Технологии 1

 

1. Ветро- , гидрогенераторы и вентиляторы нового класса промышленного и бытового назначения на основе новых технических принципов взаимодействия динамических элементов (лопастей) с потоками различной физической природы.

 1.Описание.                                                                                                                                                                                                                                                               

Предложены и запатентованы новые технические принципы взаимодействия динамических элементов (например, лопастей различной формы) механической системы с потоками различной физической природы  (например, воздушными и водными)  и механизмы для  их реализации.

В первом типе систем использован принцип трехмерного  машущего движения. Такая система имеет в своей конструкции механизм для преобразования вращательного движения в сложное (для вентилятора) или наоборот (для ветрогенератора). На четырех выходных валах этого механизма редуктора размещены 8 плоских лопастей. Циклическая траектория каждой лопасти представляет собой трехмерную ленту Мебиуса. При воздействии на лопасти потока ветра, все они, в какой бы точке траектории своего движения не находились, создают на выходном валу момент одного направления. Существующая теория не дает методов точного расчета характеристик таких систем, однако приближенные расчеты показывают, что, подбирая количество, форму и топологию расположения лопастей на выходных фланцах редуктора, можно получить  высокие значения коэффициента использования энергии ветра и потока воды и, соответственно, повысить коэффициент полезного действия (КПД) ветро- и гидрогенераторов, или увеличить скоростной напор и, соответственно, повысить производительность вентиляторов. При этом возможно создание воздушных потоков сложной вихревой структуры для более эффективного обмена воздушных масс в замкнутых пространствах.

Экспериментальная проверка на действующих макетах ветроприемных устройств и вентиляторов с радиусом лопастей до 0,2 метра полностью подтвердила наличие ожидаемых аэродинамических эффектов и  показала хорошее соответствие расчетным параметрам.                                               

    

 

ВО ВТОРОМ ТИПЕ   систем использованы приводные дисковые элементы, расположенные соосно и имеющие возможность вращения вокруг второй диаметральной оси параллельной набегающему потоку воздуха. После приведения дисков во вращение в противоположных направлениях вокруг первой оси начинается взаимодействие набегающего потока воздуха с вращающимися поверхностями дисков. Поскольку суммарные скорости взаимодействия противоположных поверхностей дисковой системы с потоком воздуха ветра оказываются различными вследствие разнонаправленного вращения дисков вокруг первой оси, то на этих поверхностях дисковой системы возникает разность давлений. При этом на разных, относительно диаметральной оси, половинах дисков возникают аэродинамические силы, создающие однонаправленный, относительно диаметральной оси, момент, который приводит к вращению всей дисковой системы вокруг диаметральной     оси, что и приводит к вращению выходного вала ветрогенератора.

Современная теория не дает точных методов расчета аэродинамических характеристик таких систем, однако приближенный расчет показывает, что аэродинамические силы, создающие момент относительно диаметральной оси системы, превышают аналогичные силы в наиболее распространенных лопастных  ветроприемных устройствах.

Экспериментальная проверка в аэродинамической трубе дисковой системы, работающей на этом принципе, с радиусом дисков 0,4 метра подтвердила наличие ожидаемых аэродинамических эффектов и показала хорошее соответствие приближенным расчетам.

 2. Цель проекта.

 Создание линейки высокоэффективных ветро -, гидрогенераторов и вентиляторов различной мощности и производительности широкого применения, имеющих упрощенную конструкцию, меньшие габариты, более высокий КПД и улучшенные экологические характеристики.

 3. Основные задачи проекта.

 3.1 Разработка и внедрение технических решений, позволяющих реализовать новые классы ветро-, гидрогенераторов и вентиляторов, обеспечивающих уменьшение стоимости и габаритов устройств, повышение КПД и производительности, улучшение экологических характеристик.

 3.2 Технологические (инновационные) задачи проекта.

