Новости энергетики

Ученые кафедры транспорта и хранения нефти и газа Горного университета Санкт-Петербурга разработали умный шар для обследования нефтепроводов. Устройство представляет собой миниатюрный аппарат размером с теннисный мяч. Он изготовлен из алюминия с гальваническим покрытием и оснащен датчиками двух типов — акустическими и емкостными.

Умный шар помещается в трубопровод и свободно перемещается по нему вместе с потоком нефти. Датчики двух типов непрерывно сканируют окружающее пространство.

Акустические датчики посылают звуковые сигналы, а затем улавливают и анализируют эхо. Пробои и загрязнения (например, отложения парафина на стенках) искажают эхо и позволяют точно определить место дефекта.

Емкостные датчики представляют собой электрические конденсаторы из двух металлических пластин и слоя изолирующего материала между ними. Когда шар попадает в среду, электропроводность которой отличается от электропроводности нефти (к примеру, в скопление воды), датчики автоматически регистрируют это изменение и фиксируют его координаты.

Собранные шаром сведения записываются на встроенную карту памяти — остается лишь достать устройство из трубы при помощи специальной магнитной решетки и изучить данные. В перспективе шар «подружат» с нейросетью — она будет самостоятельно анализировать измерения. Сейчас нейросеть упорно обучается.

На сегодняшний день шар прошел первый этап испытаний, устройством заинтересовались несколько крупных энергетических компаний. По словам авторов разработки, внедрение технологии сделает транспортировку углеводородов по трубопроводам еще безопаснее и дешевле.

Больше новостей об энергетике на сайте журнала Энергия+: https://e-plus.media/

Ученые петербургского Университета ИТМО повысили КПД солнечных батарей из перовскита. Для этого использовали «иголки» из фосфида галлия — полупроводника, способного преобразовывать в электроэнергию до 40% падающего на него света.

В перовскит внедрили нитевидные нанокристаллы фосфида галлия, по форме напоминающие иголки толщиной в одну миллионную долю миллиметра. В получившемся комбинированном материале эти иголки играют роль проводов, по которым перемещаются заряды. В результате эффективность солнечных элементов выросла с 17 до 18,8%. По словам авторов исследования, это не предел.

Перовскит — это другое название минерала титанида кальция. Как и кремний, он является полупроводником, то есть хорошо передает электрический заряд под воздействием солнечного света. При этом коэффициент поглощения у перовскита выше: перовскитная панель толщиной 1 микрон вбирает в себя столько же света, сколько кремниевая толщиной 180 микрон.

В солнечной энергетике перовскит рассматривают как альтернативу кремнию, из которого делают 95% батарей. Перовскит дешевле и легче кремния, на его основе можно конструировать элементы с разной формой изгиба. По словам исследователей, сочетание перовскита с наноструктурами позволит создавать батареи почти любых масштабов вплоть до тонкого пленочного покрытия для космических спутников.

Больше новостей об энергетике на сайте журнала Энергия+: https://e-plus.media/

В Северо-Кавказском федеральном университете нашли способ управлять теплопроводностью композитных материалов с помощью магнитного поля. В университете считают, что способ поможет в создании умных теплообменных систем в устройствах, где нужно отводить либо передавать тепло от одного объекта к другому, повышать или понижать интенсивность передачи тепловой энергии.

Для исследования ученые выбрали композит с магнитными наночастицами и микрочастицами графита. При воздействии магнитным полем наночастицы начинали двигаться и «цеплять» микрочастицы графита. В результате последние выстроились в упорядоченную структуру и образовали в материале «коридор» для непрерывного «протекания» тепла. При этом теплопроводность материала увеличилась в шесть раз.

Больше новостей об энергетике на сайте журнала Энергия+: https://e-plus.media/

Ученые из Пермского политеха разработали методику для более точного прогноза повреждений и оценки состояния нефтегазовых трубопроводов из стеклопластика. В отличие от существующих, новый метод учитывает диаметр и состав трубы, а также влияние жидкостей и газов, перемещаемых по ней под давлением.

Обычно прочность труб из полимерных материалов прогнозируют, анализируя поведение жидкости и газа в состоянии покоя. Пермские ученые выявили зависимость между микроповреждениями трубопровода и частотой колебаний его содержимого. Методику разработали по итогам экспериментов на особой установке. Экспериментальный комплекс представляет собой отрезок трубы, внутри которой создаются виброакустические колебания — они имитируют ток газа и жидкости.

Трубу из стеклопластика можно сравнить с гитарой: синтетические нити, из которых она состоит, похожи на струны, а матрица — полимерная смола — на корпус музыкального инструмента. «Струна»-нить колеблется с определенной частотой при разной силе воздействия. По словам ученых, зная характер изменения частоты колебаний синтетических нитей в зависимости от нагрузки, можно «услышать» деформацию или микроразлом в конструкции трубы либо спрогнозировать их.

Специалисты отмечают, что сегодня полимерные материалы, в том числе стеклопластик, все чаще используются при производстве нефтегазовых трубопроводов вместо металла. Трубы из полимеров более устойчивы к коррозии и меньше весят.

Больше новостей об энергетике на сайте журнала Энергия+: https://e-plus.media/

Специалисты омского Центра новых химических технологий Института катализа Сибирского отделения РАН создали из сапропелевой грязи (озерного ила) катализаторы для производства более качественной бионефти — сырья для биодизеля, биокеросина и других видов зеленого топлива.

Чтобы получить катализаторы, сапропели карбонизировали (обогатили углеродом), обработали в азотной кислоте и дополнили соединениями никель-меди и никель-молибдена. Затем в специальном реакторе с водородом смоделировали получение бионефти. С катализатором органика разрушилась и перешла из твердого состояния в жидкое.

Разработанные в Омске катализаторы помогли повысить содержание углеводородов в бионефти с 5–10 до 30 процентов. Чем больше жидких углеводородов и меньше спиртов, лигнинов и альдегидов в сырье для биотоплива, тем выше его качество и теплота сгорания.

По словам разработчиков, в качестве сырья для производства бионефти с помощью созданных катализаторов можно использовать бурый уголь, солому, опилки и прочую органику, в том числе саму сапропель. Озерный ил образуется в пресных водоемах из отмерших растений, микроорганизмов, рыб, а также минералов.

Больше новостей об энергетике на сайте журнала Энергия+: https://e-plus.media/