11Техногенная безопасность на возобновляемых источниках энергии в Калмыкии
Сангаджиев Мерген Максимович
доцент, кандидат геолого-минералогических наук, кафедра строительства, ФГБОУ ВО «Калмыцкий государственный университет им. Б.Б. Городовикова», smm54724@yandex.ru
Онкаев Адик Викторович
аспирант кафедра водное хозяйство, инженерные сети и защита окружающей среды Южно-Российского государственного политехнического университета, onkaev.adik08@yandex.ru
Онкаев Виктор Аджиевич
кандидат технических наук, доцент кафедры строительства, ФГБОУ ВО «Калмыцкий государственный университет им. Б.Б. Городовикова», vik.onkaev@yandex.ru
Сангаджиева Саглара Александровна
доцент, кандидат биологических, кафедра природообустройства и охраны окружающей среды, ФГБОУ ВО «Калмыцкий государственный университет им. Б.Б. Городовикова», s.saglara@mail.ru
Сангаджиев Санал Борисович
магистрант, кафедра строительства, ФГБОУ ВО «Калмыцкий государственный университет им. Б.Б. Городовикова», sangajiev.s@yandex.ru
Территория Республики Калмыкия находится в сложной климатической зоне. Пустыни, суховеи и сильные ветра приносят для человека и животных много сложностей. Количество солнечной энергии на единицу площади позволяет строить на территории республики солнечные системы, панели, а сильные ветра, дующие почти все время благоприятны для установки ветрогенераторов. Сотрудники и студенты университета уже более десяти лет занимаются проблемами возобновляемых источников энергии на территории Калмыкии. Целью представленной работы это рассмотрения вопроса техногенной безопасности, их капитальный ремонт и хранение отработанных частей ветрогенераторов и солнечных панелей. Калмыкия сама не имеет источников для получения энергии. В основном энергия передается со Ставропольского края и Ростовской области. Вариант строительства атомной электростанции не приемлем в связи с нехваткой водных ресурсов для охлаждения генераторов. Для решения этих вопросов были проведены серии экспедиционных выездов в районы республики, где обследованы геолого-географические и климатические характеристики региона. Установка возобновляемых источников энергии требует дополнительные затраты на обслуживание и ремонт систем. В частности строительство птицезащитных устройств и его автоматического контроля с использования современных навигационных и Интернет ресурсов. Было обследована береговая линия Каспийского моря, проходящая по территории Калмыкии. Отмечено много водорослей, которые достигают в ширине несколько километров. Их также можно использовать для получения энергии для ближайших населенных пунктов. Представленные данные позволят студентам и научным сотрудникам использовать результаты исследования для написания выпускных квалификационных работ. А заинтересованным министерствам и ведомствам использовать результаты в своих отчетах и ежегодных докладах о состояния окружающей среды и энергетики в Калмыкии.
Ключевые слова: ветрогенераторы, солнечные панели, энергия, территория, Калмыкия, ландшафт, поверхностные воды, пустыни, суховеи, климат.
Введение, цели и задачи исследования. В республике Калмыкия электрическую энергию не получают. В советское время была идея строительства атомной энергетической станции. Но от нее отказались в связи с нехваткой воды для охлаждения генераторов. Через территорию республики проходят федеральные и международные линии электропередач. В частности проходит высоковольтная линия 25-30 квт для подачи энергии в Азербайджан, Иран.
ЭКОНОМИКА СТРОИТЕЛЬСТВА / 125
В последние годы стали строить системы для получения энергии от солнца. Это связано с тем, что территория Калмыкии хорошо освещается солнцем. Процесс инсоляции благоприятен. Количество солнечных дней в год достигает до 280-300 дней.
Сильные ветра, дующие со скоростью более 20м/с, что позволило построить систему ветрогенераторов, фото 1,2. На картосхеме показаны скорости ветров в летнее время, рис.1.
Цель представленной работы рассмотрение вопроса техногенной безопасности при строительстве, эксплуатации (ВИЭ) в Калмыкии. Также рассмотрен вопрос возможности технического обслуживания, ремонта и утилизации (захоронения) отработанных частей ВЭИ.
Материалы и методы исследования. Основным методом был принят метод натурных исследования. Материалом послужил данные, полученные в период проведения экспедиций в районы Калмыкии [10,11]. На фото 1 и 2 показан ветрогенераторы построенные не далеко от поселка Троицкий, район окрестности г.Элиста, Республика Калмыкии. Энергия ветра и ее возможность использовать в сельском хозяйстве республики были нами рассмотрены ранее [2,8,9]. На данное время построено 48 ветряков с птицезащит-ными устройствами изолирующего типа. Программа по оборудованию электросетей птицезащитными устройствами в республики реализуется с 2012 года.