 3.2.1 Применение нового технического принципа реализации трехмерных траекторий движения элементов механической системы при использовании в самой системе только круговых вращательных движений и соосных приводных дисковых элементов с синхронным вращением позволит:

--использовать широкий диапазон эксплуатационных скоростей ветра;

–широко использовать как океанические и морские течения, так и речные потоки, в том числе, в удалённых и труднодоступных районах;

--автоматически входить в рабочий режим после штиля начиная со скорости ветра 0,5 - 1      м/сек;

--увеличить выходную мощность и КПД ветроэнергетических (ВЭУ) и гидроэнергетических (ГЭУ) установок;

--работать в неоднородном воздушном потоке у поверхности земли;

–создавать конструкции ВЭУ и ГЭУ по упрощённой технологии, используя недорогие материалы;

–существенно уменьшить габариты ВЭУ и ГЭУ при  том же значении выходной мощности;

–уменьшить стоимость оборудования и эксплуатационные расходы на 15-25%;

–исключить вибрации и высокочастотные акустические шумы ВЭУ, воздействующие на окружающую среду;

–улучшить экологические характеристики вентиляторов;

–увеличить эффективность работы вентиляторов по замещению воздушных масс в замкнутых объёмах ( создание одним вентилятором одновременно четырёх потоков воздуха - двух входящих и двух исходящих).

   Действующий макет вентилятора:

   

3.3 Экономические и социально-экономические задачи проекта.

     3.3.1 Возможность создания надежных и эффективных автономных источников энергии           различной мощности с использованием возобновляемого природного энергоресурса для снабжения специальных, промышленных и бытовых объектов различного назначения.

     3.3.2 Возможность использования предлагаемых автономных источников энергии в труднодоступных и отдаленных районах (в частности, в северных районах, горных местностях, на акваториях).

     3.3.3 Возможность широкого применения для энергоснабжения хозяйственных и жилищных объектов индивидуального пользования в сельской местности (подсобные хозяйства, коттеджные поселки и т.д.).

     3.3.4 Исходя из принятого исчисления уровня жизни населения страны по эффективному расходу энергии на душу населения (в том числе и в виде потребляемой продукции), реализация проекта даст возможность значительно повысить уровень жизни населения России.

     3.3.5 Возможны экпортные поставки серийно выпускаемых установок в различные страны мира, имеющие широкий спектр возобновляемых природных энергоресурсов, и труднодоступные районы (Юго-восточная Азия, Латинская Америка, Африка и т.д.).

     3.3.6 Суммарный экономический эффект от широкомасштабного внедрения проекта, по нормативам экспертов  МЭА на совокупную стоимость создания новых энергогенерирующих мощностей, составит не менее 10 млрд. евро в год.

 

  2.  Автономные когенерационные энергоустановки работающие на твёрдых отходах.

 I. Цели и задачи проекта:

Главной целью настоящего бизнес-проекта является:

Налаживание серийного выпуска автономных когенерационных энергоблоков на твердых отходах (КГЭБТО)

Продажа КГЭБТО малым и средним предприятиям

Сдача в аренду (лизинг) КГЭБТО

Реализация данного проекта обеспечит решение следующих задач:

Создание для малых и средних предприятий альтернативы по отношению к монопольным поставщикам энергии.

Экономию для малых и средних предприятий на затратах по получению энергии.

Создание новых, постоянных источников получения прибыли (так как необходимость в получении тепло- и электро- энергии постоянна).

Самофинансирование дальнейших поставок КГЭБТО из прибыли от эксплуатации, начиная со второго года реализации проекта.

Срок проекта не ограничен,  при этом с 12-13 го месяца реализации проекта происходит возврат капвложений при пессимистическом сценарии возврата средств только от денег за поставленную энергию (стандартный договор, применяемый дочерними структурами «Газпрома», когда предприятие предоставляет свою территорию для размещения КГЭБТО и гарантирует оплату энергии с 10% скидкой относительно тарифов монополистов).

Ежегодный объем прибыли после выхода на планируемый объем продаж составит не менее 100 000 $ USD на один КГЭБТО.

