Енергетичними ресурсами для виробничої діяльності та в побуті люди користуються з незапам'ятних часів. Знання та досвід, накопичені протягом тисячоліть, стали основою сучасної енергетики. Фахівці цієї галузі завжди цінувалися у суспільстві, їх підготовці приділялася постійна увага. У КПІ навчання інженерів-теплотехніків розпочали з перших днів його існування. А в 1931 р. було створено теплотехнічний (нині – теплоенергетичний) факультет.
Від століття минулого до нинішнього
Відомо, що навчання інженерів-теплотехніків з 1898 по 1931 рік у КПІ здійснювалося на механічному відділенні при кафедрі прикладної механіки. А з 815 інженерів-механіків, випущених до 1918 року, половину складали інженери за теплотехнічним спрямуванням.
У 1930 р. КПІ розділили на низку галузевих інститутів, серед яких був і Київський енергетичний інститут (КЕІ). Саме в КЕІ у травні 1931 р. було створено теплотехнічний факультет, деканами якого працювали проф. М.А.Кондак (1931-1932) і проф. І.Т.Швець (1933-1934). Після чергової реорганізації в 1934 р. розпочав роботу Київський індустріальний інститут (КІІ), у складі якого на базі кафедр теплотехнічного та електротехнічного факультетів КЕІ було створено енергетичний факультет на чолі з деканом проф. І.Т.Швецем. У 1938 р. в КІІ організували окремий теплотехнічний факультет, який І.Т.Швець очолював до 1940 р.
У 1940-1951 рр. деканом факультету був проф. М.О.Кічигін. Після нього деканами факультету працювали: доц. А.П.Орнатський (1951-1955), доц. О.І.Бутузов (1955-1962), доц. Ю.О.Бабенко (1962-1978), проф. В.О.Христич (1978-1979), проф. О.М.Алабовський (1979-1989), доц. В.В.Босий (1989-2001). З 2001 р. факультет очолює проф. Є.М.Письменний.
Розвитку наукової діяльності на факультеті значно сприяло створення у 1957 р. проблемної лабораторії теплообміну і газодинаміки під керівництвом завідувача кафедри котельних установок чл.-кор. АН УРСР, проф. В.І.Толубінського.
У 1962 р. факультет було перейменовано на теплоенергетичний (ТЕФ). Сьогодні ТЕФ за чисельністю студентів – близько 2000 та викладачів – близько 200 посідає одне з перших місць у КПІ ім. Ігоря Сікорського.
На сьогодні у складі факультету працюють чотири випускових кафедри:
кафедра автоматизації проектування енергетичних процесів та систем – АПЕПС, зав. каф. д.т.н., проф. Н.М.Аушева;
кафедра атомних електричних станцій та інженерної теплофізики – АЕС та ІТФ, зав. каф. д.т.н., проф. В.О.Туз;
кафедра автоматизації теплоенергетичних процесів – АТЕП, зав. каф. д.т.н., проф. В.А.Волощук;
кафедра теплоенергетики – ТЕ, зав. каф. д.т.н., проф. О.Ю.Черноусенко.
Кафедри ТЕФ: історія і сучасність
У 1903 році на механічному відділенні КПІ було засновано кафедру парових котлів (нині – кафедра атомних електричних станцій та інженерної теплофізики). Першим її завідувачем призначили відомого теплотехніка того часу, фахівця з котельної техніки проф. О.Я.Ступіна, який очолював кафедру до 1928 року.
Нині на кафедрі готують фахівців за спеціальностями: "Атомна енергетика" (освітні програми: "Атомні електричні станції" і "Фізичний захист та облік і контроль ядерних матеріалів"), "Енергомашинобудування" (освітня програма "Тепло- та парогенеруючі установки"). Для викладання профільних дисциплін видано підручники, зміст яких відповідає навчальним мультимедійним матеріалам МАГАТЕ "Multimedia on Nuclear Reactor Physics". Практичних навичок студенти кафедри набувають під час проходження виробничої практики на атомних і теплових електростанціях України. Унікальні можливості для цього з'явились після відкриття на Запорізькій АЕС Центру підготовки ремонтного персоналу, що укомплектований повномасштабним обладнанням першого контуру реакторної установки ВВЕР-1000. Також студенти кафедри мають можливість стажуватись у провідних компаніях енергетичного профілю США завдяки співпраці факультету з Аргонською національною лабораторією.
Кафедру автоматизації теплоенергетичних процесів створено в 1958 р. першою в Україні в галузі промислової автоматизації. Засновниками кафедри були академік НАН України М.М.Доброхотов та його учень – д.т.н., проф. В.С.Кочо, який став її першим завідувачем. За 62 роки роботи кафедра підготувала більше ніж 3100 фахівців.
