenergeticheskie Ustanovki s Vertikal'noy Os'yu Vrashcheniya. Izvestiya Akademii Elektrotekhnicheskikh Nauk RF. 2010;1:56—60. (in Russian).
8. Kirpichnikova I.M., Mart'yanov A.S., Solomin E.V. Preobrazovanie Energii v Vetroenergeticheskikh Ustanovkakh. Al'ternativnaya Energetika i Ekologiya. 2010;1(81):93—97. (in Russian).
9. Solomin E., Kirpichnikova I., Martyanov A. Simulation of a Generator for a Wind-power Unit. Russian Electrical Eng. 2013;84;10:577—580.
10. Solomin E.V. e. a. Horizontal-axis Wind Turbine Weathervane Yaw Differential. Vestnik Samarskogo Gos. Tekhn. Un-ta. Seriya «Fiziko-Matematicheskie Nauki». 2021;25;2:365—380. (in Russian).
11. Kirpichnikova I.M. Razrabotki Yuzhno-Ural'skogo Gosudarstvennogo Universiteta v Oblasti Ispol'zovaniya Vozobnovlyaemykh Istochnikov Energii. Al'ternativnaya Energetika i Ekologiya. 2014;5(145):54—57. (in Russian).
12. Pat;201526 RF. Golograficheskaya Plenka na osnove Prizmakonov. Kirpichnikova I.M., Makhsumov I.B., Sirotkin E.A. Byul. Izobret. 2020;36. (in Russian).
13. Kirpichnikova I.M., Sudhakar K., Makhsumov I.B., Martyanov A.S., Shanmuga Priya S. Thermal Model of a Photovoltaic Module with Heat-protective film. Case Studies in Thermal Engineering. 2022;30:101744.
14. Kirpichnikova I.M., Shestakova V.V. Elektricheskie Svoystva Pyli i Ikh Vliyanie na Rabotu Solnechnykh Moduley. Energosberezhenie i Vodopodgotovka. 2021;4(132):10—14. (in Russian).
15. Kirpichnikova I.M., Zavarukhin V.A. Degradatsiya Solnechnykh Moduley. Vidy, Prichiny, Metody Diagnostiki Moduley. Energosberezhenie i Vodopodgotovka. 2021;2(130):37—43. (in Russian).
16. Pingel S. e. a. Potential Induced Degradation of Solar Cells and Panels. Proc. 35th IEEE Photovoltaic Specialists Conf. Honolulu, 2010, Pp. 002817—002822.
17. Sologubov A.Yu., Kirpichnikova I.M. Multivariable Control of Solar Battery Power by Extremum Seeking: Starting from Linear Analysis. Machines. 2019. V. 7(4). Pp. 64—96.
18. Sologubov A.Yu, Kirpichnikova I.M. Obzor Sovremennykh Sensornykh Tekhnologiy v Sistemakh Slezheniya za Solntsem. Tekhnicheskiy Opponent. 2019;1(2):54—60. (in Russian).
19. Svidetel'stvo o Registratsii Programmy dlya EVM № 2019665999 RU. Programma Formirovaniya Dvukhparametricheskikh Vremennykh Setok dlya Vychisleniya Solnechnoy Pozitsii i Obrabotki Uglovykh Dannykh Rascheta. Sologubov A.Yu., Kirpichnikova I.M. (in Russian).
20. Ptashkina-Girina O.S., Guseva O.A. Otsenka Tselesoobraznosti Elektrosnabzheniya ot Malykh GES. Vestnik IrGSKHA. 2017;81(2):105—111. (in Russian).
---
For citation: Kirpichnikova I.M., Zavarukhin V.A., Sologubov A.Yu., Shestakova V.V. Results of Scientific Research and Training of Specialists in Renewable Energy at the South Ural State University. Bulletin of MPEI. 2022;4:90—97. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2022-4-90-97
2. Кирпичникова И.М. Развитие направления возобновляемой энергетики в учебном процессе Южно-Уральского государственного университета // Возобновляемая и малая энергетика — 2012: Сб. трудов IX Междунар. ежегодной конф., посвященной десятилетию образования Комитета ВИЭ РосСНИО». М.: Комитет ВИЭ РосСНИО, 2012. С. 61—66.
3. Лекториум [Офиц. сайт] www.lektorium.tv/mooc2/29772 (дата обращения 15.01.2022).
4. Лятхер В.М., Кирпичникова И.М., Соломин Е.В. Оптимизация профиля лопастей ортогональной ветроэнергетической установки // Вестник ЮУрГУ. Серия «Машиностроение». 2013. Т. 13. № 1. С. 112—118.
5. Лятхер В.М., Кирпичникова И.М., Соломин Е.В. Ортогональная сбалансированная ветроэнергетическая установка малой мощности // Там же. С. 63–69.
