АКТУАЛЬНОСТЬ. Рост доли нелинейных нагрузок и силовой электроники в распределительных сетях 6-10 кВ вызывает увеличение уровня гармонических и интергармонических искажений, что приводит к нарушению синусоидальности напряжения и ускоренному старению оборудования. При этом традиционные контактные методы измерения параметров качества электроэнергии (ПКЭ) ограничены эксплуатационными условиями и требуют сложной организации измерений.
ЦЕЛЬ. Разработать алгоритм контроля источников искажений в сетях 6-10 кВ на основе сигналов бесконтактных индуктивных и емкостных датчиков электромагнитного поля.
МЕТОДЫ. Для выделения гармонических и интергармонических составляющих использованы методы спектрального анализа (БПФ и КВПФ), а также метод формирования «спектральных подписей», включающий информативные признаки: изменение амплитуды и фазы основной гармоники (50 Гц), коэффициента THD, а также суммарных амплитуд четных и нечетных гармоник. Эксперименты выполнены на лабораторной установке, имитирующей участок ЛЭП 6-10 кВ. Исследованы режимы работы с нагрузкой в виде асинхронного двигателя, диодного моста и однофазной нелинейной нагрузки.
РЕЗУЛЬТАТЫ. Показано, что индуктивные датчики чувствительны к изменению токовых нагрузок и динамике магнитного потока, в то время как емкостные сенсоры фиксируют искажения электрического поля и асимметрию фаз. Для асинхронного двигателя наблюдалось снижение THD до –12% и рост амплитуды основной гармоники до 65%. Для диодного моста характерен рост высокочастотных четных гармоник до +1550%, а для однофазной нелинейной нагрузки – появление фазной несимметрии и увеличение THD на 2-4%.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Показано, что совмещенное использование индуктивных и емкостных бесконтактных датчиков формирует отличающиеся спектральные подписи для трех рассмотренных типов источников искажений. Разработанный алгоритм позволяет формализовать процедуру формирования эталонной библиотеки «источник–спектр» и может служить основой для построения интеллектуальных систем бесконтактного контроля качества электроэнергии в распределительных сетях 6-10 кВ.

АКТУАЛЬНОСТЬ работы заключается в её своевременной и критически важной «ревизии» тренда «зелёной» энергетики. Она выполняет функцию «взгляда со стороны», призывающего к взвешенной оценке, учёту всех рисков и отказу от идеологизированного подхода в пользу научно-обоснованного, комплексного анализа на пути к реальной, а не декларативной, устойчивости. Это делает её ценным вкладом не только в академическую дискуссию, но и в выработку практической государственной политики и корпоративных стратегий.
ЦЕЛЬ. Проведение комплексного критического анализа современных тенденций, технологических решений и системных проблем в области «зеленой» энергетики и декарбонизации, с оценкой их реальной эффективности, экономической целесообразности и экологических последствий на всех этапах жизненного цикла. МЕТОДЫ. В основе работы лежит системный обзор и сравнительный анализ широкого круга научных исследований и технологических кейсов в области возобновляемой энергетики (ветровой, солнечной, водородной), методов улавливания углерода (CCUS), гибридных систем и накопителей энергии. Оценка проводится с учетом технологических, экономических и экологических параметров, включая коэффициенты полезного действия, уровеньзированную стоимость энергии (LCOE), капитальные и операционные расходы (CAPEX/OPEX), а также углеродный след.
РЕЗУЛЬТАТЫ. Выявлены существенные противоречия и системные вызовы, связанные с переходом на возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Показано, что многие технологические решения (водородная энергетика, CCUS, гибридные системы) находятся на ранних стадиях развития, характеризуются высокой стоимостью, низким EROI и нерешенными проблемами утилизации отходов (лопасти ветрогенераторов, солнечные панели, аккумуляторы). Озвучена проблема рентабельности ВИЭ в регионах с низким потенциалом без государственных субсидий. Установлено, что массовое внедрение inverter-based генерации снижает совокупную инерцию энергосистем, создавая риски для их стабильности. Выявлены значительные экологические и социальные издержки добычи критически важных материалов (литий, кобальт) для «зеленой» экономики.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Сделан вывод о том, что декларируемые преимущества «зеленой» энергетики зачастую нивелируются комплексом скрытых технологических, экономических и экологических проблем. Кардинальная трансформация энергосистем не является однозначно позитивной и создает многогранные вызовы, требующие сбалансированного подхода, глубокого системного анализа и разработки комплексных стратегий с участием государства, бизнеса и науки, а не лишь следования трендам. Необходим пересмотр методологий оценки для учета полного жизненного цикла технологий ВИЭ.