Нині науково-педагогічна діяльність кафедри здійснюється на засадах технологій Четвертої промислової революції (Industry 4.0). У 2019 р. кафедра відіграла ключову роль у створенні на базі КПІ ім. Ігоря Сікорського Центру Індустрії 4.0 та бере активну участь у його діяльності. До того ж кафедра є академічним членом Асоціації підприємств промислової автоматизації України, її визнано кращою в країні в галузі промислової автоматизації.
До речі, порівняно з 2016 р. кількість вступників зросла на 45%, в аспірантурі навчаються 8 аспірантів. У 2018 р. в рамках конкурсу Xplore New Automation Award дві команди з кафедри АТЕП увійшли до сотні кращих, проєкт Besanabar був презентований у фіналі конкурсу в Німеччині. Завдяки партнерству з міжнародною освітньою мережею EduNet під егідою німецької компанії Phoenix Contact, на кафедрі відкрили навчальну лабораторію промислового програмування, що має сучасне обладнання, стандартизоване та сертифіковане для застосування в найрізноманітніших галузях – від "розумного будинку" до "розумної електростанції". Науковці кафедри разом з аспірантами працюють над створенням методів, алгоритмів і засобів комп'ютерного моделювання динамічних процесів та систем.
Кафедру автоматизації проектування енергетичних процесів і систем створено в 1984 р. Її організатором, головним ідеологом та першим завідувачем став д.т.н., професор, академік Інженерної академії наук, лауреат Державної премії України В.Г.Сліпченко. Створення кафедри сприяло започаткуванню нового актуального науково-освітнього напряму на ТЕФ, що пов'язаний з інформаційними технологіями.
Метою підготовки студентів є випуск фахівців, здатних виконувати завдання з використанням обчислювальної техніки та інформаційних технологій, спроможних пристосовуватися до постійних змін і вдосконалення комп'ютерних технологій. Підготовка фахівців здійснюється за напрямами: "Комп'ютерні науки і програмна інженерія: програмні засоби штучного інтелекту", "Програмне забезпечення автоматизованих систем на основі глобальних комп'ютерних мереж", "Програмне забезпечення інформаційних систем з розподіленими базами даних", "Комп'ютерні технології в економіці енергетичних підприємств".
На сьогодні науково-освітня група кафедри увійшла до міжнародного консорціуму (координатор – SketchPixel, Португалія) в рамках проєкту високоточного професійного моделювання, пов'язаного з реальними наслідками аварій, що працює за міжнародною дослідницькою програмою із залученням компаній та національних і європейських політехнічних університетів. Варто додати, що закордонними партнерами кафедри є: Академія наук провінції Шаньдун (КНР), Шеньянський політехнічний університет, Університет науки і технологій провінції Шаньдун, Шеньчженський університет, Гуандунський союз (Гуанчжоу), Інноваційний центр кібертехнологій Чунцин Лянцзян, Альянс університетів міст-побратимів м. Гуанчжоу, Академія ICT Huawei, Університетський Альянс SAP (Німеччина), Політехнічний інститут м. Томар (Португалія), Норвезький університет природничих та технічних наук (Королівство Норвегія), Університет Малаги (Королівство Іспанія).
Кафедра теплоенергетики була заснована у 2021 р. внаслідок злиття двох кафедр – кафедри теплоенергетичних установок теплових і атомних електростанцій та кафедри теоретичної та промислової теплотехніки. Кафедра готує інженерів-теплоенергетиків за спеціальністю "Теплоенергетика" зі спеціалізацією "Теплоенергетика та теплоенергетичні установки електростанцій". З 2016 р. провадиться підготовка фахівців за трьома рівнями вищої освіти: бакалавр – магістр – доктор філософії. Студенти кафедри мають можливість навчатися або стажуватися за програмою Erasmus+ у Німеччині, Польщі, Іспанії, Франції та інших країнах, а також брати участь у програмі подвійного диплома. Студенти вивчають сучасне теплоенергетичне обладнання і його експлуатацію; проєктування, монтаж та ремонт устаткування ТЕС та АЕС; моделювання теплових, гідравлічних та міцнісних процесів в енергетичних установках; теплові та атомні електростанції та установки; автоматизовані системи управління теплоенергетичними процесами; експлуатацію енергетичного обладнання ТЕС; екологію електростанцій; моделювання в енергетиці.
