Academic literature on the topic 'Морська енергетика'

Сучасні вимоги щодо екологічності суден вимагають все більшого залучення роторних вітрил. Роторні вітрила є ефективним інструментом для економії палива та зниження викидів вуглецю. У статті досліджуються можливості роторних вітрил в залежності від напряму і швидкості вітру у даному регіоні. Для експерименту беруться 2 судна та моменти сил вітру. Провідний світовий постачальник допоміжних вітроенергетичних установок Norsepower Oy Ltd. успішно встановлює роторні вітрила на судна різних типів. Завдяки цій технології судно може значно зекономити паливо і скоротити викиди. Так, згідно аналізу, проведеного Norsepower і Sea-Cargo, нова установка на борту судна «SC Connector» може забезпечити зниження витрат палива і його вартості, а також викидів вуглецю до 25%. При відповідному вітрі судно буде підтримувати постійну швидкість руху тільки вітрилом. У процесі декарбонізації світового флоту і досягнення цілей IMO на 2030 і 2050 роки, морська галузь активно шукає рішення для скорочення викидів, тому розробки минулого стають у пригоді. Роторне вітрило Norsepower – це модерні- зована версія ротора Флеттнера або «турбовітрила», що обертається на основі ефекту Магнуса, використовуючи енергію вітру для руху судна. Сучасна розробка повністю автоматизована, система сама визначає, коли напрям вітру підходящий, а його швидкість достатня, щоб забезпечити еконо- мію палива і необхідну тягу, після чого роторні вітрила запускаються автома- тично. У статті розглядаються морські переходи через океани, вітрові явища та особливості роботи роторних вітрил під час цих переходів. Роторні вітрила є оригінальною і дуже ефективною з точки зору економії палива судновою енерге- тичною установкою. Запропоновано найкращий варіант розміщення роторних вітрил в залежності від конструктивних особливостей судна. Стаття є теоре- тичною базою для встановлення роторних вітрил на великі судна.

Проблематика розвитку вітроводневої офшорної енергетики України полягає у необхідності створення ефективної системи постачання прісної води для виробництва зеленого водню електролітичним методом. Використання водневих технологій дозволяє оптимізувати роботу вітроенергетичної системи й досягти більшої економічної ефективності вітроелектричного обладнання, оскільки забезпечується безперервність роботи генерувальної вітроелектричної станції. Участь України в європейській програмі «2x40 GW Green Hydrogen Initiative», відповідно до якої в Україні передбачається встановлення 10 ГВт нових потужностей електролізерів для виробництва зеленого водню, потребує детальної розробки відповідної інфраструктури морських ВЕС, насамперед систем опріснення морської води для зменшення логістичних витрат на її доставку. У роботі проведено аналіз сучасних методів опріснення і визначено, що найбільш прийнятним на сьогодні є метод зворотного осмосу, який має істотні переваги: відносно невисокі експлуатаційні витрати, проста та компактна конструкція. Робота такої системи може бути легко автоматизована, тому управління нею здійснюється в напівавтоматичному і автоматичному режимі. Встановлено, що роботу електролізера потужністю 1 МВт разом із системою опріснення забезпечує офшорна ВЕС потужністю 2 МВт. Розрахункові показники, представлені в роботі, мають орієнтовний характер і рекомендуються до використання як попередні вихідні дані при розробці конкретних проєктів різної потужності, де вони будуть уточнюватися з урахуванням всіх факторів − характеристик морської води, вітроенергетичного, електролітичного та опріснювального обладнання, що входитиме до складу морського комплексу з отримання зеленого водню, тощо. Масштабне виробництво електролітичного водню за допомогою офшорної вітрової енергії забезпечить зміну структури паливно-енергетичного комплексу України за рахунок збільшення в ньому вітрової енергії, підвищення стабільності роботи вітроелектричного обладнання, ефективності та надійності електропостачання, а також матиме позитивний вплив на навколишнє середовище. Бібл. 20, рис.1. табл. 1.