АКТУАЛЬНОСТЬ. В работе представлен алгоритм оценки температуры контактов аппаратов низкого напряжения на основе регрессионного анализа.
ЦЕЛЬ. Разработка регрессионных моделей для определения температуры контактов автоматических выключателей, контакторов и магнитных пускателей. МЕТОДЫ. Проверка полученных моделей была проведена критерием Кохрена и Фишера, а также была оценена значимость каждого из коэффициентов критерием Стьюдента.
РЕЗУЛЬТАТЫ. Были построены графические зависимости для определения температуры нагрева контактов аппаратов для ряда значений номинальных токов при температуре окружающей среды 40°C. Также построены графики для исследуемых аппаратов при изменении температуры окружающей среды от 5°C до 40°C. Построенные графики позволяют определить значение температуры нагрева без проведения предварительных расчетов для автоматических выключателей на номинальные токи 40А, 63А, 100А, 160А, 250А и для контакторов и магнитных пускателей на номинальные токи 40А, 63А, 100А, 250А, 400А. Полученные значения температуры нагрева контактов были сопоставлены с ГОСТ 403-73.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Модели для определения температуры нагрева контактов позволяют учитывать техническое состояние аппарата и легко могут быть изменены при изменении условий и режимов эксплуатации.

АКТУАЛЬНОСТЬ исследования заключается в обеспечении качественного электроснабжения потребителей на фоне увеличения количества технологических присоединений. Одним из важнейших показателей качественного электроснабжения является напряжение в электрических сетях. В статье рассматриваются проблемы регулирования напряжения в распределительных сетях (РС), что позволяет обеспечить требуемое качество электроэнергии, снизить потери электроэнергии и повысить пропускную способность линий электропередачи.
ЦЕЛЬ. Разработка мероприятий по обеспечению качества электроэнергии с использованием различных методов регулирования напряжения.
МЕТОДЫ исследования включают математическое моделирование линий электропередачи (ЛЭП) с учетом статических характеристик нагрузки, а также моделирование процессов в распределительных сетях с использованием пунктов автоматического регулирования напряжения (ПАРН) и трансформаторов 10/0,4 оснащенными устройствами переключения ответвлений обмоток высшего напряжения без возбуждения (ПБВ) с расширенным диапазоном регулирования напряжения до ±10%.
РЕЗУЛЬТАТЫ. Результаты исследования демонстрируют целесообразность внедрения трансформаторов с расширенными пределами регулирования напряжения.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Проведенное исследование демонстрирует, что оба рассмотренных метода, а именно установка ПАРН и переход на трансформаторы с расширенным диапазоном ПБВ ±10% позволяют решить ключевую задачу: поддерживать качество электроэнергии в пределах требований во всех узлах протяженной распределительной сети.

