SlideShare a Scribd company logo
1 of 74
Download to read offline
РЕЗЮМЕ ПРОЕКТА
"Гидрореактор" - Научно-исследовательская и опытно-
конструкторская разработка прототипа безнапорной
горизонтальной подводной ГЭС морского и речного
базирования.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Последнее обновление:: 9/19/2016
3 ❥ ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ
4 ❥ ПРОБЛЕМА И РЕШЕНИЕ
11 ❥ ТЕХНОЛОГИЯ
19 ❥ СХЕМА КОММЕРЦИАЛИЗАЦИИ
22 ❥ КОНКУРИРУЮЩИЕ РЕШЕНИЯ
25 ❥ ПАРАМЕТРЫ РЫНКА
26 ❥ КОМАНДА
30 ❥ РЕСУРСЫ
31 ❥ ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ
39 ❥ СВЕДЕНИЯ О ЮРИДИЧЕСКОМ ЛИЦЕ (заявителем по
предварительной экспертизе не заполняются)
40 ❥ ПРИЛОЖЕНИЕ К ОПИСАНИЮ ТЕХНОЛОГИИ
ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ
3
1. Название проекта
"Гидрореактор" - Научно-исследовательская и опытно-конструкторская разработка прототипа
безнапорной горизонтальной подводной ГЭС морского и речного базирования.
2. Наименование (ФИО) Соискателя (Заявителя по предварительной экспертизе)
Мамулашвили Георгий Шотаевич
3. Направление, к которому относится проект
a. Энергоэффективность и энергосбережение, в том числе разработка инновационных
энергетических технологий
4. Краткое резюме проекта (5 предложений) с указанием имеющихся наработок
и основных целей развития проекта
Разработана технология строительства безнапорных экологически безопасных ГЭС с
горизонтальными реактивными турбинами высокой мощности с низким уровнем шума
и длительным сроком службы без возникновения условий кавитации. Целью работы
является экспериментальное подтверждение теоретических расчетов и внедрение в серийное
производство гидроустановки. Тема относится к морской энергетике и предназначена для
автономного обеспечения электроэнергией морской и прибрежной промышленной индустрии.
5. Контактное лицо по проекту (лицо, заполнявшее анкету)
a. ФИО Мамулашвили Георгий Шотаевич
b. Телефон +995 57 407 4727
c. E-mail gsmprado@yandex.ru
ПРОБЛЕМА И РЕШЕНИЕ
4
6. Опишите проблему, на решение которой направлен проект
a. Описание проблемы
Наступила новая эра освоения океана с целью добычи полезных ископаемых, для
чего необходимо эффективно обеспечивать жизнеспособность подводных и прибрежных
обслуживающих электро-механических устройств. Это не утопия, а насущная необходимость
получения источников производства электроэнергии в промышленных масштабах, находящихся
почти рядом – в мировом океане. Мы знаем о неисчерпаемых его запасах полезных ископаемых
лишь понаслышке, а между тем современное развитие техники уже подразумевает активное
участие человека в освоении нового пространства , тем более, что опускаться на дно ближе,
безопаснее и намного дешевле, чем осваивать межпланетные перелеты.
Исходя из этих предпосылок перечислим, что на данный момент является проблемным фактором
обеспечения высокоэффективного энергоснабжения для освоения общего пространства
мирового океана и прибрежной зоны:
1. Для морских нефте-газодобывающих плавающих платформ нужны автономные источники
питания, которые неограниченно воспринимали бы энергию окружающей среды, особенно вдали
от материковых источников. Дело в том что, используемые сейчас на их борту дизель генераторы
имеют ограниченный ресурс использования, поэтому с платформ невозможно вести стабильную
добычу полезных ископаемых и геологоразведку.
2. Автоматическим электрическим машинам и механизмам, работающим на дне без участия
человека, нужен постоянный источник энергии для зарядки аккумуляторов, причем он должен
быть тоже полностью автоматизирован.
3. Другим морским хозяйствам, например, рыбным фермам и частным пользователям было бы
выгодно приобрести небольшие и достаточно компактные гидроэлектростанции для временного
электроснабжения, которые к тому же должны быть не прихотливы для эксплуатации, к примеру
- определил скорость течения, сбросил на дно и работай.
4. Очень важно иметь устройство ГЭС, способное к быстрому демонтажу и переброски на новое
место. Ведь выработка может истощиться и необходимо будет перебазирование. В работе над
таким устройством надо будет предусматривать возможно автоматизированное всплытие и
опускание на дно.
5. Важным фактором эффективности ГЭС служит способность конструкции турбин к
масштабированию, так как производство должно без значительных затрат налажено с целью
покрыть как можно различные требования рынка.
6. И наконец, не все используемые сейчас подводные электростанции обладают низким шумовым
порогом, что по европейской директиве считается загрязнением окружающей среды. Особенно
в этом преуспели пропеллерные системы, которые к тому же обладают высокой степенью
опасности разрушения лезвий лопастей от проблем с кавитацией.
ПРОБЛЕМА И РЕШЕНИЕ
5
Для решения поставленных проблем в настоящее время в морской энергетике существует
множество устройств преобразовывающих энергию океанических и речных течений, но они
имеют существенные недостатки. Технологии подводных ГЭС можно подразделить на пять
направлений: подводный ветряк, водяное колесо, ротор Дарье, гребной винт и крыло.
Они созданы за последнее время для того, чтобы исключить недостатки традиционных приливно-
отливных электростанций, основная проблема которых в том, что они пересекают водное
пространство заборной плотиной и тем самым нарушают окружающую биосферу.
На сегодняшний день самой мощной действующей технологией для решения проблемы
получения достаточной электрической энергии путем преобразования приливно-отливных
течений является технология MСT ГЭС «Sea Gen» с пропеллерными роторами, однако она
обладает рядом недостатков и прежде всего проблемой масштабируемости на мелководье и
серьезными упущениями в части возникновения кавитации на глубине, от чего лопасти будут
иметь короткий срок службы, а вся система не гарантирует от высокой степени шума, что нельзя
назвать экологически безопасным.
b. Приведите ссылки на исследования и материалы, подтверждающие актуальность
заявленной проблемы
1
Комментарий Использование огромной энергии прибрежных приливов
может стать намного проще и дешевле с новым дизайном
для нового поколения подводных турбин. Есть огромный
ресурсный потенциал чистой энергии от приливных потоков
вокруг прибрежных зон многих стран: оценки предполагают,
что существует по крайней мере сотни гигаватт энергии
вокруг Европы, Африки, Америки, России, Китая. Приливные
генераторы могут собирать энергию этих потоков, с
дополнительным очень важным преимуществом, так этот
энергетический ресрс что ресурс, в отличие от ветра,
предсказуем. Есть только несколько типов подводных турбин
в эксплуатации сегодня, и все они работают как подводное
ветряные мельницы, их лезвия поворачиваются под прямым
углом к потоку воды. В отличие от этих устройства
наша команда разработала реактивный гидрореактор в
гиперболическом корпусе с коллектором и рассеивателем.
Вокруг цилиндрического ротора, который вертится вокруг своей
оси, приливы и отливы создают вихревой поток, который
действует реактивно по отношению к потоку. В результате, он
может использовать больше входящей воды, чем стандартная
подводная ветряная мельница.
Ссылка https://www.theguardian.com/environment/2008/sep/04/
waveandtidalpower.renewableenergy
2
Комментарий В университете США Southampton проводятся исследования
динамических методов моделирования генерации подводного
шума приливных турбин, в которых турбулентный поток
ПРОБЛЕМА И РЕШЕНИЕ
6
жидкости и структурные вибрации, в результате дают
колебания давления, которые могут способствовать генерации
шума. Этот имеет в настоящее время важное значение,
так как все больше внимание уделяется подводному
шуму, производимого в результате деятельности человека
и воздействия на морскую среду. Это было признано
Директивой ЕС, которая классифицирует подводный шум
как загрязнитель. Следовательно, существует настоятельная
необходимость иметь возможность предсказать шум,
производимый с помощью различных систем с помощью
численного моделирования, и понять, как она может быть
снижена. Расчет шума под водой основан на способности
определять возможную мощность и вид источников звука в
результате динамических механических воздействий жидкости
опосредованно через индуцированный поток структурных
вибраций. Это позволит разработать усовершенствованные
вычислительные методы для оценки нестационарного
поведения потока жидкости и как это сочетается с
вибрационным поведением. Предложение осуществляется для
гребных винтов и пропеллерных приливных турбин с целью
обеспечения сложных промышленных устройств, которым
требуется возможность захвата жидкости и возникновения
динамических явлений, в том числе кавитации и неустойчивой
зависимостью от этого себестоимости изготовления. В
рамках проекта будут изучены: Вычислительные методы для
решения крупномасштабных быстрых деформации структуры;
Характеристика потока управляемой адаптивной сетки с
использованием открытых технологий.
Ссылка http://ngcm.soton.ac.uk/projects/Computational-modelling-of-
underwater-noise-generation-by-turbulent-fluid-structure-
interactions.html
3
Комментарий Исследования посвящены проблемам кавитации
традиционных турбин, сейчас используемых в
гидроэнергетике, в статье поставлены вопросы о возможности
точного определения срока службы лопаток турбин, в
зависимости от различных конструктивных особенностей, это
позволит не только избежать поломок, но и предусматривать
графики технического осмотра и принятия мер для продления
срока службы, что имеет огромное значение в гидроэнергетике.
Ссылка http://inpressco.com/wp-content/uploads/2012/03/
Paper6172-1774.pdf
4
Комментарий Компания ATKINS остро ставит проблему автономного
обеспечения электроснабжения плавучих нефте-
ПРОБЛЕМА И РЕШЕНИЕ
7
газодобывающих платформ, так как обслуживание их с
помощью берегового кабеля или стоящих морских ветряков
очень дорого. В итоге нефть получается дорогой, что влияет на
всю остальную цепочку распределения.
Ссылка http://www.atkinsglobal.com/en-gb/angles/related-sectors-
results?sectors=energy
7. Как проект решает описанную проблему, и в чем заключается
инновационность подхода
В отличие от известных лопастных устройств наша команда разработала «Гидрореактор» с
реактивной гидротурбиной в гиперболическом корпусе с коллектором и рассеивателем. Вокруг
конусообразного ротора, который вертится вокруг своей оси, приливы и отливы создают вихревой
поток, который действует реактивно по отношению к потоку. В результате, он может использовать
больше входящей воды, чем стандартная подводная ветряная мельница.
Эта технология безнапорной ГЭС разработана на основе использовании высокоэффективного
принципа работы электростанций серии изобретений c грифом для служебного пользования
под общим наименованием «Башня» автора проекта кандидата технических наук Мамулашвили
Георгия Шотаевича. Эта серия была создана для работы в газообразных и жидких средах,
отличающихся лишь плотностью вещества, обладающего отбираемой кинетической энергией и
поэтому, при сопутствующем проекту патентовании, эти изобретения лягут в основу будущих
патентов и будут служить аналогами. Можно сказать, что данная высокоэффективная технология
получения электрической энергии разработана с использованием признаков указанных в
формуле изобретений, например, касающихся гиперболического корпуса и турбины по
изобретению SU № 1319654 АI.
Само устройство «Гидрореактора» состоит из корпуса, с коллектором и рассеиваетелем,
лопастного дефлектора с управляемыми лопастями и спиральной конусообразной турбины,
дискового оголовка с синхронным генератором электрической энергии на постоянных магнитах,
посаженных на вал турбины, сопутствующего электрооборудования, понижающей подстанции
и распределительных щитов. Пространство перед периметром коллектора ограничено
металлической сеткой по периметру.
Физический процесс, положенный также и в основу упомянутых изобретений, описывает
создание искусственного водоворотного потока жидкости в реакторе с дефлектором с
изменяемой геометрией лопаток, позволяющего за счет возникновения перепада давлений и
центробежных сил в потоке, получить концентрированную энергию высокой мощности на вал
спиральной турбины, расположенной за горловиной в центре «Гидрореактора».
Данные предварительных расчетов показали, что конструкция турбины и ее расположение
относительно корпуса электростанции позволяет при передаче на вал значительных усилий
давления, получить максимальный КПД, за счет почти полного использования кинетической
энергии потока жидкости.
ПРОБЛЕМА И РЕШЕНИЕ
8
Опираясь на данные теоретических исследований автора проекта и его команды
исследователей и инженеров, можно сделать вывод, что в отличии от существующих проектов
подводных гидроэлектростанций пропеллерного типа, воспринимающих кинетическую энергию
глубоководного течения лишь на 10-15% первое отличие нашей технологии в несколько раз
более высоким КПД за счет отбора дополнительной мощности, закрученного вокруг центральной
оси водоворота, стабилизируемого в гиперболическом раструбе за счет центробежных сил и
создаваемого за турбиной ламинарного потока. Высокая эффективность реактивной турбины
определяется гидродинамическими потерями при КПД 0.85 , необходимой эффективности
мультпликатора - КПД 0,85 и генератора - КПД 0.92, при этом КПД «Гидрореактопа» будет равно
0,95-0,98.
Второе основное отличие предлагаемой технологии это возможность максимального снижение
шумового порога и обеспечения полной безопасности окружающей среды за счет гашения
звуковых волн в корпусе и сетчатой полимерной оболочки коллектора для забора воды.
И наконец третье отличие предлагаемой технологии низкий порог возникновения кавитации, так
например суммарная энтальпия свойственная конической турбине эквивалентна гидростанции
без потерь, что в конце графика показывает предел кавитации (выше коэффициента=1.1, см.
приложения).
Следует отметить, что прежде всего «Гидрореактор» рассчитан в основном для промышленного
использования с целью обеспечения собственной электроэнергией плавучих морских платформ.
С этой целью ее турбины могут быть изготовлены, например из легких композитных сплавов и
опускается на дно глубоководного течения под платформой. Мощность такой электростанции
может достигать 5 МВт при среднегодовой скорости придонного течения 4,5 м/сек и величине
диаметра раструба коллектора около 5 м. Мощность электростанции масштабируется в
зависимости от величины диаметра входного раструба коллектора. Такая конструкция принята
работоспособной на основании известных фактов перечисленных в интернете и в научно-
технической литературе.
Предлагаемая технология ГЭС обладает хорошей масштабируемостью, легко проектируемой под
требования рынка. Расчеты показали возможность некой пропорциональной зависимости между
габаритами и вырабатываемой мгновенной мощности электростанции в зависимости от скорости
и объема потока. Поэтому наряду с малыми ГЭС мощностью до 5 МВт, есть реальная возможность
выпускать мини-ГЭС от 200 до 500 кВт и микро-ГЭС от 15 до 50 кВт серийно для индивидуального
использования, например на дне рек со скоростью течение более 1,8 м/сек, а также в целях
временного обеспечения мероприятий МЧС или действий сил обороны, ну и конечно для частного
использования.
Конструкция «Гидрореактора» патентно-способна, так как она обладает рядом существенных
отличий, это использование спиральной турбины, гиперболического корпуса, дефлектора с
изменяемой геометрией лопаток и других отличий от существующих разработок, которые могут
быть запатентованы в ходе предполагаемых исследований.
Для подтверждения готовности к исследованиям с целью решения поставленных проблем
на уровне ведущих технических университетов России и всего мира в приложении к
ПРОБЛЕМА И РЕШЕНИЕ
9
описанию проекта представлен рамочный договор о научно-техническом сотрудничестве с
Государственным Санкт-Петербургским Политехническим Университетом.
8. Опишите основные технологические и рыночные тренды в рассматриваемой
отрасли
a. Описание трендов
Технологические тренды заключаются в разработке 5 основных направлений:
- первое традиционные ветрогенераторы погруженные в воду, лопасти конечно меньше, так как
плотность воды намного выше чем воздуха. Подводные пропеллеры применяют разнообразных
типов и форм с сигарообразными корпусами. Пропеллеры размещаются на стальных платформах,
крепко закрепленных ко дну. Учитывая, что диапазон работы гидрогенераторов пропеллерного
типа также ограничен способностью лопастей с профилем самолетного крыла воспринимать
нагрузку от потока вода до 25 м/сек, хотя нижняя граница этого диапазона отодвинулась почти
до 2,5 м/сек, это скорость страгивания. Испытания проводятся с 2013 года, серийный выпуск пока
ожидается.
-второе использование обыкновенных водяных мельниц, только выполненных из металла
большого диаметра типа колеса. Лопасти такой турбины расположены под оптимальным углом
атаки водного течения, в котором оно запущено поперек течения. Испытания проведены в 2012
году, серийный выпуск намечается.
-третье направление тренда изготовление глубинных турбин, устанавливаемых на дне реки или
моря. Они выполняются из композитных материалов и имеют винтовую конфигурацию. Турбина
крепиться к плоской платформе опускаемой на дно на шарнире с одной степенью свободы, то
есть платформа должна точно стоять по направлению приливно-отливных течений.
-четвертое направление тренда это спиральные турбины, располагаемые на раме, закрепляемой
ко дну поперек потока. Такие конструкции получили значительное распространение в воздушных
системах, так называемая турбина Горлова, и сейчас использование их конструкции почти без
изменений в безнапорных гидро электростанциях хорошая идея но не очень практичная, так как
такие турбины хорошо работают обычно на больших скоростях потока, по предположениям это
должны быть горные реки;
наконец пятое направление это пропеллерные турбины посаженные в гиперболическую
оболочку и устанавливаемые вдоль течения. Есть якорного типа и поплавкового. Якорного
типа более тяжелые и устанавливаются на дне, поплавкового типа маломощные из пластика,
устанавливаются под поверхностью воды. Турбины с поплавком очень легкие и могут
переносится совершенно спокойно 4 человеками, такие турбины мощностью до 2-3 кВт весьма
распространены в Африканских странах.
b. Приведите ссылки на соответствующие исследования и материалы
https://www.theguardian.com/environment/2008/sep/04/waveandtidalpower.renewableenergy
http://seagengroup.com/
http://www.ekopower.ru/samyie-moshhnyie-proektyi-vozobnovlyaemoy-3/#samaya-moschnaya-v-
mire-prilivnaya-turbina-1-2-mvt
http://seageneration.co.uk/files/SeaGen-Environmental-Monitoring-Programme-Final-Report.pdf
http://www.marineturbines.com/Seagen-Technology
http://www.rnp.org/node/wave-tidal-energy-technology
ПРОБЛЕМА И РЕШЕНИЕ
10
c. Приведите ссылки на наиболее близкие к заявленной Исследовательской деятельности
российские и (или) зарубежные патенты, обладателем которых являются третьи лица.
http://www.ntpo.com/izobreteniya-rossiyskoy-federacii/elektroenergetika/alternativnye-istochniki-
energii/geotermalnye-volnovye-i-gidroelektrostancii/16772-naplavnaya-gidroelektrostanciya-s-
podvodnoj-turbinoj.html
http://patents.su/2-1737149-podvodnaya-gidroehlektrostanciya.html
