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.
Как “не прогореть” со складом?
Пожары в секторе складской недвижимости случаются с удручающей частотой: так, 3 августа произошел резонансный пожар на складе Ozon в Подмосковье, 14 августа загорелся склад с растительным маслом в Казани, 15 августа — склад с горючим в Санкт-Петербурге и мебельный склад в Ижевске, и это лишь самые громкие ЧП. Почему горят склады и как сократить масштабы возможных последствий ЧП еще на этапе строительства — разбирались эксперты компании ROCKWOOL Russia, производителя строительных материалов из каменной ваты.
В конце 2021 года склады стали самым растущим сектором коммерческой недвижимости, а в начале 2022 года этот рост продолжился, несмотря на санкции. За первое полугодие в России ввели в эксплуатацию 1 232 тыс. кв. м. складов, что на 79% больше, чем за аналогичный период 2021 года, сообщает консалтинговая компания Knight Frank Russia. На сегодняшний день общий объем складов в России превышает 34 млн кв. м..
«Развитие e-commerce и розничной торговли подтолкнуло рынок складской недвижимости к интенсивному развитию и быстрому возведению новых площадей. На строительство крупного склада «под ключ» сегодня уходит не больше двух лет, но скорость порой плохо сказывается на качестве. Кроме того, компании зачастую стремятся не только ускорить, но и удешевить процесс возведения склада и экономят на материалах с высокой степенью огнестойкости. А это чревато большими рисками. Если элементы конструкции склада не могут сопротивляться огню, пламя будет распространяться по помещениям очень быстро», — отмечает Андрей Петров, ведущий инженер-проектировщик ROCKWOOL.
Почему горят склады?
По данным ФГБУ ВНИИПО МЧС РОССИИ, пожары в производственных зданиях и на складах чаще всего происходят по причине нарушения правил эксплуатации электрооборудования и бытовых электроприборов — в 2021 году с этим было связано 2 460 возгораний на подобных объектах. На втором месте оказалось неосторожное обращение с огнем (734 пожара), на третьем — нарушение правил устройства и эксплуатации печей (570 возгораний).
Пожар на складе — это, как правило, существенный материальный ущерб, а зачастую и человеческие жертвы. Что необходимо учитывать при строительстве склада, чтобы минимизировать последствия возможного возгорания и выиграть время на эвакуацию людей? В зависимости от типа склада (открытый или закрытый), а также от его специализации (то есть, характера имущества, которое планируется хранить), правила могут отличаться, однако есть принципы, которые необходимо соблюдать при строительстве любой складской недвижимости.
Огнестойкость здания
Степень огнестойкости здания определяется огнестойкостью его строительных конструкций. Этот параметр говорит о том, как долго постройка может противостоять пожару и удерживать распространение огня. Ключевой фактор здесь — это температура, при которой строительные материалы воспламеняются. Так, очень низкой огнестойкостью отличается дерево: оно загорается уже при 150 °С. И наоборот — высокой устойчивостью к огню обладает красный глиняный кирпич, он не горит и может выдерживать температуру до 900 °C до пяти часов.
Также с точки зрения огнестойкости часто допускаются ошибки при тепло- и звукоизоляции складского комплекса. В этой категории существует множество строительных материалов, которые легко воспламеняются под воздействием высоких температур. Например, полимерные утеплители с большим количеством антипиренов при пожаре разрушаются и выделяют горючие газы с ядовитыми продуктами горения. Кроме того, в зависимости от сложности пожара и длительности теплового воздействия даже слабогорючие материалы могут утратить свои свойства. Например, PIR-панели: формально их относят к слабогорючим, но они выдерживают температуру лишь до 140-150°С, тогда как при пожаре температура внутри помещения достигает 800-900 °C.
Чтобы обезопасить склад от быстрого распространения огня при его возникновении, для изоляции необходимо использовать огнестойкие материалы. В частности, ФГБУ ВНИИПО МЧС РОССИИ рекомендуют применять минеральную вату. Допускается использование решений только из минераловатных плит либо комбинированных вариантов (пенополистирольные плиты с подложкой из каменной ваты).
«Каменная вата является не только негорючим, но и огнезащитным материалом. Например, испытания показали, что минеральные волокна жёстких гидрофобизированных плит FT BARRIER D выдерживают температуру более 1000°C и выступают в качестве барьера, буквально блокируя огонь в одном помещении. Задерживая распространение пламени, этот материал дает дополнительное время для спасения людей и имущества. Огнестойкость каменной ваты не утрачивается даже спустя годы использования. Кроме того, этот материал экологичен и в случае пожара не выделяет жара, дыма или горящих капель. Эта особенность снижает вероятность отравления людей токсичными продуктами горения», — рассказывает Андрей Петров, ведущий инженер-проектировщик ROCKWOOL.
Планирование склада
Разделение на зоны, определение мест для стеллажей, выбор корректных расстояний между объектами и ширина проходов — все элементы планировки помещений склада играют роль с точки зрения пожароопасности.
Ключевое правило касается установки стеллажей. Минимальное расстояние между стеллажом и стеной, колонной, а также приборами отопления должно быть не менее 70 см, между стеллажом и перекрытием (фермой или стропилами), а также осветительным прибором — 50 см. В складских помещениях шириной до 30 метров и площадью до 700 кв. м. напротив эвакуационных выходов и дверных проемов должен быть проход шириной не менее 1,5 метра. Если площадь больше 700 кв. м., необходим такой же проход и вдоль помещения склада.
В отдельных случаях расстояния между стеллажами определяются соответствующими технологическими инструкциями. Например, на складе для хранения автошин продольный проход должен быть не менее 1,2 метра шириной, а поперечные проходы напротив дверей — не менее 4,5 м. На складах для хранения хлопка-волокна, шерсти, брезента или мешков все проходы должны иметь ширину не менее 2 метров.