Мета статті – аналіз водних ресурсів України та з’ясування можливості їх використання для отримання «зеленого» водню. Розгортання сучасних водневих технологій для потреб енергетики України стає важливим напрямком. Застосування водню дасть значні переваги для енергетичної системи України, навколишнього середовища та бізнесу. Потенційно можливий обсяг виробництва «зеленого» водню в Україні за допомогою електролізу розраховано за результатами проведених наукових досліджень потенціалу генерації електроенергії вітро- та фотоелектричними станціями. Для розрахунку потенційно можливого обсягу виробництва «зеленого» водню за допомогою електролізу передбачено питоме споживання електроенергії 4,5 кВт∙год / нм3 Н2. Потенціал середньорічного виробітку «зеленого» водню на території України становить 505 132 млн нм3. Електроліз води на даний момент вважається найоптимальнішою технологією для отримання стійкого водню. Для виробництва 1 нм3 Н2 використовується 1,5–2,0 л води, тобто для використання середньорічного потенціалу «зеленого» водню (505 132 млн нм3) потрібно 757,7 млн м3 води. Прогнозоване до 2030 року зменшення втрат води за рахунок удосконалення технологічних процесів підйому, виробництва й транспортування води в результаті впровадження енергоефективних технологій, дозволяє на 70 % задовольнити потребу у воді для використання всього наявного середньорічного потенціалу виробництва «зеленого» водню (518 млн м3). Аналіз запасів нормативно очищених та нормативно чистих без очистки стічних вод (4 473 млн м3) показав перевищення в 6 разів потреби у воді для реалізації всього потенціалу «зеленого» водню. Для виробництва водню також може бути використана морська вода. Отже, наявні водні ресурси України є цілком достатніми для повної реалізації потенціалу виробництва «зеленого» водню без збільшення водозабору. Бібл. 18, табл. 1, рис. 5.

Сучасною тенденцією розвитку енергетики є прагнення до збалансованості енергетичного комплексу, підвищення надійності електропостачання споживачів. Важливе місце в стратегії розвитку електроенергетики займають автономні системи електропостачання. Вони використовуються на підприємствах, в аеро-, морських і річкових портах, в енергоблоках лікарень, у фермерських господарствах, в системах аварійного енергопостачання, на об'єктах оборонного комплексу – скрізь, де потрібна електроенергія, в той час як мережа або віддалена, або працює з перебоями. Представлено автономну систему енергопостачання з двигунами внутрішнього згорання. Основним перетворювачем механічної енергії приводних двигунів в електричну є електромеханічний перетворювач змінного струму з обмоткою збудження, яка розташована на роторі. Представлено алгоритм, згідно з яким на початку циклу контролер визначає добову норму споживання електроенергії та, відповідно до типу дня і часу доби, виконує дії за коротким чи розгалуженим алгоритмом. У разі використання добової норми електроенергії може виникнути ситуація, за якої увімкнутою залишиться тільки частина світильників, що спричинить дискомфорт для персоналу та впливатиме на продуктивність праці співробітників. Пропонується впровадження другого незалежного каналу електропостачання з використанням газогенераторних технологій. Вироблений газ забезпечує роботу двигуна внутрішнього згорання, який обертає вал генератора. Представлено графік прогнозованого вироблення енергії фотоелектричною системою встановленою потужністю 3,5 кВт на основі даних сонячної інсоляції на широті м. Житомира. Також представлено графік продуктивності газогенераторної установки потужністю 5 кВт за однозмінної роботи. Розраховано прогнозоване споживання електроенергії освітлювальною установкою протягом першого місяця року для корпусів Житомирського національного агроекологічного університету. Представлено графік різниці між спожитою та виробленою енергією за днями тижня. Величина спожитої електрики за місяць становила 767,8 кВт·год за встановленої норми 251 кВт·год. Фотоелектричними панелями та газогенераторною установкою вироблено відповідно 184,8 кВт·год та 493,2 кВт·год. Другий резервний канал живлення забезпечив більше половини потреб на освітлення навчального корпусу. Розроблено структурну схему контролера, що реалізує спеціалізований алгоритм. Представлено графік регульованих змінних під час роботи контролера. Застосування спеціалізованого алгоритму дозволяє зменшити енергоспоживання установки, забезпечує можливість повноцінного використання глибокого резервування на базі фотоелектричної системи та газогенераторної установки. Подальші дослідження спрямовані на встановлення впливу продуктивності газогенераторної установки на стійкість роботи системи двигун-генератор в умовах мінливого попиту на електроенергію та з врахуванням нестабільного значення коефіцієнта потужності. Бібл. 10, рис. 9.