ЦЕЛЬ исследования заключается в проведении комплексного анализа влияния ключевых параметров парка электротранспорта (ЭТ) и электрозарядной инфраструктуры (ЭЗИ) на потребление электроэнергии и мощности электроэнергетической системы России в средне- и долгосрочной перспективе. В отличие от существующих исследований, акцент сделан не только на прогнозе количества ЭТ, но и на сценарном анализе широкого спектра влияющих факторов.
МЕТОДЫ. Для расчета электропотребления и максимальной мощности ЭЗИ по всем городам России с населением свыше 50 тыс. человек разработана математическая модель. Модель учитывает региональное распределение парка ЭТ, его структуру и модельный состав, климатические условия, характеристики ЭЗИ и поведенческие факторы. Оценка значимости факторов выполнена с помощью множественной линейной регрессии.
РЕЗУЛЬТАТЫ. Установлено, что при парке ЭТ в 1 млн единиц вариация влияющих факторов может приводить к изменению электропотребления ЭЗИ в диапазоне от 0,14 % до 0,62 %, а максимума мощности – от 0,09 % до 2,26 % от показателей ЕЭС России 2024 года. Наибольшее влияние на максимум мощности оказывают параметры ЭЗИ: количество ЭТ на одну зарядную станцию (ЭЗС) (37,1 %) и доля быстрых ЭЗС (20,8 %), а также доля подключаемых гибридов (23,7%). На электропотребление наиболее значительно влияют доля подключаемых гибридов (32,3 %), коэффициент их использования (26,3 %) и доля электробусов в парке (21,6 %). Прогноз до 2050 года показывает, что электропотребление ЭЗИ может составить 8,13-11,85%, а максимум мощности – 11,54-16,81% от уровней 2024 года.

ЦЕЛЬЮ работы является описание алгоритмов циклирования батареи топливных элементов с протонообменной мембраной, которые целесообразно применять при регулярной эксплуатации в составе транспортного средства и при проведении ресурсных испытаний в лабораторных условиях. Провести комплексную оценку рассмотренных алгоритмов циклирования и количественно оценить влияние внутренних процессов на продолжительность эксплуатации.
МЕТОДЫ. Для оценки предлагаемых алгоритмов циклирования использовалось специализированное программное обеспечение AVL Cruise M, в котором была создана цифровая 1D-модель батареи топливных элементов, которая описывает ключевые процессы, протекающие в топливных элементах.
РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье приведен механизм деградационных процессов которые происходят в топливных элементах при их циклической работе. Проведено количественное сравнение результатов применения двух алгоритмов циклирования по концентрациям платины в мембране, перекиси водорода, удельной электрохимической поверхности каталитического слоя, снижения напряжения с каждым циклом и другим ключевым показателям. Практическая значимость работы заключается в подробно описанных рекомендованных двух алгоритмах циклирования батареи топливных элементов: первый алгоритм применим для эксплуатации батарей топливных элементов в составе транспортного средства, второй подходит для определения долговечности батареи. Последний алгоритм позволит сократить время, затрачиваемое на ресурсные испытания, с 25 000 до 123 часов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Результаты исследования показали, что основными причинами повышенной деградации при циклической работе являются сильное изменение потенциалов на каталитических слоях топливных элементов, входящих в состав батареи, а также диффузия реагентов, которая может приводить к возникновению обратного тока на определенных участках топливных элементов. При рассмотрении стационарной работы как базового процесса, было выявлено, что в первые 50 часов эксплуатации наблюдается резкое уменьшение напряжения, которое стабилизируется только к 300 часам.

АКТУАЛЬНОСТЬ. В данной работе исследован процесс обратного электродиализа (далее ОЭД) с использованием биполярных мембран, направленный на преобразование энергии градиента солености и pH в электрическую энергию.
ЦЕЛЬ. Основной целью являлось изучение эффективности этой технологии при работе с модельными и промышленными растворами, включая регенерационные отходы тепловых электрических станций (далее ТЭС).
МЕТОДЫ. В ходе экспериментов оценивались ключевые параметры системы, такие как плотность тока, удельная мощность, внутреннее сопротивление и коэффициент полезного действия (далее КПД), а также анализировались факторы, влияющие на производительность установки.
РЕЗУЛЬТАТЫ. Результаты показали, что биполярный ОЭД позволяет не только генерировать электроэнергию, но и производить кислоты и щелочи за счет диссоциации воды в мембранах. Максимальная достигнутая удельная мощность составила 3,5 Вт/м² при плотности тока 12 А/м², а энергетический КПД превысил 20%. При этом промышленные растворы продемонстрировали характеристики, близкие к модельным, что подтверждает возможность их использования в реальных условиях. Научная значимость работы заключается в углублении понимания электрохимических процессов в биполярных мембранах и разработке методов оптимизации системы. Практическая ценность связана с созданием экологически безопасной технологии для утилизации отходов и одновременного получения энергии и химических продуктов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Технология имеет потенциал для применения в опреснении воды, водородной энергетике и химической промышленности, способствуя переходу к устойчивому развитию. Исследование также выявило основные ограничения, такие как узкий диапазон оптимальных рабочих параметров и потери энергии из-за паразитных процессов. Дальнейшие работы должны быть направлены на повышение селективности мембран и снижение внутреннего сопротивления системы. В целом, биполярный ОЭД представляет собой перспективное направление в возобновляемой энергетике и ресурсосбережении.

