Реализация энергосберегающих технологий на основе внедрения в учебный процесс макета энергоэффективного дома

В настоящее время актуальным становится вопрос о строительстве быстровозводимых, современных, экологически чистых и энергоэффективных жилых домов. Особенность использования возобновляемых источников энергии, таких как кинетическая энергия ветра и воды, солнечная радиация состоит не только в физическом отсутствии сырья, но и отходов, которые приводят к снижению материальных затрат на транспортировку, установку очистных сооружений, удаление отходов и их хранение. Вопросы использования возобновляемых источников энергии касаются многих областей научного и инженерного профиля. Энергоэффективность и энергосбережение актуальны и следует закладывать в проекты возможность установки и эксплуатации локальных возобновляемых энергоустановок, обеспечивающих полную и частичную автономность объекта.

В своей работе мы рассмотрели строительство на территории нашего института энергосберегающего дома, питающегося от солнечной установки и ветровой электростанции. Энергоэффективный дом является экспериментальным и главная его задача подготовка высококвалифицированных кадров. В 2001 году в было закончено строительство первого экономичного дома в России, в котором приняли активное участие ученые энергетики, теплотехники, строители, архитекторы. Энергоэффективный дом и все его коммуникации соединил в себя большой ряд конструктивных и технологических решений, подчиненных одному - экономии тепла и электроэнергии.

Данные проекты имеют следующие преимущества:

  • возможность    строительства    в    условиях    удаленности от существующих инженерных сетей;
  •  снижение нагрузки на городские инженерные сети; снижение эксплуатационных затрат;
  • влияние реализации установок на внешний облик заданий.

Проект «Электроснабжение энергоэффективного дома» является объектом с широким спектром возобновляемых источников энергии с энергосберегающим исполнением.

Применение нестандартных материалов и уникального проекта позволили сократить теплопотери здания на 34%. Использование современных материалов дали экономию электроэнергии более 45% по сравнению с рядовыми домами. Годовой фонд сэкономленных средств энергосберегающего дома составил огромную сумму.

Что представляет собой дом с низким энергопотреблением? Это сооружение, которое потребляет очень немного тепловой энергии, (от 30 до 70 кВт • ч/м ), соответствующее годовому потреблению тепловой энергии от 300 до 700 куб. м газа при жилой площади 100 м2.

На территории объекта предполагается установить:

  • ветроэнергетические установки для отработки контракций и производства электроэнергии для осветительных и нагревательных приборов;
  • тепловое солнечное устройство.

Важным результатом проекта является подтверждение возможности гарантированного обеспечения ответственных потребителей электроэнергии за счет источников возобновляемой энергии, что снижает риск внезапного отключения энергозависимых систем управления, обеспечивает надёжное освещение и связь.

Проект разработка и внедрение в учебный процесс макета «Инновационного    энергоэффективного    дома, питающего от возобновляемых источников энергии» с комплексом альтернативных источников имеет определённые достижения и результаты, соответствующие концепции подготовки высококвалифицированных кадров энергетического направления.

Студентами специальности 050718 «Электроэнергетика» были поставлены и решены следующие три этапа задач:

-    выбор строительного плана энергоэффективного дома;

-    исследование ветровой активности на территории вуза;

-    разработка системы электро- и теплоснабжения энергоэф­фективного дома с целью запитки от возобновляемых источников энергии.

В данной исследовательской работе представляется 4 этап реализации программы «Разработка энерго-ресурсосберегающих технологий и оборудования для индустриально-технологического развития промышленного комплекса Северо-Западного региона Казахстана». Предлагается установить ветроустановку на территории «Учебно-тренировочного полигона» Рудненского индустриального института.

  1. На территории вуза проведены: исследования ветровой активности; определена средняя скорость, повторяемость, направленность ветра;
  2. Разработана система электроснабжения энергоэкономичного дома: выбор источника питания; расчет электрических нагрузок; проектирование системы бесперебойного электропитания; выбор пускорегулирующей аппаратуры; определены технико-экономические показатели исследуемого объекта;
  3. Разработана система теплоснабжения энергоэкономичного дома: определены нормативные данные теплоснабжения жилого помещения; выявлены энергосберегающая теплозащита зданий; определено годовое теплопотребление и горячее водоснабжение объекта; проведен расчет нормируемого теплопотребление в жилом помещении; произведен выбор системы   отопления   объекта;   определены   капитальные   затраты на установку отопления и горячего водоснабжения;

Выше проведённые исследования позволили разработать и внедрить в учебный процесс макет «Электро -теплоснабжение энергоэффективного дома, осуществляющего питание от возобновляемых источников энергии:

-       использование учебно-тренировочного полигона с целью сооружения ветроустановки и солнечного теплового устройства; 

-      анализ, поиск и внедрение существующих типов альтернативных источников энергии;

-      проведение энергосберегающих мероприятий с целью экономии всех видов энергоресурсов;

-      на основе инженерных изысканий выбор системы электро- и теплоснабжения энергоэкономичного дома.

