Номинация "Научно-технические разработки"

Номинация "Научно-технические разработки":

1.  ФИО:

2.  Название проекта: Разработка и внедрение гидроэнергетических установок малой мощности на базе водоналивных колес.

3.  Цель проекта: Улучшение электроснабжения туристических комплексов и фермерских хозяйств, расположенных на малых реках в труднодоступных и децентрализованных районах России за счет использования гидроэнергетического потенциала водных ресурсов.

4.  Описание ситуации: Производство электрической энергии является одной из основных отраслей в современном мире из-за динамичных научно-технических и социальных процессов происходящих в мире. Из 70 энергетических подсистем России 44 являются дефицитными по электрической мощности и энергии, причем, в половине этих энергетических подсистем дефицит составляет 50% и более. Вместе с тем, зоны децентрализованного энергоснабжения и не электрифицированные зоны составляют около 70% территории России, на которых проживает свыше 15 млн. человек. Это территории Крайнего Севера, Дальнего Востока, Сибири, Бурятии, Якутии, Алтайского края и Республики Алтай, Курильских островов, Камчатки, небольшой части центральной России.

В сложившейся ситуации для удовлетворения потребностей населения в электрической энергии, становится необходимым развитие возобновляемой энергетики, в том числе, нетрадиционной и малой (Солнце, ветер, малые реки и водотоки). Использование возобновляемых и нетрадиционных источников энергии (ВНИЭ) является частью государственной энергетической политики, предусматривающей: разработку новых и усовершенствование ранее известных установок и оборудования для ВНИЭ; создание автономных энергосистем с использованием местных ВНИЭ; улучшение экономических показателей на территории России, связанных со снижением вредных выбросов в окружающую среду.

5.  Краткое описание проекта: Разработка и внедрение гидроустановок малой мощности является актуальным и наиболее оптимальным решением энергоснабжения малых фермерских хозяйств и других небольших объектов, находящихся в отдаленных и труднодоступных районах и не имеющих централизованного энергоснабжения, что позволит улучшить условия жизни и работы людей, экологическую ситуацию и сохранит природные комплексы.

Направление научной деятельности, выбранное нами для реализации проекта – это создание недорогих гидроэнергетических станций (ГЭС) на базе водоналивного колеса, которые могут найти применение в энергоснабжении перечисленных выше объектов.

Выпускаемая продукция известных разработчиков и производителей гидроэнергоустановок может работать только при создании определенных условий для эффективной выработки электроэнергии (создание необходимой напорной деривации, водопропускных сооружений и плотин), что значительно удорожает стоимость гидроэнергоустановок и ведет к изменению характера природной зоны. ГЭС на базе водоналивного колеса обеспечивает эффективную выработку электроэнергии при различных напорах и расходах воды, при небольших экономических затратах, проста в изготовлении и эксплуатации, не нарушая экологическую обстановку в районе установки. Кроме того на одном участке реки можно устанавливать несколько ГЭС на базе водоналивных колес (каскад ГЭС), что значительно увеличит врабатываемость электроэнергии.

6.  Новизна проекта: Преимущества разрабатываемой нами ГЭС на базе водоналивного колеса следующие: экологическая безопасность, высокая эффективность выработки электроэнергии при небольших материальных затратах, возможность работы круглый год.

Достижение высоких результатов работы ГЭС обеспечивается благодаря его оригинальной конструкции и новизне, в частности:

- за счет использования водоналивного колеса, в качестве основного узла для передачи крутящего момента, что значительно упрощает конструкцию ГЭС и уменьшает общую стоимость установки. При этом возможна установка в одной ГЭС нескольких водяных колес, что повышает эффективность ее работы;

- увеличение эффективности выработки электроэнергии ГЭС достигается за счет применения водоудерживающего элемента соединенного переходным участком с безнапорной водоподающей системой, что увеличивает вращающий момент водоналивного колеса колеса, и как следствие повышается эффективность выработки электроэнергии, за счет использования не только потенциальной энергии течения потока воды, но и кинетической, что ведет к уменьшению размеров водяного колеса при сохранении вырабатываемой мощности.

