Институт проблем геотермии (ИПГ) организован в 1980 году решением  Президиума АН СССР (постановление № 571 от 19.06.80 г.) по инициативе чл.-корр. АН СССР Амирханова Х.И., при активном участии и поддержке академиков Котельникова В.А., Кириллина В.А., Шейдлина А.Е., Тихонова А.Н., большого энтузиаста нетрадиционной энергетики Гаджиева А.Г. – председателя Госплана ДАССР.

Научно-методическое руководство было возложено на Отделение геологии, геофизики, геохимии и Отделение физико-технических проблем энергетики (ОФТПЭ) АН СССР. В 1980 г. в соответствии с основными научными направлениями  Институтом разрабатывалось 6 тем; общая численность составляла 76 работников, в том числе: 22 научных сотрудника, среди них 1 доктор наук и 9 кандидатов наук. Структура ИПГ (1981 г.) включала 5 лабораторий: лаб. экспериментальной геотермии, лаб. геодинамики, лаб. геоэнергетики, лаб. режима и ресурсов термальных вод, лаб. технологии переработки гидроминерального сырья и научно-исследовательское судно (НИС) «Геотермик».

В 1987 г. научно-методическое руководство институтом было передано ОФТПЭ АН СССР. Новые направления сосредоточили исследования ИПГ на четырёх проблемах: 1.9.1. Теплофизика и теплоэнергетика; 1.9.8.3. Использование геотермальной энергии; 1.13.9. Проблемно-ориентированные информационные системы, 3.1.14.8. Геотермика. В результате проведенной реорганизации в ИПГ с апреля 1988 г. функционировало уже 7 научных подразделений: лаб. энергетики внутриземных процессов, лаб. экспериментальной геотермии, лаб. геоинформатики, лаб. термодинамики жидкостей и критических явлений, лаб. физико-химии термальных вод, лаб. изотопии и радиогенного тепла, лаб. геотермомеханики. Общая численность работников института на конец 1988 г. составила 131, в том числе 80 научных сотрудников, из которых 2 доктора и 33 кандидата наук.

Огромная роль в становлении и развитии ИПГ принадлежит Камилю Магомедовичу Магомедову, доктору физико-математических наук, профессору, Заслуженному деятелю науки РФ и РД, возглавлявшему Институт на протяжении 15 лет (1987-2002 гг.). Наиболее важным результатом исследований ИПГ этого периода явилось формирование теоретических основ термодинамики Земли, позволяющих рассматривать геотермию в широком понимании – от фундаментальной проблемы образования, эволюции и нагрева планеты до практического  использования тепла земных недр.

В настоящее время в Институте работают 100 человек. Наличие высококвалифицированного научного (22 доктора наук и 27 кандидатов наук из 50 научных работников) и инженерно-технического персонала позволяет Институту успешно решать на современном уровне фундаментальные и практические задачи энергетики, механики, теплофизики, геофизики, химической технологии в рамках четырех основных направлений научных исследований института:

– теплофизика, гидродинамика и теплообмен в системах геотермальной энергетики;

– изучение пространственно-временной структуры геотермальных полей;

– научно-технические основы извлечения и комплексного освоения геотермальных энергетических ресурсов;

– создание ресурсосберегающих энергоэффективных технологий на основе геотермальной энергии в сочетании с другими возобновляемыми источниками энергии.

Действующая опытная гелио-геотермальная система теплоснабжения двухэтажного здания на полигоне «Солнце»

В последние годы качественно новый уровень получают опытно-конструкторские исследования и разработки Института, осуществляемые в рамках направлений Программ фундаментальных научных исследований государственных академий наук (2008-2012 гг., 2013-2017 гг.), курируемых Отделением энергетики, машиностроения, механики и процессов управления РАН, федеральных целевых программ Роснауки, а также при поддержке РФФИ и других, в том числе, зарубежных фондов.