https://www.google.com/patents/US7874788
https://www.google.com/patents/US4026587
https://www.google.com/patents/US5798572
https://data.epo.org/publication-server/rest/v1.0/publication-dates/20160309/patents/
EP2122160NWB31/document.pdf
https://www.google.ch/patents/US20110148117
https://www.google.ch/patents/US20110148117
http://www.patentorg.com/underwater-power-generator-with-dual-211054
ТЕХНОЛОГИЯ
11
9. Приведите описание базовой технологии
Представляемая новая технология «Гидрореакторов» использует мощь океанских и речных
течений, и может обеспечить чистой и безграничной формой возобновляемой энергии на долгие
годы.
Наша группа ученых и инженеров разработали идею в том, чтобы использовать гигантские
подводные турбины для захвата энергии из глубоководных океанических течений, таких как
Гольфстрим или речных течений таких как Енисей.
Сейчас энергия этих турбин не может полностью заменить ископаемое топливо, но уже сегодня
такое глубоководное оборудование могло бы стать важным источником экологически чистой
энергии.
Глубоководные океанические и речные течения являются одним из источников естественной
энергии. Никто пока массово не использует эту энергию, потому, что не то чтобы не знают об
этом, просто раньше не было таких технологий и материалов, чтобы преобразовывать энергию
придонных течений.
Конечно, понятие с помощью подводных турбин для получения энергии из глубинных течений
вызывает обеспокоенность по поводу потенциального воздействия на окружающую среду. Хотя
система призвана минимизировать угрозу для морской и речной флоры и фауны, в реках и океане
необходимо провести исследования, чтобы понять и предусмотреть потенциальный эффект
воздействия.
Наш энергетический проект вырос из желания найти источник безграничной чистой энергии как
альтернатива ископаемому топливу и атомной энергии.
Большинство людей знакомы с солнечной или ветровой энергией, но ветер и солнце
являются такими перспективными источниками, так как они ограничены их качеством и
консистенцией. Дорогое оборудование, высокая стоимость, необходимость захвата больших
площадей, климатическая не управляемость и т.д. и т.п.
Те кто ранее работал на подводных обитаемых аппаратах, знают как трудно удержать их в одном
месте возле дна, поскольку океанические течения очень сильны, в отличии от речных, где все
наоборот. Мы думаем, что можно использовать эти придонные потоки в океане для получения
энергии, которые потом можно направить на берег или на плавучие платформы. В отличии от
придонных морских течений, речные течения могут быть использованы с поверхности.
Другие компании, такие как американская «Дженерал Электрик», попытались приспособить
ветряки для использования в океане, но они предназначены для захвата низкой плотности
энергии, переносимой по воздуху, а не высокой плотности энергии от океанических течений. Мы
стремимся занять другой подход.
Мы разработали ГЭС под названием "Гидрореактор", турбина которой вращается гораздо
медленнее, чем подводный ветряк, но создает намного больше вращательное усилие и
соответственно более мощный крутящий момент на вал турбины, что позволяет использовать
ТЕХНОЛОГИЯ
12
низко оборотные синхронные генераторы с большим диаметром якоря и постоянными
магнитами, которые могут работать в жидкой среде на большой глубине. «Гидрореактор» имеет
совершенно другой принцип работы, чем разрабатываемая нами концепция «Гидробашен», где
используются гравитационные силы для закручивания потока по спирали до подхода к турбине.
Разработанная нами турбина состоит из пяти комплектов лопастей, которые закручены вокруг
вала турбины с расширением к основанию. Кроме того ГЭС имеет перед турбиной управляемый
диффузор, лопасти которого имеет возможность перекрывать поток. Сама конфигурация корпуса
воспроизводит гиперболический геометрию «Гидробашни», то есть имеет широкий коллектор,
шейку и сопло, расширяющее к основанию. Геометрия лопастей конусной турбины воспроизводит
геометрию раструба реактора. Это сделано с целью организации после турбины ламинарного
потока. Турбина устанавливается по течению. Она может работать в режиме приливно отливной
системы, просто в этом случае на раструбе устанавливается вертикальный руль, который
разворачивает турбину по направлению потока, так как в этом случае турбина крепится к ж/б
плите на анкерных шарнирах с возможностью поворота. Структура диффузора предназначена
для закрытия, когда вода течет в одном направлении лопасти двигаются и открываются, когда
вода движется в противоположном направлении - закрывается. Сила воды вращает лопасти
и заставляет вращаться вал, а генератор преобразует энергию вращения в электричество. Эти
турбины могли бы поставлять в прибрежные общины, и, возможно, кормить также внутренние
регионы.
Турбина «Гидрореактора» также может быть использовано для получения питьевой воды из
морской воды путем обратного осмоса, а также методом очистки воды путем перекачки ее через
фильтрующие нано мембраны.
Мы планируем построить в масштабах производства турбины мощностью от 200 кВт, диаметр
коллектора и сопла которых от 2 м. Длина всей системы до 4,5 м. Такие блоки могут быть
установлены в ряд или друг на друга в два ряда, а то может быть и в три, для наращивания
мощности от 1 до 3 МВт. Если ориентироваться на более высокие мощности от 10 МВт, то
максимально энергетические блоки можно монтировать рентабельно до 500 кВт. Тогда, при
диаметре около 4 м коллектора и сопла, чисто конструктивно можно соорудить двухэтажный ряд
из 4-х блоков мощностью около 4МВт. Таких систем можно построить столько, сколько надо по
побережью, их число не лимитировано. Себестоимость таких «Гидрогенераторов» мы оцениваем
как очень низкая в пределах 300-400 USD установочный киловатт, так как в них нет сложно
изготавливаемых элементов.
Для сравнения, ветровая турбина с лопастями длиной 155 футов (47 метров) в поперечнике
вырабатывает мгновенную мощность около 600 кВт электроэнергии, но в течение примерно 10
часов в день. Этого достаточно для питания только лишь 240 домов. Достаточно на этом примере
сказать, как много энергии под волнами.
Оценки того, сколько энергии турбины в океане могут производить основаны на идеальных
условиях, но на данный момент это все данные, полученные нами, пока мы не в реальном мире
тестирования по шкале производства турбин". Таким образом, это не представляется возможным
сравнить по стоимости нашу технологию «Гидрореакторов» с ветрогенераторами, пока наша
команда не сможет построить и установить промышленный прототип. Многие могут посчитать,
ТЕХНОЛОГИЯ
13
что энергия морских течений - это перспективная идея, но она вряд ли заменит сжигание
ископаемого топлива сейчас, но очень возможно в будущем. Океан турбин должны быть частью
всех операционных энергетических систем, наряду с другими источниками возобновляемой
энергии.
Но как и любая технология развертываемая в природе, потенциальное воздействие на
окружающую среду со стороны «Гидрогенераторов» должны быть рассмотрены.
Во-первых, это не навреди. Потому что океанские течения влияют на глобальную климатическую
систему и некоторые выразить обеспокоенность тем, что турбины могут конфликтовать с этими
угрозами. Но это не может быть проблемой, так как поставив одну из этих турбин в Северном
ледовитом океане, а камешек бросить в Енисее, то вряд ли это создаст климатическую угрозу. Мы
не сможем построить их столько, чтобы вызвать климатические изменения.
Основной проблемой является то, как турбины могут повлиять на близлежащие морские
экосистемы. Турбины будут расположены на глубине в районах, быстро движущейся воды, где не
так много рыбы или млекопитающих можно заметить.
В реальности, сенсорные системы этих животных достаточно хороши, чтобы обнаружить и
избежать турбины. Кроме того, сами лезвия лопаток будут медленно двигаться и есть просветы
достаточно большие для большинства существ, которые смогут проплыть через них, что
невозможно для пропеллерных турбин. И все-таки, невозможно точно знать, каково влияние этих
систем без их испытания в море.
Я и мои коллеги планируем проверить прототип турбины в Черном море. Далее мы планируем
построить большой прототип на Северном море, чтобы оценить их на месте открытого
тестирования. Наша цель состоит в том чтобы иметь , чтобы иметь четыре полноценных турбины
работающих в различных морях России к 2018 году.
Энергия океана пока находится в зачаточном состоянии в мире, но многие компании, такие как,
например Мейн установили свои первые подводные турбины в 2012 году.
Тем временем, Шотландии также добилась успехов в генерации энергии из океана.
Страны Северной Великобритании была пионером в освоении волн и приливов энергии, и
позиционируют их на использование подобных систем в промышленных масштабах.
Например, компания Scottish на глубине 100 футов (30 метров) под водой установила подводные
турбины в океанских водах близ Оркнейских островов в 2012 году, как сообщает CNN.
Гигантские турбины производится один мегаватт электроэнергии, что достаточно для питания
500 шотландских домов, говорится в сообщении компании. Если все пойдет хорошо, компания
планирует построить флот турбин у побережья Шотландии.
Здесь рассматривается сама технология выработки «Гидрореакторами» и технология
проведения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ. Технология выработки
безнапорными подводными электростанциями известна на различных устройствах, таких как
пропеллерных, мельничных и так называемых поплавковых. Они все имеют свои преимущества
ТЕХНОЛОГИЯ
14
и недостатки. Понятно, что тупо использовать ветровой пропеллер под водой не очень выгодно,
так как он имеет небольшую поверхность восприятия кинетической энергии молекул воды,
имеющих большую плотность чем воздух, поэтому такие электростанции имеют низкий КПД и
не безопасны с точки зрения окружающей среды обитания морских млекопитающих и рыбы,
так как пропеллер при попадании в его лопасти живого существа просто его перемалывает
в фарш, а его звук простирается на далекие расстояния, отпугивая рыбные косяки. Поэтому
достоинства установок не только нужно рассматривать на молекулярном уровне исходя из теории
Броуновского движения, но и с точки зрения экологического воздействия в комплексе. Поэтому
в этом исследовании предлагается патентно-способная отечественная конструкция, которая
основана на оптимальном восприятии физических процессов, происходящих в потоке жидкости.
Эта конструкция может быть использована не только для микро или мини ГЭС мощностью от 100
до 500 кВт, но и малых ГЭС мощностью до 3-5 МВт. Ее масштабы использования очень широки и
могут распространяться даже на обеспечение потребляемой мощности нефге-газодобывающих
платформ в несколько тысяч киловатт. По виду энергоснабжения буровые установки таких
платформ делятся на установки с автономным
и централизованным энергоснабжением. При автономном энергоснабжении в качестве
первичного двигателя буровой установки могут использоваться двигатели внутреннего
сгорания (бензиновые, дизельные, газовые турбины) или дизель-генераторные агрегаты.
Централизованное энергоснабжение осуществляется от промышленных электросетей.
Суммарная мощность буровых установок при строительстве скважин малой глубины (до 2000
м) достигает 800 кВт, средней глубины (до 4500 м) 800-2000 кВт, глубоких и сверхглубоких
(свыше 4500 м) до 5000 кВт. Мои исследования могут быть использованы для осуществления
совершенно новых гидрореакторных технологий подводной эксплуатации методов добычи
полезных ископаемых.
Эти технологии не только обладают высокой мощностью и экологической чистотой, но и
совершенно безопасны для окружающей среды обитания рыб и других морских существ,
так как защищены легким стеклопластиковым корпусом и сеткой из карбоновой нити,
что совершенно не предусмотрено например зарубежными аналогами. Очень перспективна
и возможность масштабирования мощности подводной электростанции в зависимости от
потребления. Например для 800 кВт
требуется применить определенные геометрические параметры исходя из теории Вентури
сообщающихся сосудов. Исходя из аналогичных исследований можно градуировать размеры
электростанции в зависимости от потребляемой мощности. Уже сейчас ориентировочно можно
сказать, что для 800 кВт диаметр выходного раструба может быть равен 5 м, а диаметр коллектора
4 м, для мощности 2 000 кВт - соответственно уже 10 и 8 м; для 5 000 кВт - 15 и 12 м. Естественно,
что для производства бурения на больших глубинах, необходимо предусматривать поплавковую
конструкцию
электростанции, а при мелководном бурении - якорного типа. Например конструкция мощностью
5 МВт требует систему поплавкового типа.
ТЕХНОЛОГИЯ
15
Сама конструкция электростанций предусматривает полную защиту от штормовых волн. Корпус
обтекаем и не создает дополнительных завихрений в поперечном течении. Передняя часть
конструкции электростанции образует спиральные каналы, которые работают на создание
водяной воронки до конусообразной спиральной турбины используя эффект трубки Ранка
и сообщающихся сосудов Вентури. В центре установлена спиральная турбина, которая при
воздействии вращающегося вокруг нее мощного течения подвержена антигравитации и
приподнимаясь упирается в диск генератора с постоянным магнитным полем.
В любом случае гидротехнические исследования предлагаемой технологии позволят создать
весьма простую в серийном производстве турбину
и другие элементы, вырабатывающие электрическую энергию в соответствие с современными
тенденциями развития нетрадиционных возобновляемых источников энергии.
Турбины реактора способны работать в полном погружении в реки или каналы без перепадов и
при низкой скорости течения.
Турбина реактора относится к горизонтальным осевым турбинам и состоит из 3-х основных частей.
А) Входная часть это конический коллектор который ,собирает поток и ускоряет его. Он имеет
лопастной распределитель (дистрибьютер), которого обладает 3 основными функциями:
1 – организует поток, для лучшего восприятия его крыльчаткой турбины; 2 – определяет
необходимый угол расположения системы относительно угла атаки и обеспечивает
постоянную скорость вращения турбины при изменении входного потока, а также при открытии
или закрытии сетки безопасности; 3 – позволяет при открытии или закрытии сетки безопасности,
обеспечить пуск или остановку турбины.
В) Турбина : рабочее колесо с 8 лопастями , в обязанность которой входит задача преобразовать
максимум кинетической энергии потока в механическую мощность, размещена в зоне
рассеивателя (дифузора), который уменьшает скорость потока.
Используя переменный угол лопастей вращающегося дистрибьютора, турбина может работать
в широком диапазоне скоростей потока (т. е. турбина имеет большой диапазон изменения
массового расхода), сохраняя скорость вращения постоянной и это лучшие условия для работы
электрического генератора.
Строительство диспозиций :
Эта турбина установлена в занос по течению ,позволяя использовать ее как это модульную
систему , т. е. ее можно устанавливать по модульно, параллельно для получения требуемой
максимальной мощности.
Модульность и ограничение максимальной мощности этой турбины позволяет оптимизировать
работу станции , зная, что когда-то не каждый раз нужна будет общая требуемая максимальная
мощность станции ,запуская или останавливая энергетические модули.
ТЕХНОЛОГИЯ
16
В случае обслуживания в занос или падения уровня воды, модульность позволит станции
обеспечивать электроэнергией потребителя , если долго нет максимально уровня воды в канале .
Установка на дне реки/канала избегает 2 проблем :
- Глубина вариации речного стока (колебания уровня) ,так как эта турбина каждый раз имеет
объем потока достаточного для работы, особенно в период низкого уровня воды;
- В зимний период, когда образуется лед в реке или на дне канала , поток воды в обеспечен в
любое время без затрат на его очистку, так что в самый высокий сезон спроса на энергию это
позволяет избежать проблемы перекрытия станции из-за толщины льда.
Надо подчеркнуть, что для окончательной разработки базовой технологии в рамках данной
НИиОКР необходимо провести следующие мероприятия и действия:
1. Исследовать математическую модель работы электростанции при воздействии вихревого
движения жидкости в гиперболическом корпусе на конусообразную винтовую турбину.
2. Создать физическую модель и провести ее испытания в аэродинамической трубе
и гидростатическом бассейне на кафедре гидравлики и аэродинамики Государственного
политехнического университета.
3.По данным проведенных расчетов и теоретических исследований разработать опытно-
конструкторскую документацию серийного прототипа.
4.Собрать серийный прототип «Гидрореактора» роторного типа и провести его лабораторные и
полевые испытания.
5.По результатам полевых испытаний доработать опытно-конструкторскую документацию и
издать типовой альбом.
6. Разработать технологическую карту сборки электростанции на машино- строительном заводе.
В рамках всего проекта необходимо выполнить:
1. Работы по оценке патентной чистоты созданных и/или рекомендованных к использованию
технических решений в соответствии с требованиями ГОСТ 15.011-96. Полученные по настоящему
НИР и ОКР результаты работ (в том числе объекты интеллектуальной собственности) не должны
нарушать исключительных прав Исполнителя и третьих лиц, в том числе соисполнителей.
2. Аналитические и экспериментальные исследования возможности применения в различных
условиях.
3. Математические расчёты потоков через реактор и расчеты генератор на постоянных магнитах
с низким моментом страгивания.
4. Разработку конструкторской документации на переналаживаемую модель с изменяемыми
углами атаки лопаток и заменяемыми лопатками диффузора.
ТЕХНОЛОГИЯ
17
5. Изготовление переналаживаемой модели с изменяемыми углами атаки лопаток и
заменяемыми лопатками со специальными профилями лопаток ротора и статора генератора.
6. Натурные испытания 3-х вариантов исполнения модели.
7. Доработку переналаживаемой модели по результатам испытаний и проведение испытания
доработанной модели.
8. Разработку конструкторской документации на опытно-промышленный образец с генератором
на постоянных магнитах имеющим низкий момент страгивания в подводном и надводном
исполнении.
9. Расчёт на прочность методом конечных элементов корпуса и лопаток турбины на максимальную
водную нагрузку и вероятность возникновения кавитации. Повести акустические испытания в
бассейне для определения шумов и методов гашения.
10. Изготовление опытно-промышленного образца , способного генерировать 100-200 кВт
полезной электрической мощности при скорости течения от 2м/сек.
11. Разработка проектной документации по привязке опытного образца на действующем объекте,
в т.ч. разработку строительной части.
12. Осуществление строительно-монтажных и пуско-наладочных работ первого прототипа.
13. Проведение комплекса испытаний опытно-промышленного образца .
14. Получение разрешение на применение на водных объектах России и подключение к общей
РАО ЕС России.
15. Проведение меж-ведомственных испытаний опытного образца .
В приложениях можно найти все расчеты горизонтальных турбин, которые были выполнены при
предварительных теоретических исследованиях.
10. Укажите, при наличии, имеющие непосредственное отношение к проекту
