ТЕХНОЛОГИИ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ

- Работы по данному направлению обеспечат создание высокозащищенных систем внутреннего электроснабжения мощностью от 200 до 15000 кВт для объектов группы 1 (категория 1а) с использованием новых автономных источников энергии. В процессе выполнения работ будет создана демонстрационная энергетическая система и разработана основополагающая элементная база. Будут также разработаны опытные образцы компактных передвижных электростанций мощностью 100 - 200 кВт на основе генератора - силового преобразователя с микропроцессорным управлением с высокоскоростными (до 100 тыс. об/мин) газовыми турбинами с электромагнитными подшипниками для гарантированного электропитания потребителей. Реализация этих мероприятий позволит обеспечить как гарантированное энергоснабжение особо ответственных потребителей, так и широкое внедрение малой энергетики при строительстве объектов жилищно-коммунального хозяйства и промышленных объектов, удаленных от энергосетей;
2) создание технологий и оборудования для изготовления фотоэлектрических преобразователей и фотоприемных модулей на основе многослойных наноструктур.
- Будут разработаны технологии и оборудование для изготовления фотоэлектрических преобразователей и фотоприемных модулей с коэффициентом полезного действия более 30 процентов и организовано на их основе производство космических солнечных батарей с удельным энергосъемом более 300 Вт/кв. м и увеличенным более чем в 2 раза сроком службы. Для получения "солнечного" электричества в наземных условиях будут разработаны технологии и переданы для промышленного производства наноструктурные фотопреобразователи и модули с коэффициентом полезного действия более 35 процентов при 1000-кратном концентрировании наземного солнечного излучения и в 1,5 - 2 раза меньшей стоимостью по сравнению с существующими преобразователями;
3) разработка ключевых технологий водородной энергетики.
Будут разработаны:
- эффективные и безопасные методы и технологии получения, хранения и использования водорода, научные основы и базовые технологии развития атомно-водородной энергетики, опытные установки для производства синтетического топлива в составе атомно-водородных комплексов;
- атомно-водородные комплексы и системы получения водорода с использованием возобновляемых источников энергии, включая биотехнологии;
- энергосистемы малой и средней мощности (до 200 кВт) на базе электрохимических генераторов для транспортных средств и систем энергоснабжения специальных объектов;
- технологии хранения и распределения водорода, обеспечивающие безопасность эксплуатации водородной инфраструктуры на всех этапах (от производства до использования водорода), включая элементную базу средств контроля и измерения;
- агрегатная и электротехническая базы, обеспечивающие эффективное и безопасное функционирование всех систем водородной энергетики;
4) разработка базовых технологий силовой электроники - мощных полупроводниковых и вакуумных управляющих элементов и переключателей.
Будут разработаны технологии и освоено производство силовой элементной базы нового поколения для выпуска конкурентоспособных силовых полупроводниковых приборов, в которых остро нуждаются различные отрасли народного хозяйства, в том числе электроэнергетика, транспорт, машиностроение, добывающая промышленность, оборонная техника.
Будет решена задача импортозамещения и будут разработаны базовые технологии производства наиболее востребованных приборов для современной электропреобразовательной техники, отсутствие отечественного производства которых сегодня ставит под угрозу технологическую независимость и безопасность России, включая IGBT-модули, в том числе на ток до 3000 А и напряжение до 6500 В, запираемые тиристоры с жестким выключением (IGCT) на ток до 6000 А, напряжение до 8000 В, "интеллектуальные" силовые приборы и модули с интегрированными элементами драйверов управления, самозащиты и самотестирования на ток до 2000 А, мощные светоуправляемые приборы с оптоволоконной гальванической развязкой цепи управления.
- Наряду с силовыми полупроводниковыми приборами будут разработаны технологии вакуумных ключевых приборов, имеющие большую по сравнению с силовыми полупроводниковыми приборами электрическую прочность, быстродействие, стойкость к пробоям и воздействию электромагнитного излучения;
5) разработка технологий и оборудования для создания перспективных высокоэнергетических химических источников тока.
Разработка новых технологий и специального технологического оборудования позволит создать производство конкурентоспособных химических источников тока со следующими характеристиками:
- удельная энергия до 200 - 600 Вт ч/кг (превышение существующего уровня в 2 - 5 раз);
- удельная мощность до 150 - 1500 Вт/кг (превышение существующего уровня в 3 - 10 раз);
- диапазон рабочих температур от минус 50 °C до плюс 65 °C;
- срок сохраняемости до 20 лет, срок службы до 10 - 12 лет.
Реализация этого направления позволит:
- создать современные высокоэффективные системы автономного электропитания особо ответственных энергопотребителей на промышленных и военных объектах;
- увеличить сроки активного существования космических аппаратов;
- повысить сроки функционирования переносных средств управления и связи;
- увеличить эффективность и время функционирования морских погружных, буксируемых и сбрасываемых средств многоцелевого назначения;
- повысить напряжение бортовой сети автомобильной и бронетанковой техники до 42 В, расширить температурный диапазон и увеличить время работы при стартерном режиме без снижения мощности;
- исключить применение драгоценных металлов и сократить использование дефицитных материалов (в том числе иностранного производства) в качестве электроактивных и конструкционных компонентов химических источников тока.