Ряд научных результатов ученых Института в числе важнейших, включая инновационные разработки, отражены в ежегодных Отчетах о деятельности Российской академии наук. В их числе:

- установлена высокая эффективность технологических систем для бинарных ГеоЭС на основе сверхкритических термодинамических циклов. Показано что, наиболее эффективным является приближенный к «треугольному» сверхкритический цикл, при котором мощность энергоустановки возрастает до 30% по сравнению с докритическим циклом;

- предложена  ресурсосберегающая высокоэкологичная комбинированная технология, реализуемая на основе геотермальной циркуляционной системы для  совместно-раздельной добычи термальных вод из двух и более горизонтов, предусматривающая закачку вод в материнские пласты после снятия теплового потенциала, и геотермальной теплонасосной системы тепло- и водоснабжения с комплексным использованием теплового и водоресурсного потенциалов;

- разработана технология комбинированной геотермально-парогазовой ГеоЭС, в которой эффективно используются среднепотенциальные (80 – 100 ^оС) геотермальные ресурсы для выработки электроэнергии;

- разработана и апробирована комбинированная  технология эффективного использования тепловой энергии низкопотенциальных вод (НПВ) а также умягчения и очистки от токсичных загрязнителей отработанных вод  с доведением их до кондиции «Вода питьевая»;

- в целях развития научных основ технологий комплексного освоения геотермальных ресурсов предложен механизм сорбции ионов щелочных и щелочноземельных металлов на неполяризованных и поляризованных активированных углях (АУ) на основе изучения структуры и состава поверхности АУ  с адсорбированными на них ионов редкоземельных элементов;

- получен массив новых экспериментальных p,r,T-зависимостей водных растворов алифатических спиртов (метанол, этанол, 1-пропанол) в широком диапазоне параметров состояния, включая критическую область, необходимый для более глубокого развития теории растворов и термодинамики критического состояния, в частности, а также для инженерных расчетов  различных  технологических процессов и оборудования, в которых в качестве рабочего тела используются указанные водно-спиртовые системы;

- получен массив новых экспериментальных p,r,T-зависимостей по фазовым переходам жидкость-пар и пар-жидкость и критическим состояниям бинарных смесей вода–алифатический спирт и этанол–н-алканы, необходимый для развития теории растворов и термодинамики критического состояния, а также для инженерных расчетов различных технологических процессов и оборудования;

- разработан эффективный метод расчета термодинамических параметров при движении воды и пара по стволу гидротермальной скважины;

- в приближении Дарси-Буссинеска численными методами решена нестационарная нелинейная задача о естественной конвекции в системе вертикальная скважина – проницаемая горная порода. Показано, что для трещиноватых пород конвективная составляющая не только сравнима с кондуктивной, но и может вносить доминирующий вклад в теплообмен, тогда как  для ненарушенных горных пород вклад конвекции в теплообмен незначителен;

- получены аналитические решения линейной и нелинейной стационарных  задач о конвекции совершенного газа в тонком, пористом слое цилиндрической формы в теплопроводном пространстве.  Изучен характер зависимости критерия возникновения конвекции и характеристик нелинейной конвекции от небуссинесковских параметров (критерия сжимаемости газа и характерного перепада температуры;

- построена математическая модель нелокального переноса тепла. Исследована зависимость пространственно-временного распределения температуры от параметров  нелокальности по времени и координате в производных дробного порядка. На асимптотическое поведение распределения температуры влияет учет нелокальности по координате.

Теплонасосоная система мощностью 40МВт созданная по  реализация программы «Геотермальное теплоснабжение г. Махачкалы»

В ИПГ научно обоснованы и разработаны технологии эффективного освоения геотермальной и других сопутствующих видов энергии в широком диапазоне температур теплоносителя, включая комплексную переработку пластовых вод с целью получения ценных неорганических солей и материалов. Начата реализация программы «Геотермальное теплоснабжение г. Махачкалы на основе теплонасосных систем суммарной мощностью 40 Мвт». Создана опытная гелио-геотермальная система теплоснабжения двухэтажного здания на полигоне «Солнце». Ряд инновационных проектов института, в том числе, «Создание энергобиологического комплекса на базе разведанных геотермальных ресурсов Северного Дагестана» и других приняты к внедрению на различных объектах г. Махачкалы и республики.

