Как обеспечить энергией Крайний Север? Свои решения предложили школьники регионов России

Авторы и источники / Правообладателям

Более 30 команд школьников 7 – 10 классов из 12 регионов России создали устройства для электроснабжения и энергообеспечения в условиях Крайнего Севера. Работа над устройствами прошла в рамках III общероссийской программы "Энергия старта". Авторы лучших работ сразятся за Гран-При на Межрегиональном летнем образовательном форуме "Энергия молодости" и станут участниками образовательной смены "#Вместеярче" во Всероссийском детском центре "Орленок".

Цель Общероссийской программы для школьников "Энергия старта" − популяризация знаний об энергетике среди школьников и выявление наиболее перспективных  старшеклассников, заинтересованных в освоении профессии энергетика. 

Смысловой центр программы "Энергия старта" −  Конкурс инженерных решений, который ежегодно посвящен новой теме. В 2018 году темой конкурса стало энергоснабжение Российской Арктики: участники должны были создать работы по теме "Электротехнические устройства и генераторы для электроснабжения и энергообеспечения в условиях Крайнего Севера". Тема Конкурса инженерных решений заявлена в русле стратегии по привлечению талантливой молодежи в топливно-энергетическую отрасль и использованию интеллектуального потенциала молодежи для решения реальных практических задач, стоящих перед ТЭК России.

"Мы ожидаем решения для бытовых и полупромышленных нужд, а также принципиальные физические и технологические идеи с возможностью широкого применения во всех направлениях тепло- и электроэнергетики", − комментировал старт конкурса эксперт проекта, доцент кафедры Автоматизированных электрических систем Энергетического института Уральского федерального университета имени первого Президента России Б.Н. Ельцина Александр Егоров.

Конкурс проводился в двух номинациях: "Техническое устройство на базе микроэлектронных компонентов" и "Техническое устройство, выполненное без применения микроэлектронных компонентов". В каждой номинации определены лучшие шесть работ.

Номинация "Техническое устройство на базе микроэлектронных компонентов"

Первое место отдано устройству "Электролизёр", которое изготовили ребята из Красноярского края: Данила Козлов и Полина Никитина, представляющие команду "Quarks" Лицея №7 г. Минусинска.

"Российская Арктика должна быть комфортной для жизни людей. Отрасль, с которой мы планируем связать наше будущее, отвечает за выработку самого важного ресурса - энергии, а она способствует комфортному проживанию людей в любой точке мира.

Мы создали электролизёр − устройство для выработки водорода посредствам электролиза, который используется, как экологически чистое топливо. У нас было много идей, но самое логичное, как нам кажется, это именно использование воды и электролиза. В своей работе мы сделали акцент на экологичность устройства, так как это актуально в современном мире", − говорят победители.

На втором месте − работа "Огнегенератор таёжный", выполненная учащимися Лицея №7 г. Новочеркасска Ростовской обл.: команда "Энергоботы" − Михаил Стрелец, Иван Узлов и Самир Сабзалыев.

"Печь − огнегенератор предназначена для приготовления пищи и энергообеспечения небольших гаджетов и мелкой электроники в походных условиях.
За пару часов способна не только порадовать горячим ужином после долгого дня, но и существенно придать сил уставшему смартфону (рации/ навигатору…), без особых усилий зарядив его энергией".

Третье место отдано устройству "Подсолнух", которое разработал Александр Лепилин из школы №7 г. Сургута, ХМАО – Югра.

"Арктика – часть территории Земного шара, где расположены огромные залежи энергоресурсов… Я хотел понять, возможно ли в наших северных широтах использовать солнечные батареи. "Подсолнух" − это энергоустановка, обеспечивающая  выработку электроэнергии за счет преобразования солнечного света. Подсолнухом он называется потому, что все время следит за положением солнца на небосклоне.