АКТУАЛЬНОСТЬ исследования обусловлена растущими требованиями к экономической эффективности теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) в условиях функционирования на балансирующем рынке электроэнергии. Современные рыночные механизмы предполагают высокую гибкость и точность в управлении генерацией, что делает критически важным оперативное прогнозирование технико-экономических показателей станции.
ЦЕЛЬ. Разработать методику повышения экономичность работы ТЭЦ на балансирующем рынке электроэнергии за счет прогнозирования техникоэкономических показателей.
МЕТОДЫ. Алгоритм разработан на основе комплексного анализа длительных эксплуатационных данных и применения метода аналогов с учётом физического износа оборудования. Это обеспечивает высокую точность прогноза – до 0,53%, что значительно превосходит стандартные методики.
РЕЗУЛЬТАТЫ. Практическое внедрение разработанного решения демонстрирует существенное снижение финансовых потерь: на 46–54% в ночные часы, когда спрос минимален и цены на электроэнергию падают, а также на 29,2% при работе станции на техническом минимуме, связанном с ограничениями по устойчивости и КПД. Годовой экономический эффект от применения методики достигает 109,1 млн рублей.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Результаты исследования ориентированы на использование в системах оперативного управления режимами работы ТЭЦ и формирования оптимальных ценовых заявок на балансирующем рынке. Это не только повышает конкурентоспособность станции, но и способствует более эффективному использованию имеющихся ресурсов, что особенно актуально в условиях ограничений на новые инвестиции и необходимости повышения энергоэффективности.

ЦЕЛЬ. Определение количественных характеристик выбросов оксидов азота при сжигании газовых смесей, содержащих водород, монооксид углерода и метан.
РЕЗУЛЬТАТЫ. Рассматривалось нескольких типов газов различных химических составов и количественного содержания компонентов: CH₄; CO; H₂; 7 типов синтез-газа с разным содержанием CH₄, CO, H₂, CO₂, N₂. Такие типы синтез-газа имели низкие, средние и высокие значения теплоты сгорания. При выполнении численных исследований параметров и состава продуктов сгорания использовался подход, основанный на химически равновесном состоянии многокомпонентной реагирующей смеси при минимальном значении изобарно-изотермического потенциала. Получены значения основных параметров продуктов сгорания и оценки выбросов оксидов азота при различном соотношении исходных компонентов в газовой смеси и различных значениях коэффициента избытка воздуха. Значения относительных показателей расхода продуктов сгорания достаточно сильно коррелируют со значениями относительных показателей выбросов оксидов азота.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Получены численные оценки взаимосвязи между теплотой сгорания генераторных газов, расходными характеристиками продуктов сгорания, определяемыми составом исходной газовой смеси, и выбросами оксидов азота. Количественный показатель W_пс, определяемый отношением массовых расходов продуктов сгорания базового топлива и альтернативного генераторного газа, при условии одинаковой тепловой мощности энергоустановки, дает возможность предварительной сравнительной оценки ожидаемого уровня выбросов NO_x . При значениях W_пс ≈ 1 уровень выбросов NO_x у сравниваемых топливных композиций примерно одинаковый. Соответственно, при значениях этого показателя больше или меньше единицы уровни выбросов оксидов азота при сжигании альтернативного генераторного газа выше или ниже, чем при сжигании базового топлива. Практическое использование показателя W_пс наиболее эффективно на стадиях разработки и проектирования новых энергоустановок, включая оптимизацию планирования вычислительных и натурных экспериментов, а также при переводе эксплуатируемых энергоустановок на альтернативное газовое топливо.