На ветрогенераторах установлены шумовые установки, эмитирующие крики ворон, сорок, разных видов орлов. Эти установки вращаются вокруг своей оси. Все это связано с тем, что птицы попадает в лопасти ветряков. Иногда совместно работает музыка, радио делающий эффект присутствия человека.
В районе п. Цаган Аман ранее был построен такой же парк ветряков. Разница в том, что эти ветряки были закуплены в Чехии, где у них истек срок эксплуатации, они на данное время они функционирует [3,4].
Фото 1. Действующая система ветряков, Фото Сангаджиева М.М.
Система солнечных панелей построена в Малодербетовском, Целинном и Яш-кульском районах республики.
Тут также возникает проблема с птицами, осадками, снегом, дождем. Они приводят к снижению получения энергии солнца. Коэффициент инсоляции уменьшается.
Надо отметить, что вся энергия, получаемая от выше названных систем, поступает, в единую энергосеть России. Калмыкия от этого не чего не получает [1].
Ниже представлена усредненная картосхема скоростей ветра полученная по данным наблюдений, в частности это середина лета, рис 1.
Фото 2. Система птицезащитной сигнализации, Троицкое. Фото Сангаджиева М.М.
Эти данные можно использовать при выборе мест заложения возобновляемых источников энергии (ВИЭ).
В республики более 20% от всей территории это пустыни и полупустыни. Нами были рассмотрены вопросы установки солнечных панелей в этих зонах. Также тут дуют сильные ветра, скорость достигает до 30 м/с и выше. Возникает проблема обслуживания этих устройств в сложных климатических условиях. В частности пыль, частицы песка попадают на движущие органы ветряков и уменьшают срок их эксплуатации. Нужно чаще проводить профилактические работы и ремонт [5]. Другая проблема- утилизация отработанных винтов и других устройств от ветряков.
Солнечные панели покрываются тонким слоем пыли и песка, нужно своевременно следить за ними с использованием разных порошков для мытья поверхности панелей.
Среднее потребление электроэнергии на одного человека по нормативам в Калмыкии составляет 90-95 кВт/час в месяц с средней ценой 4-5 руб/кВч. Многие населенные пункты на территории республики составляют 100-200 чел, есть села, где проживают несколько семей [6]. Действующие ранее линии электропередач не действуют, а строительство новой очень дорого, для справки 1 км строит более 2млн рублей. У государства нет денег, граждане которые тут проживают в основном пенсионеры. Стоимость подключения к сети ЛЭП составляет более 10 тысяч (в Москве до 50-60 тыс. рублей) [7].
Для решения практических вопросов были предложены места установки массовых источников ВЭИ. На фермерских хозяйствах, частном секторе проблема с выбором мест свободно решается хозяином. Для решения проблемы электроэнергии были предложены варианты установки солнечных панелей на чабанских стоянках и фермерских хозяйств. Такие же системы рекомендовано для установки в малых населенных пунктах, для откачки воды со скважин и колодцев. Также в полевых условиях используя систему очистки (обратный осмос) очищать воду от примесей солей.
Солнечные панели легче в обслуживание. Ветряки же требуют работу высотников монтажников, да и запасные части очень громоздкие. Высота ветряков составляет 5070 метров.
В заключение можно резюмировать, что установка ВИЭ на территории Калмыкии в основном он рентабелен для фермерских хозяйств, чабанских стоянках и на территории малых населенных пунктов.
Целесообразно устанавливать систему виде наблюдения за установками с способностью передачи информации в режиме реального времени.
Литература
1. Дегтярёв, К. С., Кошкин, С. П., Сангаджиев, М. М. Экономические и социально-географические аспекты развития возобновляемой энергетики в Республике Калмыкия // Энергетик. - 2016. № 8. - С. 32-36.
2. 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.
3. 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.
4. 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.
5. 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.
6. Сангаджиев, М.М., Гордаева, К.Н., Берикова, Б.В., Хараева, Э.В., Лаглаева, Г.Э. Возможность использования ландшафтных территорий для получения дополнительной энергии в регионе (на примере Республики Калмыкия). // Журнал Инновации в сельском хозяйстве. Издательство Всероссийского института электрификации сельского хозяйства (Москва). Выпуск №1 (16) / 2016. - С.246-251.
