Альтернативные источники энергии
Регулярное использование стандартных источников энергии приводит к их постепенному истощению. Причина состоит в том, что данные ресурсы формировались на протяжении длительного времени, и быстрому восстановлению не подлежат. С учетом того, что они создавались стихийно на протяжении миллионов и миллиардов лет, человечество на их пополнение рассчитывать не может.
Поэтому сейчас за основу взяты энергосбережение и энергоэффективность, о чем можно почитать в нашей статье. В этих условиях актуальным становится вопрос использования альтернативных источников энергии, преимуществом которых является их самостоятельное возобновление.
Общее представление об альтернативной энергии
Под альтернативной энергией понимаются природные явления, характерная черта которых — их регенерация. Если к невозобновляемым ресурсам относятся нефть, уголь, газ, то альтернативные варианты гораздо шире. Это многие явления природы: солнечная энергия, сила ветра, приливы и отливы.
Альтернативные источники энергии имеют большое количество преимуществ, которые состоят в следующем:
- Экологичность. Недаром они еще носят название «зеленые». Если при сжигании угля или нефти идут большие выбросы в атмосферу, то в данном случае они отсутствуют, и не загрязняется атмосфера.
- Доступность. Нет необходимости в поиске месторождений, поскольку часто альтернативные виды энергии лежат на поверхности.
- Экономия. Используемая энергия имеет очень низкую себестоимость.
Если рассматривать недостатки, то тут следует отметить зависимость от погоды и невысокий коэффициент полезного действия использования энергии.
Солнечная энергия
Солнечное излучение — мощный энергетический ресурс Земли. Правильное его использование дает возможность вести преобразование солнечного потока в тепловую и электрическую энергию. Небесное светило имеет возможность не только покрывать светом нашу планету, но и при правильном использовании излучения обеспечивать электрические сети достаточным количеством энергии.
Использование солнечной энергии ведется следующими способами:
- Освещение. Это очень эффективно проявляется при уличном освещении. Установленные беспроводные светильники используют в качестве энергии солнечный свет. Для этого, сначала, происходит его преобразование в электричество, которое на протяжении дня накапливается в аккумуляторах. В ночное время происходит его отдача.
- Отопление. Чтобы отопить дом, на крыше устанавливаются специальные панели способные поглощать солнечные лучи. Затем происходит их преобразование в тепловую энергию, с помощью которой ведется нагрев котла. Подобные панели можно использовать также для выработки электрической энергии с целью освещения помещения. Такое оборудование обеспечивает высокую степень экономии.
- Приведение в движение транспорта. В данном случае используется наиболее инновационный вариант, основанный на выработке фотоэлектрической энергии. Как результат в движение приводятся поезда, автомобили, автобусы и даже самолеты.
- Для мобильных устройств. Очень удобным вариантом является использование солнечной энергии для зарядки мобильных портативных электронных аппаратов. Для этого в телефонах, планшетах или электронных книгах устанавливаются специальные батареи способные накапливать в себе солнечную энергию, что является большим удобством для их пользователей.
Солнечное изучение относится к очень дешевому источнику энергии, поэтому ее использование является инвестированием в будущее.
Ветроэнергетика
Ветры, дующие на нашей планете, выдают столько энергии, сколько не могут обеспечить более 100 протекающих рек. Захватываемый турбинами воздушный поток преобразовывается там сначала в механическую, а затем и электрическую энергию. В качестве основного оборудования используются ветрогенераторы, состоящие из генератора, лопастей и системы управления. Вращение лопастей осуществляется под давлением воздушного потока. Подаваемая на генератор механическая сила преобразуется в электрическую энергию.
Преимущества использования передвижения воздушных масс выражаются в следующим:
- Выработка экологически чистого источника энергии. Работающее оборудование совершенно не загрязняет окружающую атмосферу.
- Низкие расходы. После установки оборудование нуждается только в обслуживании, поскольку для его работы не требуется топливо.
- Неисчерпаемость ресурса. Ветры дуют с самого начала существования планеты и этот процесс никогда не заканчивается.