ЦЕЛЬЮ данной статьи является анализ эффективности работы сезонного подземного теплового аккумулятора для обеспечения отопления жилого дома и оптимизация режимов его эксплуатации на основе экспериментальных данных 2022-2024 годов. Решение вопроса сезонности этого вида энергии позволит увеличить объёмы выработки энергии и достичь нулевого углеродного следа для энергоэффективных зданий.
ЗНАЧИМОСТЬ. Впервые на экспериментальном уровне оценены реальные режимы работы подземного теплового аккумулятора в сочетании с плоскими солнечными коллекторами в условиях длительного холодного периода. Определен температурный предел безопасной эксплуатации теплового аккумулятора (ТА) с теплоизоляцией из XPS (83,7°C), что позволяет повысить надежность проектирования. Полученные данные использованы для адаптации и уточнения математических моделей в TRNSYS, что повышает точность прогнозирования работы системы. Практическая значимость: достижение снижения энергопотребления на отопление и ГВС до 42% по сравнению с исходным уровнем. Увеличение периода работы отопительной системы без включения теплового насоса – до 20 декабря 2024 года. Подтверждение достижимости нулевого углеродного следа для жилого дома. Возможность применения результатов при проектировании энергоэффективных зданий в условиях холодного климата.
МЕТОДЫ. Экспериментальные измерения температур и энергопотребления оборудования в 2022- 2024 гг. Математическое моделирование тепловых процессов: ANSYS Steady State Thermal – определение максимальной безопасной температуры ТА. TRNSYS – прогнозирование работы системы в зимний период.
РЕЗУЛЬТАТЫ. В результате проведенных экспериментальных и расчетных исследований были осуществлены анализ и оценка данных мониторинга выработки и потребления тепловой энергии. Потребление электрической энергии на отопление и горячее водоснабжение дома за счет использования теплового насоса и солнечных коллекторов снизилось с 4420 кВт·ч в 2022 году до 3050 кВт·ч в 2023 году, т.е. на 31%, а в 2024 году снизилось до 2568 кВт·ч, т.е. на 42%.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Использование сезонного подземного теплового аккумулятора и солнечных коллекторов для отопления и ГВС, в сочетании с фотоэлектрическими панелями и электрозарядкой для автомобиля, обеспечило достижение нулевого углеродного следа в 2023 и 2024 гг.

АКТУАЛЬНОСТЬ. Основным элементом блочных горелок является сопловой блок, от которого зависит эффективность и надежность работы горелочного устройства. Большая часть серийно выпускаемых сопловых блоков имеет в своей конструкции диск с закручивающими лопатками для турбулизации потока, однако такие диски создают значительное газодинамическое сопротивление.
ЦЕЛЬ. Исследование влияния углов подачи горючего газа (угол к оси β и угол хорды α) на распределение газа по сечениям цилиндра, степень закрутки потока и степень разрежения с принудительной подачей воздуха осевым вентилятором без использования закручивающих дисков.
МЕТОДЫ. Исследования проводились численным методом для изотермических струй и потока в программном комплексе ANSYS Fluent с использованием модели турбулентности SST k-ω.
РЕЗУЛЬТАТЫ. Установлено, что минимальный коэффициент вариации для всех рассмотренных конфигураций обеспечивается при вихревом числе порядка S=0,4-0,5. Степень разрежения зависит от комбинации углов β и α, максимальное разрежение было достигнуто при β = 90°/α = 15°. Скорость крутки зависит как от вихревого числа S, так и от комбинации углов β и α, причем для каждого угла β существует собственный диапазон изменения S для поддержания максимальной скорости крутки.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Найдена конфигурация (β = 90°/α = 26°) для достижения компромисса между высокой степенью крутки (S=0,58-0,48), протяженной зоной разрежения (с пиковой точкой -433 Па) и равномерным распределением газа в сечениях соплового блока: коэффициент вариации изменялся в пределах от 41% (1 калибр от точки ввода) до 13% (выходное сечение) Результаты работы имеют практическую ценность для проектирования горелочных устройств и проведения дальнейших расчетов с использованием модели горения.