7. Сангаджиев, М.М., Дегтярев, К.С., Гордаева, К.Н. Ветровые нагрузки на территории Калмыкии и возможности использования ветровой энергии в сельском хозяйстве. // В журнале Всероссийского научно-исследовательского института электрификации сельского хозяйства. Выпуск №2 (12) / 2015. - С.189-194.
8. 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. P. 98-106.
ЭКОНОМИКА СТРОИТЕЛЬСТВА / 129
9. Титкова, Т.Б. Изменения климата полупустынь Прикаспия и Тургая в XX веке/ Т.Б. Титкова// Известия РАН, Серия геогр., 2003. - №1. - С. 106-117.
10. Экспедиция в Черноземельский район 2017 лето // https://youtu.be/O_HbiROOpEM (03.02.2023).
11.2 я Экспедиция в Черноземельский район, ч 2 п Адык 2017. // https://youtu.be/RmarvT19rVA (03.02.2023).
Technogenic safety on renewable energy sources in Kalmykia
Sangadzhiev M.M., Onkaev A.V., Onkaev V.A., Sangadzhieva S.A., Sangadzhiev S.B.
Kalmyk State University named after V.I. B.B. Gorodovikov, South Russian State Polytechnic University
The territory of the Republic of Kalmykia is located in a difficult climatic zone. Deserts, dry winds and strong winds bring many difficulties for humans and animals. The amount of solar energy per unit area makes it possible to build solar panels on the territory of the republic, and strong winds blowing almost all the time are favorable for the installation of wind turbines. Employees and students of the university have been dealing with the problems of renewable energy sources in Kalmykia for more than ten years. The purpose of the presented work is to consider the issue of technogenic safety, their overhaul and storage of used parts of wind turbines and solar panels. Kalmykia itself has no sources for energy. Basically, energy is transmitted from the Stavropol Territory and the Rostov Region. The option of building a nuclear power plant is not acceptable due to the lack of water resources to cool the generators. To address these issues, a series of expedition trips to the regions of the republic were carried out, where the geological, geographical and climatic characteristics of the region were examined. Installation of renewable energy sources requires additional costs for maintenance and repair of systems. In particular, the construction of bird protection devices and its automatic control using modern navigation and Internet resources. The coastline of the Caspian Sea, passing through the territory of Kalmykia, was surveyed. Many algae have been noted, which reach a width of several kilometers. They can also be used to generate energy for nearby communities. The presented data will allow students and researchers to use the results of the study to write their final theses. And interested ministries and departments should use the results in their reports and annual reports on the state of the environment and energy in Kalmykia.
Keywords: wind turbines, solar panels, energy, territory, Kalmykia, landscape, surface waters, deserts, dry winds, climate.
References
1. Degtyarev, K. S., Koshkin, S. P., Sangadzhiev, M. M. Economic and socio-geographic aspects of the development of renewable energy in the Republic of Kalmykia // Energetik. - 2016. No. 8. - S. 32-36.
2. 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.
3. 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.
4. 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). — P. 40-45.
5. Panchenko, V.A., Sangadzhiev, M.M., Degtyarev, K.S. Impact of dust and sand on renewable energy sources in Kalmykia. // Innovations in agriculture. 2017. No. 1 (22). - S. 176-183.
6. Sangadzhiev, M.M., Gordaeva, K.N., Berikova, B.V., Kharaeva, E.V., Laglaeva, G.E. The possibility of using landscape areas to obtain additional energy in the region (on the example of the Republic of Kalmykia). // Magazine Innovations in agriculture. Publishing House of the All-Russian Institute of Electrification of Agriculture (Moscow). Issue No. 1 (16) / 2016. - P.246-251.
7. Sangadzhiev, M.M., Degtyarev, K.S., Gordaeva, K.N. Wind loads on the territory of Kalmykia and the possibility of using wind energy in agriculture. // In the journal of the All-Russian Research Institute of Electrification of Agriculture. Issue No. 2 (12) / 2015. - P.189-194.
8. 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. P. 98-106.
9. Titkova, T.B. Changes in the climate of the semi-deserts of the Caspian Sea and Turgay in the XX century / T.B. Titkova// Izvestiya RAN, Geogr. Series, 2003. - No. 1. - S. 106-117.
10. Expedition to the Chernozemelsky region 2017 summer // https://youtu.be/O_HbiROOpEM (02/03/2023).
11. 2nd Expedition to the Chernozemelsky region, part 2 p Adyk 2017. // https://youtu.be/RmarvT19rVA (02/03/2023).
