Ученые Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ) создали и запатентовали программное обеспечение, которое позволяет усовершенствовать энергоустановки для малой и альтернативной энергетики с помощью создания их цифровых двойников. Разработка позволит в десятки раз снизить затраты на проектирование и испытания таких энергоустановок, а также повысит их эффективность, сообщила в среду пресс-служба Министерства науки и высшего образования РФ.

«Ученые ЮУрГУ создали и запатентовали уникальную программу, которая позволяет совершенствовать энергоустановки для малой и альтернативной энергетики путем создания их цифровых двойников. Разработка найдет применение при совершенствовании гибридных ветроэнергетических установок, в военной и гражданской технике, при создании насосных и компрессорных установок, транспортных средств и другой техники, имеющей двигатель внутреннего сгорания», — говорится в сообщении.

Энергетическая установка представляют собой комплекс взаимосвязанного оборудования и сооружений для производства, передачи, накопления, распределения или потребления энергии. Она используется в промышленности, сельском хозяйстве, для отопления и снабжения электроэнергией населенных пунктов, в частности тех, что расположены в северных регионах России, где температура в зимний период опускается до -50°С и ниже.

Разработанное в ЮУрГУ программное обеспечение по функциональным возможностям не уступает зарубежным аналогам, но является более гибким: в математические модели компонентов можно внести изменения на всех этапах создания цифрового двойника. Так, виртуальную установку можно создать мышкой на экране компьютера из определенного набора компонентов. Затем на полученной модели можно проводить расчетные эксперименты и подбирать оптимальные конструктивные характеристики.

«Особое внимание специалисты уделяют увеличению количества тепловой энергии, утилизируемой от двигателя. Коэффициент полезного действия поршневого двигателя не превышает 40-45%, остальная часть энергии (60% и более) безвозвратно теряется в окружающую среду. Оптимизируя с помощью имитационной модели конструктивные характеристики и параметры работы двигателя, можно утилизировать большую часть вырабатываемой энергии, чтобы в дальнейшем ее использовать, например, для отопления зданий», — говорится в сообщении.

В итоге, цифровой двойник энергетической установки, созданный на базе программы ученых ЮУрГУ, как ожидается, позволит в десятки раз снизить финансовые затраты на проектирование и испытания таких энергоустановок, а также существенно повысит их эффективность.