Материал: Градостроительство, инфраструктура, коммуникации

Ранее в работе [2] проводился сравнительный расчет для минераловатной изоляции и ППУ, результатом которого явилась столбчатая диаграмма, представленные на рис. 3.

0

Рис. 3. Показатель расчетного коэффициента теплопроводности теплоизоляции в зависимости от расчетного варианта [9]: 1а – минераловатная изоляция при надземной прокладке участка теплосети; 1б – минераловатная изоляция при подземной прокладке в непроходных каналах участка теплосети; 2а – ППУ–изоляция при надземной прокладке участка теплосети; 2б – ППУ–изоляция при подземной прокладке в непроходных каналах участка теплосети

При теплотехнических расчетах жилых помещений учитывают их тепловлажностный режим, уровень инсоляции, шумозащитные характеристики, ремонтопригодность, эстетичность и общую стоимость проекта [6−9]. Рассчитав величину коэффициента теплопередачи, перейдем к определению затрат на утепление дома (рис. 4).

Рис. 4. Утепляемый дом

30

Для данного дома, площадь стен для утепления которого составляет 64,2 м2, при утеплении стен в 3 см, понадобится 2 м3 теплоизоляционного материала. Проанализировав строительный рынок, была выбрана средняя стоимость исследуемых теплоизоляционных материалов. В табл. 3 представлены затраты при выборе каждого из перечисленных утеплителей.

Таблица 3

Затраты на материалы

Выводы. Результаты проведённого исследования позволяют сделать вывод о тот, что теплолен и пластмигран являются наиболее эффективными теплоизоляционными материалами, применяемыми при строительстве наружных ограждающих конструкций. Но стоимость этих материалов в разы выше, чем у традиционных утеплителей, что является весомым аргументом в пользу других теплоизоляционных материалов. Гораздо менее эффективным из представленных материалов для утепления является керамзит, так как он обладает высоким коэффициентом теплопроводности, что говорит о его способности более интенсивно проводить тепло. Учитывая современные тенденции рынка, наиболее выгодным вариантом утеплителя наружных стен, как с технической, так и с экономической точки зрения являются материалы: минеральная вата, пенополистирол.

Библиографический список

1.Зарубина Л.П. Теплоизоляция зданий и сооружений. Материалы и технологии. СПб.: БХВ−Петербург, 2012. 406 с.

2.Сравнительный расчет изоляционных материалов, применяемых в трубопроводных конструкциях / К.А. Григорьева, Е.Е. Ерилова, Н.А. Петрикеева, Д.М. Чудинов // Градостроительство. Инфраструктура. Коммуникации. 2020. №4 (21). С. 28–38.

3.ООО «Импульс» // Инновационные утеплители: новинки рынка теплоизоляционных материалов. URL: http://blog.flexyheat.ru/ (дата обращения: 19.10.2021).

4.Булыкин Е.А. Особенности применения инновационных технологий при производстве фибролитовых плит в России // Экономика и менеджмент инновационных технологий. 2012. № 6. URL: http://ekonomika.snauka.ru/2012/06/1038 (дата обращения: 21.10.2021).

5.СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий».М.: Минрегион России, 2012. 96 с.

6.Калинина А.И., Плаксина Е.В., Долбилова М.А. Основы расчета влажностного режима ограждающих конструкций // Инновации и инвестиции. 2021. №4. С. 231–234.

7.Математическая модель процессов конденсации водяных паров на теплообменных поверхностях / Петрикеева Н.А., Турбин В.С., Сотникова О.А. // Известия Тульского государственного университета. Серия: Строительство, архитектура и реставрация. 2006. №10. С. 159–163.

8.Петрикеева Н.А., Березкина Л.В. / Влияние инсоляции на интенсивность теплопоступлений в жилые помещения // Научный журнал. Инженерные системы и сооружения. 2010. №2 (3). С. 100–103.

9.Цуканова О.С., Петрикеева Н.А. Проблема борьбы с шумом. История и основные направления развития методов снижения уровня шума // Научный журнал. Инженерные системы и сооружения. 2009. №1

(1). С. 67–74.

Для цитирования: Аралов Е.С., Кумицкий Б.М., Бугаевский Д.О. Эффективность теплоизоляционных материалов, применяемых при строительстве наружных ограждающих конструкций // Градостроительство. Инфраструктура. Коммуникации. 2021. № 4 (25). С. 26–31.

31

УДК 620.91

СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ВЕТРОЭНЕРГЕТИКИ В РОССИИ

Д. Н. Корниенко, Н. М. Попова, М. А. Долбилова, А. И. Калинина

Воронежский государственный технический университет Д. Н. Корниенко, студент кафедры теплогазоснабжения и нефтегазового дела

Россия, г. Воронеж, тел.: +7(473)271−53−21, e-mail: daria.iushkova@yandex.ru

Н. М. Попова, ст. преподаватель кафедры теплогазоснабжения и нефтегазового дела Россия, г. Воронеж, тел.: +7(473)271−53−21, e-mail: exclusiv.na@mail.ru

М. А. Долбилова, ст. преподаватель кафедры теплогазоснабжения и нефтегазового дела Россия, г. Воронеж, тел.: +7(473)271−53−21, e-mail: kirnova.ma@gmail.com

А. И. Калинина, ст. преподаватель кафедры теплогазоснабжения и нефтегазового дела Россия, г. Воронеж, тел.: +7(473)271−53−21, e-mail: alina27.03@mail.ru

Постановка задачи. Ухудшение экологической ситуации в мире и истощение месторождений природного топлива требует внедрения альтернативных решений в энергетике. В связи с этим появилась потребность в механизмах, не требующих топливного хозяйства. На территории России достаточно благоприятных мест для развития ветроэнергетики. Однако недостаточное финансирование тормозит этот процесс.