К некоторому недостатку можно отнести потребность быстрого перемещения воздушных масс. Чтобы генератор работал нормально, скорость ветра должна составлять порядка 12-25 м/с и это является основным условием эффективности функционирования оборудования.
Гидроэнергетика
Движение воды обладает огромным ресурсом. Особенно это касается рек, где присутствует сильное течение. Чтобы использовать такую энергию, строятся гидроэлектростанции, в состав которых входят следующие компоненты:
- Дамба. Это земляное или каменное перекрытие, сдерживающее напор воды.
- Водозабор. Установленное на дамбе сооружение для отбора из водохранилища жидкости.
- Турбина. Механизм, вращающийся под напором воды и передающий механическую энергию на генератор.
- Генератор. Основной агрегат, производящий электрическую энергию.
Преимущества функционирования ГЭС состоят в следующем:
- Высокая экономическая эффективность и производительность. ГЭС работает без высоких эксплуатационных затрат.
- Надежность. Выражается это в способности работы ГЭС на протяжении многих десятков лет вне зависимости от изменений погоды.
- Чистота производства. При выработке энергии совершенно не загрязняется атмосфера.
- Управляемость. В случае необходимости всегда есть возможность сократить выработку электроэнергии при уменьшении на нее спроса.
Строительство ГЭС относится к сложному и дорогому процессу, но вырабатываемая электроэнергия имеет небольшую цену.
Энергия волн
Энергия волн также относится к неисчерпаемому источнику энергии, потому что их движение происходит постоянно. Волнообразование возникает под влиянием солнечных лучей, которые нагревают водную гладь, вызывая этим волнение поверхности. В дополнение к этому на величину волн влияют порывы ветра.
Для использования такого источника энергии применяются специальные установки. В состав конструкции входят камеры, нижней частью погруженные в воду, а удержание их на поверхности происходит за счет наличия поплавков, наполненных искусственным атоллом. Это буй-генератор, позволяющий аккумулировать энергию морских волн и вести дальнейшую их передачу на станцию, где она преобразовывается в электричество.
Преимущества такого оборудования выражаются в следующем:
- Монтаж конструкции возможен прямо на мостовых опорах, которые воспринимают на себя удары волн.
- Высокая эффективность. При достаточном волнении моря она выше, чем у ветрогенераторов.
Присутствие такой установки также позволяет заменить монтаж волногасителей, поскольку они представляют собой надежную преграду от движущихся валов.
Приливы
Под воздействием гравитационных сил планет и в первую очередь Луны уровень моря постоянно изменяет свое положение. Это выражается в формировании приливов и отливов, что влечет за собой появление течений, которые используются для генерации энергии. Обычно такие явления больше преобладают в прибрежных районах, поскольку там течение обладает особой силой. Именно поэтому монтаж установок ведется вдоль береговой линии. Используемое оборудование бывают 3 типов:
- Приливные турбины. Такие агрегаты представляют собой подводные мельницы. Расположенные в них турбины вращают водные потоки, а затем механическая энергия передается на генератор для выработки электрического тока.
- Приливные заграждения. Это огромные строительные конструкции, внешне напоминающие ГЭС, но больших размеров, поскольку они должны полностью перекрыть лиман или залив. Принцип действия заключается в переливе воды через плотину во время прилива и пропуска ее сквозь открывающиеся створки с вращением турбин при отливе.
- Приливные лагуны. Такие конструкции представляют собой также приливные заграждения, но меньших размеров. Фактически это электростанции, установленные на небольшой территории моря или океана.
Основным преимуществом такого возобновляемого источника энергии является его предсказуемость. Приливы и отливы будут происходить всегда, пока существует океан.
Гидротермальная энергия
На сегодняшний день геотермальная энергетика получила очень широкое распространение. Фактически данный метод открывает неограниченные возможности получения дешевого электричества. Его суть заключается в использовании тепловых источников, исходящих из недр Земли практически от самого ядра, раскаленного до температуры 3600⁰. Принцип добычи такого вида альтернативной энергии заключается в бурении скважин, через которые прорывается на поверхности тепло в виде пара, вращающего установленные турбины.