российские и (или) зарубежные научные публикации, патенты и (или) заявки на
выдачу патента, обладателем (заявителем по которым) является Соискатель, а
также разработанные алгоритмы, протоколы, программы для ЭВМ и (или) базы
данных, исключительные права на которые принадлежат Вам, или, если они
реализованы в рамках открытого кода GPL, то публичные ссылки на них
1
Номер SU 1319654 AI
Название Башня - возобновляемый источник энергии - гибридная
солнечно-вихревая аэротермическая электростанция с
ТЕХНОЛОГИЯ
18
ветровой турбиной из закрученных вокруг центральной стойки
полотнищ.
Ссылка http://publications.solar-tower.org.uk/Professor%20Mamulashvili
%201987%20Patent%20SU%201319654.pdf
*.Приложение к описанию технологии
CМ. ПРИЛОЖЕНИЕ
СХЕМА КОММЕРЦИАЛИЗАЦИИ
19
11. Опишите предполагаемые основные направления коммерциализации
Вашего проекта (в ближайшей перспективе и (или) в будущем)
# Название Комментарий
1 Схема
коммерциализации
проекта в ближайшем
будущем на период до
5 лет основана на
серийном производстве
безнапорных мини ГЭС
мощностью от 100
до 500 кВт для
индивидуального
использования,
временного снабжения
операций МЧС, МВД или
МО мощностью от 300
до 500 кВт. Известно, что
эти ГЭС самоокупаемые
за короткий срок от
3-х до 5-ти лет и
могут быть поэтому
широко используемы в
сельском хозяйстве, а
также для организации
работы контрольно-
измерительных
приборов газо- и нефте-
трубопроводов как на
поверхности земли,
так и под водой.
Такая мощность вполне
достаточна для работы
в полевых условиях
где угодно. В этом
случае диаметр турбины
может достигать 1-2-
х метров, поэтому не
каждый ручей может
быть использован для
выработки
электрической энергии.
Горные мелководные
ручьи должны иметь
отводящие каналы. Мы
Так ,например, российский ученый, кандидат технических наук,
индивидуальный предприниматель Мамулашвили Георгий,
известный исследователь и изобретатель вихревых источников
энергии, а главный инженер гражданин Франции Жуль
Бреше специализируется на расчетах новых турбин в
новых компьютерных программах Autodesk CFD и ANSYS,
которые позволяют проектировать ГЭС полностью, начиная
с определения потоков, действующих на турбину. Высокие
доходы от этого бизнеса получаются при продаже
электрической энергии, так как нет расхода горючего топлива,
которое все время будет дорожать. Если выразиться образно,
то деньги текут из воды. Стоимость квт. час. для населения
России около 0,08$ по сегодняшнему курсу, что является
чуть ниже средней мировой цены. На самом деле с
помощью вихревых ГЭС можно продавать в течении периода
окупаемости электроэнергию в пределах 0,03$-0,05$, так
как производительность очень высокая, а себестоимость
производства низкая. Наша продукция электрическая энергия,
которая доступна в достаточных количествах для производства
частному предпринимателю. То есть тем потребителям,
которым не по карману платить всю жизнь деньги крупным
поставщикам электрической энергии, которые все время
поднимают тарифы. Сейчас для частного предпринимателя,
которому нужно, например, всего лишь несколько десятков
кВт электрической мощности, необходимо платить в России
в среднем 0,04 р. за кВт/час, что предусмотрено тарифами
для населения. Например, годовое потребление небольшого
кирпичного завода около 900 000 квт/час. Тогда за производство
небольшого кирпичного завода потребляющего мощность
около 100 кВт предприниматель должен заплатить в общую
сеть около 36000 рублей в год, то есть за пять лет около 180
000 руб. Кроме того он должен заплатить за подключение к
общей государственной сети в зависимости от региона. Так
например в Москве стоимость подключения за каждый 1 кВт
после допущенных льготных 15 Квт равна 16 000 рублей. То есть
ИП в итоге должен заплатить 1 200 000 руб.
СХЕМА КОММЕРЦИАЛИЗАЦИИ
20
# Название Комментарий
в этом бизнесе из-
за возможности высоких
доходов от внедрения
в производство новых
технологий получения
возобновляемой
энергии. Производство
быстро окупаемых
малых и микро ГЭС
позволяет рассчитать на
большой промежуток
лет определенный доход
и гарантировать его
получения. То есть в этом
бизнесе низкие риски,
так как разработка новых
турбин и электростанций
известный доходный
бизнес стран с развитой
научно-технической
структурой. За
последнее время Россия
потеряла многое из
созданной технической
инфраструктуры
промышленной
индустрии, однако есть
еще возможность и
остались специалисты
для возрождения
мелкого
машиностроения.
Понятно, что
конкурировать с такими
ведущими
производителями в этой
области как ,например,
Сименс глупо, но иногда
таким глобальным
мировым концернам
труднее перестроиться
на небольшое
производство и мелкий
опт, чем для небольшой
компании, которой
СХЕМА КОММЕРЦИАЛИЗАЦИИ
21
# Название Комментарий
внедрение на рынок
электро- энергии очень
выгодно, так как здесь
небольшие затраты на
производство. Она
может занять место
на этом пустующем
островке рынка, имея
передовую технологию и
специалистов мирового
уровня. В данном
случае в команду входят
специалисты из Грузии,
Франции и России.
КОНКУРИРУЮЩИЕ РЕШЕНИЯ
22
12. Перечислите наиболее близкие аналоги Вашего решения и опишите, в чем
заключается Ваше преимущество
1
Название Проект Sea Gen компании Seimens самой мощной в мире
подводной безнапорной гидроэлектростанции .
Описание Компания Siemens проводит эксперимент c подводной
электростанцией с горизонтальными пропеллерными
генераторами. Сходство с ветро-генераторами этой
конструкции является удивительным. «Сиджен» – первая
в мире масштабная приливная лопастная электростанция
введенная в промышленную эксплуатацию. За более чем 10 000
рабочих часов, «Сиджен» выработал 7.7 ГВт-ч электроэнергии
в общую энергосистему при мощности 1,2 МВт. Во время
работы поперечная балка, на которой смонтированы два
генератора с двумя парами лопастей автоматически полностью
погружается под воду. Турбины работают в приливно-отливном
течении, как подводные ветряки. Они имеют 7-метровые
лопасти ротора, что значительно меньше, чем у ветро-
генераторов, из-за гораздо большей плотности воды. Кроме
того, они автоматически регулируется и тем самым надежно
поставляют электроэнергию в течении примерно 20 часов
работы в сутки во время прилива и отлива. В узком
проливе возле города Портафери, приливы и отливы потока
обеспечивают максимальную частоту вращения лопастей от 4
до 5 метров в секунду. Скорость течения 2,4 метра в секунду
достаточна для обеспечения полной мощности подводного
генератора. С помощью лунного календаря, приливные течения
могут быть точно рассчитаны на годы вперед, что таким
образом делая электростанцию практически базовой нагрузки.
Важным преимуществом таких электростанций является
предсказуемость приливов как генерирующих мощностей.
Это главное преимущество над другими источниками
возобновляемой энергетики. Стальная конструкция прочно
закреплена к морскому дну. В рамках интенсивной программы
мониторинга были достаточно тщательно изучено возможное
воздействие на окружающую среду. Приливная электростанция
находилась посреди морского заповедника, процветающего
для тюленей, моллюсков и редких птиц. Как говорят
разработчики, это было худшее место, чтобы установить
устройство приливно-отливной электростанции из-за строгих
правил охраны окружающей среды.
характеристики рынка (объем,
динамика, ссылки на
исследования)
Самая мощная в мире приливная турбина (1.2 Мвт) Турбина
SeaGen, Стренгфорд Лаф (Ирландия) Приливная турбина
SeaGen продолжает оставаться самой мощной, и единственным
КОНКУРИРУЮЩИЕ РЕШЕНИЯ
23
первым коммерческим проектом в этой области. Турбина
расположена в Стренгфорде, Северная Ирландия. Мощность
турбины составляет 1.2 МВт, и состоит из двух парных турбин
с диаметром лопастей 16 метров. Вес турбина составляет
300 тонн. Способность вращаться вокруг своей оси позволяет
турбине настраиваться на набегающий поток воды при приливе
или отливе. Турбина может быть поднята из-под воды для
проведения обслуживания. В 2013 году появилась информация,
что компания Siemens заявила об итогах промышленно-
экспериментальной эксплуатации следующего поколения
энергоустановки SeaGen мощностью уже 2 МВт, а также о
дальнейших планах строительства таких установок следующего
поколения. Известно, что правительство Уэльса одобрило
строительство пяти таких турбин и установки их у западного
побережья Уэльса. Компания Siemens продолжает развивать
свои технологии для потока приливной электростанции.
Сегодня Сиджен электростанции в Северной Ирландии имеет
установленную мощностью 1,2 мегаватт (МВт). C 2015
экологически чистой электро-энергией обеспечены около 10
000 домов. Новые роторы являются наиболее очевидными
изменениями в конструкции. Их диаметр был увеличен до
20 метров и каждая из них была оснащена дополнительным
лопастям ветроколеса. Это означает, что новая модель выглядит
немного похоже на подводный ветряк. Специалисты компании
Siemens обещают, что новые диски будут лучше распределять
давление текущей воды. Это в свою очередь позволит снизить
износ и продлить срок службы электростанции. В отличие от
приливных электростанций шквал, приливный поток блоков
Электростанцию мощностью 10 МВт планируют запустить в
эксплуатацию в 2015 году. При копировании материала, ссылка
на источник обязательна: http://www.ekopower.ru/samyie-
moshhnyie-proektyi-vozobnovlyaemoy-3/#samaya-moschnaya-v-
mire-prilivnaya-turbina-1-2-mvt
2
Название Шведская компания Minesto разработала электростанцию Deep
Green.
Описание Подводная электростанция, использующая приливы и отливы
Шведская компания Minesto разработала электростанцию Deep
Green, представляющую собой крыло размахом 8–14 м,
которое объединено с турбиной и генератором. Семитонная
конструкция крепится тросом к морскому дну и располагается
на глубине 50–300 м. Поскольку устройство обладает
нейтральной плавучестью, оно может свободно двигаться в
водном потоке и не тонуть, когда тот меняет своё направление.
Для генерации электричества необходимо, чтобы скорость волн
КОНКУРИРУЮЩИЕ РЕШЕНИЯ
24
превышала 2,5 м/с, однако в дальнейшем планируется снизить
эту цифру до 1–2,5 м/с. Мощность подводной электростанции,
«питающейся» кинетической энергией приливов и отливов,
колеблется от 150 до 800 кВт (в зависимости от её размера).
По оценкам конструкторов, строительство двух полноценных
электростанций общей производительностью 1 МВт обойдётся
в 2–2,3 млн. евро. В прошлом году Minesto привлекла 2
млн. евро на проведение испытаний в Северной Ирландии.
Инвесторы рассчитывают, что флотилия подводных сооружений
сможет в будущем обеспечивать 1% всех энергетических
потребностей Великобритании.
характеристики рынка (объем,
динамика, ссылки на
исследования)
Рынок такой электростанции очень ограничен, так как крылья
под водой уж очень сложная конструкция, которая просто
нежизнеспособна.
13. Перечислите научные группы, институты, компании, ведущие аналогичные
или близкие разработки и опишите, в чем заключается Ваше преимущество
Самым значительным явлением является исследования группы Sea Gen компании Siamens
приливно-отливной подводной электростанции мощностью 1,2 МВт. Это два пропеллерных
ротора, установленные на башне с лифтом, опускающимся под воду. Потенциальное расчетное
КПД этой установки по заявлению разработчиков около 66%, однако сейчас достигнуто в пределах
40-50% на действующей установке. Наша разработка обладает более высоким КПД, так как
используется турбины более меньшего диаметра в защищенном гиперболическом корпусе,
создающим реактивную тягу. Преимуществ очень много, так например, наша турбина имеет
коллектор и рассеиватель, усиливающие мощность потока; дистрибьютер, который направляет
поток под правильным углом атаки к лезвиям турбины, лучшие кавитационные свойства турбины,
возможность масштабирования от малых вплоть до микро ГЭС, возможность работы как на
больших глубинах, так и на мелкой воде, то есть два случая базирования - морской и речной и
т.д. и т.п.
Подводная электростанция, использующая приливы и отливы
Шведская компания Minesto разработала электростанцию Deep Green,
представляющую собой крыло размахом 8–14 м, которое объединено с турбиной и
генератором.
Семитонная конструкция крепится тросом к морскому дну и располагается на
глубине 50–300 м.
Поскольку устройство обладает нейтральной плавучестью, оно может свободно
двигаться в водном потоке и не тонуть, когда тот меняет своё направление. Для генерации
электричества необходимо, чтобы скорость волн превышала 2,5 м/с, однако в дальнейшем
планируется снизить эту цифру до 1–2,5 м/с.
Мощность подводной электростанции, «питающейся» кинетической энергией
приливов и отливов, колеблется от 150 до 800 кВт (в зависимости от её размера).
Наша электростанция компактна, и при той же мощности, обладает рядом преимуществ
несравнимых с крыльями под водой, которые болтаются в разные стороны и не понятно как такие
конструкции надо обслуживать!
ПАРАМЕТРЫ РЫНКА
25
14. Укажите рынки, на которых потенциально может быть реализован проект
(перечислите страны, регионы, укажите основных потребителей, оцените
примерный объем рынка, его динамику, ваше будущее позиционирование на
нем)
Рынок использования малых подводных ГЭС мощностью до 5 МВт очень широк, так как
безнапорные системы могут быть установлены в любом месте мирового океана, поэтому
перечислять прибрежные страны нет наверное необходимости, хотя в это число входит все
ведущие индустриально развитые мировые лидеры. При стоимости 1200 - 1400 USD за
установочный кВт такие системы могут быть конкурентно-способными по сравнению с ветряками.
15. Приведите ссылки на соответствующие исследования рынков (на русском
или английском языках)
http://daydeneg.ru/2009/12/15/podvodnaya-elektrostanciya/
http://www.veb.ru/common/upload/files/veb/analytics/mi/201106.pdf
http://www.c-o-k.ru/market_news/podvodnaya-elektrostanciya-v-shotlandii
http://www.m-energy.ru/docs_view.php?id=53
http://www.ey.com/Publication/vwLUAssets/EY-Ocean-energy-Rising-tide-2013/$FILE/EY-Ocean-
energy-Rising-tide-2013.pdf
http://mragheb.com/NPRE%20402%20ME%20405%20Nuclear%20Power%20Engineering/Underwater
%20Power%20Plants.pdf
https://www.theguardian.com/environment/2008/sep/04/waveandtidalpower.renewableenergy
КОМАНДА
26
16. Ключевые члены команды проекта
1
a. ФИО Мамулашвили Георгий Шотаевич
b. Роль в проекте (должность в
компании)
Руководитель проекта
c. Описание функций,
задач, работ, которые будет
выполнять данный член
команды проекта в рамках
проекта
1. Работы по оценке патентной чистоты созданных и/или
рекомендованных к использованию технических решений в
соответствии с требованиями ГОСТ 15.011-96. Полученные
по настоящему НИР и ОКР результаты работ (в том
числе объекты интеллектуальной собственности) не должны
нарушать исключительных прав Исполнителя и третьих
лиц, в том числе соисполнителей. 2. Аналитические и
экспериментальные исследования возможности применения
в различных условиях. 3. Математические расчёты потоков
через реактор и расчеты генератор на постоянных магнитах с
низким моментом страгивания. 4. Разработку конструкторской
документации на переналаживаемую модель с изменяемыми
углами атаки лопаток и заменяемыми лопатками диффузора.
5. Изготовление переналаживаемой модели с изменяемыми
углами атаки лопаток и заменяемыми лопатками со
специальными профилями лопаток ротора и статора
генератора. 6. Натурные испытания 3-х вариантов исполнения
модели. 7. Доработку переналаживаемой модели по
результатам испытаний и проведение испытания доработанной
модели. 8. Разработку конструкторской документации на
опытно-промышленный образец с генератором на постоянных
магнитах имеющим низкий момент страгивания в подводном
и надводном исполнении. 9. Расчёт на прочность методом
конечных элементов корпуса и лопаток турбины на
максимальную водную нагрузку и вероятность возникновения
кавитации. 10. Изготовление опытно-промышленного образца ,
способного генерировать 100-200 кВт полезной электрической
мощности при скорости течения от 2м/сек. 11. Разработка
проектной документации по привязке опытного образца
на действующем объекте, в т.ч. разработку строительной
части. 12. Осуществление строительно-монтажных и пуско-
наладочных работ первого прототипа. 13. Проведение
комплекса испытаний опытно-промышленного образца . 14.
Получение разрешение на применение на водных объектах
России и подключение к общей РАО ЕС России. 15. Проведение
меж-ведомственных испытаний опытного образца .
d. Сфера деятельности и
профессиональные
достижения
Научно-исследовательская,техническая и культурно-
просветительская деятельность в области строительства
возобновляемых источников энергии.
КОМАНДА
27
e. Ключевой опыт, имеющий
отношение к области данного
проекта
Защита кандидатской диссертации в области расчета особо
легких конструкций мембранных сооружений, в частности
расчета гибридных солнечно-ветровых электростанций.
Наличие нескольких изобретений с грифом для служебного
пользования, касающихся конструкции башен возобновляемых
источников энергии аэротермических электростанций. Доклад
и диплом по проекту "Гидробашня" Start-Up Vilage Scolkovo
2015. Опубликование статьи "Trailing Solar Chimney".
f. Образование (ВУЗ,
специальность и т.д.), ученая
степень, звание
Высшее образование, Санкт-Петербургский Государственный
университет путей сообщения, специальность промышленное
и гражданское строительство, кандидат технических наук,
старший научный сотрудник "Кафедры электроснабжение
железных дорог".
g. Места работы, должности за
последние 5 лет
Собственник ИП Мамулашвили Г.Ш., руководитель проекта.
h. Научные публикации Опубликование статьи "Trailing Solar Chimney".
i. Цитируемость (индекс
цитируемости, индекс Хирша
и тому подобное), доклады
на международных научных
конференциях
Доклады на международных научных конференциях в Глазго
(Шотландия)
j. При наличии, сведения об
объектах интеллектуальной
собственности в области
выбранного Направления
деятельности, включая
изобретения, полезные
модели, промышленные
образцы, алгоритмы и
протоколы, программы для
ЭВМ, базы данных, топологии
интегральных микросхем,
автором (соавтором) которых
является член команды
Изобретение SU 1319654 AI
2
a. ФИО Жиль Бреше
b. Роль в проекте (должность в
компании)
Главный инженер
c. Описание функций,
задач, работ, которые будет
выполнять данный член
1. Работы по оценке патентной чистоты созданных и/или
рекомендованных к использованию технических решений в
соответствии с требованиями ГОСТ 15.011-96. Полученные
по настоящему НИР и ОКР результаты работ (в том
App request ru
App request ru
App request ru
App request ru
App request ru
App request ru
App request ru
App request ru
App request ru
App request ru
App request ru
App request ru
App request ru
App request ru
App request ru
App request ru
App request ru
App request ru
App request ru
App request ru
App request ru
App request ru
App request ru
App request ru
App request ru
App request ru
App request ru
App request ru
App request ru
App request ru
App request ru
App request ru
App request ru
App request ru
App request ru
App request ru
App request ru
App request ru
App request ru
App request ru
App request ru
App request ru
App request ru
App request ru
App request ru
App request ru
App request ru

