6Калмыкия - энергетика будущего: взаимосвязь с технологией строительного процесса_
Сангаджиев Мерген Максимович,
кандидат геолого-минералогических наук, доцент, кафедра «Строительство», ФГБОУ ВО «Калмыцкий государственный университет им. Б.Б. Городовикова», smm54724@yandex.ru
Бамбушев Ким Александрович
магистр, кафедра «Строительство», ФГБОУ ВО «Калмыцкий государственный университет им. Б.Б. Городовикова», Kimbambushev@gmail.com
Бадмаев Санал Александрович,
магистр, кафедра «Строительство», ФГБОУ ВО «Калмыцкий государственный университет им. Б.Б. Городовикова», Kimbambushev@gmail.com
Шавартаев Алексей Романович
магистр, кафедра «Строительство», ФГБОУ ВО «Калмыцкий государственный университет им. Б.Б. Городовикова», shavartaev98@mail.ru
Немгиров Бадма Богатырович,
магистр, кафедра «Строительство», ФГБОУ ВО «Калмыцкий государственный университет им. Б.Б. Городовикова», nem-badma@yandex.ru
В последние годы в европейских и других странах стали уделять больше времени на перевод электрической энергии с использованием энергии солнца и ветра. Правительство России стало уделять вниманию развитию малых форм организаций, фермерских хозяйств. Проблемой этих хозяйств и организаций это проблемы получения энергии. В Калмыкии многие чабанские хозяйства в последние годы часто стали использовать солнечные панели и малые ветроустановки для получения энергии. Они стали использовать энергию для очистки воды и использования ее в хозяйственном - бытовом варианте, орошения и мелиорации. Стоимость киловатта энергии в республики все время растет. Темой представленной работы стало возможность строительство и использование энергии солнца и ветра на территории Республики Калмыкия. Было проанализировано современное состояние по возобновляемым источникам энергии, как за рубежом, так и в России, за последние годы. Оценено возможность использования этой энергии для малых форм организаций. Материалами послужил фактические данные, полученные в результате проведений выездов в районы Калмыкии. Проанализирован материал по строительству и эксплуатации малых форм энергетики. Использована гипотеза закона сохранения энергии, она не теряться. Учтены варианты использования энергии биогаза, биомассы. Полученный материал позволит использовать их в выполнение курсовых и квалификационных работ студентам. Для принятия управленческих решений в области энергетики. Ключевые слова: Калмыкия; инсоляция; ветровые нагрузки; солнечные панели; ветрогенераторы; энергия.
Введение. Постановка вопроса исследования.
Темой представленной работы послужили вопросы использования возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в народном хозяйстве Калмыкии. Для решения этих вопросов рассмотрено современное состояние энергетики в республике. Сама республика не вырабатывало энергии до этого. Вся энергия поступало с соседних территорий. Бурной рост строительство и использование ВИЭ энергии в народном хозяйстве начался несколько лет назад. На данное время вся энергия, получаемая на территории Республики Калмыкия (РК) связано с централизованной энергетической системой России. Ответить на вопрос какая из этих энергий прямо поступает в РК почти не возможно.
В работе Дектярева К.С. и соавторов рассмотрены вопросы использования малой автономной солнечной энергетики в Калмыкии его потенциал, опыт и перспективы использования в будущем [1,2]. Особенно уделено вопросам использования
ВЭИ в сельском хозяйстве [3,11]. Отдельно рассмотрены вопросы получения энергии из водорослей с побережья Каспийского моря [12,14].
Проблемы ВИЭ и экологии в общем контексте и в частности рассмотрены в работах Онкаева В. А. с авторами [15]. Использования ВИЭ приводит к снижению выбросов парниковых газов на территории РК, которые возникают за счет деятельности сельскохозяйственных предприятий [16].
ВИЭ огромную роль играют в экономике региона [17]. В частности были использованы для подъема воды из колодцев расположенных в степи [20].
