2.4.5.0 «Энергетические системы и комплексы»

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»
Куракина Наталья Константиновна
Руководитель программы
Сероштанов Владимир Викторович
Менеджер программы
Контакты