More Related Content

Similar to App request ru

Pressure buffering hydropower introduction, Bogorodsky Power Co.
Pressure buffering hydropower introduction, Bogorodsky Power Co.Pressure buffering hydropower introduction, Bogorodsky Power Co.
Pressure buffering hydropower introduction, Bogorodsky Power Co.Andrew Bogorodsky
 
Application for financing of the project of tidal power plant Hydrobase submi...
Application for financing of the project of tidal power plant Hydrobase submi...Application for financing of the project of tidal power plant Hydrobase submi...
Application for financing of the project of tidal power plant Hydrobase submi...Eng.Georgii Mamulashvili, PhD
 
окб вэс 06 2014
окб вэс 06 2014окб вэс 06 2014
окб вэс 06 2014NikJagger
 
презентация иф магма
презентация иф магмапрезентация иф магма
презентация иф магмаMinaevVsevolod
 
скб шельфпром прорывные технологии
скб  шельфпром   прорывные технологиискб  шельфпром   прорывные технологии
скб шельфпром прорывные технологииМихаил Бышевский
 
скб шельфпром прорывные технологии
скб  шельфпром   прорывные технологиискб  шельфпром   прорывные технологии
скб шельфпром прорывные технологииМихаил Бышевский
 
ВЕРОЯТНОСТЬ УЛАВЛИВАНИЯ ЧАСТИЦ В ИНТЕНСИВНЫХ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ ПОЛЯХ
ВЕРОЯТНОСТЬ УЛАВЛИВАНИЯ ЧАСТИЦ В ИНТЕНСИВНЫХ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ ПОЛЯХВЕРОЯТНОСТЬ УЛАВЛИВАНИЯ ЧАСТИЦ В ИНТЕНСИВНЫХ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ ПОЛЯХ
ВЕРОЯТНОСТЬ УЛАВЛИВАНИЯ ЧАСТИЦ В ИНТЕНСИВНЫХ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ ПОЛЯХKirrrr123
 
Ryzhov VVER prospects atomexpo2010
Ryzhov VVER prospects atomexpo2010Ryzhov VVER prospects atomexpo2010
Ryzhov VVER prospects atomexpo2010myatom
 
приливная электростанция иванова катя
приливная электростанция иванова катяприливная электростанция иванова катя
приливная электростанция иванова катяMetOb
 
данилин алексей. генератор переменного тока на ударных волнах
данилин алексей. генератор переменного тока на ударных волнахданилин алексей. генератор переменного тока на ударных волнах
данилин алексей. генератор переменного тока на ударных волнахVeeRoute
 
Lyapichev. Laboratorio de segiridad de obras hidraulicas
Lyapichev. Laboratorio de segiridad de obras hidraulicasLyapichev. Laboratorio de segiridad de obras hidraulicas
Lyapichev. Laboratorio de segiridad de obras hidraulicasYury Lyapichev
 
Future Energy Russian Будущий энергетический потенциал Казахстана(1)
Future Energy Russian Будущий энергетический потенциал Казахстана(1)Future Energy Russian Будущий энергетический потенциал Казахстана(1)
Future Energy Russian Будущий энергетический потенциал Казахстана(1)Michael Marty
 
Klimov Gidropress Svbr
Klimov Gidropress SvbrKlimov Gidropress Svbr
Klimov Gidropress Svbrmyatom
 
ПРОТОТИПЫ систем Orbitron и OrionTwo
ПРОТОТИПЫ  систем Orbitron и OrionTwoПРОТОТИПЫ  систем Orbitron и OrionTwo
ПРОТОТИПЫ систем Orbitron и OrionTwoAlexander Mayboroda
 
Космическая транспортная система «Орбитрон» и глобальная энергетика
Космическая транспортная система «Орбитрон» и глобальная энергетикаКосмическая транспортная система «Орбитрон» и глобальная энергетика
Космическая транспортная система «Орбитрон» и глобальная энергетикаAlexander Mayboroda
 
Реферат по физике «Альтернативные энергоносители»
Реферат по физике «Альтернативные энергоносители»Реферат по физике «Альтернативные энергоносители»
Реферат по физике «Альтернативные энергоносители»Kirrrr123
 

Similar to App request ru (20)

Электробашни 3
Электробашни 3Электробашни 3
Электробашни 3
 
Pressure buffering hydropower introduction, Bogorodsky Power Co.
Pressure buffering hydropower introduction, Bogorodsky Power Co.Pressure buffering hydropower introduction, Bogorodsky Power Co.
Pressure buffering hydropower introduction, Bogorodsky Power Co.
 