Наукові здобутки і напрацювання
За останні роки наукова діяльність ТЕФ отримала потужний імпульс завдяки співпраці з провідними вітчизняними та міжнародними інституціями. Нового розвитку під керівництвом проф. Є.М.Письменного набув напрям досліджень конвективного теплообміну. На основі виявлених закономірностей було запропоновано нові способи інтенсифікації теплообміну та високоефективні типи теплообмінних поверхонь. Виконані разом з ІЕЗ ім. Є.О.Патона НАН України проєкти, пов'язані зі створенням теплообмінників на основі плоско-овальних оребрених труб та технологічних ліній для їх виготовлення, були відзначені Премією КМ України за кращу інноваційну розробку. У цих роботах активну участь брали к.т.н. О.М.Терех, к.т.н., доценти В.А.Рогачов, О.В.Баранюк, О.І.Руденко, н.с. Я.Є.Трокоз, д.т.н., проф. В.О. Туз. За участю к.т.н. В.Г.Розумовського, к.т.н. О.А.Гершуні, к.т.н. О.П.Ніщика та аспіранта В.В.Філонова були виконані роботи зі створення пасивних систем тепловідведення та методик теплогідравлічного розрахунку активних зон атомних реакторів 4-го покоління з надкритичними параметрами теплоносія, що проводились за програмою МАГАТЕ. Важливими для наукового розвитку факультету стали науково-дослідні роботи, виконані спільно з компанією HUAWEI, з розробки дослідних ефективних систем тепловідведення електронного обладнання, що проводились за участю проф. В.Ю.Кравця, к.т.н. Є.С.Алексеїка, аспіранта Р.С.Мельника та техніка О.Я.Паламарчука.
Під загальним керівництвом д.т.н., проф. О.Ю.Чорноусенко проводиться науково-дослідна робота, спрямована на розробку методів і засобів продовження надійної та економічної експлуатації енергогенеруючих об'єктів, зокрема високотемпературних елементів енергетичного та теплотехнологічного обладнання. Результати досліджень, виконаних під керівництвом д.т.н., проф. Л.О.Кєсової, ввійшли складовою частиною до роботи, яка була відзначена Державною премією України в галузі науки і техніки 2012 року.
Для проведення досліджень за темою "Розвиток теплофізичних та конструктивно-технологічних основ підвищення ефективності охолодження приймально-передавальних модулів радіолокаційних станцій", під керівництвом д.т.н. Ю.Є.Ніколаєнка, отримано грант від Національного фонду досліджень України.
Яскравим досягненням ТЕФ у науковій діяльності є розробка та виготовлення групою науковців ТЕФ та інших факультетів під керівництвом завідувача лабораторії алюмінієвих теплових труб і наносупутникових технологій к.т.н. Б.М. Рассамакіна наносупутників серії "PolyITAN", два з них було виведено на навколоземну орбіту й вони успішно працювали у відкритому космосі, наступні – у процесі розроблення.
Науковою групою під керівництвом д.т.н., проф. В.Г. Ріферта розроблено технологію отримання чистої води з рідких відходів у замкнутих системах життєзабезпечення та обладнання для її реалізації. Зокрема, такий спосіб очищення може застосовуватися для регенерації стічних вод системи життєдіяльності людей в далеких космічних місіях. Спільно з компанією Honeywell International Inc. (США) було розроблено три п'ятиступінчаті відцентрові дистилятори з термоелектричними тепловими насосами в якості джерела енергії. Система пройшла детальне дослідження на спеціальних стендах NASA (в центрі Маршалла) і була визнана однією з кращих технологій регенерації води для польотів на Марс та інших місій. Нині на кафедрі теплоенергетики ведуться роботи з удосконалення відцентрового дистилятора.
Важливі для сьогодення дослідження процесів переносу в парогазорідинних та теплонасосних системах виконувались під керівництвом д.т.н., проф. М.К. Безродного.
Науково-дослідна лабораторія кібер-фізичних систем входить до складу кафедри АПЕПС і призначена для моделювання й дослідження складних динамічних систем. Її основою є кібер-фізичний дослідницький полігон, де поєднано реальне устаткування енергетичної інфраструктури, що належить реальному світу, та цифрове енергетичне обладнання, що належить кіберсвіту. Такий підхід дозволяє створити дослідну інтегровану енергетичну систему з будь-якими кількісними й якісними характеристиками та дослідити її в динаміці. Активну участь у створенні дослідницьких стендів лабораторії, робочих макетів, концептів та прототипів нового обладнання беруть студенти в рамках новоствореного студентського конструкторського бюро Smart Energy Fab Lab. Крім того, успішно функціонують створені на базі кафедри спільна Китайсько-українська інноваційна гідроакустична лабораторія та Китайсько-український центр інженерних інновацій, співробітники Академії наук провінції Шаньдун навчаються в аспірантурі КПІ ім. Ігоря Сікорського.