Собранная мною система является прототипом солнечной батареи бОльшей мощности, при доработке следящей системы она может служить источником энергии для устройств небольшой мощности, автоматических зондов и мониторинговых систем.  В будущем я хочу создать модель дома  с максимальным использованием солнечных элементов", − говорит Александр.

Четвертое место присуждено Устройству для дистанционного мониторинга отопительных приборов, разработанному командой "Мозги" из лицея №7 г. Новочеркасска Ростовской области.

Участницы команды Анастасия Богачева, Ульяна Кустова и Ирина Фролова комментируют: "Мы сделали устройство, спасающее людей от гибели урожая в холодное время года. Свежие овощи нужны всегда, поэтому люди стали их выращивать в любое время года.

Мы задумались над тем ущербом, который несут владельцы теплиц, а затем и мы сами, так и решили помочь в решении проблемы. Для поддержания нужной температуры в теплицах используется тепловая пушка, но она может дать сбой. В этом случае на помощь приходит наше устройство, которое срабатывает при поломке пушки, и делает звонок на номер владельца, и тот, в свою очередь уже знает, что нужно решить данную проблему".

На пятом месте в этой номинации − устройство "Ручной дрон", работа ученика Лицея №130 Екатеринбурга Ильи Певцова.

"Российская Арктика должна быть мощной, энергетически устойчивой и стабильной. Это часть нашей земли, так почему бы нам ее не освоить?
Я предложил использовать для мониторинга ЕЭС России дрон − универсальный беспилотный летательный аппарат. Представьте: вместо того, чтобы каждый раз забираться на ЛЭП, осматривать ее, рискуя жизнью и теряя драгоценное время и деньги, можно просто подойти и запустить дрон с земли. А предложенное мной управление позволит быстрому обучению персонала благодаря своей интуитивности", − комментирует Илья.

На шестом месте − высокочастотный трансформатор Тесла. Автор этой работы − Михаил Плужник из Белгородского инженерного юношеского лицея – интерната.
"Российская Арктика должна быть благоустроенной! Меня всегда интересовало, как можно передавать электричество на расстояние без проводов, поэтому я создал высокочастотный трансформатор Тесла. Он нужен для беспроводной передачи электричества и обеспечения электроэнергией различных технических устройств на расстоянии". 

Номинация "Техническое устройство, выполненное без применения микроэлектронных компонентов"

Победителем в этой номинации стало устройство "Погружная мини ГЭС как источник энергии в условиях Крайнего Севера на примере о. Колгуев". Авторы работы − команда "Батарейка" из Лицея №77 г. Челябинска: Александр Аристов, Екатерина Белозерова.

"Российская Арктика должна быть современной! Мы создали прототип миниГЭС, которая может питать энергией небольшой остров в акватории Северного Ледовитого океана", − говорят участники команды.

На втором месте − работа "Исследование возможности применения теплового насоса в условиях Крайнего Севера на примере Чукотской окружной больницы г. Анадырь". Работу выполнила команда "Легион" из Лицея №77 г. Челябинска: Семен Маньков, Федор Шалупов, Данила Зубов.

"Идея использовать тепловой насос на канализационных стоках для отопления родилась давно. Стали изучать районы Крайнего Севера и думать, где есть необходимость и подходящие условия для реализации нашей идеи. Выбор пал на больницу г. Анадырь. Забирая тепло сточных вод, антифриз находящийся в трубах коллектора будет поступать в теплообменник, где он будет нагревать хладагент, который закипая при высоком давление будет отдавать тепло через второй теплообменник отопительной системе здания.

В будущем мы бы хотели попробовать добавить к тепловому насосу еще другой альтернативный источник энергии, чтобы обеспечить его необходимым количеством электричества. И сделать наш проект полностью не зависимым от традиционных источников энергии".

Отметим, что челябинские лицеисты  Семён Маньков, Фёдор Шалупов и Александр Аристов  принимают участие в "Энергии старта" не первый раз: в 2016 году они в составе общей команды лучше всех справились с  решением кейса "Стратегия развития топливно-энергетического комплекса России на период до 2035 года". Наградой ребятам тогда стала презентация их идей в ходе Молодежного  дня "Глобальной энергии" ─ специального мероприятия НП "Глобальная энергия" в рамках XX Петербургского международного экономического форума (на фото).