Application for financing of the project of tidal power plant Hydrobase submi...
Application for financing of the project of tidal power plant Hydrobase submi...Application for financing of the project of tidal power plant Hydrobase submi...
Application for financing of the project of tidal power plant Hydrobase submi...
 
окб вэс 06 2014
окб вэс 06 2014окб вэс 06 2014
окб вэс 06 2014
 
презентация иф магма
презентация иф магмапрезентация иф магма
презентация иф магма
 
скб шельфпром прорывные технологии
скб  шельфпром   прорывные технологиискб  шельфпром   прорывные технологии
скб шельфпром прорывные технологии
 
скб шельфпром прорывные технологии
скб  шельфпром   прорывные технологиискб  шельфпром   прорывные технологии
скб шельфпром прорывные технологии
 
ВЕРОЯТНОСТЬ УЛАВЛИВАНИЯ ЧАСТИЦ В ИНТЕНСИВНЫХ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ ПОЛЯХ
ВЕРОЯТНОСТЬ УЛАВЛИВАНИЯ ЧАСТИЦ В ИНТЕНСИВНЫХ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ ПОЛЯХВЕРОЯТНОСТЬ УЛАВЛИВАНИЯ ЧАСТИЦ В ИНТЕНСИВНЫХ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ ПОЛЯХ
ВЕРОЯТНОСТЬ УЛАВЛИВАНИЯ ЧАСТИЦ В ИНТЕНСИВНЫХ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ ПОЛЯХ
 
Ryzhov VVER prospects atomexpo2010
Ryzhov VVER prospects atomexpo2010Ryzhov VVER prospects atomexpo2010
Ryzhov VVER prospects atomexpo2010
 
приливная электростанция иванова катя
приливная электростанция иванова катяприливная электростанция иванова катя
приливная электростанция иванова катя
 
данилин алексей. генератор переменного тока на ударных волнах
данилин алексей. генератор переменного тока на ударных волнахданилин алексей. генератор переменного тока на ударных волнах
данилин алексей. генератор переменного тока на ударных волнах
 
Lyapichev. Laboratorio de segiridad de obras hidraulicas
Lyapichev. Laboratorio de segiridad de obras hidraulicasLyapichev. Laboratorio de segiridad de obras hidraulicas
Lyapichev. Laboratorio de segiridad de obras hidraulicas
 
Future Energy Russian Будущий энергетический потенциал Казахстана(1)
Future Energy Russian Будущий энергетический потенциал Казахстана(1)Future Energy Russian Будущий энергетический потенциал Казахстана(1)
Future Energy Russian Будущий энергетический потенциал Казахстана(1)
 
Klimov Gidropress Svbr
Klimov Gidropress SvbrKlimov Gidropress Svbr
Klimov Gidropress Svbr
 
ПРОТОТИПЫ систем Orbitron и OrionTwo
ПРОТОТИПЫ  систем Orbitron и OrionTwoПРОТОТИПЫ  систем Orbitron и OrionTwo
ПРОТОТИПЫ систем Orbitron и OrionTwo
 
Космическая транспортная система «Орбитрон» и глобальная энергетика
Космическая транспортная система «Орбитрон» и глобальная энергетикаКосмическая транспортная система «Орбитрон» и глобальная энергетика
Космическая транспортная система «Орбитрон» и глобальная энергетика
 
Реферат по физике «Альтернативные энергоносители»
Реферат по физике «Альтернативные энергоносители»Реферат по физике «Альтернативные энергоносители»
Реферат по физике «Альтернативные энергоносители»
 
Гидроэнергоспецстрой
ГидроэнергоспецстройГидроэнергоспецстрой
Гидроэнергоспецстрой
 
НПО Гидроэнергоспецстрой
НПО ГидроэнергоспецстройНПО Гидроэнергоспецстрой
НПО Гидроэнергоспецстрой
 
28473ip
28473ip28473ip
28473ip
 

More from Eng.Georgii Mamulashvili, PhD

More from Eng.Georgii Mamulashvili, PhD (12)

Vacuum drainage of high-rise buildings
Vacuum drainage of high-rise buildingsVacuum drainage of high-rise buildings
Vacuum drainage of high-rise buildings
 
Underwater mini and micro power plant with capacity up to 450 kW
Underwater mini and micro power plant with capacity up to 450 kWUnderwater mini and micro power plant with capacity up to 450 kW
Underwater mini and micro power plant with capacity up to 450 kW
 
Underwater power plant with capacity up to 5 MW
Underwater power plant with capacity up to 5 MWUnderwater power plant with capacity up to 5 MW
Underwater power plant with capacity up to 5 MW
 
Validation report for compliance N 3943
Validation report for compliance N 3943Validation report for compliance N 3943
Validation report for compliance N 3943
 
The strongest underwater turbines for deep-water equipment and machinery.
The strongest underwater turbines for deep-water equipment and machinery.The strongest underwater turbines for deep-water equipment and machinery.
The strongest underwater turbines for deep-water equipment and machinery.
 
Instream technology for georgia 100 mw
Instream technology for georgia 100 mwInstream technology for georgia 100 mw
Instream technology for georgia 100 mw
 
Underwater "Hydro Electric Power Tower"
Underwater "Hydro Electric Power Tower"Underwater "Hydro Electric Power Tower"
Underwater "Hydro Electric Power Tower"
 
Презентация Тбилийской кольцевой дороги
Презентация Тбилийской кольцевой дорогиПрезентация Тбилийской кольцевой дороги
Презентация Тбилийской кольцевой дороги
 
Решение НОБЕЛЬ - Мамулашвили Георгий Шотаевич
Решение НОБЕЛЬ - Мамулашвили Георгий ШотаевичРешение НОБЕЛЬ - Мамулашвили Георгий Шотаевич
Решение НОБЕЛЬ - Мамулашвили Георгий Шотаевич
 