Отдельной разновидностью гидротермального источника является петротермальная энергетика, когда используется тепло сухих горных пород. Здесь за основу берутся такие данные как увеличение температурных показателей по мере отдаления от поверхности Земли. Это в среднем составляет 0,02° на метр. На отдельных участках местности при бурении скважин до 5 км температура может повыситься на 100°.
Петротермальные источники использовать намного удобнее, потому что они располагаются практически в любом месте. При этом гидротермальная энергия может быть найдена только в скрытых зонах вулканической деятельности. Это влечет за собой дополнительные трудности, связанные со сложностью доступа к источнику тепла.
При добыче гидротермальной энергии применяются следующие методы:
- Традиционный. Используется в тех случаях, когда по скважинному каналу к источнику тепла имеется прямой доступ.
- Фонтанный. За счет скопившегося в недрах земли пара излияние энергии происходит самостоятельно.
- С использованием насосных станций. Он применяется тогда, когда самостоятельный выход энергии отсутствует.
- Геоциркуляционный. Особенностью этого метода является то, что после отработки ресурса он обратно отправляется в недра Земли.
Большие запасы тепловой энергии, подаваемой на поверхность Земли, дают возможность экономить традиционное топливо, запасы которого с течением времени исчерпываются.
Биотопливо
Под биотопливом понимается биологическая масса, обработанная специальным термохимическим способом. В зависимости от своего агрегатного состояния оно бывает 3 типов:
- Твердое. Сюда относятся биотопливные брикеты. Это биоотходы, сырьем для которых является навоз или птичий помет. На основании разработанной технологии изготовление ведется путем просушки материала и дальнейшего его прессования. Другим вариантом твердого биотоплива являются гранулы, которые еще называются пеллетами. Для их производства используются отходы древесины в виде опилок, коры или щепы, а также может применяться солома.
- Жидкое. Сюда относятся такие вещества как биобутанол и биометанол, которые получаются из растительного сырья: хлопка, водорослей, рапса, сои. Полученное топливо используется для заправки двигателей.
- Газообразное. Это биогаз и биоводород. В первом случае сырьем выступают бытовые отходы, водоросли или трава. Биоводород получается путем проведения биотехнологических, биохимических или термохимических реакций.
Использование альтернативных источников энергии относится к настоятельной необходимости. Человечество с каждым годом потребляет все больше ресурсов, и этот процесс постоянно возрастает. Если сейчас не задуматься о будущем, то такое положение дел может закончиться катастрофой. Именно поэтому нужно переходить от классики до инноваций, о чем очень хорошо рассказывается в нашей работе.
Не остаться без архива
В Ленобласти расформирован единый архивный фонд инженерных изысканий. Хранением и выдачей документов теперь будут заниматься органы местного самоуправления.
С 1 сентября 2019 года ГАУ «Леноблгосэкспертиза» прекращает оказание услуг по регистрации и учету результатов инженерных изысканий, проводимых в Ленобласти. В том числе учреждение не будет заниматься выдачей архивных материалов по изысканиям из специализированного фонда, в котором был собран массив данных с 1947 года.
Как говорится в сообщении на сайте ГАУ «Леноблгосэкспертиза», теперь подготовкой документации по изысканиям и выдачей архивных сведений будут заниматься районные органы местного самоуправления. Им уже переданы все материалы по изысканиям, которые проходили на их территории. Решение о распределении архива было принято во исполнение п. 51 ст. 26 Федерального закона № 342-ФЗ «О внесении изменений в Градостроительный кодекс РФ» от 3 августа 2018 года.
Двоякое толкование
Новшеством серьезно обеспокоено сообщество изыскателей. По их мнению, ликвидация единого архива и работа с документами «на местах» может негативно отразиться на сроках и качестве проведения изысканий.
Заместитель генерального директора ООО «Гильдия Геодезистов» Сергей Лазарев уже написал открытое письмо губернатору Ленобласти Александру Дрозденко. В нем он от имени всех изыскателей, проектировщиков и девелоперов Санкт-Петербурга и Ленобласти просит главу региона вмешаться в ситуацию и предотвратить разрушение архива о пространственных данных, который долгие годы создавался большим трудом и силами сотен изыскательских компаний.