Одним из главных факторов является подбор территорий, на которых должны располагаться солнечные панели и ветрогенераторы, не используя земли пригодные для растениеводства [13]. Отдельным фактором является использования солнечных панелей в заповедных зонах, где закон тишины является важнейшим фактором для животных и птиц, фото 2 [10]. Частые пожары в летнее время образуют широкий фронт, который проходит через системы каналов и дорог. Авторами был рассмотрен вариант автоматизированного тушения пожаров с использованием технической воды с каналов и других водоемов. Тут используются солнечные модули [7]. В заповедниках стали использовать планшеты, т.е. маленькие по размеру, но достаточные по емкости приемники энергии, которые питают видео регистраторы.
Использования солнечных панелей и ветрогенераторов, особенности их конструкции требует техническое обслуживание. Особенно негативным является фактор пыли, который попадает на поверхности панелей и ложиться тонким слоем. Также пыль попадает на лопасти ветрогенераторов [5,6].
Солнечные модули по конструкции отличаются, своей площадью, мощностью и другими параметрами, некоторые вопросы которые рассмотрены в работах студентов [9]. Использование солнечных панелей в виде кровель при строительстве гражданских зданий рассмотрено в работе Панченко В.А. с соавторами [8].
Главным индикатором работоспособности ВИЭ является климатическая характеристика региона, которая очень разнообразна, а иногда и не прогнозируема [4,18,19].
На основание выше сказанного можно констатировать, часть вопросов по использованию ВИЭ уже исследовано, много вопросов еще остается открытыми и не исследованными. В частности вопросы хранения полученной энергии, использование современных аккумуляторов или других источников по хранению и передачи энергии.
По ветрогенератарам возникает вопросы замены лопастей, их ремонта, хранения и утилизации. Это требует дополнительных финансовых вливаний. На данное время эти вопросы не решены.
Все поверхностные воды в республики покрыты водорослями, энергию которых почти не исследовано в республике. Также в республике насчитывается более 3 млн. голов скота, навоз который ранее использовался как топливо. Вопросы использования биогаза наиболее актуальны, нужны толь малые установки, которые можно смонтировать на малых предприятиях. Что позволит создать дополнительные рабочие места.
Основная часть.
В последние годы Правительством Российской Федерации и Президентом была поставлена задача по переходу углеродной нейтральности. Это позволит обеспечить людей чистыми и надежными источниками энергии. Вопросы чистой энергетики в последние годы стали наиболее актуальными и востребованными. Это связано
с климатическими процессами и проблемами глобального потепления на Земле. Многие страны уже заявили о переходе к углеродной нейтральности, что повысит уровень экологической безопасности, будет способствовать новым высокотехнологическим рабочим местам. На данное время активно ведутся работы по использованию энергии ветра и солнца. Калмыкия богата этими ресурсами, фото 1.
Фото 1. Ветрогенераторы в Целинном районе Республики Калмыкии, фото Сангаджиева М.М.
Энергии получаемая на этих ветрогенараторах передается в централизованную систему, в частности в Ростовскую область. Для борьбы с птицами на установках устроены звуковые генераторы, имитирующие звуки хищных птиц, например орлов, ворон и т.д. Ось ветрогенератора вращается по направлению скоростей ветра. Это позволяет наиболее экономично использовать энергию ветра.
В частности солнечных дней на территории Республики наблюдаются более 250 дней в году, поэтому процессы инсоляции отличные. Ветра дующие позволят эксплуатировать ветрогенераторы. В частности на высоте 50-70 м от земли скорости ветра больше 20 м/с., а на высоте до 5 м достигает 4-5 м/с., фото 1.
В последние годы стали использовать солнечные панели для освещения зон отдыха, использования на дорогах и т.д.
В частности нами рассматривался вариант строительства малых передвижных очистных сооружения, например работающие на принципе обратного осмоса для очистки водопроводной воды в микрорайонах города.
Это позволит проводить почти безотходную систему очистки водопроводной воды прямо у «подъезда». А так процесс очистки происходит на специальных очистных сооружениях расположенные в пригороде. Что только стоит транспортировка это воды в обе стороны.
Фото 2. Использование солнечных панелей на кордонах, заповедник Черные Земли Яшкулский район, Республика Калмыкия, фото Сангаджиева М.М.