Диплом Старт-ап
Диплом Старт-апДиплом Старт-ап
Диплом Старт-ап
 
Solar Power 2
Solar Power 2Solar Power 2
Solar Power 2
 
Solar Energy
Solar EnergySolar Energy
Solar Energy
 

App request ru

  • 1. РЕЗЮМЕ ПРОЕКТА "Гидрореактор" - Научно-исследовательская и опытно- конструкторская разработка прототипа безнапорной горизонтальной подводной ГЭС морского и речного базирования.
  • 2. ОГЛАВЛЕНИЕ Последнее обновление:: 9/19/2016 3 ❥ ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ 4 ❥ ПРОБЛЕМА И РЕШЕНИЕ 11 ❥ ТЕХНОЛОГИЯ 19 ❥ СХЕМА КОММЕРЦИАЛИЗАЦИИ 22 ❥ КОНКУРИРУЮЩИЕ РЕШЕНИЯ 25 ❥ ПАРАМЕТРЫ РЫНКА 26 ❥ КОМАНДА 30 ❥ РЕСУРСЫ 31 ❥ ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ 39 ❥ СВЕДЕНИЯ О ЮРИДИЧЕСКОМ ЛИЦЕ (заявителем по предварительной экспертизе не заполняются) 40 ❥ ПРИЛОЖЕНИЕ К ОПИСАНИЮ ТЕХНОЛОГИИ
  • 3. ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ 3 1. Название проекта "Гидрореактор" - Научно-исследовательская и опытно-конструкторская разработка прототипа безнапорной горизонтальной подводной ГЭС морского и речного базирования. 2. Наименование (ФИО) Соискателя (Заявителя по предварительной экспертизе) Мамулашвили Георгий Шотаевич 3. Направление, к которому относится проект a. Энергоэффективность и энергосбережение, в том числе разработка инновационных энергетических технологий 4. Краткое резюме проекта (5 предложений) с указанием имеющихся наработок и основных целей развития проекта Разработана технология строительства безнапорных экологически безопасных ГЭС с горизонтальными реактивными турбинами высокой мощности с низким уровнем шума и длительным сроком службы без возникновения условий кавитации. Целью работы является экспериментальное подтверждение теоретических расчетов и внедрение в серийное производство гидроустановки. Тема относится к морской энергетике и предназначена для автономного обеспечения электроэнергией морской и прибрежной промышленной индустрии. 5. Контактное лицо по проекту (лицо, заполнявшее анкету) a. ФИО Мамулашвили Георгий Шотаевич b. Телефон +995 57 407 4727 c. E-mail gsmprado@yandex.ru
  • 4. ПРОБЛЕМА И РЕШЕНИЕ 4 6. Опишите проблему, на решение которой направлен проект a. Описание проблемы Наступила новая эра освоения океана с целью добычи полезных ископаемых, для чего необходимо эффективно обеспечивать жизнеспособность подводных и прибрежных обслуживающих электро-механических устройств. Это не утопия, а насущная необходимость получения источников производства электроэнергии в промышленных масштабах, находящихся почти рядом – в мировом океане. Мы знаем о неисчерпаемых его запасах полезных ископаемых лишь понаслышке, а между тем современное развитие техники уже подразумевает активное участие человека в освоении нового пространства , тем более, что опускаться на дно ближе, безопаснее и намного дешевле, чем осваивать межпланетные перелеты. Исходя из этих предпосылок перечислим, что на данный момент является проблемным фактором обеспечения высокоэффективного энергоснабжения для освоения общего пространства мирового океана и прибрежной зоны: 1. Для морских нефте-газодобывающих плавающих платформ нужны автономные источники питания, которые неограниченно воспринимали бы энергию окружающей среды, особенно вдали от материковых источников. Дело в том что, используемые сейчас на их борту дизель генераторы имеют ограниченный ресурс использования, поэтому с платформ невозможно вести стабильную добычу полезных ископаемых и геологоразведку. 2. Автоматическим электрическим машинам и механизмам, работающим на дне без участия человека, нужен постоянный источник энергии для зарядки аккумуляторов, причем он должен быть тоже полностью автоматизирован. 3. Другим морским хозяйствам, например, рыбным фермам и частным пользователям было бы выгодно приобрести небольшие и достаточно компактные гидроэлектростанции для временного электроснабжения, которые к тому же должны быть не прихотливы для эксплуатации, к примеру - определил скорость течения, сбросил на дно и работай. 4. Очень важно иметь устройство ГЭС, способное к быстрому демонтажу и переброски на новое место. Ведь выработка может истощиться и необходимо будет перебазирование. В работе над таким устройством надо будет предусматривать возможно автоматизированное всплытие и опускание на дно. 5. Важным фактором эффективности ГЭС служит способность конструкции турбин к масштабированию, так как производство должно без значительных затрат налажено с целью покрыть как можно различные требования рынка. 6. И наконец, не все используемые сейчас подводные электростанции обладают низким шумовым порогом, что по европейской директиве считается загрязнением окружающей среды. Особенно в этом преуспели пропеллерные системы, которые к тому же обладают высокой степенью опасности разрушения лезвий лопастей от проблем с кавитацией.
  • 5. ПРОБЛЕМА И РЕШЕНИЕ 5 Для решения поставленных проблем в настоящее время в морской энергетике существует множество устройств преобразовывающих энергию океанических и речных течений, но они имеют существенные недостатки. Технологии подводных ГЭС можно подразделить на пять направлений: подводный ветряк, водяное колесо, ротор Дарье, гребной винт и крыло. Они созданы за последнее время для того, чтобы исключить недостатки традиционных приливно- отливных электростанций, основная проблема которых в том, что они пересекают водное пространство заборной плотиной и тем самым нарушают окружающую биосферу. На сегодняшний день самой мощной действующей технологией для решения проблемы получения достаточной электрической энергии путем преобразования приливно-отливных течений является технология MСT ГЭС «Sea Gen» с пропеллерными роторами, однако она обладает рядом недостатков и прежде всего проблемой масштабируемости на мелководье и серьезными упущениями в части возникновения кавитации на глубине, от чего лопасти будут иметь короткий срок службы, а вся система не гарантирует от высокой степени шума, что нельзя назвать экологически безопасным. b. Приведите ссылки на исследования и материалы, подтверждающие актуальность заявленной проблемы 1 Комментарий Использование огромной энергии прибрежных приливов может стать намного проще и дешевле с новым дизайном для нового поколения подводных турбин. Есть огромный ресурсный потенциал чистой энергии от приливных потоков вокруг прибрежных зон многих стран: оценки предполагают, что существует по крайней мере сотни гигаватт энергии вокруг Европы, Африки, Америки, России, Китая. Приливные генераторы могут собирать энергию этих потоков, с дополнительным очень важным преимуществом, так этот энергетический ресрс что ресурс, в отличие от ветра, предсказуем. Есть только несколько типов подводных турбин в эксплуатации сегодня, и все они работают как подводное ветряные мельницы, их лезвия поворачиваются под прямым углом к потоку воды. В отличие от этих устройства наша команда разработала реактивный гидрореактор в гиперболическом корпусе с коллектором и рассеивателем. Вокруг цилиндрического ротора, который вертится вокруг своей оси, приливы и отливы создают вихревой поток, который действует реактивно по отношению к потоку. В результате, он может использовать больше входящей воды, чем стандартная подводная ветряная мельница. Ссылка https://www.theguardian.com/environment/2008/sep/04/ waveandtidalpower.renewableenergy 2 Комментарий В университете США Southampton проводятся исследования динамических методов моделирования генерации подводного шума приливных турбин, в которых турбулентный поток
  • 6. ПРОБЛЕМА И РЕШЕНИЕ 6 жидкости и структурные вибрации, в результате дают колебания давления, которые могут способствовать генерации шума. Этот имеет в настоящее время важное значение, так как все больше внимание уделяется подводному шуму, производимого в результате деятельности человека и воздействия на морскую среду. Это было признано Директивой ЕС, которая классифицирует подводный шум как загрязнитель. Следовательно, существует настоятельная необходимость иметь возможность предсказать шум, производимый с помощью различных систем с помощью численного моделирования, и понять, как она может быть снижена. Расчет шума под водой основан на способности определять возможную мощность и вид источников звука в результате динамических механических воздействий жидкости опосредованно через индуцированный поток структурных вибраций. Это позволит разработать усовершенствованные вычислительные методы для оценки нестационарного поведения потока жидкости и как это сочетается с вибрационным поведением. Предложение осуществляется для гребных винтов и пропеллерных приливных турбин с целью обеспечения сложных промышленных устройств, которым требуется возможность захвата жидкости и возникновения динамических явлений, в том числе кавитации и неустойчивой зависимостью от этого себестоимости изготовления. В рамках проекта будут изучены: Вычислительные методы для решения крупномасштабных быстрых деформации структуры; Характеристика потока управляемой адаптивной сетки с использованием открытых технологий. Ссылка http://ngcm.soton.ac.uk/projects/Computational-modelling-of- underwater-noise-generation-by-turbulent-fluid-structure- interactions.html 3 Комментарий Исследования посвящены проблемам кавитации традиционных турбин, сейчас используемых в гидроэнергетике, в статье поставлены вопросы о возможности точного определения срока службы лопаток турбин, в зависимости от различных конструктивных особенностей, это позволит не только избежать поломок, но и предусматривать графики технического осмотра и принятия мер для продления срока службы, что имеет огромное значение в гидроэнергетике. Ссылка http://inpressco.com/wp-content/uploads/2012/03/ Paper6172-1774.pdf 4 Комментарий Компания ATKINS остро ставит проблему автономного обеспечения электроснабжения плавучих нефте-
  • 7. ПРОБЛЕМА И РЕШЕНИЕ 7 газодобывающих платформ, так как обслуживание их с помощью берегового кабеля или стоящих морских ветряков очень дорого. В итоге нефть получается дорогой, что влияет на всю остальную цепочку распределения. Ссылка http://www.atkinsglobal.com/en-gb/angles/related-sectors- results?sectors=energy 7. Как проект решает описанную проблему, и в чем заключается инновационность подхода В отличие от известных лопастных устройств наша команда разработала «Гидрореактор» с реактивной гидротурбиной в гиперболическом корпусе с коллектором и рассеивателем. Вокруг конусообразного ротора, который вертится вокруг своей оси, приливы и отливы создают вихревой поток, который действует реактивно по отношению к потоку. В результате, он может использовать больше входящей воды, чем стандартная подводная ветряная мельница. Эта технология безнапорной ГЭС разработана на основе использовании высокоэффективного принципа работы электростанций серии изобретений c грифом для служебного пользования под общим наименованием «Башня» автора проекта кандидата технических наук Мамулашвили Георгия Шотаевича. Эта серия была создана для работы в газообразных и жидких средах, отличающихся лишь плотностью вещества, обладающего отбираемой кинетической энергией и поэтому, при сопутствующем проекту патентовании, эти изобретения лягут в основу будущих патентов и будут служить аналогами. Можно сказать, что данная высокоэффективная технология получения электрической энергии разработана с использованием признаков указанных в формуле изобретений, например, касающихся гиперболического корпуса и турбины по изобретению SU № 1319654 АI. Само устройство «Гидрореактора» состоит из корпуса, с коллектором и рассеиваетелем, лопастного дефлектора с управляемыми лопастями и спиральной конусообразной турбины, дискового оголовка с синхронным генератором электрической энергии на постоянных магнитах, посаженных на вал турбины, сопутствующего электрооборудования, понижающей подстанции и распределительных щитов. Пространство перед периметром коллектора ограничено металлической сеткой по периметру. Физический процесс, положенный также и в основу упомянутых изобретений, описывает создание искусственного водоворотного потока жидкости в реакторе с дефлектором с изменяемой геометрией лопаток, позволяющего за счет возникновения перепада давлений и центробежных сил в потоке, получить концентрированную энергию высокой мощности на вал спиральной турбины, расположенной за горловиной в центре «Гидрореактора». Данные предварительных расчетов показали, что конструкция турбины и ее расположение относительно корпуса электростанции позволяет при передаче на вал значительных усилий давления, получить максимальный КПД, за счет почти полного использования кинетической энергии потока жидкости.
  • 8. ПРОБЛЕМА И РЕШЕНИЕ 8 Опираясь на данные теоретических исследований автора проекта и его команды исследователей и инженеров, можно сделать вывод, что в отличии от существующих проектов подводных гидроэлектростанций пропеллерного типа, воспринимающих кинетическую энергию глубоководного течения лишь на 10-15% первое отличие нашей технологии в несколько раз более высоким КПД за счет отбора дополнительной мощности, закрученного вокруг центральной оси водоворота, стабилизируемого в гиперболическом раструбе за счет центробежных сил и создаваемого за турбиной ламинарного потока. Высокая эффективность реактивной турбины определяется гидродинамическими потерями при КПД 0.85 , необходимой эффективности мультпликатора - КПД 0,85 и генератора - КПД 0.92, при этом КПД «Гидрореактопа» будет равно 0,95-0,98. Второе основное отличие предлагаемой технологии это возможность максимального снижение шумового порога и обеспечения полной безопасности окружающей среды за счет гашения звуковых волн в корпусе и сетчатой полимерной оболочки коллектора для забора воды. И наконец третье отличие предлагаемой технологии низкий порог возникновения кавитации, так например суммарная энтальпия свойственная конической турбине эквивалентна гидростанции без потерь, что в конце графика показывает предел кавитации (выше коэффициента=1.1, см. приложения). Следует отметить, что прежде всего «Гидрореактор» рассчитан в основном для промышленного использования с целью обеспечения собственной электроэнергией плавучих морских платформ. С этой целью ее турбины могут быть изготовлены, например из легких композитных сплавов и опускается на дно глубоководного течения под платформой. Мощность такой электростанции может достигать 5 МВт при среднегодовой скорости придонного течения 4,5 м/сек и величине диаметра раструба коллектора около 5 м. Мощность электростанции масштабируется в зависимости от величины диаметра входного раструба коллектора. Такая конструкция принята работоспособной на основании известных фактов перечисленных в интернете и в научно- технической литературе. Предлагаемая технология ГЭС обладает хорошей масштабируемостью, легко проектируемой под требования рынка. Расчеты показали возможность некой пропорциональной зависимости между габаритами и вырабатываемой мгновенной мощности электростанции в зависимости от скорости и объема потока. Поэтому наряду с малыми ГЭС мощностью до 5 МВт, есть реальная возможность выпускать мини-ГЭС от 200 до 500 кВт и микро-ГЭС от 15 до 50 кВт серийно для индивидуального использования, например на дне рек со скоростью течение более 1,8 м/сек, а также в целях временного обеспечения мероприятий МЧС или действий сил обороны, ну и конечно для частного использования. Конструкция «Гидрореактора» патентно-способна, так как она обладает рядом существенных отличий, это использование спиральной турбины, гиперболического корпуса, дефлектора с изменяемой геометрией лопаток и других отличий от существующих разработок, которые могут быть запатентованы в ходе предполагаемых исследований. Для подтверждения готовности к исследованиям с целью решения поставленных проблем на уровне ведущих технических университетов России и всего мира в приложении к
  • 9. ПРОБЛЕМА И РЕШЕНИЕ 9 описанию проекта представлен рамочный договор о научно-техническом сотрудничестве с Государственным Санкт-Петербургским Политехническим Университетом. 8. Опишите основные технологические и рыночные тренды в рассматриваемой отрасли a. Описание трендов Технологические тренды заключаются в разработке 5 основных направлений: - первое традиционные ветрогенераторы погруженные в воду, лопасти конечно меньше, так как плотность воды намного выше чем воздуха. Подводные пропеллеры применяют разнообразных типов и форм с сигарообразными корпусами. Пропеллеры размещаются на стальных платформах, крепко закрепленных ко дну. Учитывая, что диапазон работы гидрогенераторов пропеллерного типа также ограничен способностью лопастей с профилем самолетного крыла воспринимать нагрузку от потока вода до 25 м/сек, хотя нижняя граница этого диапазона отодвинулась почти до 2,5 м/сек, это скорость страгивания. Испытания проводятся с 2013 года, серийный выпуск пока ожидается. -второе использование обыкновенных водяных мельниц, только выполненных из металла большого диаметра типа колеса. Лопасти такой турбины расположены под оптимальным углом атаки водного течения, в котором оно запущено поперек течения. Испытания проведены в 2012 году, серийный выпуск намечается. -третье направление тренда изготовление глубинных турбин, устанавливаемых на дне реки или моря. Они выполняются из композитных материалов и имеют винтовую конфигурацию. Турбина крепиться к плоской платформе опускаемой на дно на шарнире с одной степенью свободы, то есть платформа должна точно стоять по направлению приливно-отливных течений. -четвертое направление тренда это спиральные турбины, располагаемые на раме, закрепляемой ко дну поперек потока. Такие конструкции получили значительное распространение в воздушных системах, так называемая турбина Горлова, и сейчас использование их конструкции почти без изменений в безнапорных гидро электростанциях хорошая идея но не очень практичная, так как такие турбины хорошо работают обычно на больших скоростях потока, по предположениям это должны быть горные реки; наконец пятое направление это пропеллерные турбины посаженные в гиперболическую оболочку и устанавливаемые вдоль течения. Есть якорного типа и поплавкового. Якорного типа более тяжелые и устанавливаются на дне, поплавкового типа маломощные из пластика, устанавливаются под поверхностью воды. Турбины с поплавком очень легкие и могут переносится совершенно спокойно 4 человеками, такие турбины мощностью до 2-3 кВт весьма распространены в Африканских странах. b. Приведите ссылки на соответствующие исследования и материалы https://www.theguardian.com/environment/2008/sep/04/waveandtidalpower.renewableenergy http://seagengroup.com/ http://www.ekopower.ru/samyie-moshhnyie-proektyi-vozobnovlyaemoy-3/#samaya-moschnaya-v- mire-prilivnaya-turbina-1-2-mvt http://seageneration.co.uk/files/SeaGen-Environmental-Monitoring-Programme-Final-Report.pdf http://www.marineturbines.com/Seagen-Technology http://www.rnp.org/node/wave-tidal-energy-technology