 II. Сравнительные оценки:

Для потребителей встающих на путь автономного энергоснабжения, если иметь в виду проверенные временем источники электроэнергии на основе тепловых машин, имеется два основных решения:

–генераторы на основе поршневых двигателей;

–генераторы на основе турбинных двигателей.

Из сопоставительного анализа известно что при мощностях до 3,7 Мвт., газо-поршневые машины выигрывают по капвложениям (при мощностях до 1 Мвт. - в 3,5-4 раза). Таким образом рациональным выбором для малого и среднего предприятия является генератор на базе дизельной установки, использующий различные виды углеродного топлива для выработки электроэнергии:

–дизельное топливо (~3,2 руб. за 1Квт. электроэнергии) повсеместная доступность, невысокие требования по безопасности хранения;

–попутный нефтяной газ (цены зависят от удалённости от места добычи), в европейской части России малодоступен;

–сжиженный газ (~ 1,5 руб. за 1Квт. электроэнергии), повсеместная доступность, но высокие требования по безопасности;

–твёрдое топливо, в том числе отходы (~0,15 рубля за 1Квт. электроэнергии), отсутствие требований по обеспечению безопасности хранения топлива;

–метан (магистральный газ) (~0,25 рубля за 1Квт. электроэнергии), высокие требования по безопасности, зависимость от монопольных поставщиков.

Из рассмотренной ситуации по выбору топлива, исходя из критерия универсальности (не все потребители могут пожертвовать кв.м. площади предприятия, не у всех есть магистральный газ) остаётся работа на твёрдом топливе, позволяющая, кроме всего, экономить на расходах по вывозу (утилизации) твёрдых бытовых и производственных отходах без ущерба для окружающей среды. Другим немаловажным преимуществом использования дизельных установок является многолетняя отработанность технологий производства установок, мобильность и удобство и низкая цена обслуживания с возможностью быстрого перемещения в различные регионы.

Поэтому, мы несколько лет продвигаем технологии электро-, тепло-, холодо-снабжения и переработки отходов как на предприятиях, так и для населения и располагаем отработанной конструкцией с комплектом проектной документации. Установка учитывает все требования действующего законодательства по вредным выбросам и шумности. Комплексный и модульный подход и конструирование установки позволяют легко подобрать конструкцию, оптимальную для каждого конкретного заказчика. Все элементы легкозаменяемы, удобны для ремонта, транспортировки и обслуживания и адаптируются практически под любые размеры площадок. В конструкции максимально используются отработанные многолетней российской и советской практикой отечественные компоненты, что позволяет снизить стоимость установки в 2,5 раза, эксплуатации в 2 раза, ремонта в 3 раза и устраняет простой из-за зависимости от сроков поставки запчастей.

 III. Рынок сбыта. Конкуренция:

На рынке как Санкт-Петербурга, так и России подобные КГЭБТО изделия отсутствуют. Продукцию аналогичного характера предлагают такие крупные компании, как «Президент-Нева», «АДД трейдинг». Однако, они и подобные им фирмы продают чужую продукцию и являются, по сути, мультидистрибютерами российских и зарубежных компаний. При этом:

- никто не предлагает решения, использующие в качестве топлива твердые отходы

- цены на оборудование и работы являются высокими ввиду: малого объема сбыта, больших накладных расходов, «посреднического» характера бизнеса (все работы заказываются у сторонних организаций с наценкой фирмы 35%-100%).