Фото 3. Использование солнечных панели в зонах отдыха детей, фото Сангаджиев М.М., парк Дружба в г.Элиста, Республика Калмыкия
Поэтому государство поддерживает строительство возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Разработана программа «Чистая энергетика», которая позволит в разы увеличить использования вИэ. В частности в 2021 году в России введено 1400 МВт солнечных и ветровых электростанций. Это в 1,5 раза увеличило мощность этих источников по сравнению с 2020 годом. К 2024 году мощность увеличиться до 4000 МВт.
Заключение
На территории республики много кварцевого песка (оксид кремния), его можно использовать для изготовления кремневых пластинок Они применяются в изготовлении солнечных панелей. Это новые рабочие места.
Выводы
Энергии на территории Республики Калмыкии много, сколько реально можно получить не кто не считал. Инвентаризация поможет оценить возможность получения дополнительной энергии.
Литература
1. Дегтярев, К.С., Панченко, В.А., Сангаджиев, М.М., Манджиева, Т.В., Эрдниева, Г.Е. Развитие малой автономной солнечной энергетики в Республике Калмыкия. // В Журнале Геология, география и глобальная энергия 2017. № 3 (66) С. 161-173.
2. Дегтярев, К.С., Сангаджиев, М.М., Манждиева, Т.В. Энергетика на возобновляемых источниках в Республики Калмыкия: потенциал, опыт и перспективы / монография [Текст] / К.С. Дегтярев, М.М. Сангаджиев, Т.В. Манджиева. - Элиста: Изд-во Калм. ун-та, 2020. - 140 с.: ил. - ISBN 978-5-91458-346-7.
3. Дегтярев, К. С., Соловьев, А. А., Соловьев, Д. А. Новые возможности автономного энергоснабжения на основе ВИЭ в сельских районах России // Академия энергетики. - 2016. № 4 (72). С. 40-45.
4. Климатическая база данных, http://ru.climate-data.org/region/686/ (дата посещения - 25.01.2022).
5. Панченко, В.А. Солнечные модули Федерального научного агроинженерного центра ВИМ различных типов и конструкций для автономного энергоснабжения // Экологическая, промышленная и энергетическая безопасность - 2017: сборник статей научно-практической конференции с международным участием "Экологическая, промышленная и энергетическая безопасность - 2017" (11 - 15 сентября 2017 г.) - Севастополь: СевГУ, 2017. C. 1030 - 1033.
6. Панченко, В.А., Сангаджиев, М.М., Дегтярев, К.С. Влияние пыли и песка на возобновляемые источники энергии в Калмыкии // Инновации в сельском хозяйстве. 2017. № 1 (22). С. 176-183.
7. Панченко, В.А., Дегтярев, К.С., Сангаджиев, М.М., Манджиева, Т.В. Использование солнечных модулей при чрезвычайных ситуациях // Безопасность в условиях глобализации мира, Национальная науч. конф. (2019; Элиста). Национальная научная конференция «Безопасность в условиях глобализации мира», 19-20 декабря 2019 г. [Текст]: [посвящ. 75-летию со дня рождения первого президента КалмГУ, проф. Г.М. Борликова: материалы] / редкол.: Б.К. Салаев, В.А. Эвиев [и др.]. - Элиста: Изд-во Калм ун-та, 2019. - 330 с. С. 176-180.
8. Панченко, В.А., Эрдниева, Г.Е., Сангаджиев, М.М. Перспективы использования кровельных и фасадных солнечных модулей при строительстве современной школы
на 1000 мест в г.Элиста. // «Недра Калмыкии», VIII регион. студ. науч.-практ. конф. (2018; Элиста). VIII региональная студенческая научно-практическая конференция «Недра Калмыкии», 29 марта 2018 г. [Текст]: материалы / редкол.: С.С. Кумеев, В.А. Эвиев [и др.]. - Элиста: Изд-во Калм. ун-та, 2018. - 96 с.: ил. С. 76-80.
9. Принс Малово, Гучинова, Т.В., Манджиева, Т.В., Панченко, В.А. Перспективные области использования солнечных модулей различной конструкции в сельском хозяйстве Калмыкии // Инновации в сельском хозяйстве. Теоретический и научно-практический журнал, 2018. № 4 (25). С. 102-107.