АКТУАЛЬНОСТЬ. Эпоксидные пены, полученные путем терморасширения полимерных микросфер, перспективны в качестве заполнителей сэндвич-панелей. При вторичном нагреве эпоксидных пеноматериалов могут происходить процессы значительной усадки или терморасширения в зависимости от состава пен. Исследование и прогнозирование данных процессов необходимо для проектирования сэндвич-изделий с эпоксидным пенозаполнителем.
ЦЕЛЬ. Исследование процессов термического расширения и усадки эпоксидных пенопластов при вторичном нагреве. Оценка давления, создаваемого в замкнутом пространстве оснастки за счет расширения.
МЕТОДЫ. Для оценки температуры стеклования эпоксидных пенопластов использовался метод динамического механического анализа. Процесс вспенивания микросфер изучался методом термомеханического анализа. Оценка термического расширения и усадки производилась путем измерения линейных размеров и объема пенопласта до и после термической обработки. Оценка давления в процессе терморасширения пенопластов производилась с помощью датчиков давления и регистрировалась с помощью диэлектрической системы мониторинга процесса формования композитов DiamonPlus (INASCO).
РЕЗУЛЬТАТЫ. Показано, что при вторичном нагреве эпоксидных пенопластов может происходить усадка или расширение материала в зависимости от содержания микросфер. Давление терморасширения увеличивается с повышением плотности пенопласта.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Подобраны температурные условия вторичной термообработки и проведены исследования терморасширения эпоксидных пенопластов с различным содержанием микросфер и с различной начальной плотностью. Показано, что начальная минимальная плотность пенопласта снижается, а плотность после термообработки увеличивается с повышением концентрации микросфер. С повышением начальной плотности пенопласта при постоянной концентрации микросфер плотность пенопласта после термообработки снижается. Для пенопластов с большой начальной плотностью и большим содержанием микросфер наблюдается анизотропия расширения и сжатия после термообработки.

АКТУАЛЬНОСТЬ исследования заключается в разработке методики инженерного расчета современных змеевиковых теплообменных аппаратов на базе инновационных теплообменных элементов виде пружинно-витого канала.
ЦЕЛЬ. Проведение расчетов змеевиковых теплообменных аппаратов типа «труба в трубе» с изменяющимся радиусом изгиба винтовой спирали на базе пружинно-витых каналов и оценка энергетической эффективности таких аппаратов по сравнению с гладкостенными аналогами.
МЕТОДЫ. В рамках работы скорректирован инженерный расчет конического змеевикового аппарата, основанный на теоретических исследованиях и решении сопряженной задачи теплообмена, и включает в себя уравнения модифицированного поправочного коэффициента Иешке, критериальные уравнения для расчета теплообмена с нагревающейся (горячей) и нагреваемой (холодной) водой, определение коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи через теплообменную поверхность. Предложенные коэффициенты критериального уравнения позволяют с высокой точностью проводить сравнительный анализ эффективности змеевиковых теплообменных аппаратов на базе пружинно-витых каналов, учитывая разнообразие их конфигураций.
РЕЗУЛЬТАТЫ. В змеевиковом теплообменнике с пружинно-витыми трубами температура нагреваемого теплоносителя выше на 8,88°С (60,98°С против 52,1°С) по сравнению с гладкостенными трубами. Коэффициент теплопередачи у пружинно-витых труб (1543 Вт/(м²·К)) выше за счет турбулентности и вторичных потоков. Превосходство пружинно-витых каналов подтверждается более высоким значением критерия Кирпичева (17,83) по сравнению с гладкостенными аналогами (14,77), что характеризует их улучшенные энергетические показатели.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Были проведены расчеты змеевиковых теплообменников типа «труба в трубе» с изменяющимся радиусом изгиба спирали на базе двух вариантов теплообменных элементов: пружинно-витого-канала и гладкой трубы. Полученные данные согласуются с результатами математического моделирования и подтверждают техническую и энергетическую целесообразность замены гладких трубок на пружинно-витые в конструкциях теплообменных аппаратов. Это позволяет повысить тепловую производительность системы и снизить эксплуатационные энергозатраты на перемещение теплоносителя, что приводит к значительному увеличению общей энергоэффективности системы.