-            сооружение выбранных источников питания на «учебно -тренировочном полигоне» и запитание «энергоэффективного дома»;

-    внедрение в учебный процесс макета «Электро-теплоснабжение энергоэффективного дома, осуществляющее питание от возобновляемых источников энергии».

На основе проведенных исследований предполагается внедрить установки по регенеративным видам энергии следующих видов:

-    ветроустановки с мощностью Р = 50 кВт; Н = 18м;

-    солнечное тепловое устройство на 7 кВт.

Схема электроснабжения данного энергоэффективного дома выбирается смешанной, так как линия, осуществляющая питание от ветрогенератора и солнечных батарей:

-    питание аккумуляторных батарей и остальных электрических приёмников;

-  питание розеток отдельно каждой комнаты и целостно освещения. При проектировании электроснабжения энергоэффективного здания

большое практическое значение имеет правильное определение расчетных электрических нагрузок, от которых зависят капитальные затраты, расход проводникового материала, величина потерь электроэнергии и эксплуатационные расходы.

Электроснабжение дома будет осуществляться от двух независимых источников.

В ходе выполнения исследования произведен расчет осветительных и силовых нагрузок. Результаты расчетов являются исходными материалами для всего последующего проектирования. Для этого составляется сводная ведомость установленной, расчетной и суммарной расчетной мощности по дому, отделениям и установкам с заполнением всех необходимых данных.

При проектировании системы бесперебойного электропитания необходимо учитывать особенности и состояние электроснабжения здания. Основным поставщиком электроэнергии являются ветровая электроустановка и солнечные батареи, а в качестве резерва используются собственные источники электропитания - аккумуляторные батареи.

В настоящее время нами внедрен в учебный процесс макет «Электроснабжение энергоэффективного дома, осуществляющего питание от возобновляемых источников энергии» (рисунок 1).

Электроснабжение главного корпуса и энергоэкономичного дома

  • При этом выполнены следующие этапы исследований: - выбран объект исследования;
  • проведены конкретные исследования по наличию ветропотенциала на территории Рудненского индустриального института;
  • определена система электро и теплоснабжения энергоэффективного дома;
  • выбраны современные средства учета электрической и тепловой энергии;
  • выбран тип и мощность ветроустановки и солнечного теплового устройства;
  • определена процедура размещения возобновляемых источников энергии на территории «Учебно-тренировочного полигона»;
  • проведена процедура запитки системы электро- и теплоснабжения энергоэффективного дома;
  • в учебный процесс внедрен макет, который актуален и необходим для подготовки высококвалифицированных кадров, изучающих электрические дисциплины.

Разработанный макет энергоэффективного дома и электроснабжение главного и вспомогательных корпусов РИИ осуществляет питание от ветроустановки, солнечного теплового устройства и от сети. Уличное освещение осуществляется за счет накопления энергии от возобновляемых источников

Данный реализованный проект четко отвечает требованиям подготовки кадров в области изучения энергосберегающих технологий с целью экономии всех видов энергоресурсов.

Тем самым наблюдается воплощение в учебный процесс возобновляемых источников энергии, с целью проведения энерго­сберегающих мероприятий и подготовки высококвалифицированных кадров технического направления, реализующих очередное Послание Президента РК народу Казахстана.

Актуальность работы заключается в развитии альтернативной энергетики являющаяся необходимым условием устойчивого развития РК.

Целью проекта является разработка и реализация концепции комфортабельного энергоэффективного дома с низким уровнем тепло-электропотребления для условий резко континентального климата с комплексным применением возобновляемых источников энергии. Выполненные исследования позволят на учебных занятиях дать основу для проведения энергосберегающих мероприятий. В концептуальном плане проект предполагает систему взаимосвязанных технических решений в области строительства тепло-электроснабжения, водоснабжения и канализации, позволяющих достичь требуемого уровня бытового комфорта при минимальной нагрузке на окружающую среду и низких капиталовложений. Для энергоэффективного дома выбраны оптимальные технические средства учета всех видов энергоресурсов и рассчитаны технико-экономические показатели сооружаемой ветроустановки.

Вывод: Результаты проведенных исследований докладывались:

-         на III республиканском конкурсе проектов по энергосбережению среди учащихся, студентов, молодых специалистов и ученых. Заняли I место в номинации «Студенты высших учебных заведений»;

-         заняли II место в конкурсе студенческих научных работ «Вклад молодежи в развитие науки Казахстана» XVII областного межвузовского фестиваля «Студенческая весна - 2011», посвященного 20-летию Независимости республики Казахстан.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Хабдуллина З.К. Проектирование, автоматизация и экономия электроэнергии в системах промышленного электроснабжения. - Рудный, 2004. - 160 с.
  2. Хабдуллина З.К., Титова Г.Р. Менеджмент энергохозяйства при проектировании электротехнического комплекса // Учебное пособие ОАО Костанайский печатный двор, дек.2001 г., 140 с.
  3. zavod-nva.com/index.php?id=01
  4. elec.ru/market/offer-4222320694.html
  5. Артемьев Е. М., Бузмаков А.Е., Рузанова Л.Н.
Фамилия автора: Хабдуллина З.К., Хабдуллин А.Б.
Год: 2011
Категория: Экономика
Яндекс.Метрика