"Научные исследования инновационных энергетических технологий по программе магистратуры "Энергетический менеджмент и инжиниринг энергосистем"

Автор: Волков Владимир Сергеевич
Должность: доцент
Учебное заведение: ФГБОУ ВО СПбГАУ
Населённый пункт: Санкт-Петербург
Наименование материала: статья
Тема: "Научные исследования инновационных энергетических технологий по программе магистратуры "Энергетический менеджмент и инжиниринг энергосистем"
Дата публикации: 10.06.2016







Вернуться назад       Перейти в раздел





Текстовая часть публикации


НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ИННОВАЦИОННЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ

ТЕХНОЛОГИЙ ПО ПРОГРАММЕ МАГИСТРАТУРЫ «ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ

МЕНЕДЖМЕНТ И ИНЖИНИРИНГ ЭНЕРГОСИСТЕМ»
Инновационные энергетические технологии создаются на базе фундаментальных заделов физики, химии, а также на базе таких физико-технических дисциплин, как электрофизика и электротехника, теплофизика, атомная физика и техника. На них приходится до 70% научных исследований. Из области физики:  это фотоэлементы третьего поколения с к.п.д. до 40–60%, которые способны обеспечить широкое использование солнечной энергии;  суперконденсаторы высокой ёмкости, которые обещают революцию в накоплении и передаче электроэнергии с массовой электрификацией транспорта и заменой нефтетоплива;  реакторы с замкнутым топливным циклом способны сделать атомную энергетику воспроизводимой по ядерному горючему даже при высоких темпах развития. Опытно- промышленное освоение термоядерной энергии особенно с прямым преобразованием радиационной энергии в электрическую даёт надежду устранить проблему ограниченности энергоресурсов. На достижениях химии и наук о материалах разрабатываются технологии получения жидкого топлива из газа, угля, сланцев и биомассы, а также методы и средства прямого преобразования химической энергии в электрическую. Использование электроэнергии, как известно, началось с гальванических элементов. Сейчас мощность химических аккумуляторов превышает мощность всех электростанций Земли, а в будущем — развитие топливных элементов для транспорта и распределённой энергетики. Достижения биологии и химии дают научную основу для конверсии биомассы разных видов в высококачественное жидкое и газовое топливо с помощью ферментации, для создания новых видов целлюлозосодержащих культур повышенной продуктивности, не конкурирующих с пищевыми культурами, а также других технологий биоэнергетики. Из числа возможных технологий энергетическая наука отбирает эффективные энергетические технологии по критериям экономической эффективности (вклад общественных наук) и экологической приемлемости (формируется науками о Земле) с учётом всех аспектов надёжности и управляемости технологий. Их обеспечивают достижения математики, информационных технологий и процессов управления. Этому посвящено 10–15% энергетических исследований. Казалось бы, они и определяют приоритеты научно-технического прогресса в энергетике. Но, во-первых, названные критерии выбора эффективных технологий весьма неоднозначны и очень противоречивы: понятно, чем надёжнее и «экологичнее» технологии, тем они дороже. Во-вторых, энергетические технологии обычно не работают изолированно, а в комплексах или системах, где сумма локальных оптимумов по определению не соответствует глобальному. Поэтому важным направлением энергетической науки является исследование и конструирование энергетических систем, на что приходится ещё 10–15% её усилий. Для определения эффективных направлений и приоритетов научно-технологического прогресса ко всему сказанному приходится привлекать исследования тенденций эволюции пространственного и производственного развития энергетики, то есть квинтэссенцию того, «как это было на самом деле» в прошлом. На это направлено до 5% энергетических исследований. Пространственному развитию энергетики следуют тенденции создания межстрановых, трансконтинентальных и глобальных систем. Они имеют мощную физико-техническую основу в виде трубопроводных и электрических сетей и одновременно выступают как всё более
сложные производственные системы, а теперь и как энергетические рынки. Вероятно, после 2030 года для широкого использования космической и термоядерной энергетики потребуется глобальная интеграция региональных электроэнергетических систем. Интенсификация научно-технического труда и сокращение затрат по всему циклу "исследование — проектирование — подготовка производства" является жизненно важным условием ускорения темпов и повышения эффективности энергосистем. Сюда входит также автоматизация обработки данных и планирование экспериментальных исследований, автоматизированное проектирование новых технических средств, включая конструирование и технологическую подготовку производства. Выполнение поставленных задач возможно в случае вооружения молодых специалистов новейшими знаниями в области научных исследований. Это обязывает высшую школу широко привлекать студентов к проведению научных исследований. Таким образом, научная подготовка студентов в вузах — одна из главнейших программ обучения. Важным этапом развития высшей школы при подготовке инженерно-технических кадров для агроинженерного сектора экономики является введение в учебный процесс дисциплины "Основы научных исследований", в которой рассматриваются методология и методы научных исследований, а также способы их организации. Введение дисциплины "Основы научных исследований" обязывает студентов освоить элементы методики научных исследований, что способствует развитию рационального творческого мышления; организации их оптимальной мыслительной деятельности. За период обучения студент должен выполнить те или иные научные исследования в различных формах учебного процесса. В результате изучения теоретического курса и выполнения исследований по выбранной теме студент должен освоить методологию и методику научных исследований, а также уметь отбирать и анализировать необходимую информацию, формулировать цель и задачи, разрабатывать теоретические предпосылки, планировать и проводить эксперимент, отрабатывать результаты измерений и оценивать погрешности и наблюдения, сопоставлять результаты эксперимента с теоретическими предпосылками и формулировать выводы научного исследования; составлять отчет, доклад или статью по результатам научного исследования.