«Отсутствие единого архива приведет к снижению качества инженерных изысканий, скорости работы. Вследствие функционирования без него возрастет также количество аварийных случаев на строительных объектах. Можно ожидать фальсификации согласований инженерных сетей для прохождения экспертизы ввиду отсутствия проверяющего органа», – уверен Сергей Лазарев.
Главный инженер ООО «Изыскатель» Кирилл Черняк обращает внимание на казусы норм п. 51 ст. 26 Закона 342-ФЗ. По его словам, из текста видно, что допускается различное толкование, куда именно должны быть переданы данные об инженерных изысканиях – в органы власти субъектов РФ или в органы местного самоуправления.
«Существовала годами отработанная система сдачи материалов в архив. В последнее время было проведено множество улучшений, связанных с возможностью передачи материалов в цифровом виде, а также с заказом, получением и сдачей материалов в онлайн-режиме. Была сделана удобная геоинформационная система на базе сайта Geobridge. С передачей всех функций в различные органы местного самоуправления все это будет утеряно», – высказывает озабоченность эксперт.
Немного оптимизма
По словам генерального директора ООО «Гео-Вектор» Сергея Мясникова, теперь на органы местного самоуправления и на исполнителей изыскательских работ лягут дополнительные трудозатраты в плане обработки и получения информации.
Органы местного самоуправления будут выполнять функцию приемки и оценки качества работ по районам, предупреждать недобросовестное выполнение проектов.
Кроме того, под их ответственностью теперь будет ведение архива данных, аккумулирующего все работы в направлениях изыскательской деятельности, который ранее по всем районам вело ГАУ «Леноблгосэкпертиза».
«Нововведения повлекут увеличение сроков проведения изысканий, так как любые изменения в законодательстве требуют времени на адаптацию к новым правилам взаимодействия. Но мы верим, что в перспективе работа будет оптимизирована и будущее за цифровой трансформацией», – считает он.
Схожие выводы делает и генеральный директор ЗАО «ЛенТИСИЗ» Николай Олейник. Он отметил, что среди всех регионов РФ, в которых приходилось работать организации, только «Леноблгосэкспертиза» требовала от изыскателей предоставления согласования верности нанесения абсолютно всех инженерных сетей, попадавших в границы топосъемки. Данные строгие правила не допускали сдачу заказчику недостоверных материалов изысканий, заказчик всегда мог быть уверен, что выданные ему материалы изысканий соответствуют действительности.
«Надеюсь, что данная процедура сохранится и в муниципалитетах, но для этого общий штат специалистов по приемке материалов изысканий в районах Ленобласти должен будет увеличиться в десятки раз по сравнению со штатом, который отвечал за это в «Леноблгосэкспертизе». Добавлю, что единый фонд материалов до 1990 года по территории всей Ленобласти также хранится в архиве ЛенТИСИЗ, и в ближайшие несколько лет мы планируем его оцифровать. Сведения из него намерены интегрировать в информационный портал Geobridge, куда до недавнего времени «Леноблгосэкспертиза» вносила сведения об имеющихся у них материалах изысканий», – подчеркнул Николай Олейник.
Мнение
Сергей Лазарев, заместитель генерального директора ООО «Гильдия Геодезистов»:
– Для изыскателей работа с «местными» фондами будет сопровождаться большими денежными затратами вследствие больших расстояний, времени и локальных бюрократических проволочек. Кроме того, к моменту их создания большая часть сведений о пространственных данных может стать уже неактуальной.
Сергей Мясников, генеральный директор ООО «Гео-Вектор»:
– При этом в данных условиях ожидается повышенная активность мелких недобросовестных компаний – «однодневок», которые будут предлагать провести инженерные изыскания по низким ценам и в кратчайшие сроки, пренебрегая важными этапами и условиями работы.
Например, такой исполнитель может сэкономить на проведении сверки всех сетей в рамках проведения работ. Последствия – от порванного в процессе стройки кабеля до взрыва газопровода. Некачественно выполнено бурение, экономия на количестве и глубине скважин, - и в перспективе трещины в зданиях.
