Engineering Sciences Series / 2024 год / Номер 2

Представлена краткая история создания Отдела энергетики Кольского филиала Академии наук (КФАН) СССР, который занимался изучением перспектив использования энергии ветра в условиях Севера. Описан ветроэнергетический полигон на побережье Баренцева моря, в пос. Дальние Зеленцы, где проводились многолетние испытания отечественных ветроэнергетических установок. Даны основные характеристики ветра в прибрежных районах Западного сектора Арктики. Рассмотрены основные направления возможного использования энергии ветра: работа ветропарков в составе электроэнергетической системы, совместная работа ветроэнергетических установок с дизельными электростанциями и котельными установками с целью экономии топлива, получение с использованием энергии ветра экологически чистого топлива — водорода. Описан многолетний опыт сотрудничества с зарубежными странами.

В статье рассматривается состояние топливно-энергетического комплекса Республики Карелия на современном этапе развития. Определена структура потребления электростанциями и котельными по видам топлива. Энергетический комплекс республики энергодефицитен и зависит от привозного топлива. Энергетическая система региона работает в составе энергосистемы Северо-Запада. Приведена структура установленной мощности по типам электростанций с группировкой по принадлежности энергокомпаниям. Основными производителями электрической энергии являются гидроэлектростанции. Показана динамика потребления электрической энергии и структура потребления электроэнергии по видам экономической деятельности. Основную долю в структуре потребления электроэнергии и тепловой энергии составляет промышленное производство. Для зоны децентрализованного энергоснабжения предусматривается создание каскадов малых гидроэлектростанций, замещение неэффективной дизельной генерации электроэнергии генерацией на базе сжиженного природного газа, возобновляемых источников энергии и местного топлива, что позволит повысить энергетическую эффективность производства и потребления энергоресурсов, снизить энергоемкость производимой продукции, уменьшить негативное воздействие на окружающую среду.

В статье рассматривается потенциал использования возобновляемых источников энергии для электроснабжения удаленных децентрализованных районов Мурманской области. Проводится оценка пригодности и ограничений их использования в суровых климатических условиях Кольского полуострова, что открывает возможности для дальнейшего развития и внедрения. Подчеркивается ключевая роль возобновляемой энергетики в обеспечении устойчивого и надежного электроснабжения в отдаленных и труднодоступных районах, что может способствовать социально-экономическому развитию региона и сокращению зависимости от ископаемого топлива.

В статье показаны преимущества распределенной генерации и управления спросом как ключевые технологии распределенной энергетики. Объединение этих подходов рассматривается как эффективный инструмент для оптимизации использования ресурсов, снижения затрат, повышения надежности и обеспечения гибкости электроэнергетической системы, особенно для удаленных территорий. Примеры реализации распределенной энергетики в Мурманской области демонстрируют преимущества децентрализованного энергоснабжения.

Объект исследования в данной статье — электрическая сеть Кольской ВЭС, которая является самым крупным действующим ветропарком за полярным кругом. Приведено описание нового объекта и результаты точечных регистраций показателей качества электроэнергии на подстанции, имеющей гальваническую связь с Кольской энергосистемой. Также выполнен упрощенный аналитический обзор наиболее уязвимых с точки зрения электромагнитной совместимости мест для рассматриваемого участка энергосистемы.

Дуговые сталеплавильные печи являются мощным источником возмущений, ухудшающих качество электроэнергии в питающих сетях. Нагрузка электропечи носит нелинейный резкопеременный характер, что приводит к значительным колебаниям напряжения и, следовательно, к возникновению фликера. Для того чтобы стабилизировать напряжение сети, эффективной и достаточной мерой является компенсация реактивной мощности. В статье представлен краткий обзор и анализ эффективности наиболее широко применяемых компенсирующих устройств. Приведена модель в среде ATP/EMTP, имитирующая работу устройства компенсации реактивной мощности ДСП на участке действующей электросети одного из предприятий тяжелой промышленности.

При полевых измерениях электрических параметров грунта на частотах от сотен кГц до нескольких МГц существуют нежелательные электромагнитные эффекты. Эти эффекты вносят значительную ошибку в измеряемое удельное сопротивление грунта. В работе показано, как проявляются высокочастотные эффекты в зависимости от глубины исследования и параметров грунта. Для этого создана расчетная модель с использованием четырехэлектродной установки с перпендикулярным расположением токовых и потенциальных электродов. Расчеты выполнены для различных размеров установки. Рассматривались как однородная, так и многослойные модели грунта. Результаты расчетов сравнивались с рассчитанными аналитическим способом. Показано, что влияние электромагнитных эффектов увеличивается с глубиной исследования и частотой сигнала.

В статье представлены результаты анализа молниевой активности на территории Мурманской области в 2023 г. Приводятся данные о длительности грозового сезона, количестве грозовых дней, числе молниевых разрядов и их распределении по территории. Исследована статистика аварийных отключений воздушных линий электропередачи, вызванных ударами молний в электрические сети Кольской энергосистемы. Представлен сравнительный анализ молниевой активности в соседних с Мурманской областью регионах.

В работе рассматривается эффективность разрушения искусственных кристаллов кварца, выращенных гидротермальным методом. Приводятся данные по удельным энергетическим затратам на разрушение с помощью электроимпульсного и электрогидравлического воздействий. Показано, что при доведении кварцевого материала до размеров менее 1 мм электроимпульсным воздействием в полезную фракцию менее 0,5 мм переходит более 60 % продукта по массе. При этом снижение прикладываемого напряжения приводит к повышению средней крупности продукта. В экспериментах по дальнейшему доизмельчению материала больше 0,5 мм электрогидравлическим воздействием было выявлено, что эффективность разрушения кварца при данном методе зависит в большей степени не от энергии в импульсе, а от скорости ее выделения, и для повышения производительности процесса необходимо применять разряды c высокой бризантностью.

Статья приурочена к 80-летнему юбилею и годовщине смерти заслуженного энергетика Российской Федерации, заслуженного работника города Апатиты, профессора, доктора технических наук Бориса Васильевича Ефимова.