Результаты. В работе обосновывается преимущество и выделяются некоторые недостатки работы ветроэлектростанций. Описывается их принцип работы. Кроме промышленных масштабов, полезным и выгодным является использование ветрогенераторов для обеспечения фермерских хозяйств, усадеб, частных домов и других объектов, которым трудно подключиться к сетевым источникам.

Выводы. Проанализированы состояние и перспективы развития ветроэнергетики на территории РФ. Даны некоторые рекомендации по их работе.

Ключевые слова: нетрадиционная энергетика, ветроэнергетика, мощность, ветроэлектростанций.

Введение. Загрязнение воздуха от сжигания ископаемого топлива приводит к мировым экономическим потерям в $8 млрд. ежедневно. Согласно отчету Центра исследований энергетики и Greenpeace Юго-Восточной Азии, загрязнение воздуха от сжигания ископаемого топлива приводит к мировым экономическим потерям в $8 млрд. в день. Это составляет около 3,3 % мирового валового внутреннего продукта, или $2,9 трлн. в год.

Загрязнение воздуха продолжает ежедневно причинять вред миллиардам людей, несмотря на усилия ряда стран и компаний по расширению использования возобновляемых источников энергии и более чистого топлива. Greenpeace в документе отметил, что сжигание природного топлива оказывает негативное влияние на здоровье человека, особенно пыль опасна для детей. В 2019 году около 6,3 млрд человек жили в местах с показателем загрязнением воздуха выше, чем установленные ВОЗ для нормальной жизнедеятельности [1].

На сегодняшний день наша страна далеко позади от европейских стран в развитии и эффективном применении нетрадиционной энергетики, в основе которой лежит использование возобновляемых и экологичных энергоресурсов, таких как солнце, ветер, вода и т.д. Огромные пустующие участки, небольшая плотность населения (особенно за центральной частью) и редкие постройки дают большие перспективы для установки там ветроэлектростанций (ВЭС) с минимальными экологическими рисками.

© Корниенко Д. Н., Попова Н. М., Долбилова М. А., Калинина А. И., 2021

32

Однако отсутствие развитого транспортного сообщения при немалых расстояниях между потенциальными потребителями тормозят процесс нарастания мощностей ветростанций и затрудняют их обслуживание. На территории России достаточно благоприятных мест для развития ветроэнергетики. Однако, недостаточное финансирование тормозит этот процесс. При должном внимании к вопросам альтернативного топлива наше государство сможет присоединиться к передовым в вопросах экологии державам.

1. Работа ветряной электростанции. На данный момент ветряные электростанции в России находятся в Чукотском автономном округе, в республиках Калмыкия, Чувашия, Башкортостан, Коми, в Астраханской, Калининградской, Ростовской, Оренбургской, Мурманской, Саратовской областях. По мнению специалистов в ближайшем будущем география расположения ветряков значительно расшириться [2].

Конструктивно система (рис. 1) состоит из:

•ветрогенераторной установки;

•контроллера заряда;

•аккумуляторной батареи;

•инвертора.

Рис. 1. Конструкция ветряной электростанции [3]

Сам ветрогенератор (рис. 2) состоит из следующих элементов:

•мачты (башни);

•турбины – это подвижный ротор, преобразующий энергию прямолинейного движения воздушного потока;

•системы управления турбиной;

•генератора;

•ланки передачи энергии – преобразователя скорости вращения;

•выпрямителя (из-за наличия генератора переменного тока);

•системы азимутального привода или хвоста («хвост» поворачивается в зависимости от направления ветра).

Выбор установки зависит от направления ветряного потока и его средней скорости. Мощность же выбирается исходя из значений скорости ветра и диаметра винта. Самая максимальная мощность достигается при скорости в диапазоне 9–12 м/с [4, 5].

Формулы для расчета мощности ветроустановки:

где Р – мощность установки, кВт; D – диаметр винта, м; V – скорость ветра, м/с. 33

Рис. 2. Конструкция ветрогенератора [4]

Исходя из данных формул, делаем вывод, что изменения диаметра винта в большую сторону в разы увеличивают мощность агрегата (рис. 3). Следовательно, для расчета оптимального значения мощности мы меняем величину диаметра, т.к. на скорость ветра мы повлиять не можем. Также проверяется целесообразность возведения ветряка. Вполне возможно, будет выгоднее установить комплекс ветряков или солнечные батареи.

2. Технический комплекс отечественных ветрогенераторов. Министерство энергетики России предложило до 2035 года ввести в эксплуатацию 5 ГВт «экологически чистой» генерации, стоимостью 400 млрд. руб., из которых на ветроэнергетику решили направить 240,5 млрд. руб. [6].

В настоящее время реализуется множество масштабных проектов, с помощью которых обеспечиться энергонезависимость многих удаленных регионов, таких как Карелия, Чукотка, Башкортостан и т.д. Некоторые их характеристики представлены в таблице.

Действующие станции предусмотрены под аварийное энергоснабжение, но могут функционировать для уменьшения и перераспределения расходов на электроэнергию. Мощность самых распространенных генераторных установок равна 0,1–2 МВт, они основа национального ветроэнергетического комплекса. Многокомпонентные системы с несколькими генераторами по 250–550 кВт в настоящее время набирают большую популярность (рис. 3). В среднем за год эти генераторы могут произвести 0,4 млн кВт·ч.

Современная российская ветроэнергетика характеризуется распространением индивидуальных генераторов. Они представляют собой небольшие установки, благодаря которым частные домовладения способны покрывать энергетические нужды – на уровне 1–5

34