Мелкие компании могут через несколько лет уже не существовать и, соответственно, отвечать за последствия будет некому.
Поэтому задача заказчиков инженерных изысканий – обращаться к серьезным проверенным компаниям с хорошей репутацией, а не гнаться за призрачно выгодными условиями («быстро и дешево»), ставя под угрозу будущее проекта и создавая вероятность возникновения последствий с угрозой уголовной ответственности.
Строительная «цифра»
Представители строительного сообщества, специалисты финансового сектора и профессионалы IT-индустрии обсудили на II Международном цифровом форуме ряд вопросов, связанных с цифровой трансформацией строительной отрасли и управления недвижимостью.
В рамках дискуссии, модератором которой выступил вице-президент Санкт-Петербургского отделения Project Management Institute Максим Гришин, были освещены вопросы цифровой трансформации реализации инвестиционных проектов или, как их еще называют, систем управления жизненным циклом объектов строительства.
Участники обсудили также основные тенденции развития рынка после очередных изменений законодательства в строительной сфере, вступивших в силу 1 июля 2019 года. В частности, затронули вопросы цифровизации проектного и банковского сопровождения строительной отрасли, готовность участников рынка к новым подходам и решениям, а также оптимизацию издержек за счет внедрения передовых технологий и IT-решений при управлении недвижимостью.
Оптимизация и искусственный интеллект в строительстве
Сегодня цифровизация и применение информационных технологий в России стали уже глобальными трендами. Это уже не будущее, а новая реальность. В том числе и в строительстве.
С информационными технологиями строительные компании Северо-Западного округа работают не первый год, накопился некоторый опыт, и поэтому диалог строителей и IT-разработчиков, неуверенно складывавшийся на предыдущем форуме, сейчас прошел на достойном уровне.
Своим опытом по применению облачных технологий как катализатора практической цифровизации поделился заместитель директора по развитию компании «Бонава» Александр Бойцов. «Визуализируя проект при помощи информационной модели, мы на 30–50% сокращаем время и затраты, а также уменьшаем количество несоответствий между проектом и реальным объектом. До 10 раз уменьшилось количество ошибок в чертежах панелей, которые мы предоставляем заводам-производителям, а также в 2–3 раза меньше стало критических пересечений с архитектурой, конструкциями и инженерными системами», – подчеркнул он.
С примерами повышения эффективности и оптимизации управления стройкой из российской практики, а также с практикой применений «искусственного интеллекта» ознакомил участников панельной дискуссии технический директор Autodesk в России и СНГ, к. т. н. Петр Манин: «Облачный обмен информацией в строительстве сейчас оптимизирует работу на всем жизненном цикле. Все основные девелоперы в России уже используют его для прогрессивной работы на стройке. Ведущие мировые компании, тоже наши клиенты, вовсю тестируют технологии машинного обучения и нейронных сетей для своих проектов, используя наши сервисы. Это тоже уже реальность. С использованием big data из проектов – информационной модели, фотоснимков, облаков точек, данных с дронов – все риски и ошибки на стройке автоматически сводятся в единую информационную таблицу, которая предоставляет заказчикам объективную информацию по состоянию дел на объекте, планированию дальнейшей работы с многочисленными подрядчиками и закрытию их работ».
Взаимопонимание
В ходе дискуссии не раз отмечалась важность взаимопонимания между заказчиком, проектировщиком и менеджером информационных технологий. Действительно, платформы, на которых создаются модели, различны, но уже создано программное обеспечение, конвертирующее данные и приводящее их в единый формат.
Однако сегодня не редки случаи, когда заказчик, получив носитель с информационной моделью, кладет его «в стол».
Эту проблему затронул руководитель департамента информационного моделирования российского филиала Semre´n&Ma˙nsson Алексей Кушнир. «Технологическая незрелость технического заказчика или его непонимание BIM-модели как инструмента получения прибыли являются стопором в продвижении технологий информационного моделирования. Зачастую заказчик или не умеет, или просто не знает, что ему делать с занимающей место на электронном носителе информацией об объекте строительства. Для решения этой проблемы мы разработали сервис, который отражает данные информационной модели в удобном виде для своевременного принятия управленческих решений», – отметил он.