7.  Апробация полученных результатов

Результаты разработок и лабораторных исследований ГЭС на базе водоналивного колеса неоднократно докладывались на научно-технических конференциях и семинарах, как российского, так и международного уровнях. При этом имеется ряд публикаций в центральных и региональных изданиях по тематике проекта.

8.  Методы и инструменты реализации

Вышеуказанные характеристики ГЭС на базе водоналивного колеса, приведенные в описании проекта, позволят пройти через его коммерциализацию к промышленному производству.

Вывод ГЭС на базе водоналивных колес на рынок будет осуществляться по результатам маркетингового исследования. Потенциальными потребителями ГЭС являются туристические комплексы, небольшие фермерские хозяйства и исследовательские базы, находящиеся в труднодоступных и отдаленных районах вблизи малых рек и экологически охраняемых зонах. Для расширения рынка сбыта предполагается проведение рекламной компании, а также участие в научно-технических выставках Сибирского региона, внедрение сферы услуг по дооборудованию и ремонту ГЭС, будут задействованы СМИ, глобальные информационные сети (создание интернет-страницы) и т. д. Так же будут отслеживаться изменения в ситуации востребованности гидроэнергетических установок, учитываться появление новых требований к ним и изменение цен на расходные материалы. Это позволит более точно определить потребность, оптимальную номенклатуру, эффективность и цену реализации ГЭС на базе водоналивного колеса.

9.  Оценка рынка

Наиболее известными разработчиками и производителями гидроэнергоустановок в нашей стране на сегодняшний день является ИНСЭТ», г. Санкт-Петрбург. Но выпускаемая продукция данного предприятия может эффективно работать только при соблюдении определенных условий и требований, как-то минимально необходимый напор и расход для выработки электроэнергии, которые обеспечиваются за счет строительства напорной деривации и плотин, значительно увеличивающих общую стоимость создания ГЭС и данные требования не всегда возможно выполнить из-за рельефа местности или из-за природоохранных организаций. ГЭС на базе водоналивного колеса относится к установкам для выработки электроэнергии от потока воды, и может работать при различных напорах и расходах потока воды без строительства дополнительных сооружений, т. е. без значительных материальных затрат. В настоящий момент не существует отечественных аналогов гидроэнергетических установок малой мощности, которые разрабатываются в проекте. Разрабатываемые гидроэнергетические установки малой мощности являются конкурентно-способными известным мировым аналогам.

10.  Необходимый объем инвестиций

Выполнение данного проекта при соответствующим финансировании позволит реализовать данный проект. Инвестирование в проект на сумму 3000 тыс. руб. на три года за счет средств инвесторов в течении одного года снимаются риски недоработки технической документации, риски связанные с технологией изготовления деталей, узлов и промышленного образца ГЭС на базе водоналивного колеса.

Финансирование проекта «Разработка и внедрение гидроэнергетических установок малой мощности» позволит успешно коммерциализировать предлагаемый проект, получить конкурентоспособную продукцию, улучшить энергоснабжение туристических комплексов и фермерских хозяйств и повысить экологическую безопасность территории России.

11.  Сроки окупаемости проекта

Данный проект имеет срок окупаемости в два года (1-ый год – создание промышленного образца ГЭС, проведение лабораторных испытаний; 2-ой год – проведение натурных испытаний, освоение производства ГЭС, выпуск продукции; 3-ий год – внедрение ГЭС)

12.  Дополнительная информация (наличие заявок, патентов и т. п.)

В настоящий момент данный проект имеет интеллектуальную защиту, в виде следующих патентов на изобретения: «Гидротурбина» № 000 – Заявка №; Заявл. 28.10.05.; «Устройство для преобразования энергии воды в электроэнергию» № 000 - Заявка №; Заявл. 28.10.05. Так же подана заявка на получение патента РФ на изобретение «Гидроэнергетическая установка малой мощности с водяным колесом» №/06(003580 от 01.01.2001.

Место учебы / работы (полное официальное название) ГОУ ВПО «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова», г. Барнаул