10. Битяева, Г.Е., Сангаджиев, М. М. Использование солнечных модулей в заповедных зонах Калмыкии // Окружающая среда и энерговедение. 2020. № 4 (8). С. 1523.
11. Сангаджиев, М.М., Дегтярев, К.С., Муджикова А.А. Восточный склон Ергеней: возможность использования для получения нетрадиционных источников энергии (Калмыкия) // Новая наука: Стратегии и векторы развития: Международная научное практическое издание по итогам Международной научно-практической конференции (19 января 2016 г., г.Ижевск). / в 3 ч. Ч.З-Стерлитамак: РИЦ АМИ, 2016. - 171 с., С.24-30.
12. Сангаджиев, М.М., Дегтярев, К.С., Дорджиев, А.Г., Панченко, В.А., Дорджиев, А.А. Особенности климата прибрежной зоны Каспийского моря в Лаганском районе Республика Калмыкия // Астраханский вестник экологического образования. 2019. № 3 (51). С. 53-62.
13. Сангаджиев, М.М., Кикеев, Н.М., Муджикова, А.А. Использования высотных точек рельефа степной Калмыкии для получения возобновляемых источников энергии // Материалы международной научно-практической конференции «Вопросы образования и науки», Россия, г. Тамбов, 31 декабря 2015г. В сборнике Научный альманах, 2015.-№ 12-2(14) - 517с., С. 503-507. ISSN 2411-7609. D0I:10.17117/na.2015.12.02 http://ucom.ru/doc/na.2015.12.02.pdf.
14. Сангаджиев, М.М., Манджиева, А.В., Дегтярев, К.С. Каспий, Калмыкия: возможность использования малой энергетики // Материалы Международного форума «Каспий-море дружбы и надежд», посвященного 85-летию Дагестанского государственного университета (г. Махачкала, 11-15 октября 2016 г.) - Махачкала: Типография ИП, РД 2016-363 с., С.321-324.
15. Сангаджиев, М.М., Муджиков, Н.Л., Сангаджиева, С.А., Цатхлангова, Э.А., Он-каев, А.В. Возобновляемые источники энергии: экологические проблемы и пути их решений в Калмыкии // Инновации и инвестиции. 2019. № 12. С. 270-275.
16. Сангаджиев, М.М., Мукарамов, Н.Б., Мельник, К.В. Возобновляемые источники энергии - фактор снижения выбросов парниковых газов // В сборнике: Прорывные научные исследования как двигатель науки. Сборник статей по итогам Международной научно-практической конференции: в 3 частях. Общество с ограниченной ответственностью «Агентство международных исследований», (Уфа).2017. С. 45-49.
17. Сангаджиев, М.М., Стаселько, Е.А., Бембиева, Л.М., Наранова, М.В., Мельник, К.В. Экономический и геолого - географический аспект использования возобновляемых видов энергии в Республике Калмыкия. Инновации и инвестиции, научно аналитический журнал. Москва, 2018. № 2. С.125-129.
18. Сангаджиев, М.М., Эрдниева, Г.Е., Эрдниев, О.В., Лиджиева, Н.С., Манджиева, А.И. Анализ климатических особенностей в Республике Калмыкия, Россия. // Open science 2.0: collection of scientific articles. Vol.3. Raleigh, North Carolina, USA: Open Science Publishing, 2017. - pp. 98-106.
19. Ташнивова, А.А. Анализ изменения основных климатических показателей в Республике Калмыкия за 2020 год. // Вестник Института комплексных исследований аридных территорий. Элиста № 2 (41). 2020. С. 25-30.
20. Эрдниева, Г.Е., Дегтярев, К.С., Сангаджиев, М.М., Панченко, В.А. Обоснование использования солнечных модулей для подъема воды из скважин и колодцев на животноводческих стоянках в Калмыкии // Инновации в сельском хозяйстве. Теоретический и научно-практический журнал, 2017. № 4 (25). С. 117 - 122.
Kalmykia - the energy of the future: the relationship with the technology of the construction process Sangadzhiev M.M., Bambushev K.A., Badmaev S.A., Shavartaev A.R., Nemgirov B.B.