Лаборатория Физико-химии термальных вод

В рамках федеральных целевых программ Роснауки «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники; энергетика энергоснабжения на 2002-2012 гг.»  и «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 г.г.»   осуществлена реализация проектов:

– «Создание научно-технических основ и оборудования для комплексного использования низкопотенциальных геотермальных ресурсов»; (2005-2006 гг., совместно с «Инсолар-Инвест»);

– «Поисковые исследования в обоснование новых эффективных циклов и схем преобразования геотермальной энергии для автономного энергоснабжения потребителей в рамках международного научного сотрудничества со странами ЕС»; (2007-2008 гг., совместно с ОИВТ РАН);

– «Разработка эффективных технологий комплексного освоения низкопотенциальных геотермальных ресурсов Восточного Предкавказья»; (2009-2012 гг.).

Сотрудниками Института опубликовано свыше 1300 работ, в том числе 30 монографий и сборников научных трудов, более 350 статей в центральной и международной печати, получен 27 патентов и авторских свидетельств на изобретение.

Значительна деятельность Института в сфере послевузовского образования, в подготовке научных кадров. ИПГ имеет лицензию на право ведения деятельности в сфере профессионального образования по специальностям: «Теплофизика и теоретическая теплотехника», «Механика жидкости, газа и плазмы», «Энергетические системы и комплексы» и «Энергоустановки на основе возобновляемых видов энергии». При Институте функционирует Объединенный совет по защите докторских и кандидатских диссертаций ДМ002.071.01 по специальностям: «Теплофизика и теоретическая теплотехника» и  «Энергоустановки на основе возобновляемых видов энергии». За последние пять лет в аспирантуре при ИПГ с отрывом от производства обучалось 16 аспирантов; 9 аспирантов продолжают обучение в настоящее время. За период 2008-2012 гг. сотрудниками института защищены три докторские и 7 кандидатских диссертаций.

На базе Научно-образовательного центра (НОЦ) «Возобновляемая энергетика», созданного ИПГ ДНЦ РАН совместно с Даггосуниверситетом, осуществляется подготовка квалифицированных специалистов в указанной области знаний. С этой же целью на базе Института совместно с Дагестанским государственным университетом (математический факультет, физический факультет, эколого-географический факультет) организованы три базовые кафедры. Стала ежегодной, получившая статус всероссийской, научная школа молодых ученых «Актуальные проблемы освоения возобновляемых энергоресурсов» им. чл.-кор. РАН Э.Э.Шпильрайна, проводимая на базе ИПГ ДНЦ РАН. В ее работе традиционно принимают участие ведущие ученые и молодые специалисты из научных центров и вузов Москвы, С-Петербурга, Астрахани, Ярославля, Новосибирска, Петропавловска-Камчатского и других городов РФ.

Руководство института

Директор Института проблем геотермии ДНЦ РАН дтн проф. Алхасов А.Б.

Директор – Алхасов Алибек Басирович, доктор технических наук, профессор, Заслуженный деятель науки РД, тел. (факс) – (8722) 629357.

Заместитель директора по науке – Мейланов Руслан Пирметович, доктор физико-математических наук, профессор, тел. (8722) 628966.

Ученый секретарь - Каймаразов Александр Ганиевич,  кандидат химических наук, тел. (8722) 624597.

В структуре института два отдела: отдел энергетики и геотермомеханики и отдел физико-технических основ геотермии, объединяющие восемь лабораторий: лабораторию энергетики, лабораторию геотермомеханики, лабораторию комплексного освоения возобновляемых источников энергии,  лабораторию физико-химии термальных вод, лабораторию теплофизики геотермальных систем,  лабораторию математического моделирования и мониторинга геотермальных объектов, лабораторию геотермальных энергетических ресурсов и лабораторию информационных технологий в энергетике. 

Участники Школы молодых ученых им. Э.Э.Шпильрайна