Darbības programma "Izaugsme un nodarbinātība" 1.1.1. specifiskā atbalsta mērķa "Palielināt Latvijas zinātnisko institūciju pētniecisko un inovatīvo kapacitāti un spēju piesaistīt ārējo finansējumu, ieguldot cilvēkresursos un infrastruktūrā" 1.1.1.2. pasākums "Pēcdoktorantūras pētniecības atbalsts" projekts “Solāra triģenerācija” Nr. 1.1.1.2/VIAA/3/19/419Darbības programma "Izaugsme un nodarbinātība" 1.1.1. specifiskā atbalsta mērķa "Palielināt Latvijas zinātnisko institūciju pētniecisko un inovatīvo kapacitāti un spēju piesaistīt ārējo finansējumu, ieguldot cilvēkresursos un infrastruktūrā" 1.1.1.2. pasākums "Pēcdoktorantūras pētniecības atbalsts" projekts “Solāra triģenerācija” Nr. 1.1.1.2/VIAA/3/19/419

Pētniecības projekta pēcdoktorants Dr.sc.ing. Andrejs Snegirjovs. 

Projekta īstenošanas ilgums ir no 2020. gada 1.janvara līdz 2022. gada 31.decembri.

Projekta vispārējais mērķis ir attīstīt jaunā zinātnieka prasmes, palielināt augsti kvalificēto zinātnieku skaitu institūcijā, saglabāt un attīstīt esošo zinātnisko bāzi. Projekta zinātniskais mērķis ir sinerģijas iegūšana apvienojot siltuma, aukstuma un elektroenerģijas ģenerēšanu vienotā sistēmā, kas izmanto solāras enerģijas tehnoloģiju kombinācijā ar siltumsūkni. 

Projekts mērķa sasniegšanai tika izvirzītas sekojošās aktivitātes: Informācijas vākšana; Solāras triģenerācijas sistēmas optimizācija; Dzīves cikla vides un izmaksu analīze; Prototipa izgatavošana un eksperimentālie pētījumi; Rezultātu analīze.

1. aktivitāte

Informācijas vākšana.

Aktivitātes pamatuzdevums ir iedziļināties tematikā, tai skaitā jaunākās informācijas vākšana un validēšana. Dotajā periodā tika analizēta tehniskā un patentu datu bāzes, kā arī zinātniskā literatūra no pieejamajām zinātniskajām datubāzēm un no Institūtā pieejamā literatūras krājuma. Saskaņā ar iegūto informāciju, tika sagatavots eksistējošās problēmas apraksts.

Tīklošanas pasākumi

2020. gada 12. martā, Modernizētajā siltumapgādes uzņēmumā “Salaspils siltums”  notika pieredzes apmaiņa un sistēmas izpēte darbā režīmā. Siltumenerģijas ražība notiek kombinējot saules kolektoru un granulu katla darbību, trūkstošā siltumenerģija tiek saražota un dozēti padota izmantojot gāzes katlu. Dūmgāzes tiek attīrītas izmantojot multiciklonu un kondensējot dūmgāzēs esošo ūdens tvaiku ar dūmgāzes kondensatoru, tiek iegūta papildus siltumenerģija. Daļa no elektropatēriņa tiek nodrošināta ar saules fotoelektriskajiem moduļiem, kuru jaudu plānots palielināt. Tika konstatēts, ka siltuma elementu integrācija ir sarežģītākais posms sistēmas izbūvē, jo siltuma ģenerācijas regulēšana notiek izmantojot vairākus simtus devēju. Integrācija pieprasa augstas kvalifikācijas komandas darbību ar padziļinātām zināšanām katrā sistēmas sadaļā un specializējošām integrācijas iemaņām.

1.attēls. Lielizmēra saules siltumenerģijas stacija. (foto: A.Snegirjovs), 

Informācija par projekta īstenošanas gaitu sagatavota 31.03.2020.

2. aktivitāte

Solāras triģenerācijas sistēmas optimizācija.

Sistēmas optimālā konstrukcija ir atkarīga no vairākiem faktoriem, kas raksturo termisko un elektrisko darbību, iekšējas pretestības un enerģijas pārnesas un pārveides zudumi. Ņemot vērā šos faktorus, var noformulēt sekojošos optimizācijas kritērijus: siltuma rādītāji, elektriskie rādītāji, masas un gabarītu rādītāji, ražošanas un remonta izmaksas. Solāras triģenerācijas konstrukcijas optimizācija iekļauj: pamat iekārtu tipu un izmēru izvēle; drošības elementi; sistēmas darbības palīg elementi; vadības algoritms un darbības procesa kontroliera izvēle; sistēmas komponentu izvēle no tirgū pieejamiem un tehniska uzdevumā sastādīšana unikālo komponentu izstrādei nepieciešamības gadījumā. Aktivitātes ietvarā tika izstrādāti tipiskie scenāriji mazstāvu ēku patēriņiem. Meteodati tika atlasīti no Meteonorm datu bāzes.