 

IV. Таблица технико-экономических показателей:

Расчеты сильно зависят от конкретных условий потребителя с точностью +- 15%, (не более). Ниже приводятся ориентировочные финансовые планы в случае сдачи в аренду КГЭБТО с оплатой энергии (исходя из условной 100% круглосуточной загрузки оборудования и скидкой потребителю относительно тарифов монополистов в 10%) а, так же прибыли от утилизации твердых отходов так же с 10% скидкой (т.к. зольность установки 3-5% 95-97% объема мусора перерабатывается в энергию):

					1	2	3
Установка:					Газо-дизельная ТЭС 100 КВт	Газопоршневая ТЭС 200 КВт	Турбопарогенератор 1000 КВт
ВИД ТОПЛИВА:					15% дизтоплива + 85% любое твердое, углеродсодержащее топливо, в т.ч. отходы: резина, мусор, ПЭТ и т.д.	100% любое твердое, углеродсодержащее топливо, в т.ч. отходы: резина, мусор, ПЭТ и т.д.	100% любое твердое, углеродсодержащее топливо, в т.ч. отходы: резина, мусор, ПЭТ и т.д.
Мощность по теплу				КВт	220	440	2200
Электрическая мощность				КВт	100	200	1000
Напряжение выходное					3 NF*400 В*50 Гц-3 NF*6000 В*50 Гц
Моторесурс				час	30000	50000	100000
Цена оборудования и монтажа "под ключ"					4 500 000р.	7 200 000р.	30 000 000р.
Поставка, монтаж, пуско-наладка "под ключ"				рабочих дней	60	60	150
Расход в час на максимальной мощности:	ПОЛНЫЕ эксплуатационные расходы системы при работе на максимальной мощности (В ЧАС)	ТОПЛИВО	Твердые отходы	Количество	150кг/час	300кг/час	1500кг/час
				Стоимость	-р.	-р.	-р.
			Дизтопливо	Количество	2,5л/час	,л/час	,л/час
				Стоимость	58р.	-р.	-р.
		МАСЛО		Количество	,1л/час	,2л/час	,3л/час
				Стоимость	3р.	5р.	8р.
		ОБСЛУЖИВАНИЕ			25р.	25р.	100р.
		ТЕКУЩИЕ РЕМОНТЫ			20р.	25р.	30р.
		ИТОГО			103р.	50р.	130р.
	Энергетическая отдача системы  (В ЧАС)	электрическая			100 кВт*час	200 кВт*час	1000 кВт*час
		тепловая			0,26 ГКал/час	0,51 ГКал/час	2,56 ГКал/час
	Стоимость энергии, вырабатываемая системой (В ЧАС), в ценах монополистов.		электрическая		220р.	440р.	2 200р.
			тепловая		205р.	409р.	2 047р.
			ВСЕГО		425р.	849р.	4 247р.
Доход от утилизации твердых отходов:					45р.	90р.	450р.
Себестоимость электроэнергии					1,03р.	0,25р.	0,13р.
Стоимость 1 КВт общей мощности					14 062р.	11 250р.	8437р.
Окупаемость на 100% мощности				часов	11167	8507	4858
				суток	465	354	202

 При расчете затрат стоимости работ на твердом топливе учитывалась средняя стоимость древесины (дров). Возможна переработка отходов, мусора, валежника, ПЭТ-бутылок, резины (неподготовленной), торфа, щепы и т.д.

 V. Состав установки:

КГЭБТО состоит из газогенератора (дизель или паротурбина) и электрогенератора (мощностью от 100 до 1000 КВт), теплообменников для утилизации тепла системы охлаждения отходящих газов, а также средств автоматики и контроля, системы подачи, хранения топлива. Так же, как дополнительные опции может применяться:

Схема тригенерации (прямого преобразования тепла в холод), что в 2 раз снижает стоимость единицы холодильной мощности и потребности в электричестве для кондиционеров и других технологических установок получения холода.

Схема сглаживания потребления тепла и хранение избыточного тепла в тепловых накопителях.

          TЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОСНОВНОГО ЭЛЕМЕНТА ЭНЕРГОБЛОКА – ТВЕРДОТОПЛИВНОГО ГАЗОГЕНЕРАТОРА.