У статті здійснено порівняльний аналіз підготовки фахівців у закладах вищої освіти морського профілю сучасного періоду та визначено основні тенденції у їх підготовці.Вивчення функціонування мережі закладів вищої освіти морського профілю сучасного періоду дозволяє визначити спільні напрями підготовки фахівців: кораблебудування, суднові енергетичні установки, теплоенергетика (Одеський національний морський університет, Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова) автоматика та електротехніка, морське право, менеджмент, економіка (Національний університет «Одеська морська академія», Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова). Вищі заклади морського профілю мають морські тренажери та навчальні судна.Здійснений аналіз засвідчив: додаткову увагу в закладах вищої освіти морського профілю спрямовують на питання механізації портів, водотранспортних і шельфових споруд, транспортних технологій і систем, інженерної гідробіології, навігації, інженерії, морських перевезень та технологій, судноводіння й енергетики суден, екології, безпеки морського та річкового транспорту, морської логістики. З’ясовано, що університети одним із пріоритетних напрямів роботи вважають роботу з іноземними студентами. Аналіз сучасних напрямів підготовки фахівців у закладах вищої освіти морського профілю свідчить про три основні тенденції: збереження класичних морських спеціальностей всупереч фінансовим труднощам внаслідок низького рівня наповнюваності груп; оновлення напрямів підготовки згідно з вимогами часу та запитами абітурієнтів, коли вводяться спеціальності «Менеджмент», «Економіка», «Морське право» та ін., проте зберігається вектор застосування набутих знань у морській сфері; організація міжнародної співпраці (від декларативного рівня співпраці з зарубіжними закладами вищої освіти до навчання іноземних студентів).

Представлена дисертаційна робота є актуальною, так як навіть у теперішній час морські перевезення складають більше 60% всіх вантажних перевезень. Мета дисертації полягає у збільшенні часу автономної роботи енергетичної системи буя морського задля підвищення його економічних та технічно-експлуатаційних показників. Завдання: проаналізувати існуючі системи та конструкції отримання альтернативної енергії з різних джерел та напрямків; розробити та спроектувати комбіновану енергетичну систему на базі найбільш стабільної конструкції морського буя; виконати досліди роботи складових частин гідросистеми. Об'єкт дослідження – плавучі засоби морської навігації, що забезпечують безпеку судноплавства. Предмет дослідження – енергетична система буя морського. При виконанні дисертації були зроблені комп’ютерні розрахунки кінематичної схеми та складових частин гідравлічної системи, проведено фізичне моделювання роботи шлангового насосу в режимі гідродвигуна. Наукова новизна отриманих результатів полягає в тому, що розроблена система, яка дозволить істотно збільшити автономність за рахунок використання комбінованої енергетичної системи. Результати дисертаційної роботи були апробовані на міжнародній науково-технічній конференції молодих вчених та студентів: «Інновації молоді в машинобудуванні 2019» з опублікуванням тез і За результатами роботи була опублікована стаття у збірці праць «Інновації молоді в машинобудуванні-2019».
The dissertation work is relevant because today sea transportations make more than 60% of all cargo transitions. The purpose of the dissertation is to increase the autonomy of the energy system of the marine buoy. This will improve economic and technical characters. In order to reach the set meters, a source of energy and production systems and structures was analyzed, a combined energy system was developed and provoked on the basis of a significant permanent structure of the marine structure, and the issue of assembly of hydraulic system parts was investigated. The object of study - floating means of navigation, which fulfill the safety of navigation. The subject of the study is the energy system of the marine buoy. The dissertation used computer technologies, which were used in kinematic circuits and complex parts of the hydraulic system, which carried out a physical model of the operation of the hose pump in the mode of hydraulic motor. Scientific knowledge has gained new results that have been done previously and that have created a system that has effectively increased autonomy for the use of the combined energy system. The results of the dissertation worked with the young people and employees tested at the International Scientific and Technical Conference: "Youth Innovation in Mechanical Engineering 2019" with the publication of the topic. According to the results of the work, an article in the enlarged workplaces "Youth Innovations in Mechanical Engineering-2019" was published. Keywords: navigation equipment, autonomous system, large marine, hydraulic system, alternative energy.

Блінцов, В. С., Буруніна, Ж. Ю., Клименко, П. Г. Структура системи автоматичного керування морською воднедобувною платформою / В. С. Блінцов, Ж. Ю. Буруніна, П. Г. Клименко // Матеріали Всеукр. наук.-техн. конф. з міжнар. участю "Проблеми автоматики та електрообладнання транспортних засобів ". – Миколаїв : НУК, 2012.
Для нового об’єкту морської енергетики сформульовано основні задачі автоматичного керування та розроблено узагальнену структуру системи автоматичного керування, яка дає змогу реалізувати принципи «інтелектуального» керування.