Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (СПбПУ) в консорциуме с Лаппеенрантским технологическим университетом и ЦНИИ конструкционных материалов «Прометей» разрабатывает энергоэффективные установки на основе использования ветровой энергии для энергоснабжения потребителей в Арктике. Проект выигран в рамках программы «Приграничное сотрудничество Юго-Восточной Финляндии и России» (Cross-border cooperation).

Проект международного коллектива ученых направлен на создание уникальной автономной ветроэнергетической установки, которая сможет эффективно работать в арктических условиях. «В северных регионах остро стоят проблемы энергоснабжения. Во-первых, доставка органических энергоресурсов в эти области – очень дорогостоящий процесс. Во-вторых, выбросы продуктов сгорания топлива, а также беспорядочное “хранение” отработанных топливных бочек наносят значительный экологический ущерб арктической природе», – отмечает директор научно-образовательного центра «Возобновляемые виды энергии и установки на их основе» СПбПУ Виктор Елистратов. Ученый также добавил, что в Арктическом регионе велики ресурсы ветровой энергии, однако ее использование вызывает сложности из-за суровых климатических условий: возможно обледенение лопастей ветрогенератора, а из-за низких температур металлы становятся хрупкими. Также возникают серьезные проблемы с изготовлением фундамента и монтажом установки из-за бездорожья и короткого летнего периода.

На первом этапе проекта научная группа должна определить тип и конструктивные параметры ветрогенератора модульного типа, который будет разрабатываться на основе принципов цифрового проектирования. С этой целью ученые оценят природно-климатические характеристики и ветропотенциал Арктического региона и выявят наиболее эффективные зоны внедрения предлагаемых технологий и экстремальные климатические факторы для проектирования и конструирования ветрогенератора. Стоит отметить, что ученые рассматривают возможность расчета как наземной установки, так и плавучей (подводной). С учетом особенностей эксплуатации Северного морского пути, больших водных пространств северных морей и озер в России и в Финляндии – создание таких установок открывает огромные перспективы экологического энергоснабжения удаленных арктических областей.

Финскую сторону в консорциуме представляет Лаппеенрантский технологический университет, имеющий большой опыт разработки и внедрения арктических материалов. «Мы уже не в первый раз взаимодействуем с Лаппеенрантским технологическим университетом, и имеем богатый опыт совместной работы, — отмечает заведующий кафедрой «Теория и технология сварки материалов» СПбПУ Сергей Паршин, — в частности, научный руководитель проекта с финской стороны профессор Поль Ках уже третий год подряд является приглашенным профессором СПбПУ и успешно совмещает работу в рамках совместного исследовательского проекта с преподаванием для студентов».

Третий участник консорциума – ЦНИИ конструкционных материалов «Прометей» – занимается анализом видов материалов, которые могут быть использованы при изготовлении элементов конструкции и строительстве установки в арктических условиях. Результатом проекта должен стать прототип (цифровой двойник) ветрогенератора, адаптированного к северным условиям, а также геоинформационная система с ветропотенциалом, природно-климатическими характеристиками (в том числе экстремальными) и зонами оптимального местоположения систем энергоснабжения с ветрогенераторами арктического исполнения.

Стоит отметить, что проекты, реализуемые в рамках европейской программы «Приграничное сотрудничество», должны содержать в себе образовательный компонент. В связи с этим накопленный международным коллективом ученых массив данных будет внедрен в учебные программы Политехнического университета и Лаппеенрантского технологического университета. Студенты смогут работать над своими бакалаврскими и магистерскими работами и проходить стажировки в рамках реальных задач выполняемого международного проекта.