  • 10. ПРОБЛЕМА И РЕШЕНИЕ 10 c. Приведите ссылки на наиболее близкие к заявленной Исследовательской деятельности российские и (или) зарубежные патенты, обладателем которых являются третьи лица. http://www.ntpo.com/izobreteniya-rossiyskoy-federacii/elektroenergetika/alternativnye-istochniki- energii/geotermalnye-volnovye-i-gidroelektrostancii/16772-naplavnaya-gidroelektrostanciya-s- podvodnoj-turbinoj.html http://patents.su/2-1737149-podvodnaya-gidroehlektrostanciya.html https://www.google.com/patents/US7874788 https://www.google.com/patents/US4026587 https://www.google.com/patents/US5798572 https://data.epo.org/publication-server/rest/v1.0/publication-dates/20160309/patents/ EP2122160NWB31/document.pdf https://www.google.ch/patents/US20110148117 https://www.google.ch/patents/US20110148117 http://www.patentorg.com/underwater-power-generator-with-dual-211054
  • 11. ТЕХНОЛОГИЯ 11 9. Приведите описание базовой технологии Представляемая новая технология «Гидрореакторов» использует мощь океанских и речных течений, и может обеспечить чистой и безграничной формой возобновляемой энергии на долгие годы. Наша группа ученых и инженеров разработали идею в том, чтобы использовать гигантские подводные турбины для захвата энергии из глубоководных океанических течений, таких как Гольфстрим или речных течений таких как Енисей. Сейчас энергия этих турбин не может полностью заменить ископаемое топливо, но уже сегодня такое глубоководное оборудование могло бы стать важным источником экологически чистой энергии. Глубоководные океанические и речные течения являются одним из источников естественной энергии. Никто пока массово не использует эту энергию, потому, что не то чтобы не знают об этом, просто раньше не было таких технологий и материалов, чтобы преобразовывать энергию придонных течений. Конечно, понятие с помощью подводных турбин для получения энергии из глубинных течений вызывает обеспокоенность по поводу потенциального воздействия на окружающую среду. Хотя система призвана минимизировать угрозу для морской и речной флоры и фауны, в реках и океане необходимо провести исследования, чтобы понять и предусмотреть потенциальный эффект воздействия. Наш энергетический проект вырос из желания найти источник безграничной чистой энергии как альтернатива ископаемому топливу и атомной энергии. Большинство людей знакомы с солнечной или ветровой энергией, но ветер и солнце являются такими перспективными источниками, так как они ограничены их качеством и консистенцией. Дорогое оборудование, высокая стоимость, необходимость захвата больших площадей, климатическая не управляемость и т.д. и т.п. Те кто ранее работал на подводных обитаемых аппаратах, знают как трудно удержать их в одном месте возле дна, поскольку океанические течения очень сильны, в отличии от речных, где все наоборот. Мы думаем, что можно использовать эти придонные потоки в океане для получения энергии, которые потом можно направить на берег или на плавучие платформы. В отличии от придонных морских течений, речные течения могут быть использованы с поверхности. Другие компании, такие как американская «Дженерал Электрик», попытались приспособить ветряки для использования в океане, но они предназначены для захвата низкой плотности энергии, переносимой по воздуху, а не высокой плотности энергии от океанических течений. Мы стремимся занять другой подход. Мы разработали ГЭС под названием "Гидрореактор", турбина которой вращается гораздо медленнее, чем подводный ветряк, но создает намного больше вращательное усилие и соответственно более мощный крутящий момент на вал турбины, что позволяет использовать
  • 12. ТЕХНОЛОГИЯ 12 низко оборотные синхронные генераторы с большим диаметром якоря и постоянными магнитами, которые могут работать в жидкой среде на большой глубине. «Гидрореактор» имеет совершенно другой принцип работы, чем разрабатываемая нами концепция «Гидробашен», где используются гравитационные силы для закручивания потока по спирали до подхода к турбине. Разработанная нами турбина состоит из пяти комплектов лопастей, которые закручены вокруг вала турбины с расширением к основанию. Кроме того ГЭС имеет перед турбиной управляемый диффузор, лопасти которого имеет возможность перекрывать поток. Сама конфигурация корпуса воспроизводит гиперболический геометрию «Гидробашни», то есть имеет широкий коллектор, шейку и сопло, расширяющее к основанию. Геометрия лопастей конусной турбины воспроизводит геометрию раструба реактора. Это сделано с целью организации после турбины ламинарного потока. Турбина устанавливается по течению. Она может работать в режиме приливно отливной системы, просто в этом случае на раструбе устанавливается вертикальный руль, который разворачивает турбину по направлению потока, так как в этом случае турбина крепится к ж/б плите на анкерных шарнирах с возможностью поворота. Структура диффузора предназначена для закрытия, когда вода течет в одном направлении лопасти двигаются и открываются, когда вода движется в противоположном направлении - закрывается. Сила воды вращает лопасти и заставляет вращаться вал, а генератор преобразует энергию вращения в электричество. Эти турбины могли бы поставлять в прибрежные общины, и, возможно, кормить также внутренние регионы. Турбина «Гидрореактора» также может быть использовано для получения питьевой воды из морской воды путем обратного осмоса, а также методом очистки воды путем перекачки ее через фильтрующие нано мембраны. Мы планируем построить в масштабах производства турбины мощностью от 200 кВт, диаметр коллектора и сопла которых от 2 м. Длина всей системы до 4,5 м. Такие блоки могут быть установлены в ряд или друг на друга в два ряда, а то может быть и в три, для наращивания мощности от 1 до 3 МВт. Если ориентироваться на более высокие мощности от 10 МВт, то максимально энергетические блоки можно монтировать рентабельно до 500 кВт. Тогда, при диаметре около 4 м коллектора и сопла, чисто конструктивно можно соорудить двухэтажный ряд из 4-х блоков мощностью около 4МВт. Таких систем можно построить столько, сколько надо по побережью, их число не лимитировано. Себестоимость таких «Гидрогенераторов» мы оцениваем как очень низкая в пределах 300-400 USD установочный киловатт, так как в них нет сложно изготавливаемых элементов. Для сравнения, ветровая турбина с лопастями длиной 155 футов (47 метров) в поперечнике вырабатывает мгновенную мощность около 600 кВт электроэнергии, но в течение примерно 10 часов в день. Этого достаточно для питания только лишь 240 домов. Достаточно на этом примере сказать, как много энергии под волнами. Оценки того, сколько энергии турбины в океане могут производить основаны на идеальных условиях, но на данный момент это все данные, полученные нами, пока мы не в реальном мире тестирования по шкале производства турбин". Таким образом, это не представляется возможным сравнить по стоимости нашу технологию «Гидрореакторов» с ветрогенераторами, пока наша команда не сможет построить и установить промышленный прототип. Многие могут посчитать,
  • 13. ТЕХНОЛОГИЯ 13 что энергия морских течений - это перспективная идея, но она вряд ли заменит сжигание ископаемого топлива сейчас, но очень возможно в будущем. Океан турбин должны быть частью всех операционных энергетических систем, наряду с другими источниками возобновляемой энергии. Но как и любая технология развертываемая в природе, потенциальное воздействие на окружающую среду со стороны «Гидрогенераторов» должны быть рассмотрены. Во-первых, это не навреди. Потому что океанские течения влияют на глобальную климатическую систему и некоторые выразить обеспокоенность тем, что турбины могут конфликтовать с этими угрозами. Но это не может быть проблемой, так как поставив одну из этих турбин в Северном ледовитом океане, а камешек бросить в Енисее, то вряд ли это создаст климатическую угрозу. Мы не сможем построить их столько, чтобы вызвать климатические изменения. Основной проблемой является то, как турбины могут повлиять на близлежащие морские экосистемы. Турбины будут расположены на глубине в районах, быстро движущейся воды, где не так много рыбы или млекопитающих можно заметить. В реальности, сенсорные системы этих животных достаточно хороши, чтобы обнаружить и избежать турбины. Кроме того, сами лезвия лопаток будут медленно двигаться и есть просветы достаточно большие для большинства существ, которые смогут проплыть через них, что невозможно для пропеллерных турбин. И все-таки, невозможно точно знать, каково влияние этих систем без их испытания в море. Я и мои коллеги планируем проверить прототип турбины в Черном море. Далее мы планируем построить большой прототип на Северном море, чтобы оценить их на месте открытого тестирования. Наша цель состоит в том чтобы иметь , чтобы иметь четыре полноценных турбины работающих в различных морях России к 2018 году. Энергия океана пока находится в зачаточном состоянии в мире, но многие компании, такие как, например Мейн установили свои первые подводные турбины в 2012 году. Тем временем, Шотландии также добилась успехов в генерации энергии из океана. Страны Северной Великобритании была пионером в освоении волн и приливов энергии, и позиционируют их на использование подобных систем в промышленных масштабах. Например, компания Scottish на глубине 100 футов (30 метров) под водой установила подводные турбины в океанских водах близ Оркнейских островов в 2012 году, как сообщает CNN. Гигантские турбины производится один мегаватт электроэнергии, что достаточно для питания 500 шотландских домов, говорится в сообщении компании. Если все пойдет хорошо, компания планирует построить флот турбин у побережья Шотландии. Здесь рассматривается сама технология выработки «Гидрореакторами» и технология проведения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ. Технология выработки безнапорными подводными электростанциями известна на различных устройствах, таких как пропеллерных, мельничных и так называемых поплавковых. Они все имеют свои преимущества
  • 14. ТЕХНОЛОГИЯ 14 и недостатки. Понятно, что тупо использовать ветровой пропеллер под водой не очень выгодно, так как он имеет небольшую поверхность восприятия кинетической энергии молекул воды, имеющих большую плотность чем воздух, поэтому такие электростанции имеют низкий КПД и не безопасны с точки зрения окружающей среды обитания морских млекопитающих и рыбы, так как пропеллер при попадании в его лопасти живого существа просто его перемалывает в фарш, а его звук простирается на далекие расстояния, отпугивая рыбные косяки. Поэтому достоинства установок не только нужно рассматривать на молекулярном уровне исходя из теории Броуновского движения, но и с точки зрения экологического воздействия в комплексе. Поэтому в этом исследовании предлагается патентно-способная отечественная конструкция, которая основана на оптимальном восприятии физических процессов, происходящих в потоке жидкости. Эта конструкция может быть использована не только для микро или мини ГЭС мощностью от 100 до 500 кВт, но и малых ГЭС мощностью до 3-5 МВт. Ее масштабы использования очень широки и могут распространяться даже на обеспечение потребляемой мощности нефге-газодобывающих платформ в несколько тысяч киловатт. По виду энергоснабжения буровые установки таких платформ делятся на установки с автономным и централизованным энергоснабжением. При автономном энергоснабжении в качестве первичного двигателя буровой установки могут использоваться двигатели внутреннего сгорания (бензиновые, дизельные, газовые турбины) или дизель-генераторные агрегаты. Централизованное энергоснабжение осуществляется от промышленных электросетей. Суммарная мощность буровых установок при строительстве скважин малой глубины (до 2000 м) достигает 800 кВт, средней глубины (до 4500 м) 800-2000 кВт, глубоких и сверхглубоких (свыше 4500 м) до 5000 кВт. Мои исследования могут быть использованы для осуществления совершенно новых гидрореакторных технологий подводной эксплуатации методов добычи полезных ископаемых. Эти технологии не только обладают высокой мощностью и экологической чистотой, но и совершенно безопасны для окружающей среды обитания рыб и других морских существ, так как защищены легким стеклопластиковым корпусом и сеткой из карбоновой нити, что совершенно не предусмотрено например зарубежными аналогами. Очень перспективна и возможность масштабирования мощности подводной электростанции в зависимости от потребления. Например для 800 кВт требуется применить определенные геометрические параметры исходя из теории Вентури сообщающихся сосудов. Исходя из аналогичных исследований можно градуировать размеры электростанции в зависимости от потребляемой мощности. Уже сейчас ориентировочно можно сказать, что для 800 кВт диаметр выходного раструба может быть равен 5 м, а диаметр коллектора 4 м, для мощности 2 000 кВт - соответственно уже 10 и 8 м; для 5 000 кВт - 15 и 12 м. Естественно, что для производства бурения на больших глубинах, необходимо предусматривать поплавковую конструкцию электростанции, а при мелководном бурении - якорного типа. Например конструкция мощностью 5 МВт требует систему поплавкового типа.
  • 15. ТЕХНОЛОГИЯ 15 Сама конструкция электростанций предусматривает полную защиту от штормовых волн. Корпус обтекаем и не создает дополнительных завихрений в поперечном течении. Передняя часть конструкции электростанции образует спиральные каналы, которые работают на создание водяной воронки до конусообразной спиральной турбины используя эффект трубки Ранка и сообщающихся сосудов Вентури. В центре установлена спиральная турбина, которая при воздействии вращающегося вокруг нее мощного течения подвержена антигравитации и приподнимаясь упирается в диск генератора с постоянным магнитным полем. В любом случае гидротехнические исследования предлагаемой технологии позволят создать весьма простую в серийном производстве турбину и другие элементы, вырабатывающие электрическую энергию в соответствие с современными тенденциями развития нетрадиционных возобновляемых источников энергии. Турбины реактора способны работать в полном погружении в реки или каналы без перепадов и при низкой скорости течения. Турбина реактора относится к горизонтальным осевым турбинам и состоит из 3-х основных частей. А) Входная часть это конический коллектор который ,собирает поток и ускоряет его. Он имеет лопастной распределитель (дистрибьютер), которого обладает 3 основными функциями: 1 – организует поток, для лучшего восприятия его крыльчаткой турбины; 2 – определяет необходимый угол расположения системы относительно угла атаки и обеспечивает постоянную скорость вращения турбины при изменении входного потока, а также при открытии или закрытии сетки безопасности; 3 – позволяет при открытии или закрытии сетки безопасности, обеспечить пуск или остановку турбины. В) Турбина : рабочее колесо с 8 лопастями , в обязанность которой входит задача преобразовать максимум кинетической энергии потока в механическую мощность, размещена в зоне рассеивателя (дифузора), который уменьшает скорость потока. Используя переменный угол лопастей вращающегося дистрибьютора, турбина может работать в широком диапазоне скоростей потока (т. е. турбина имеет большой диапазон изменения массового расхода), сохраняя скорость вращения постоянной и это лучшие условия для работы электрического генератора. Строительство диспозиций : Эта турбина установлена в занос по течению ,позволяя использовать ее как это модульную систему , т. е. ее можно устанавливать по модульно, параллельно для получения требуемой максимальной мощности. Модульность и ограничение максимальной мощности этой турбины позволяет оптимизировать работу станции , зная, что когда-то не каждый раз нужна будет общая требуемая максимальная мощность станции ,запуская или останавливая энергетические модули.
  • 16. ТЕХНОЛОГИЯ 16 В случае обслуживания в занос или падения уровня воды, модульность позволит станции обеспечивать электроэнергией потребителя , если долго нет максимально уровня воды в канале . Установка на дне реки/канала избегает 2 проблем : - Глубина вариации речного стока (колебания уровня) ,так как эта турбина каждый раз имеет объем потока достаточного для работы, особенно в период низкого уровня воды; - В зимний период, когда образуется лед в реке или на дне канала , поток воды в обеспечен в любое время без затрат на его очистку, так что в самый высокий сезон спроса на энергию это позволяет избежать проблемы перекрытия станции из-за толщины льда. Надо подчеркнуть, что для окончательной разработки базовой технологии в рамках данной НИиОКР необходимо провести следующие мероприятия и действия: 1. Исследовать математическую модель работы электростанции при воздействии вихревого движения жидкости в гиперболическом корпусе на конусообразную винтовую турбину. 2. Создать физическую модель и провести ее испытания в аэродинамической трубе и гидростатическом бассейне на кафедре гидравлики и аэродинамики Государственного политехнического университета. 3.По данным проведенных расчетов и теоретических исследований разработать опытно- конструкторскую документацию серийного прототипа. 4.Собрать серийный прототип «Гидрореактора» роторного типа и провести его лабораторные и полевые испытания. 5.По результатам полевых испытаний доработать опытно-конструкторскую документацию и издать типовой альбом. 6. Разработать технологическую карту сборки электростанции на машино- строительном заводе. В рамках всего проекта необходимо выполнить: 1. Работы по оценке патентной чистоты созданных и/или рекомендованных к использованию технических решений в соответствии с требованиями ГОСТ 15.011-96. Полученные по настоящему НИР и ОКР результаты работ (в том числе объекты интеллектуальной собственности) не должны нарушать исключительных прав Исполнителя и третьих лиц, в том числе соисполнителей. 2. Аналитические и экспериментальные исследования возможности применения в различных условиях. 3. Математические расчёты потоков через реактор и расчеты генератор на постоянных магнитах с низким моментом страгивания. 4. Разработку конструкторской документации на переналаживаемую модель с изменяемыми углами атаки лопаток и заменяемыми лопатками диффузора.
  • 17. ТЕХНОЛОГИЯ 17 5. Изготовление переналаживаемой модели с изменяемыми углами атаки лопаток и заменяемыми лопатками со специальными профилями лопаток ротора и статора генератора. 6. Натурные испытания 3-х вариантов исполнения модели. 7. Доработку переналаживаемой модели по результатам испытаний и проведение испытания доработанной модели. 8. Разработку конструкторской документации на опытно-промышленный образец с генератором на постоянных магнитах имеющим низкий момент страгивания в подводном и надводном исполнении. 9. Расчёт на прочность методом конечных элементов корпуса и лопаток турбины на максимальную водную нагрузку и вероятность возникновения кавитации. Повести акустические испытания в бассейне для определения шумов и методов гашения. 10. Изготовление опытно-промышленного образца , способного генерировать 100-200 кВт полезной электрической мощности при скорости течения от 2м/сек. 11. Разработка проектной документации по привязке опытного образца на действующем объекте, в т.ч. разработку строительной части. 12. Осуществление строительно-монтажных и пуско-наладочных работ первого прототипа. 13. Проведение комплекса испытаний опытно-промышленного образца . 14. Получение разрешение на применение на водных объектах России и подключение к общей РАО ЕС России. 15. Проведение меж-ведомственных испытаний опытного образца . В приложениях можно найти все расчеты горизонтальных турбин, которые были выполнены при предварительных теоретических исследованиях. 10. Укажите, при наличии, имеющие непосредственное отношение к проекту российские и (или) зарубежные научные публикации, патенты и (или) заявки на выдачу патента, обладателем (заявителем по которым) является Соискатель, а также разработанные алгоритмы, протоколы, программы для ЭВМ и (или) базы данных, исключительные права на которые принадлежат Вам, или, если они реализованы в рамках открытого кода GPL, то публичные ссылки на них 1 Номер SU 1319654 AI Название Башня - возобновляемый источник энергии - гибридная солнечно-вихревая аэротермическая электростанция с