Еще одно важное правило, связанное с зонированием склада, касается разметки. На полу четкими линиями должны быть отмечены места для складирования с учетом продольных и поперечных проходов, эвакуационных выходов и доступа к средствам пожаротушения.
Что обязательно должно быть на каждом складе:
- система пожаротушения и датчики, реагирующие на дым, открытое пламя (актуально для хранилищ горюче-смазочных материалов) или на резкий подъем температуры;
- сигнальная кнопка для оповещения о ЧП;
- средства пожаротушения, пожарный водопровод или щиты;
- аварийное освещение;
- рубильник для экстренного обесточивания;
- система навигации, указывающая путь эвакуации из здания;
- пути эвакуации, облицованные минеральной ватой.
Человеческий фактор
Безусловно, помимо технической защиты склада от последствий возможного возгорания, необходимо прорабатывать и человеческий фактор. Повесить на стену огнетушитель и план эвакуации недостаточно. Согласно законодательству РФ, на любом предприятии должна быть утверждена инструкция о мерах пожарной безопасности, и склад здесь — не исключение.
Чтобы избежать катастрофических последствий, как минимум раз в полгода необходимо проводить инструктаж по обеспечению пожаробезопасности объекта. Новичков можно допускать к работе исключительно после прохождения обучения мерам пожарной безопасности.
Что входит в такой инструктаж?
Во-первых, необходимо прописать правила поведения: сотрудники должны четко понимать, как вести себя на рабочем месте, чтобы не спровоцировать возгорание. Это касается не только курения, но и, например, использования электроприборов. Человек сталкивается с ними каждый день и в каком-то смысле теряет бдительность, поэтому правилам пожарной безопасности при эксплуатации бытовых электроприборoв стоит уделить особое внимание. Это может быть не только проверка знаний, но и специальные наглядные памятки в местах общего пользования.
Во-вторых, в рамках инструктажа необходимо разъяснять сотрудникам их действия при возникновении пожара. Сюда входит и знание плана эвакуации, и вызов пожарных, и умение пользоваться огнетушителем. Быстрая реакция работников склада на мелкое возгорание может спасти не одну жизнь и предотвратить многомиллионный ущерб.
Помимо сугубо практического смысла, противопожарный инструктаж имеет и психологическое значение. Четкий и понятный алгоритм действий на случай пожара позволяет избежать паники среди персонала, а значит — и снизить риски возникновения жертв.
Полной гарантии защиты от огня не может дать никто, однако сократить возможный ущерб от пожара реально. Для этого важно детально просчитывать все возможные риски и не экономить на качестве строительных материалов, а также не допускать халатного отношения к требованиям пожарной безопасности. Ведь последствия могут оказаться куда дороже.
Какая крыша не боится пожара?
Кровельным системам на основе компонентов ROCKROOF и других решений из натуральной каменной ваты ROCKWOOL присвоен наивысший класс пожарной безопасности К0 и пределы огнестойкости от RE15 до RE90. Исследование провели специалисты ВНИИПО МЧС РФ, они подтвердили, что использование таких материалов допустимо на крышах любой площади и без применения дополнительных противопожарных рассечек.
«Современная кровля – это сложная многослойная конструкция, от надежности которой зависит долговечность и сохранность всего сооружения. Заключение ВНИИПО МЧС РФ, которое получила наша продукция, несет практическую пользу для архитекторов и проектировщиков, поскольку упрощает выбор подходящего кровельного решения и ускоряет процесс согласования пожаробезопасности конструкции. Материалы ROCKWOOL официально рекомендованы для использования в зданиях различного функционального назначения», – подчеркнул Григорий Громаков, менеджер по развитию направления «Плоские Кровли» ROCKWOOL Russia.
Согласно статистике, в 70% случаев при пожарах в зданиях происходит возгорание крыши. Из-за применения в устройстве кровли непроверенных материалов, которые легко воспламеняются, при пожаре огонь распространяется стремительно, а его тушение осложняется значительной площадью горения и высокими рисками обрушения здания. Именно поэтому при строительстве так важно обращать внимание на пожаробезопасность используемых материалов.
Классификация строительных конструкций по пожарной опасности четко обозначена «Техническим регламентом о требованиях пожарной безопасности» (федеральный закон от 22 июля 2008 года № 123-ФЗ). Согласно этому документу, все конструкции делятся на четыре класса: К0 (непожароопасные), К1 (малопожароопасные), К2 (умереннопожароопасные) и К3 (пожароопасные). Конструкции класса К0, который был присвоен и решениям ROCKWOOL, считаются самыми надежными с точки зрения противостояния огню. Именно такие решения применяются для возведения зданий первой категории функциональной пожарной опасности – это, например, жилые дома, учреждения для людей со специальными потребностями, для детей дошкольного возраста, а также школы и больницы.
Классификация по уровню огнестойкости также регламентирована федеральным законом №123-ФЗ. Ключевой показатель – это предел огнестойкости материала, который рассчитывается как промежуток времени от начала возгорания до разрушения конструкции. В случае с кровлей речь идет о количестве минут, в течение которых она может сопротивляться огню без обрушения. По результатам проведенных исследований теплоизоляционные решения ROCKWOOL для кровель обладают пределом огнестойкости до RE90. Это значит, что кровельные системы, созданные с применением решений из натуральной каменной ваты ROCKWOOL, могут сопротивляться огню до полутора часов.
Сегодня крупнейшие отечественные девелоперы и застройщики все чаще отдают предпочтения решениям из каменной ваты. Помимо таких преимуществ, как удобство монтажа, качество изоляции и долговечность, этот материал отличается негорючестью, а значит – делает постройку более безопасной.