О перспективных разработках в области энергетики, которые ведет Казанский государственный энергетический университет, газете «Энергетика и промышленность России» рассказал проректор по науке и коммерциализации КГЭУ Игорь Ившин.

— Игорь Владимирович, развитие каких направлений отечественной промышленности (выпуск и усовершенствование какой продукции) сегодня особенно актуально для достижения технологического суверенитета при строительстве новой генерации (в том числе, помимо обозначенных Минпромторгом)?

— Достижение технологического суверенитета при строительстве новой генерации требует перехода от импортозамещения к технологическому лидерству.

Ключевые императивы:

• приоритет «сквозных» технологий — микроэлектроника, материалы, ПО, как основа для конкурентоспособности энергомашиностроения.
• синергия ОПК и ТЭК — адаптация военных разработок (сенсорика, композиты) для гражданской энергетики.
• сбалансированная финансовая модель — сочетание прямых субсидий (НИОКР), льготных кредитов (производство) и налоговых стимулов (экспорт) с фокусом на межотраслевых балансах.
• эспортная ориентированность — продвижение российских стандартов (водородные турбины, постквантовая криптография) в ЕАЭС, Африку, Азию как инструмент геоэкономического влияния.

Технологический суверенитет России в сфере энергетики определяется не просто импортозамещением отдельных компонентов, а способностью создавать полные производственно-технологические цепочки — от проектирования до сервисного обслуживания генерирующего оборудования.

Одно из критических направлений — это микроэлектроника и компонентная база для систем управления, в частности, разработка микроконтроллеров для датчиков давления/температуры и отказоустойчивых коммуникационных модулей.

Еще одно направление, на которое стоит обратить внимание, — газотурбинные установки глубокой локализации. Необходимы разработки ГТУ малой мощности (5–25 МВт) для распределенной генерации, гибридных установок на водородно-газовых смесях, роторных детекторов течей с отечественными сенсорами.

И третье актуальное направление — это цифровые платформы для управления энергоактивами. Сейчас доля иностранного ПО на КИИ достигает 30–40%, что создает риски кибератак. Нам необходимо развивать закрытые экосистемы на базе российских ERP-систем с интеграцией отечественных СЗИ, нейросетевых моделей прогнозирования нагрузки постквантовых криптографических протоколов.

Конечно, все эти проекты невозможно реализовать без институциональных механизмов поддержки — финансирования, качественной подготовкой кадров для энергетической отрасли и развития научной инфраструктуры.

— Расскажите, пожалуйста, о последних разработках, созданных командами вашего вуза, которые могли бы быть использованы при строительстве новой генерации?

— КГЭУ вносит существенный вклад в технологическое лидерство России в таких направлениях, как «Надежная и безопасная электроэнергетика» и «Автономные энергетические системы». По каждому направлению созданы научные лаборатории, которые разрабатывают конкретные технологии и новые продукты по заказу индустриальных партнеров.

Что касается технологий и новых продуктов, то хотелось бы остановиться на четырех разработках, созданных в КГЭУ в рамках федеральной программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030» и уже переданных компаниям для опытной эксплуатации.

Комплекс безбатарейных цифровых датчиков — это система мониторинга воздушных линий электропередачи по принципу «смарт-провод». Она представляет собой капсулу с датчиками, которая монтируется прямо на провод с помощью квадрокоптера и в режиме реального времени считывает и анализирует параметры состояния пролета ВЛЭП. Для этого в КГЭУ создано уникальное программное обеспечение. Устройство работает на электроэнергии электропровода и не требует дополнительного источника питания.

«Смарт-провод» умеет контролировать и оперативно передавать на диспетчерский пульт информацию о местах обрыва или короткого замыкания, в том числе однофазного замыкания на землю, о состоянии высоковольтных воздушных линий в каждом пролете и на каждой фазе, определять величину раскачивания проводов, находить пролеты с налипанием снега и гололеда, выявлять места механического воздействия на провода, измерять температуру окружающей среды и многое другое. Передача данных между датчиками и сервером осуществляется по беспроводной связи. Система позволяет предотвратить аварии на воздушных линиях электропередачи, сокращает издержки на ее содержание и повышает экономическую эффективность.

---

«Достижение технологического суверенитета при строительстве новой генерации требует перехода от импортозамещения к технологическому лидерству».

---

Беспилотные робототехнические комплексы (БРК) предназначены для осмотра и контроля технического состояния оборудования трансформаторных подстанций.

В состав БРК входит беспилотное гусеничное шасси, комплект диагностического оборудования, включающий видео-камеры, тепловизоры, ультразвуковые датчики, систему приема и передачи данных, программу-методику обработки данных и предиктивного анализа. БРК в беспилотном режиме передвигается по подстанции, измеряет и принимает диагностические сигналы от оборудования, определяет, анализирует и прогнозирует техническое состояние подстанции.

Программно-аппаратный комплекс для кабельных линий измеряет характеристики частичных разрядов (величину частичных разрядов и тангенс угла ди-электрических потерь), позволяет определять техническое состояние изоляции и прогнозировать срок их технической пригодности без повреждения кабеля, которые возможны при испытании повышенным напряжением. В этом программно-аппаратном комплексе также используется полностью отечественное ПО, созданное в КГЭУ.

Лазерные диагностические комплексы используются для определения технического состояния изделий сложной формы, трансформаторов, изоляторов (в том числе опорных), двигателей и других работающих механизмов методом свободных и вынужденных колебаний. Разработанная методика позволяет диагностировать оборудование, которое находится на значительной высоте и расстоянии до 15 метров. Комплекс с помощью лазерного луча дистанционно возбуждает колебания, снимает их характеристики, анализирует и выявляет неисправности. Сейчас ученые КГЭУ модифицируют такой комплекс для РЖД, чтобы диагностировать состояние колес при движении поезда.

— В каких направлениях сейчас ведутся НИР, чем обусловлена актуальность их проведения?

— В 2023 году в России был успешно завершен научно-технический проект «Разработка и внедрение научных технологических основ высокоскоростных энергоэффективных строительных систем и сооружений для ускоренного социально-экономического развития территории Северного морского пути Российской Федерации». Работа выполнялась в течение более 10 лет несколькими организациями страны, в том числе учеными КГЭУ. Общее руководство осуществлял ректор КГЭУ Эдвард Абдуллазянов, который по итогам проекта стал лауреатом премии правительства Российской Федерации в области науки и техники.

Сейчас в рамках НИР в Казанском энергетическом университете продолжается работа в этом направлении — ведется разработка и исследование конструкций портальных сооружений пониженной металлоемкости, которые используются для строительства объектов энергетической отрасли. Преимущество конструкций портальных сооружений пониженной металлоемкости в том, что они легче, и экономия металла достигается в размере 12–18 %. К тому же они быстровозводимые, модульной конфигурации.

Это очень важно для северных территорий, поскольку при низких температурах и долгой сборке металл подвергается так называемым «мокрым процессам, что неблагоприятно отражается на его прочности и долговечности. Эта разработка ученых КГЭУ уже внедрена на двух подстанциях в Тюменской области. Кроме того, ученые КГЭУ спроектировали уникальный балластный фундамент, не требующий глубокого проникновения в грунт в зонах вечной мерзлоты и на других проблемных территориях. В частности, на таких фундаментах сейчас стоят ветрогенераторы Адыгейской ВЭС.

Стоит подчеркнуть, что основным условием всех НИР, которые ведутся в КГЭУ, является применение отечественных технических решений, материалов и оборудования.