Проект коллектива научных сотрудников Южно-Уральского государственного университета получил грантовую поддержку Российского научного фонда (РНФ). Проект ориентирован на решение глобальной проблемы человечества – нехватки пресной воды. Этому должна послужить разработка комплекса систем опреснения морских и грунтовых вод. Уникальность технологии в том, что энергоснабжение процесса происходит благодаря возобновляемым источникам энергии.

Проект предполагает утилизацию тепла как побочного продукта эксплуатации солнечно- и ветроэнергетических установок. Это позволит не только получить сбросное тепло на опреснение воды, но и повысить КПД генератора, снизить выброс тепла в атмосферу.

Для выработки электрической и тепловой энергии исследователи используют фотоэлектрический-тепловой преобразователь, куда низкопотенциальное тепло поступает от солнечных модулей или генераторов ветроустановок. Теплонасосный модуль исполняет функцию подачи исходной минерализованной или морской воды в опреснитель. Опреснитель расположен на высокотемпературной стороне агрегата и работает на основе испарителя.

На основе новой технологии опреснения вод предусматривается разработка прототипа инновационной установки. Такому оборудованию нет аналогов в мире, в проектировании принимают участие аспиранты и магистранты Политехнического института ЮУрГУ. Макет стенда по очистке воды на данный момент согласуется с изготовителями комплектующих – ООО «Лаборатория Вариаторов» и рядом других поставщиков.

«Планируемый к разработке стенд рассчитан на 100 Вт тепловой энергии и небольшое количество опресненной воды (около 1 литра в час). Однако этого уже достаточно, например, для семьи из 3–4 человек на сутки. Установка способна работать практически в любой точке мира, где есть источник тепла, т.е. солнечный свет, солнечные или ветроэлектростанции, теплоэлектроцентрали и так далее», – пояснил профессор кафедры «Электрические станции, сети и системы электроснабжения» ЮУрГУ Евгений Соломин.

Система готова к масштабированию: по предварительным расчетам она способна опреснять свыше 1000 тонн воды в сутки при потреблении до 100 МВт тепловой энергии. Итогом проекта к 2024 году должна стать рабочая конструкция системы очистки воды, с дальнейшей коммерциализацией в Китае, Индии, Среднем и Ближнем Востоке, а также в Африке. Аналогичное оборудование может быть использовано в том числе и в Арктике.

«Во-первых, гранты помогают развить идеи. Причем, далеко не каждый проект доходит до коммерциализации, однако те искры, которые возникают в ходе проекта, могут дать начало новым направлениям, идеям и технологиям. Во-вторых, это возможность вовлечения аспирантов и студентов в реальные разработки, что так необходимо для получения навыков ведения научных исследований и опыта разработок. И, наконец, в-третьих, грантовые проекты демонстрируют желание государства помочь развитию российской науки, что является основой для понимания молодежью важности научных исследований в научно-технической эволюции», – рассказал о значимости грантовых конкурсов Евгений Соломин.

В ходе проекта планируется выпустить не менее 16 научных статей, в том числе не менее 10 статей в Scopus / Web of Science, преимущественно в Q1. За первый год реализации проекта (2022 год) будет опубликовано 4 статьи в РИНЦ, одна статья ВАК, четыре статьи в Scopus (из них одна статья в Q1-TOP-10). К регистрации готовится один патент.

Исследование относится к стратегическому проекту «Экосреда постиндустриальной агломерации» по программе «Приоритет 2030». Общее финансирование в рамках гранта РНФ составит 20 миллионов рублей.