Kalmyk State University. B.B. Gorodovikov
In recent years, European and other countries have begun to devote more time to the transfer of electrical energy using solar and wind energy. The Russian government began to pay attention to the development of small forms of organizations, farms. The problem of these farms and organizations is the problem of obtaining energy. In Kalmykia, many shepherds in recent years have often begun to use solar panels and small wind turbines to generate energy. They began to use energy for water purification and its use in the economic - household version, irrigation and melioration. The cost of a kilowatt of energy in the republic is growing all the time. The topic of the presented work was the possibility of building and using solar and wind energy on the territory of the Republic of Kalmykia. The current state of renewable energy sources, both abroad and in Russia, was analyzed in recent years. The possibility of using this energy for small forms of organizations is assessed. The materials were the actual data obtained as a result of field trips to the regions of Kalmykia. The material on the construction and operation of small forms of energy is analyzed. The hypothesis of the law of conservation of energy is used, it is not lost. Options for using the energy of biogas, biomass are taken into account. The resulting material will allow students to use them in the implementation of term papers and qualifying papers. For making managerial decisions in the field of energy.
Keywords: Kalmykia; insolation; wind loads; solar panels; wind generators; energy. References
1. Degtyarev, K.S., Panchenko, V.A., Sangadzhiev, M.M., Mandzhieva, T.V., Erdnieva, G.E. Development of small autonomous solar energy in the Republic of Kalmykia. // In the Journal of Geology, Geography and Global Energy
2017. No. 3 (66) P. 161-173.
2. Degtyarev, K.S., Sangadzhiev, M.M., Manzhdieva, T.V. Energy on renewable sources in the Republic of Kalmykia: potential, experience and prospects / monograph [Text] / K.S. Degtyarev, M.M. Sangadzhiev, T.V. Mandzhiev. - Elista: Kalm Publishing House. un-ta, 2020. - 140 p.: ill. - ISBN 978-5-91458-346-7.
3. Degtyarev, K. S., Soloviev, A. A., Soloviev, D. A. New opportunities for autonomous energy supply based on renewable energy sources in rural areas of Russia // Academy of Energy. - 2016. No. 4 (72). pp. 40-45.
4. Climate database, http://ru.climate-data.org/region/686/ (date of visit - 01/25/2022).
5. Panchenko, V.A. Solar modules of the Federal Scientific Agroengineering Center VIM of various types and designs for autonomous power supply // Ecological, industrial and energy security - 2017: collection of articles of the scientific and practical conference with international participation "Environmental, industrial and energy security - 2017" (September 11 - 15, 2017) d.) - Sevastopol: SevGU, 2017. C. 1030 - 1033.
6. Panchenko, V.A., Sangadzhiev, M.M., Degtyarev, K.S. Influence of dust and sand on renewable energy sources in Kalmykia // Innovations in agriculture. 2017. No. 1 (22). pp. 176-183.
7. Panchenko, V.A., Degtyarev, K.S., Sangadzhiev, M.M., Mandzhieva, T.V. The use of solar modules in emergency situations // Security in the conditions of globalization of the world, Natsionalnaya nauch. conf. (2019; Elista). National Scientific Conference "Security in a Globalized World", December 19-20, 2019 [Text]: [dedicated. 75th anniversary of the birth of the first president of KalmSU, prof. G.M. Borlikov: materials] / editorial board: B.K. Salaev, V.A. Eviev [i dr.]. - Elista: Publishing House of Calm University, 2019. - 330 p. pp. 176-180.
8. Panchenko, V.A., Erdnieva, G.E., Sangadzhiev, M.M. Prospects for the use of roofing and facade solar modules in the construction of a modern school for 1000 places in Elista. // "Nedra of Kalmykia", VIII region. stud. scientific-practical. conf. (2018; Elista). VIII Regional Student Scientific and Practical Conference "Nedra of Kalmykia", March 29, 2018 [Text]: materials / editorial board: S.S. Kumeev, V.A. Eviev [i dr.]. - Elista: Kalm Publishing House. un-ta,
2018. - 96 p.: ill. pp. 76-80.
