Известия Российской академии наук. Энергетика

Представлены основные результаты практического применения разработанного авторами методического обеспечения для решения задач эффективного развития теплоснабжающих систем, включая определение зон эффективности централизованного теплоснабжения, технико-экономическую оценку имплементации распределенных источников тепловой энергии просьюмеров на границах радиусов эффективного теплоснабжения, анализ и обеспечение надежности теплоснабжения потребителей централизованно-распределенного сектора системы.

В статье исследуются теплопроводящие свойства пористых материалов с каркасом на основе трижды периодических минимальных поверхностей (ТПМП) типа Gyroid, Diamond и Fisher–Koch S. На основе численных и экспериментальных методов были определены эмпирические зависимости эффективной теплопроводности пористых сред от геометрических параметров и физических свойств материала каркаса. Полученные зависимости позволяют создавать пористые материалы с заданными теплопроводящими свойствами. Определены преимущества и недостатки конструкций на основе ТПМП для использования в качестве оребрения в теплообменных трактах тепломассообменного оборудования. Отмечено, что пористые структуры на основе минимальных поверхностей Fisher–Koch S обладают рядом преимуществ в сравнении с другими типами ячеек: максимальная площадь поверхности; высокая эффективная теплопроводность; малое количество застойных областей внутри пористого каркаса. При равных толщинах стенки и периодах ТПМП, теплопроводность материалов на основе Fisher–Koch S на 39% больше, чем у Diamond и на 96% в сравнении с Gyroid.

Сформулирована задача определения температурного поля изотропного твердого тела с поглощающим проникающее излучение включением в виде шарового слоя. Реализуемая математическая модель процесса теплопереноса представляет собой смешанную задачу для системы трех уравнений в частных производных второго порядка параболического типа при наличии нестационарного теплового источника в системе.

Предложен аналитический метод решения рассматриваемой задачи, включающий два основных этапа. Первый этап сводится к нахождению решения задачи в пространстве изображений интегрального преобразования Лапласа с последующим его асимптотическим разложением. Используемая процедура позволяет при больших значениях числа Фурье оценить протяженность и радиус границы зоны теплового возмущения. Второй этап, основанный на применении разработанного в работе конечного интегрального преобразования по пространственному переменному для трехслойной области, завершает процедуру построения аналитически замкнутого решения исходной задачи нестационарной теплопроводности.

Статья посвящена прогнозным исследованиям спроса на электроэнергию в условиях декарбонизации российской экономики. Приводится анализ текущего состояния, долгосрочных тенденций, новых направлений использования электроэнергии и низкоуглеродных технологий в крупных секторах экономики. Используемый методический инструментарий представляет собой комплекс взаимосвязанных оптимизационных, имитационных и балансовых моделей разного назначения и уровня агрегирования. Представлены результаты прогнозной оценки динамики спроса на электроэнергию для одного из сценариев развития экономики на период до 2050 г. в условиях декарбонизации российской экономики. Приведена оценка дополнительного спроса на электроэнергию при интенсивной электрификации производственных и бытовых процессов, развития электротранспорта. Показано возможное влияние углеродного налога на перспективную структуру электростанций.