Научная специальность 2.4.5 «Энергетические системы и комплексы» в области технических наук представляет собой систему подготовки научно-педагогических кадров высшей квалификации, способных проводить фундаментальные и прикладные исследования в сфере теоретических и методологических основ в области энергетических систем и комплексов, их основного и вспомогательного оборудования. Программа охватывает широкий спектр знаний и навыков, связанных с производством, распределением, преобразованием и управлением тепловой и электрической энергией, получаемой с использование органического топлива и возобновляемых источников энергии.
Подготовка аспирантов осуществляется в соответствии с современными тенденциями развития теплоэнергетики и теплотехники, включая интегративный подход к теоретическим и экспериментальным исследованиям, математическому и компьютерному моделированию, а также к проектированию, созданию и эксплуатации энергетических устройств и систем.
Обучение осуществляется с применением современных образовательных технологий и научно-исследовательских методов, обеспечивая системную подготовку исследователей в области теплотехники.
Направление исследований в соответствии с паспортом специальности:
1. Разработка научных основ (подходов) исследования общих свойств и принципов функционирования и методов расчета, алгоритмов и программ выбора и оптимизации параметров, показателей качества и режимов работы энергетических систем, комплексов, энергетических установок на органическом и альтернативных топливах и возобновляемых видах энергии в целом и их основного и вспомогательного оборудования.
2. Математическое моделирование, численные и натурные исследования физико-химических и рабочих процессов, протекающих в энергетических системах и установках на органическом и альтернативных топливах и возобновляемых видах энергии, их основном и вспомогательном оборудовании и общем технологическом цикле производства электрической и тепловой энергии.
3. Разработка, исследование, совершенствование действующих и освоение новых технологий и оборудования для производства электрической и тепловой энергии, использования органического и альтернативных топлив, и возобновляемых видов энергии, водоподготовки и водно-химических режимов, способов снижения негативного воздействия на окружающую среду, повышения надежности и ресурса элементов энергетических систем, комплексов и входящих в них энергетических установок.
4. Разработка научных подходов, методов, алгоритмов, технологий конструирования и проектирования, контроля и диагностики, оценки надежности основного и вспомогательного оборудования энергетических систем, станций и энергокомплексов и входящих в них энергетических установок.
5. Разработки и исследования в области энергосбережения и ресурсосбережения при производстве тепловой и электрической энергии, при транспортировке тепловой, электрической энергии и энергоносителей в энергетических системах и комплексах.
6. Теоретический анализ, экспериментальные исследования, физическое и математическое моделирование, проектирование энергоустановок, электростанций и энергетических комплексов, функционирующих на основе преобразования возобновляемых видов энергии (энергии водных потоков, солнечной энергии, энергии ветра, энергии биомассы, энергии тепла земли и других видов возобновляемой энергии) с целью исследования и оптимизации их параметров, режимов работы, экономии ископаемых видов топлива и решения проблем экологического и социально-экономического характера.
7. Исследование влияния технических решений, принимаемых при создании и эксплуатации энергетических систем, комплексов и установок на их финансово-экономические и инвестиционные показатели, региональную экономику и экономику природопользования.
Ключевые особенности:
- возможность проведения исследований под руководством высококвалифицированных и опытных специалистов в области энергетических систем на основе на органическом топливе и возобновляемых источниках;
- возможность публикации промежуточных и конечных результатов исследований в отечественных и зарубежных научных журналах, в том числе журналах СПбПУ: «Научно-технические ведомости СПбГПУ. Физико-математические науки» и «Материаловедение. Энергетика».
- возможность участия обучающихся во всероссийских и международных научно-практических конференциях, семинарах, форумах, в том числе «Возобновляемая энергетика России», «Енисейская теплофизика», «Современные проблемы теплофизики и энергетики» и «Конференция АРВЭ»;
- возможность внедрения обучающимися разработок в области теплотехники, апробации программ для ЭВМ, регистрации патентов на полезную модель или изобретение, внедрения в учебный процесс методик обучения студентов, проводить учебные занятия по профильным дисциплинам, применять современные инновационные технологии в обучении.
Целью обучения является подготовка высококвалифицированных исследователей, к инновационной научно-исследовательской и педагогической деятельности, формирование у обучающихся личностных качеств, подготовка востребованных и конкурентоспособных на рынке труда преподавателей и исследователей для эффективного решения профессиональных задач в условиях формирования современного общества.
- Исследование функционирования установок на основе ВИЭ
- Схемы и принципы функционирования энергетических установок на органическом топливе
- Научные основы и принципы функционирования электрических станций, электрических систем и сетей и энергокомплексов
- Обоснование параметров и режимов энергетических комплексов и электростанций на основе ВИЭ
- Методы моделирования основного и вспомогательного оборудования энергетических установок
- Методы многоцелевой оптимизации энергокомплексов
- Методы обработки результатов экспериментального исследования энергетических установок на органическом топливе
- Методы математического моделирования в задачах оптимизации процессов, протекающих в энергосистеме и энергоустановках
- Параметры и режимы энергетических комплексов и систем на основе ВИЭ
- Имитационное моделирование схем тепловых электрических станций
- Влияние технических решений на эксплуатацию электрических систем и сетей и энергетических комплексов на их финансово-экономические параметры
- Технологии и оборудование энергоустановок и комплексов на основе органического топлива и возобновляемых видов энергии
- научный сотрудник в научно-исследовательских институтах
- преподаватель профильных дисциплин в ВУЗах и ССУЗах
- Инженер-проектировщик энергосистем и энергокомплексов
- научный сотрудник в области энергетики
- сотрудник аналитических отделов в государственных и частных структурах
- Повышение энергетической эффективности инженерных систем с единым контуром тепловых машин;
- Методика оценки эффективности системы энергоснабжения газораспределительной станции с использованием возобновляемых видов энергии;
- Повышение эффективности работы ТЭЦ, оснащенных противодавленческими турбинами, путем совершенствования программ управления тепловой и электрической мощностью;
- Разработка и внедрение технических и технологических решений, повышающих эффективность работы системы регенерации паровых турбин ТЭС и АЭС;
- Повышение качества прогнозирования вредных выбросов от котельных установок ТЭС;
- Режимы ГЭС при регулировании стока реки гидроузлами, распределенными в ее бассейне;
- Методика обоснования параметров и режимов работы энергокомплексов ГЭС-ВЭС;
- Методика определения энергетического потенциала полигонов твердых бытовых отходов;
- Оптимизационные инструменты для перехода на отечественные парогазовые технологии (Приоритет 2030)
- Комплексная оптимизация работы ТЭЦ в условиях достижения технологического суверенитета РФ и концепции Индустрии 4.0
- Исследование конвективного теплообмена в однофазной среде
- Изучение теплообмена при конденсации на поверхностях теплоэнергетических установок (грант РНФ)
- Исследование и оптимизация тепловых схем ТЭС и АЭС, в том числе методами искусственного интеллекта;
- Разработка перспективных технологий генерации, хранения и использования водорода в технологических схемах электростанций;
- Создание интеллектуальных систем мониторинга, предиктивного анализа, самодиагностики и оптимизации жизненного цикла энергетического оборудования;
- Учебная лаборатория инженерной экологии и мониторинга
- Научно-образовательный центр «Возобновляемые виды энергии и установки на их основе»
- Учебная лаборатория ВШАиТЭ
- Лаборатория «Электрические системы и сети»