Третье место присуждено работе "Дендрогенератор". Это устройство выполнила команда "Сельмаш": Анастасия Варакина, Александр Образцов и Евгений Пятерко, которые учатся в Лицее №7 г. Новочеркасска Ростовской области.

"Необычные ветрогенераторы  используют для получения электроэнергии в местах, отдалённых от централизованного электроснабжения, где по экологическим или геометеорологическим соображениям невозможно применить типовой подход. Дендрогенератор предназначен для преобразования кинетической энергии ветрового потока в механическую энергию вращения ротора с последующим её преобразованием в электрическую энергию. Изготовленное устройство экологически абсолютно безопасно и может использоваться в природоохранных территориях без вреда для окружающей среды", − говорят авторы устройства "Дендрогенератор".

Четвертое место заняло устройство "Гидробарогенератор". Его автор – Максим Потехин, учащийся школы с. Кожаны Балахтинского района Красноярского края.

"В условиях Крайнего Севера себестоимость ГСМ очень высокая. Сконструированный автономный источник энергии сможет обеспечить получение дешевой электроэнергии. Устройство предназначено для освещения и обогрева полярных станций, без затрат топлива (в условиях высокой стоимости его доставки).
Какой должна быть Российская Арктика? Построены постоянные порты и моногорода с постоянным пребыванием. Развернуты зоны добычи полезных ископаемых. Организованы зоны туризма и арктические парки. Построены стационарные полосы для авиации. Наличие стабильного высокоскоростного интернета", − считает Максим.

Пятое место присуждено устройству "Электрофорная машина", выполненному командой "Энергосити" школы №28 г. Пятигорска Ставропольского края.
"Российская Арктика должна всегда оставаться экологически чистой территорией, несмотря на научно-техническое развитие", − уверены участники команды Давид Кочарян и Кирилл Петриенко.

Шестое место в этой номинации заняла работа "Детандер − генератор". Устройство создано сборной командой "PETROVICHI" Лицея при Томском политехническом университете и Сибирского лицея.

Александр Филимоненко, Иван Ризаев и Егор Чирков комментируют: "Сегодня на газораспределительных станциях (ГРС) для понижения давления применяют в основном не турбодетандеры, а редуцирующие устройства, при этом энергия сжатого газа расходуется впустую. Она не совершает никакой полезной работы. Если же применять на ГРС турбодетандерные генераторные установки, то тогда ГРС будет одновременно и источником электрической энергии".

Авторы лучших работ "Энергии старта" получат возможность развивать свои знания и глубже знакомиться с электроэнергетикой.

Авторы работ, занявших 1 – 3 места в каждой номинации, станут участниками Межрегионального летнего образовательного форума "Энергия молодости", где пройдет финал Конкурса инженерных решений.

Авторы работ, занявших 4 – 6 места в каждой номинации, получат преимущество при отборе в образовательную смену "#Вместеярче" во Всероссийском детском центре "Орленок".
Работа школьников над темой энергообеспечения Крайнего Севера дополнила усилия их старших товарищей: на момент подведения итогов программы "Энергия старта" в самом разгаре находятся соревнования Студенческой лиги Международного инженерного чемпионата "CASE-IN", посвященного теме "Развитие Арктики". В ходе чемпионата студенты более 50 технических вузов России и СНГ предлагают инженерные решения для Арктического региона России по шести направлениям: геологоразведка, горное дело, металлургия, нефтегазовое дело, нефтехимия и электроэнергетика. Ранее свои решения по этой же теме защищали участники Лиги молодых специалистов "CASE-IN". Поиск практических решений для развития Арктического региона, таким образом, охватил три молодежные аудитории: школьников, студентов и молодых специалистов.