  • 18. ТЕХНОЛОГИЯ 18 ветровой турбиной из закрученных вокруг центральной стойки полотнищ. Ссылка http://publications.solar-tower.org.uk/Professor%20Mamulashvili %201987%20Patent%20SU%201319654.pdf *.Приложение к описанию технологии CМ. ПРИЛОЖЕНИЕ
  • 19. СХЕМА КОММЕРЦИАЛИЗАЦИИ 19 11. Опишите предполагаемые основные направления коммерциализации Вашего проекта (в ближайшей перспективе и (или) в будущем) # Название Комментарий 1 Схема коммерциализации проекта в ближайшем будущем на период до 5 лет основана на серийном производстве безнапорных мини ГЭС мощностью от 100 до 500 кВт для индивидуального использования, временного снабжения операций МЧС, МВД или МО мощностью от 300 до 500 кВт. Известно, что эти ГЭС самоокупаемые за короткий срок от 3-х до 5-ти лет и могут быть поэтому широко используемы в сельском хозяйстве, а также для организации работы контрольно- измерительных приборов газо- и нефте- трубопроводов как на поверхности земли, так и под водой. Такая мощность вполне достаточна для работы в полевых условиях где угодно. В этом случае диаметр турбины может достигать 1-2- х метров, поэтому не каждый ручей может быть использован для выработки электрической энергии. Горные мелководные ручьи должны иметь отводящие каналы. Мы Так ,например, российский ученый, кандидат технических наук, индивидуальный предприниматель Мамулашвили Георгий, известный исследователь и изобретатель вихревых источников энергии, а главный инженер гражданин Франции Жуль Бреше специализируется на расчетах новых турбин в новых компьютерных программах Autodesk CFD и ANSYS, которые позволяют проектировать ГЭС полностью, начиная с определения потоков, действующих на турбину. Высокие доходы от этого бизнеса получаются при продаже электрической энергии, так как нет расхода горючего топлива, которое все время будет дорожать. Если выразиться образно, то деньги текут из воды. Стоимость квт. час. для населения России около 0,08$ по сегодняшнему курсу, что является чуть ниже средней мировой цены. На самом деле с помощью вихревых ГЭС можно продавать в течении периода окупаемости электроэнергию в пределах 0,03$-0,05$, так как производительность очень высокая, а себестоимость производства низкая. Наша продукция электрическая энергия, которая доступна в достаточных количествах для производства частному предпринимателю. То есть тем потребителям, которым не по карману платить всю жизнь деньги крупным поставщикам электрической энергии, которые все время поднимают тарифы. Сейчас для частного предпринимателя, которому нужно, например, всего лишь несколько десятков кВт электрической мощности, необходимо платить в России в среднем 0,04 р. за кВт/час, что предусмотрено тарифами для населения. Например, годовое потребление небольшого кирпичного завода около 900 000 квт/час. Тогда за производство небольшого кирпичного завода потребляющего мощность около 100 кВт предприниматель должен заплатить в общую сеть около 36000 рублей в год, то есть за пять лет около 180 000 руб. Кроме того он должен заплатить за подключение к общей государственной сети в зависимости от региона. Так например в Москве стоимость подключения за каждый 1 кВт после допущенных льготных 15 Квт равна 16 000 рублей. То есть ИП в итоге должен заплатить 1 200 000 руб.
  • 20. СХЕМА КОММЕРЦИАЛИЗАЦИИ 20 # Название Комментарий в этом бизнесе из- за возможности высоких доходов от внедрения в производство новых технологий получения возобновляемой энергии. Производство быстро окупаемых малых и микро ГЭС позволяет рассчитать на большой промежуток лет определенный доход и гарантировать его получения. То есть в этом бизнесе низкие риски, так как разработка новых турбин и электростанций известный доходный бизнес стран с развитой научно-технической структурой. За последнее время Россия потеряла многое из созданной технической инфраструктуры промышленной индустрии, однако есть еще возможность и остались специалисты для возрождения мелкого машиностроения. Понятно, что конкурировать с такими ведущими производителями в этой области как ,например, Сименс глупо, но иногда таким глобальным мировым концернам труднее перестроиться на небольшое производство и мелкий опт, чем для небольшой компании, которой
  • 21. СХЕМА КОММЕРЦИАЛИЗАЦИИ 21 # Название Комментарий внедрение на рынок электро- энергии очень выгодно, так как здесь небольшие затраты на производство. Она может занять место на этом пустующем островке рынка, имея передовую технологию и специалистов мирового уровня. В данном случае в команду входят специалисты из Грузии, Франции и России.
  • 22. КОНКУРИРУЮЩИЕ РЕШЕНИЯ 22 12. Перечислите наиболее близкие аналоги Вашего решения и опишите, в чем заключается Ваше преимущество 1 Название Проект Sea Gen компании Seimens самой мощной в мире подводной безнапорной гидроэлектростанции . Описание Компания Siemens проводит эксперимент c подводной электростанцией с горизонтальными пропеллерными генераторами. Сходство с ветро-генераторами этой конструкции является удивительным. «Сиджен» – первая в мире масштабная приливная лопастная электростанция введенная в промышленную эксплуатацию. За более чем 10 000 рабочих часов, «Сиджен» выработал 7.7 ГВт-ч электроэнергии в общую энергосистему при мощности 1,2 МВт. Во время работы поперечная балка, на которой смонтированы два генератора с двумя парами лопастей автоматически полностью погружается под воду. Турбины работают в приливно-отливном течении, как подводные ветряки. Они имеют 7-метровые лопасти ротора, что значительно меньше, чем у ветро- генераторов, из-за гораздо большей плотности воды. Кроме того, они автоматически регулируется и тем самым надежно поставляют электроэнергию в течении примерно 20 часов работы в сутки во время прилива и отлива. В узком проливе возле города Портафери, приливы и отливы потока обеспечивают максимальную частоту вращения лопастей от 4 до 5 метров в секунду. Скорость течения 2,4 метра в секунду достаточна для обеспечения полной мощности подводного генератора. С помощью лунного календаря, приливные течения могут быть точно рассчитаны на годы вперед, что таким образом делая электростанцию практически базовой нагрузки. Важным преимуществом таких электростанций является предсказуемость приливов как генерирующих мощностей. Это главное преимущество над другими источниками возобновляемой энергетики. Стальная конструкция прочно закреплена к морскому дну. В рамках интенсивной программы мониторинга были достаточно тщательно изучено возможное воздействие на окружающую среду. Приливная электростанция находилась посреди морского заповедника, процветающего для тюленей, моллюсков и редких птиц. Как говорят разработчики, это было худшее место, чтобы установить устройство приливно-отливной электростанции из-за строгих правил охраны окружающей среды. характеристики рынка (объем, динамика, ссылки на исследования) Самая мощная в мире приливная турбина (1.2 Мвт) Турбина SeaGen, Стренгфорд Лаф (Ирландия) Приливная турбина SeaGen продолжает оставаться самой мощной, и единственным
  • 23. КОНКУРИРУЮЩИЕ РЕШЕНИЯ 23 первым коммерческим проектом в этой области. Турбина расположена в Стренгфорде, Северная Ирландия. Мощность турбины составляет 1.2 МВт, и состоит из двух парных турбин с диаметром лопастей 16 метров. Вес турбина составляет 300 тонн. Способность вращаться вокруг своей оси позволяет турбине настраиваться на набегающий поток воды при приливе или отливе. Турбина может быть поднята из-под воды для проведения обслуживания. В 2013 году появилась информация, что компания Siemens заявила об итогах промышленно- экспериментальной эксплуатации следующего поколения энергоустановки SeaGen мощностью уже 2 МВт, а также о дальнейших планах строительства таких установок следующего поколения. Известно, что правительство Уэльса одобрило строительство пяти таких турбин и установки их у западного побережья Уэльса. Компания Siemens продолжает развивать свои технологии для потока приливной электростанции. Сегодня Сиджен электростанции в Северной Ирландии имеет установленную мощностью 1,2 мегаватт (МВт). C 2015 экологически чистой электро-энергией обеспечены около 10 000 домов. Новые роторы являются наиболее очевидными изменениями в конструкции. Их диаметр был увеличен до 20 метров и каждая из них была оснащена дополнительным лопастям ветроколеса. Это означает, что новая модель выглядит немного похоже на подводный ветряк. Специалисты компании Siemens обещают, что новые диски будут лучше распределять давление текущей воды. Это в свою очередь позволит снизить износ и продлить срок службы электростанции. В отличие от приливных электростанций шквал, приливный поток блоков Электростанцию мощностью 10 МВт планируют запустить в эксплуатацию в 2015 году. При копировании материала, ссылка на источник обязательна: http://www.ekopower.ru/samyie- moshhnyie-proektyi-vozobnovlyaemoy-3/#samaya-moschnaya-v- mire-prilivnaya-turbina-1-2-mvt 2 Название Шведская компания Minesto разработала электростанцию Deep Green. Описание Подводная электростанция, использующая приливы и отливы Шведская компания Minesto разработала электростанцию Deep Green, представляющую собой крыло размахом 8–14 м, которое объединено с турбиной и генератором. Семитонная конструкция крепится тросом к морскому дну и располагается на глубине 50–300 м. Поскольку устройство обладает нейтральной плавучестью, оно может свободно двигаться в водном потоке и не тонуть, когда тот меняет своё направление. Для генерации электричества необходимо, чтобы скорость волн
  • 24. КОНКУРИРУЮЩИЕ РЕШЕНИЯ 24 превышала 2,5 м/с, однако в дальнейшем планируется снизить эту цифру до 1–2,5 м/с. Мощность подводной электростанции, «питающейся» кинетической энергией приливов и отливов, колеблется от 150 до 800 кВт (в зависимости от её размера). По оценкам конструкторов, строительство двух полноценных электростанций общей производительностью 1 МВт обойдётся в 2–2,3 млн. евро. В прошлом году Minesto привлекла 2 млн. евро на проведение испытаний в Северной Ирландии. Инвесторы рассчитывают, что флотилия подводных сооружений сможет в будущем обеспечивать 1% всех энергетических потребностей Великобритании. характеристики рынка (объем, динамика, ссылки на исследования) Рынок такой электростанции очень ограничен, так как крылья под водой уж очень сложная конструкция, которая просто нежизнеспособна. 13. Перечислите научные группы, институты, компании, ведущие аналогичные или близкие разработки и опишите, в чем заключается Ваше преимущество Самым значительным явлением является исследования группы Sea Gen компании Siamens приливно-отливной подводной электростанции мощностью 1,2 МВт. Это два пропеллерных ротора, установленные на башне с лифтом, опускающимся под воду. Потенциальное расчетное КПД этой установки по заявлению разработчиков около 66%, однако сейчас достигнуто в пределах 40-50% на действующей установке. Наша разработка обладает более высоким КПД, так как используется турбины более меньшего диаметра в защищенном гиперболическом корпусе, создающим реактивную тягу. Преимуществ очень много, так например, наша турбина имеет коллектор и рассеиватель, усиливающие мощность потока; дистрибьютер, который направляет поток под правильным углом атаки к лезвиям турбины, лучшие кавитационные свойства турбины, возможность масштабирования от малых вплоть до микро ГЭС, возможность работы как на больших глубинах, так и на мелкой воде, то есть два случая базирования - морской и речной и т.д. и т.п. Подводная электростанция, использующая приливы и отливы Шведская компания Minesto разработала электростанцию Deep Green, представляющую собой крыло размахом 8–14 м, которое объединено с турбиной и генератором. Семитонная конструкция крепится тросом к морскому дну и располагается на глубине 50–300 м. Поскольку устройство обладает нейтральной плавучестью, оно может свободно двигаться в водном потоке и не тонуть, когда тот меняет своё направление. Для генерации электричества необходимо, чтобы скорость волн превышала 2,5 м/с, однако в дальнейшем планируется снизить эту цифру до 1–2,5 м/с. Мощность подводной электростанции, «питающейся» кинетической энергией приливов и отливов, колеблется от 150 до 800 кВт (в зависимости от её размера). Наша электростанция компактна, и при той же мощности, обладает рядом преимуществ несравнимых с крыльями под водой, которые болтаются в разные стороны и не понятно как такие конструкции надо обслуживать!
  • 25. ПАРАМЕТРЫ РЫНКА 25 14. Укажите рынки, на которых потенциально может быть реализован проект (перечислите страны, регионы, укажите основных потребителей, оцените примерный объем рынка, его динамику, ваше будущее позиционирование на нем) Рынок использования малых подводных ГЭС мощностью до 5 МВт очень широк, так как безнапорные системы могут быть установлены в любом месте мирового океана, поэтому перечислять прибрежные страны нет наверное необходимости, хотя в это число входит все ведущие индустриально развитые мировые лидеры. При стоимости 1200 - 1400 USD за установочный кВт такие системы могут быть конкурентно-способными по сравнению с ветряками. 15. Приведите ссылки на соответствующие исследования рынков (на русском или английском языках) http://daydeneg.ru/2009/12/15/podvodnaya-elektrostanciya/ http://www.veb.ru/common/upload/files/veb/analytics/mi/201106.pdf http://www.c-o-k.ru/market_news/podvodnaya-elektrostanciya-v-shotlandii http://www.m-energy.ru/docs_view.php?id=53 http://www.ey.com/Publication/vwLUAssets/EY-Ocean-energy-Rising-tide-2013/$FILE/EY-Ocean- energy-Rising-tide-2013.pdf http://mragheb.com/NPRE%20402%20ME%20405%20Nuclear%20Power%20Engineering/Underwater %20Power%20Plants.pdf https://www.theguardian.com/environment/2008/sep/04/waveandtidalpower.renewableenergy
  • 26. КОМАНДА 26 16. Ключевые члены команды проекта 1 a. ФИО Мамулашвили Георгий Шотаевич b. Роль в проекте (должность в компании) Руководитель проекта c. Описание функций, задач, работ, которые будет выполнять данный член команды проекта в рамках проекта 1. Работы по оценке патентной чистоты созданных и/или рекомендованных к использованию технических решений в соответствии с требованиями ГОСТ 15.011-96. Полученные по настоящему НИР и ОКР результаты работ (в том числе объекты интеллектуальной собственности) не должны нарушать исключительных прав Исполнителя и третьих лиц, в том числе соисполнителей. 2. Аналитические и экспериментальные исследования возможности применения в различных условиях. 3. Математические расчёты потоков через реактор и расчеты генератор на постоянных магнитах с низким моментом страгивания. 4. Разработку конструкторской документации на переналаживаемую модель с изменяемыми углами атаки лопаток и заменяемыми лопатками диффузора. 5. Изготовление переналаживаемой модели с изменяемыми углами атаки лопаток и заменяемыми лопатками со специальными профилями лопаток ротора и статора генератора. 6. Натурные испытания 3-х вариантов исполнения модели. 7. Доработку переналаживаемой модели по результатам испытаний и проведение испытания доработанной модели. 8. Разработку конструкторской документации на опытно-промышленный образец с генератором на постоянных магнитах имеющим низкий момент страгивания в подводном и надводном исполнении. 9. Расчёт на прочность методом конечных элементов корпуса и лопаток турбины на максимальную водную нагрузку и вероятность возникновения кавитации. 10. Изготовление опытно-промышленного образца , способного генерировать 100-200 кВт полезной электрической мощности при скорости течения от 2м/сек. 11. Разработка проектной документации по привязке опытного образца на действующем объекте, в т.ч. разработку строительной части. 12. Осуществление строительно-монтажных и пуско- наладочных работ первого прототипа. 13. Проведение комплекса испытаний опытно-промышленного образца . 14. Получение разрешение на применение на водных объектах России и подключение к общей РАО ЕС России. 15. Проведение меж-ведомственных испытаний опытного образца . d. Сфера деятельности и профессиональные достижения Научно-исследовательская,техническая и культурно- просветительская деятельность в области строительства возобновляемых источников энергии.
  • 27. КОМАНДА 27 e. Ключевой опыт, имеющий отношение к области данного проекта Защита кандидатской диссертации в области расчета особо легких конструкций мембранных сооружений, в частности расчета гибридных солнечно-ветровых электростанций. Наличие нескольких изобретений с грифом для служебного пользования, касающихся конструкции башен возобновляемых источников энергии аэротермических электростанций. Доклад и диплом по проекту "Гидробашня" Start-Up Vilage Scolkovo 2015. Опубликование статьи "Trailing Solar Chimney". f. Образование (ВУЗ, специальность и т.д.), ученая степень, звание Высшее образование, Санкт-Петербургский Государственный университет путей сообщения, специальность промышленное и гражданское строительство, кандидат технических наук, старший научный сотрудник "Кафедры электроснабжение железных дорог". g. Места работы, должности за последние 5 лет Собственник ИП Мамулашвили Г.Ш., руководитель проекта. h. Научные публикации Опубликование статьи "Trailing Solar Chimney". i. Цитируемость (индекс цитируемости, индекс Хирша и тому подобное), доклады на международных научных конференциях Доклады на международных научных конференциях в Глазго (Шотландия) j. При наличии, сведения об объектах интеллектуальной собственности в области выбранного Направления деятельности, включая изобретения, полезные модели, промышленные образцы, алгоритмы и протоколы, программы для ЭВМ, базы данных, топологии интегральных микросхем, автором (соавтором) которых является член команды Изобретение SU 1319654 AI 2 a. ФИО Жиль Бреше b. Роль в проекте (должность в компании) Главный инженер c. Описание функций, задач, работ, которые будет выполнять данный член 1. Работы по оценке патентной чистоты созданных и/или рекомендованных к использованию технических решений в соответствии с требованиями ГОСТ 15.011-96. Полученные по настоящему НИР и ОКР результаты работ (в том