9. Prince Malovo, Guchinova, T.V., Mandzhieva, T.V., Panchenko, V.A. Perspective areas for the use of solar modules of various designs in the agriculture of Kalmykia // Innovations in agriculture. Theoretical and scientific-practical journal, 2018. No. 4 (25). pp. 102-107.
10. Bityaeva, G.E., Sangadzhiev, M.M. Use of solar modules in protected areas of Kalmykia // Environment and energy science. 2020. No. 4 (8). pp. 15-23.
11. Sangadzhiev, M.M., Degtyarev, K.S., Mudzhikova A.A. The Eastern Slope of Ergenei: the possibility of using non-traditional energy sources (Kalmykia) // New Science: Strategies and development vectors: International scientific practical edition following the results of the International Scientific and Practical Conference (January 19, 2016, Izhevsk). / in 3 hours. Part 3-Sterlitamak: RIC AMI, 2016. - 171 p., P. 24-30.
12. Sangadzhiev, M.M., Degtyarev, K.S., Dordzhiev, A.G., Panchenko, V.A., Dordzhiev, A.A. Features of the climate of the coastal zone of the Caspian Sea in the Lagansk region of the Republic of Kalmykia // Astrakhan Bulletin of Ecological Education. 2019. No. 3 (51). pp. 53-62.
13. Sangadzhiev, M.M., Kikeev, N.M., Mudzhikova, A.A. Use of high-altitude relief points of the steppe Kalmykia for obtaining renewable energy sources // Proceedings of the international scientific-practical conference "Issues of education and science", Russia, Tambov, December 31, 2015. In the collection Scientific almanac, 2015. - No. 12-2 (14) - 517 p., S. 503-507. ISSN 2411-7609. D0I:10.17117/na.2015.12.02 http://ucom.ru/doc/na.2015.12.02.pdf.
14. Sangadzhiev, M.M., Mandzhieva, A.V., Degtyarev, K.S. Caspian, Kalmykia: the possibility of using small-scale energy // Materials of the International Forum "Caspian Sea of Friendship and Hope", dedicated to the 85th anniversary of the Dagestan State University (Makhachkala, October 11-15, 2016) - Makhachkala: IP Printing House, RD 2016 -363 pp., pp. 321-324.
15. Sangadzhiev, M.M., Mudzhikov, N.L., Sangadzhieva, S.A., Tsathlangova, E.A., Onkaev, A.V. Renewable energy sources: environmental problems and ways to solve them in Kalmykia // Innovations and investments. 2019. No. 12. S. 270-275.
16. Sangadzhiev, M.M., Mukaramov, N.B., Melnik, K.V. Renewable energy sources - a factor in reducing greenhouse gas emissions // In the collection: Breakthrough scientific research as a science engine. Collection of articles on the results of the International Scientific and Practical Conference: in 3 parts. Limited Liability Company "International Research Agency", (Ufa).2017. pp. 45-49.
17. Sangadzhiev, M.M., Staselko, E.A., Bambieva, L.M., Naranova, M.V., Melnik, K.V. Economic and geolo th -the geographical aspect of the use of renewable energy in the Republic of Kalmykia. Innovations and investments, scientific and analytical journal. Moscow, 2018. No. 2. P. 125-129.
18. Sangadzhiev, M.M., Erdnieva, G.E., Erdniev, O.V., Lidzhieva, N.S., Mandzhieva, A.I. Analysis of climatic features in the Republic of Kalmykia, Russia. // Open science 2.0: collection of scientific articles. Vol.3. Raleigh, North Carolina, USA: Open Science Publishing, 2017. - pp. 98-106.
19. Tashnivova A.A. Analysis of changes in the main climatic indicators in the Republic of Kalmykia for 2020. // Bulletin of the Institute for Complex Research of Arid Territories. Elista No. 2 (41). 2020. S. 25-30.
20. Erdnieva, G.E., Degtyarev, K.S., Sangadzhiev, M.M., Panchenko, V.A. Justification of the use of solar modules for lifting water from wells and wells at livestock camps in Kalmykia // Innovations in agriculture. Theoretical and scientific-practical journal, 2017. No. 4 (25). pp. 117 - 122.