6. Kirpichnikova I.M. Sulamaa P. Renewable Energy Sources in Finland and Russia – a Review // Baltic Sea Policy Briefing [Электрон. ресурс] www.centrumbalticum.org/en/news/e-publications (дата обращения 15.01.2022).
7. Кирпичникова И.М., Соломин Е.В, Кривоспицкий В.П. Ветроэнергетические установки с вертикальной осью вращения // Известия Академии электротехнических наук РФ. 2010. № 1. С. 56—60.
8. Кирпичникова И.М., Мартьянов А.С., Соломин Е.В. Преобразование энергии в ветроэнергетических установках // Альтернативная энергетика и экология. 2010. № 1(81). С. 93—97.
9. Solomin E., Kirpichnikova I., Martyanov A. Simulation of a Generator for a Wind-power Unit // Russian Electrical Eng. 2013. V. 84. No. 10. Pp. 577—580.
10. Solomin E.V. e. a. Horizontal-axis Wind Turbine Weathervane Yaw Differential // Vestnik Samarskogo Gos. Tekhn. Un-ta. Seriya «Fiziko-Matematicheskie Nauki». 2021. V. 25. No. 2. Pp. 365—380.
11. Кирпичникова И.М. Разработки Южно-Уральского государственного университета в области использования возобновляемых источников энергии // Альтернативная энергетика и экология. 2014. № 5(145). С. 54—57.
12. Пат. № 201526 РФ. Голографическая пленка на основе призмаконов / Кирпичникова И.М., Махсумов И.Б., Сироткин Е.А. // Бюл. изобрет. 2020. № 36.
13. Kirpichnikova I.M., Sudhakar K., Makhsumov I.B., Martyanov A.S., Shanmuga Priya S. Thermal Model of a Photovoltaic Module with Heat-protective film // Case Studies in Thermal Engineering. 2022. V. 30. P. 101744.
14. Кирпичникова И.М., Шестакова В.В. Электрические свойства пыли и их влияние на работу солнечных модулей // Энергосбережение и водоподготовка. 2021. № 4(132). С. 10—14.
15. Кирпичникова И.М., Заварухин В.А. Деградация солнечных модулей. Виды, причины, методы диагностики модулей // Энергосбережение и водоподготовка. 2021. № 2(130). С. 37—43.
16. Pingel S. e. a. Potential Induced Degradation of Solar Cells and Panels // Proc. 35th IEEE Photovoltaic Specialists Conf. Honolulu, 2010, Pp. 002817—002822.
17. Sologubov А.Yu., Kirpichnikova I.M. Multivariable Control of Solar Battery Power by Extremum Seeking: Starting from Linear Analysis // Machines. 2019. V. 7(4). Pp. 64—96.
18. Сологубов А.Ю, Кирпичникова И.М. Обзор современных сенсорных технологий в системах слежения за Солнцем // Технический оппонент. 2019. № 1(2). С. 54—60.
19. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ № 2019665999 RU. Программа формирования двухпараметрических временных сеток для вычисления солнечной позиции и обработки угловых данных расчёта / Сологубов А.Ю., Кирпичникова И.М.
20. Пташкина-Гирина О.С., Гусева О.А. Оценка целесообразности электроснабжения от малых ГЭС // Вестник ИрГСХА. 2017. № 81(2). С. 105—111.
---
Для цитирования: Кирпичникова И.М., Заварухин В.А., Сологубов А.Ю., Шестакова В.В. Результаты научных исследований и подготовки специалистов по возобновляемой энергетике в Южно-Уральском государственном университете // Вестник МЭИ. 2022. № 4. С. 90—97. DOI: 10.24160/1993-6982-2022-4-90-97
#
1. Shestakov A.L., Kirpichnikova I.M. Yuzhno-Ural'skiy Gosudarstvennyy Universitet kak Startovaya Ploshchadki Energosberegayushchikh Tekhnologiy i Ispol'zovaniya Vozobnovlyaemykh Istochnikov Energii. Al'ternativnaya Energetika i Ekologiya. 2010;1(81):149—152. (in Russian).
2. Kirpichnikova I.M. Razvitie Napravleniya Vozobnovlyaemoy Energetiki V Uchebnom Protsesse Yuzhno-Ural'skogo Gosudarstvennogo Universiteta. Vozobnovlyaemaya i Malaya Energetika — 2012: Sb. Trudov IX Mezhdunar. Ezhegodnoy Konf., Posvyashchennoy Desyatiletiyu Obrazovaniya Komiteta VIE RosSNIO». M.: Komitet VIE RosSNIO, 2012:61—66. (in Russian).
3. Lektorium [Ofits. Sayt] www.lektorium.tv/mooc2/29772 (Data Obrashcheniya 15.01.2022). (in Russian).
4. Lyatkher V.M., Kirpichnikova I.M., Solomin E.V. Optimizatsiya Profilya Lopastey Ortogonal'noy Vetroenergeticheskoy Ustanovki. Vestnik YUUrGU. Seriya «Mashinostroenie». 2013;13;1:112—118. (in Russian).