Топливо:	Топливо:			любое твердое, углеродсодержащее топливо, в т.ч. отходы: древисина любая, резина, ПВД, ПНД и т.д. Допускается включение негорючих материалов не более 10% от объема
	Размер, упаковка:			30-1200 мм (частицы менее 30 мм могут быть упакованы в газифицируемые контейнеры, например, шина, набитая опилками)
	Топливоподача:			Заполнение загрузочного контейнера на отметке 0 (вручную), подъем за отметку 4000 (электролебедка), разгрузка (вручную)
Комплектность установки:	№	Наименование	Ко-во	Габариты мм*мм*мм	Вес, кг
	1	Газогенератор	1 шт	2200*1900*4000	5900
	2	Загрузочное устройство бункерное V=1,5 м3	1 шт		900
	3	Теплообменник воздушно-водяной для охлаждения отходящего генераторного газа W=35-45 КВт Твых=900С	1 шт	700*1900*3000	800
	4	Короб дымосборный	1 шт		100
	5	Вентилятор ВД наддувочный	1 шт		90
	6	Горелка котельная	1 шт   5 7
		Комплект КИПиА и СУД, система безопасности (ОПС, БДС, ПДК ГиТ газов).	1 шт   50
Потребляемая электроэнергия (при 100% непрерывной круглосуточной работе)	№	Нагрузка	Тип	Электрическая мощность, КВт	Время потребления, ч
	1	Лебедка	3 NF*400 В*50 Гц	2 1
	2	Вентилятор ВД наддувочный		5 24
Выходная мощьность (при 100% непрерывной круглосуточной работе)	№	Способ получения тепла	Теплоноситель	Тепловая мощность, КВт	Примечание
	1	Сжигание генераторного газа в горелке котельной установки	Газ	300-320	В зависимости от вида и влажности топлива
	2	Охлаждение генераторного газа в теплообменнике	Вода	35-45
КПД суммарный	% 90
Ресурс эксплуатационный межремонтный (гарантия)	час 35040
Ресурс полный	час 105120
Состав генераторного газа (средняя теплотворная способность 1150 ккал/нм3) при относительной влажности н/б 25%	№	Химическая формула	Общепринятое название	Концентрация %
	1	N2	Азот	64,8-61,2
	2	Н2	Водород	13,5-14,5
	3	CO	Угарный газ	21,2-20,9
	4	CH4	Метан	2,27-0,8	Шум ДБ   не более 100
Поставка, монтаж, пуско-наладка "под ключ"		рабочих дней	30
ПОЛНЫЕ эксплуатационные расходы системы при работе на максимальной мощности (В ЧАС)	№	ТОПЛИВО/отходы-расходы	Количество	Максимальная цена покупки, утилизации	Максимальная сумма
	1	Твердое топливо	180-220 кг/час	0,50 р/кг	110р. 2
		ОБСЛУЖИВАНИЕ	0,1 человеко-часов	200р.	20р. 3
		Зола	0,11-0,09 м3/час	200 р/м3	22р. 4
		Слабофенольная вода	10 л/час	р/л	3р.
	ИТОГО:				155р.
Регламентные работы
№		Частота, ч	Продолжительность, мин
1	Очистка зольника	15 7
2	Загрузка топлива	4 5
3	Замена одноразовой бочки слабофенольной воды	20 5

 

VI. Организация серийного производства. Стоимость и сроки:

Программа реализуется в виде инвестиционного проекта.

Предполагаемым результатом программы является организация серийного производства когенерационных установок.

Общая стоимость программы, включающая организацию серийного производства, покупку оборудования, организацию постоянной эксплуатационно-ремонтной и коммерческой служб, составляет 55 000000 руб., включая изготовление 5 комплектов установок общей мощностью 1,5Мвт.

Срок выполнения всех этапов  программы — 10-12 месяцев.

 

 

    3. Новые строительные материалы, дорожные покрытия и топливные пилеты.

 ПРОЕКТ «Дорожное покрытие».

     1.   Название проекта – Автономный самоходный аппаратно-промышлненный комплекс на основе плазменной мельницы (ноу-хау) для производства и укладки дорожного покрытия.

     2.  Цель предлагаемой технологии – мелкодисперсное измельчение различных грунтов и песка для автоматизированного производства и укладки всепогодного дорожного покрытия, обладающего высокой устойчивостью к воздействию влаги, температуры, ударных нагрузок и др.