Tīklošanas pasākumi tika pārnesti uz vēlāku laiku.

Informācija par projekta īstenošanas gaitu sagatavota 30.06.2020.

 

Post doktorants uzsaka stažēšanos Baltkrievijas nacionālas akadēmijas enerģētikas institūtā. Ievērojot aizsardzības pasākumus, uzsākta aktīva pieredzes apmaiņa. Enerģētikas institūts organizēja pieredzes apmaiņas pasākumus un izglītojošus pasākumus:Post doktorants uzsaka stažēšanos Baltkrievijas nacionālas akadēmijas enerģētikas institūtā. Ievērojot aizsardzības pasākumus, uzsākta aktīva pieredzes apmaiņa. Enerģētikas institūts organizēja pieredzes apmaiņas pasākumus un izglītojošus pasākumus:

1) Seminārs Baltkrievijas Valsts agrārā tehniskā universitātē 14. septembrī 

2) Seminārs Baltkrievijas nacionālas akadēmijas enerģētikas institūtā 22. septembrī 

2.attēls. A. Snegirjovs prezentē “Solaras triģenerāvijas” PostDoc projektu. (foto: A.Snegirjovs)

3) “Belagro 2020” izstāde 29.septembrī 

3.attēls. Baltkrievijas ražotnes izstāde. (foto: A.Snegirjovs)

Informācija par projekta īstenošanas gaitu sagatavota 30.09.2020.

4) Semināra vadīšana Baltkrievijas Valsts Tehnoloģiskā universitātē 12. oktobrī.

4.attēls. A. Snegirjovs prezentē “Solaras triģenerāvijas” PostDoc projektu. (foto: A.Snegirjovs)

5) Solāras elektrostacijas apmeklējums Bobruiskā, 21. oktobrī. 

5.attēls. 6 MW solāra elektrostacija Bobruiskā. (foto: A.Snegirjovs)

Šajā posmā pabeigta solārās triģenerācijas sistēmas optimizācija. Rezultātā izstrādāts tipiskais patēriņu scenārijs tipveida, vienģimeņu, mājai konkrētajā TMG, izstrādāta tehnoloģijas principiāla shēma. Izmantojot, simulācijas un modelēšanas, programmu Polysun, veikta optimizācija gan atsevišķiem elementiem, gan vadības scenārijam. Ka arī dotā laikā notika, 2 mēnešu gara, stažēšanās Minskā, Baltkrievijas nacionālās akadēmijas, enerģētikas institūtā.

Informācija par projekta īstenošanas gaitu sagatavota 30.12.2020.

 

2021. gadā sākumā uzsāktā dzīves cikla analīze Solāras triģenerācijas sistēmai. Dzīves cikla2021. gadā sākumā uzsāktā dzīves cikla analīze Solāras triģenerācijas sistēmai. Dzīves ciklaanalīze ietver sistēmas pamat elementu izejvielu materiālu iegādi, ražošanu, transportēšanu,tirdzniecību, izmantošanu un pārstrādi. Dota analīze regulē pareju uz modernam tehnoloģijāmievērojot vides ietekmes faktorus. Novērtējuma galvenos principus nosaka Starptautiskāstandartizācijas organizācija, standarti: ISO 14040 un ISO14044.

Informācija par projekta īstenošanas gaitu sagatavota 31.03.2021.

 

Realizējot  dzīves cikla analīzi tika novērtēta materiālu un enerģijas patēriņš, līdz ar to saistošo produktu un pakalpojumu ietekme uz vidi visā Solāras triģenerācijas sistēmas dzīves ciklā "no šūpuļa līdz kapam". Analizējot dzīves ciklu padziļināti tika novērtētas 3 stadijas: sistēmas pamat komponentu ražība un piegāde; cikliska profilaktiska apkope; demontāža un utilizācija.

Informācija par projekta īstenošanas gaitu sagatavota 30.06.2021.