5. Lyatkher V.M., Kirpichnikova I.M., Solomin E.V. Ortogonal'naya Sbalansirovannaya Vetroenergeticheskaya Ustanovka Maloy Moshchnosti. Tam zhe:63–69. (in Russian).
6. Kirpichnikova I.M. Sulamaa P. Renewable Energy Sources in Finland and Russia – a Review. Baltic Sea Policy Briefing [Elektron. Resurs] www.centrumbalticum.org/en/news/e-publications (Data Obrashcheniya 15.01.2022).
7. Kirpichnikova I.M., Solomin E.V, Krivospitskiy V.P. Vetroenergeticheskie Ustanovki s Vertikal'noy Os'yu Vrashcheniya. Izvestiya Akademii Elektrotekhnicheskikh Nauk RF. 2010;1:56—60. (in Russian).
8. Kirpichnikova I.M., Mart'yanov A.S., Solomin E.V. Preobrazovanie Energii v Vetroenergeticheskikh Ustanovkakh. Al'ternativnaya Energetika i Ekologiya. 2010;1(81):93—97. (in Russian).
9. Solomin E., Kirpichnikova I., Martyanov A. Simulation of a Generator for a Wind-power Unit. Russian Electrical Eng. 2013;84;10:577—580.
10. Solomin E.V. e. a. Horizontal-axis Wind Turbine Weathervane Yaw Differential. Vestnik Samarskogo Gos. Tekhn. Un-ta. Seriya «Fiziko-Matematicheskie Nauki». 2021;25;2:365—380. (in Russian).
11. Kirpichnikova I.M. Razrabotki Yuzhno-Ural'skogo Gosudarstvennogo Universiteta v Oblasti Ispol'zovaniya Vozobnovlyaemykh Istochnikov Energii. Al'ternativnaya Energetika i Ekologiya. 2014;5(145):54—57. (in Russian).
12. Pat;201526 RF. Golograficheskaya Plenka na osnove Prizmakonov. Kirpichnikova I.M., Makhsumov I.B., Sirotkin E.A. Byul. Izobret. 2020;36. (in Russian).
13. Kirpichnikova I.M., Sudhakar K., Makhsumov I.B., Martyanov A.S., Shanmuga Priya S. Thermal Model of a Photovoltaic Module with Heat-protective film. Case Studies in Thermal Engineering. 2022;30:101744.
14. Kirpichnikova I.M., Shestakova V.V. Elektricheskie Svoystva Pyli i Ikh Vliyanie na Rabotu Solnechnykh Moduley. Energosberezhenie i Vodopodgotovka. 2021;4(132):10—14. (in Russian).
15. Kirpichnikova I.M., Zavarukhin V.A. Degradatsiya Solnechnykh Moduley. Vidy, Prichiny, Metody Diagnostiki Moduley. Energosberezhenie i Vodopodgotovka. 2021;2(130):37—43. (in Russian).
16. Pingel S. e. a. Potential Induced Degradation of Solar Cells and Panels. Proc. 35th IEEE Photovoltaic Specialists Conf. Honolulu, 2010, Pp. 002817—002822.
17. Sologubov A.Yu., Kirpichnikova I.M. Multivariable Control of Solar Battery Power by Extremum Seeking: Starting from Linear Analysis. Machines. 2019. V. 7(4). Pp. 64—96.
18. Sologubov A.Yu, Kirpichnikova I.M. Obzor Sovremennykh Sensornykh Tekhnologiy v Sistemakh Slezheniya za Solntsem. Tekhnicheskiy Opponent. 2019;1(2):54—60. (in Russian).
19. Svidetel'stvo o Registratsii Programmy dlya EVM № 2019665999 RU. Programma Formirovaniya Dvukhparametricheskikh Vremennykh Setok dlya Vychisleniya Solnechnoy Pozitsii i Obrabotki Uglovykh Dannykh Rascheta. Sologubov A.Yu., Kirpichnikova I.M. (in Russian).
20. Ptashkina-Girina O.S., Guseva O.A. Otsenka Tselesoobraznosti Elektrosnabzheniya ot Malykh GES. Vestnik IrGSKHA. 2017;81(2):105—111. (in Russian).
---
For citation: Kirpichnikova I.M., Zavarukhin V.A., Sologubov A.Yu., Shestakova V.V. Results of Scientific Research and Training of Specialists in Renewable Energy at the South Ural State University. Bulletin of MPEI. 2022;4:90—97. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2022-4-90-97
Опубликован
2022-01-31
Выпуск
Раздел
Энергоустановки на основе возобновляемых видов энергии (05.14.08)