     3.  Технические характеристики.

 Плотность получаемого покрытия – 3 тонны / м3.

Толщина верхнего слоя – 15 – 20 см., при расчетной нагрузке на ось – 13,5тонн.

Переработка грунта проводится на глубину 0,7 м.

Скорость укладки дорожного полотна зависит от ширины дороги, а также от производительности и числа применяемых плазменных мельниц, и, в среднем, составляет 500 - 1000 м. в сутки.

Температура окружающей среды не влияет на процесс укладки дорожного покрытия.

      4.   Проводилась предварительная экспертиза физических свойств материала      

            покрытия, подтвердившая расчётные технические характеристики. Есть  

            договорённость в инженерно-строительном университете ( СПб ) о проведении

             в двухмесячный срок полномасштабной технической экспертизы материала

             покрытия.

      5.    Разработана технология очистки дорожного покрытия от снежного покрова и

             обледенения.

  Примерный календарный план .

      I этап : 1 – 3 мес.

 1.Разработка технической документации по изготовлению аппаратно-промышленного комплекса с использованием плазменных мельниц для получения исходного сырья  и укладки  дорожного покрытия.

2.Приобретение необходимого оборудования по производству исходных материалов для дорожного покрытия.

3.Комплектация и изготовление недостающей диагностической аппаратуры для производства адаптеров – модуляторов, предназначенных для получения воздействующего сигнала, имеющего требуемые энергетические спектральные характеристики.

    II этап : 4 – 6 мес.

 1.Изготовление плазменной мельницы по переработке кварцевого песка.

2.Разработка технической документации по изготовлению установки для получения исходного сырья и укладки  верхнего слоя покрытия дороги.

3.Сертификация материалов для дорожного покрытия.

   III этап : 7 – 9 мес.

 1.Изготовление установки для укладки дорожного покрытия.

 

Общий срок изготовления комплекса     -  9 мес. с начала финансирования работ.

( при ширине дороги – 5м )

 Стоимость работ                                            -     90 млн. руб.

(при ширине дороги – 5м )

 Стоимость 1 км. укладки покрытия -

в зависимости от ширины дороги, тех-

нических требований, наличия трассы    - от 3-5 млн.руб.

 

                                                                             Проект « ТОПЛИВНЫЕ ПИЛЕТЫ ».

 По той же технологии что и дорожные покрытия производятся топливные пилеты из любого сырья :  ТБО, торф, дерево и др., измельчаемого до 20-70 микрон.

Пилеты не требуют специальных печей, обладают повышенной теплоотдачей и низкой себестоимостью.

Проектирование и изготовление установки под ключ – 4-5 месяцев.

Прозводительность                                                               - 150 тонн в сутки.

Стоимость                                                                               - 25-30 млн. руб.

 

  4. Новая модель макроэкономики на основе информационного анализа.

     Характеристикой, максимально учитывающей как качественные так и количественные показатели любой экономики, и пригодной для сравнения различных экономических систем является экономическая мощность

 N = Но * I, где

 Но – эффективность (потенциал экономики):

 Но = - log (1 – P), где

 Р – степень удовлетворения потребностей общества в рассматриваемой системе экономики,  

  I  - оборот товаров и услуг.

        Максимально полная во всех отношениях схема мировой экономики с ее взаимосвязями с национальными экономиками выглядит так:

 

                                             

 

 где Ik - составляющие оборота товаров и услуг,    Hk  - все стоимости.

 Левая часть схемы – национальная экономика (параметры Hk и Ik без штрихов), правая часть схемы – мировая экономика (параметры Ik и Hk со штрихом).

        Все процессы в этой системе описываются системой из 18 уравнений.

 Применение алгоритмов информационного анализа с использованием понятий формальной диалектики позволяет установить связь между всеми элементами Ik оборота стоимостей и самими стоимостями Hk через константы производства, обмена и потребления.