Банкам тоже интересно
Интерес вызвал и экономический аспект информационного моделирования. Операционный партнер фонда Larix Александр Жданов сделал акцент на обзоре инвестиций в самых сильных предпринимателей для развития ведущих мировых компаний мирового и российского строительного рынка.
Руководитель центра цифрового строительства «Уральский BIM-cluster» Андрей Белькевич поделился практикой использования разработанного в Екатеринбурге сервиса облачного решения для автоматизации стоимостных расчетов на основании BIM-модели. «Разработанная программа позволяет отслеживать динамику изменения стоимостных показателей и снимать метрики с модели, а также благодаря высокой скорости и точности подсчетов обеспечивать выполнение проектов в установленные сроки и бюджет. Уральский филиал Сбербанка РФ уже заинтересовался этим продуктом как целесообразным решением для проверки достоверности заявок на финансирование строительства и впоследствии – для контроля над ходом реализации возведения объекта», – рассказал он.
Заместитель председателя правления банка «Александровский» Илья Кокарев высказал предположение, что данное программное обеспечение может быть рассмотрено также для применения в работе со строительными компаниями по эскроу-счетам.
Когда будут BIM-кадры?
На II Международном цифровом форуме особое внимание уделили вопросу подготовки кадров для обеспечения поступательного развития цифровизации в России.
Так, первый заместитель руководителя Администрации Президента РФ Сергей Кириенко подчеркнул, что «главное в цифровизации экономики – кадры». Строительной отрасли это касается в первую очередь.
Пока наблюдается необходимость в «переводчиках» между большинством строительных компаний и представителями IT.
Информационное моделирование все активнее применяется в строительной отрасли. Сделаны и первые шаги для решения «языковых и информационных» препятствий: в проектных и строительных организациях работают BIM-консультанты, в некоторых профильных учебных заведениях факультативно ведется курс по технологиям информационного моделирования, активно работают и национальные объединения.
Вице-президент, координатор НОПРИЗ по СЗФО, профессор ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет» (СПбГАСУ) Александр Гримитлин отметил: «Строительство и IT стремительно сближаются, и проблема подготовки квалифицированных кадров выходит на передовые позиции. Для ее решения Национальное объединение изыскателей и проектировщиков совместно с СПбГАСУ на территории Северо-Западного федерального округа организовало конкурс архитектурно-проектных работ с применением технологий информационного моделирования "BIMSkills", в котором могут принять участие студенты и аспиранты ведущих профильных высших учебных заведений, расположенных в нашем округе».
Подробнее о роли конкурса в жизни профсообщества рассказал руководитель рабочей группы по информационным технологиям при координаторе НОПРИЗ по СЗФО Алексей Агафонов. «Конкурс не только призван оказывать содействие развитию и обеспечению кадрами проектной деятельности в регионе. Он будет способствовать подготовке специалистов в сфере информационного моделирования в строительстве, реализации комплексного подхода в обеспечении строительной отрасли квалифицированными кадрами в целом, а также помогать студентам в профориентации и трудоустройстве и получать обратную связь от потенциальных работодателей – проектных, строительных и IT-организаций», – сообщил он.
Но для подготовки полноценных специалистов в области информационного моделирования и сопровождения проектов строительства, для их обучения и повышения квалификации еще должно пройти время, так как профессиональный стандарт «Специалист информационного моделирования» сейчас отправлен на утверждение в Министерство труда.
Вице-президент по развитию квалификаций BIM-Ассоциации Надежда Прокопьева отмечает: «Профстандарт, разработанный BIM-Ассоциацией, сейчас на стадии утверждения в Минтруде. После его вступления в силу работающие специалисты смогут подтвердить свою квалификацию, а вузы и ссузы – начать разработку обучающих программ по данной специальности. Первый набор на бакалавриат по этой профессии можно ожидать в 2021 году после утверждения программ профильными министерствами».