Создание лаборатории возобновляемых источников энергии

Деятельность лаборатории направлена на совершенствование методов и технологий оценки потенциала ВИЭ и их вовлечения в энергобаланс региона, что требует применения современных информ-коммуникационных технологий.

В последние годы интенсивное развитие в мире получают системы накопления электрической энергии большой емкости. Они находят применение как в традиционной энергетике – для снятия пиков нагрузки и частотного регулирования энергосистем, так и в автономных электростанциях и установках с использованием возобновляемых источников энергии (ВИЭ) для обеспечения гарантированного энергоснабжения потребителей. ВИЭ утвердились не только в качестве самого быстрорастущего и быстроокупаемого ресурса, но и в качестве важного сектора энергетики. Было введено в эксплуатацию более 150 ГВт новых солнечных и ветровых мощностей в мире - больше, чем объектов традиционной энергетики. К новым технологиям, которые разработаны ОИВТ РАН относятся новые методы термической обработки биомассы с получением синтез-газа, в котором содержание горючих компонентов водорода и окиси углерода - составляет 90-95 %. К новым технологиям относится также совместная переработка попутных нефтяных газов (ПНГ) и биомассы. Водородная энергетика необходима для перехода к низкоуглеводным технологиям. Первое ее предназначение - это обеспечение бесперебойной работы возобновляемых систем получения энергии, второе - непосредственное использование водорода для получения энергии в традиционных системах энергоснабжения. ВИЭ используются для получения «зеленого водорода» - произведенного с использованием электроэнергии возобновляемых источников методом электролиза воды, который считается самым чистым методом, не дающем вредных выбросов. В конце 2020 г. Минэнерго России был представлен проект постановления правительства, которое станет основой для второй масштабной программы развития «зеленой» электроэнергетики на территории России, рассчитанной на 2025-2035 годы. Проект ориентирован не только на строительство новой генерации на основе возобновляемых источников энергии (ВИЭ), но и на повышение ее эффективности, а также и экспорте российского оборудования. Регионами-лидерами по объему реализованных проектов в рамках действующего механизма поддержки являются Оренбургская (330 МВт СЭС), Ростовская (296 МВт ВЭС), Астраханская (285 МВт СЭС) области, республики Адыгея (150 МВт ВЭС) и Алтай (120 МВт СЭС), Ставропольский край (100 МВт СЭС и 210 МВт ВЭС). Республика Адыгея и Краснодарский край имеют многолетний опыт практического использования возобновляемых источников энергии. В связи с этим актуальным является разработка методики комплексной оценки потенциала ВИЭ и вовлечения их в энергобаланс региона на основе системных исследований, что требует совершенствования методологии системного анализа с применением современных информационно-коммуникационных технологий.
Поэтому необходимо разработать интеллектуальную аналитическую систему оценки решений в возобновляемой энергетике на основе цифровых двойников, с последующим встраиванием решений в традиционные энергосистемы и выводом их на коммерческие рынки, (оптимизация энергетической системы с ВИЭ методами системного анализа, включающее обоснование и определение возможности использования методов многокритериальной оптимизации, анализа и принятия решений; разработку системы моделей поступления и потенциала ВИЭ с учетом особенностей современных технологий преобразования энергии; интеграция геоинформационных технологий и инструментария системного анализа для хранения и доступа к пространственно-временным данным, используемым для построения моделей поступления и определения потенциала ВИЭ; синтез методики выбора и оценки критериев эффективности энергетических систем с ВИЭ; методика вовлечения ВИЭ в энергобаланс региона или потребителя, реализующая оценку эффективности различных вариантов замещения энергии, получаемой от ВИЭ, на основе решения задачи оптимизации сочетания характеристик моделей источников возобновляемой энергии и современных технологий ее преобразования; методика использования математического обеспечения в системах управления энергетическими комплексами с возобновляемыми источниками энергии).