Групі науковців під керівництвом д.т.н., проф. В.Ю.Кравця в 2013-2014 рр. вдалося розробити комплект теплових труб для тепловідведення електронних компонентів астероїдного посадочного модуля MASCOT. Розробка політехніків виявилася кращою за пропозиції інших європейських і американських компаній. Тож саме труби, виготовлені на ТЕФ, були встановлені на космічний апарат і забезпечили його працездатність понад розрахунковий термін. Модуль MASCOT у складі космічного апарата Hayabusa-II, створеного Японським агентством аерокосмічних досліджень (JAXA), 3 грудня 2014 р. було запущено в космос. У 2018 р. він досяг поверхні астероїда Рюґу і протягом двох діб збирав та надсилав інформацію на Землю. Також космічний апарат зміг узяти частку ґрунту астероїда і в грудні 2020 р. успішно доставив вантаж на Землю.
Під керівництвом д.т.н., проф. В.А.Волощука проводяться наукові дослідження з розроблення та реалізації методів, методик і засобів створення цифрових двійників енергетичного устаткування шляхом об'єднання в єдину систему обладнання, програмного забезпечення та автоматизації процесів.
Майбутнє
Зважаючи на тенденції розвитку енергетики у світі, атомно-енергетичний комплекс України залишається основним і безальтернативним у структурі енергетики України. Ключовим питанням розвитку галузі є підготовка кадрів. Серед трьох ЗВО України, в яких безпосередньо готують фахівців для атомної енергетики, КПІ ім. Ігоря Сікорського є найбільш потужним і стабільним: рівень працевлаштування випускників перевищує 60%, укладено угоди про науково-технічне співробітництво з НАЕК "Енергоатом", Інститутами ядерних досліджень та проблем безпеки АЕС НАН України, ДНТЦ ядерно-радіаційної безпеки, розвивається дуальна освіта, діють тристоронні договори між студентами, КПІ та атомними станціями України.
Завдяки плідному співробітництву з Міністерствами енергетики України та США, МАГАТЕ та іншими міжнародними організаціями, на факультеті відкрито нову магістерську програму "Фізичний захист та облік і контроль ядерних матеріалів", розпочато підготовку до відкриття ще однієї необхідної для галузі магістерської програми "Зняття з експлуатації АЕС та поводження з радіоактивними відходами".
Унаслідок співпраці з Міністерством енергетики США та Аргонською національною лабораторією ТЕФ отримав надсучасний багатофункціональний тренажер, в якому моделюються всі процеси, що відбуваються в ядерних реакторах типу ВВЕР. Це обладнання дає можливість суттєво підвищити практичну й теоретичну підготовку студентів та використовувати його для підвищення кваліфікації персоналу АЕС.
Активну участь у розвитку зазначених напрямів беруть к.т.н., доценти С.В. Клєвцов, Т.В. Бібік, асистенти І.А.Остапенко, Д.О.Федоров.
Крім того, керівництво енергетичної галузі України визначило КПІ ім. Ігоря Сікорського базовим університетом з підготовки фахівців для атомної енергетики України. У зв'язку з підвищенням ролі атомної енергетики в енергетичній галузі України і необхідністю її подальшого розвитку, потребою у підвищенні рівня підготовки фахівців для галузі, формуванням статусу КПІ як базового ЗВО галузі, широкою міжнародною співпрацею КПІ у питаннях підготовки кадрів для ядерно-енергетичної галузі, необхідністю створення відповідних міжгалузевих і міжнародних структур, 4 жовтня 2021 р. на засіданні Вченої ради університету було ухвалено рішення про створення на базі ТЕФ Навчально-наукового інституту атомної і теплової енергетики.
Діяльність Навчально-наукового інституту атомної і теплової енергетики буде здійснюватися на базі існуючих кафедр ТЕФ, а також на основі нових підрозділів:
Навчально-дослідного центру надійності та безпеки АЕС (спільно з НАЕК "Енергоатом" та ДНТЦ ЯРБ);
Навчально-наукового центру підтримки ядерної захищеності (спільно з ІЯД НАН України);
Науково-дослідної експериментальної лабораторії процесів в енергетичному обладнанні;
Навчально-наукової лабораторії комп'ютерного моделювання в енергетиці;
Навчально-наукової лабораторії методичного забезпечення інтернет-технологій в енергетиці.
Реорганізація теплоенергетичного факультету сприятиме підвищенню якості підготовки й перепідготовки фахівців для енергетичної галузі та їх інтеграції в європейський і світовий науково-технічний простір; збільшенню обсягів та якості наукових досліджень, науково-інноваційної діяльності, поглибленню їх зв'язку з вирішенням нагальних і перспективних проблем галузі; максимальному підвищенню попиту на ринку праці на випускників енергетичних спеціальностей, підвищенню рівня популярності енергетичних спеціальностей серед потенційних абітурієнтів та зростанню фінансових та інших надходжень в університет для поліпшення його матеріально-технічної бази.