 

Uzsākta prototipa izgatavošanu eksperimentāliem pētījumiem. Aktivitātes izpildīšanas gaitā tiks izgatavota un testēta solāras triģenerācijas sistēma kas pamata sastāv no saules moduļiem un invertora, siltumsūkā un zemes kontūra, enerģijas uzglabāšanas un sadales elementiem.Uzsākta prototipa izgatavošanu eksperimentāliem pētījumiem. Aktivitātes izpildīšanas gaitā tiks izgatavota un testēta solāras triģenerācijas sistēma kas pamata sastāv no saules moduļiem un invertora, siltumsūkā un zemes kontūra, enerģijas uzglabāšanas un sadales elementiem.

Pirms veidot prototipu, ar pieredzes apmaiņas mērķi, tika apmeklētas saules tehnoloģiju laboratorija, Solāro tehnoloģiju institūtā (SPF Institute for Solar Technology) Rappersvilā, Šveicē.  

6.attēls. Laboratorijas komanda (ar gimeni). Solāro tehnoloģiju institūts, Rappersvils, Šveicē. (foto: A.Snegirjovs)

Informācija par projekta īstenošanas gaitu sagatavota 31.09.2021.

 

Notiek prototipa “Solāra triģenerācija mājsaimniecības ēkām” izbūve tālāko eksperimentālo pētījumu veikšanai.

7.attēls. Prototipa siltuma ražošanas un siltuma sadales mezgls. (foto: A.Snegirjovs)

8.attēls. Solārais invertors un vadības bloks. (foto: A.Snegirjovs)

Informācija par projekta īstenošanas gaitu sagatavota 30.12.2021.

 

Solāra triģenerācijas prototips aprīkots ar papildus devējiem, un vadības blokiem. Notiek uzstādīto  papildus devēju kalibrēšana un prototipa testēšana. Uzsākta prototipa testēšana reālajos apstākļos.

9.attēls. Saules kolektori un fotoelektriskie paneļi uz ēkas jumta. (foto: A.Snegirjovs)

 Informācija par projekta īstenošanas gaitu sagatavota 31.03.2022.

 

Turpinās solāra triģenerācijas prototipa testēšana reālajos apstākļos. Prototipa darbības parametru dati tiek uzkrāti datubāzē.

Tīklošanas pasākumu ietvaros 7.-9. maijā 2022. gadā PostDoktorants A.Snegirjovs piedalījās konferencē "ECRES 2022, 10th European Conference on Renewable Energy Systems".

10., 11. un 12. attēls. Konference "ECRES 2022, 10th European Conference on Renewable Energy Systems"., Stambula, Turcijā. 2022.majs. (foto: A.Snegirjovs)

Informācija par projekta īstenošanas gaitu sagatavota 30.06.2022.

 

Uzkrātie prototipa darbības dati tiek filtrēti no kļūdām un uzsākts datu apkopošanas process.

Saskaņā ar Mobilitātes un tīklošanās pasākumu plānu (pieteikuma 4. aktivitāte): 2022.majā tika veikti mērījumi Lodz tehniskajā universitātē, Lodzā, Polijā, kā arī 2022. maijā - jūnijā notika iepazīšanās ar jaunākajāmm solāro tehnoloģiju iekārtam “RBS Energia” uzņēmumā Varšavā, Polijā.

Informācija par projekta īstenošanas gaitu sagatavota 30.09.2022.

 

2022. gada 21. oktobrī Dr.sc.ing. Andrejs Snegirjovs uzstājās “RTU 63. starptautiskā zinātniskā konferencē” ar prezentāciju “SOLĀRĀ TRIĢENERĀCIJA” 

13.attēls. Andreja Snegirjova uzstāšanas “RTU 63. starptautiskā zinātniskā konferencē”, Rīga 2022.11.21. (foto: A.Snegirjovs)

 

Līdz gada beigām tika pabeigta S3G izpēte. Projekta īstenošanu pagarināja līdz 2023.06.30m iegūto rezultātu noformēšanai zinātnisko publikāciju un  patenta formātā un atskaišu iesniegšanai.

2022.gada 26.decembrī  PostDoktorants A.Snegirjovs piedalījās Latvijas Radio 4 programmā, kurā pastāstīja par solārām sistēmām un ar to izmantošanas iespējām.

Informācija par projekta īstenošanas gaitu sagatavota 30.12.2022.

 

Publikācija "Optimization of Solar trigeneration system" iesniegta publicēšanai žurnālā "Latvian Journal of Physics and Technical sciences"

Publikācija "Experimental study of Solar trigeneration system prototype" iesniegta publicēšanai žurnālā "Latvian Journal of Physics and Technical sciences"

Patents “Solāra triģenerācija mājsaimniecības ēkām” tika iesniegts uz izskatīšanu Latvijas republikas patentu valdei.

Informācija par projekta īstenošanas gaitu sagatavota 20.06.2022.