CC BY
14Возобновляемые источники энергии
как фактор развития национальной экономики
и безопасность жизнедеятельности (Республики Калмыкия)
о см о см
о ш т
X
3
<
т О X X
Онкаев Виктор Аджиевич,
доцент, кандидат технических наук, кафедра строительства инженерно-технологического факультета, ФГбОу ВО «Калмыцкий государственный университет им. Б.Б. Городовикова», [email protected]
Хулхачиева Светлана Дмитриевна,
старший преподаватель, кафедра агроинженерия инженерно-технологического факультета, ФГБОУ ВО «Калмыцкий государственный университет им. Б.Б. Городовикова», [email protected]
Онкаев Адик Викторович,
магистрант, кафедра строительства инженерно-технологического факультета ФГБОУ ВО «Калмыцкий государственный университет им. Б.Б. Городовикова», [email protected]
Хараев Бадма Вадимович,
студент, ФГБОУ ВО «Калмыцкий государственный университет им. Б.Б. Городовикова», [email protected],
Лиджиев Эрдни Зулаевич,
магистрант, кафедра строительства инженерно-технологического факультета, ФГБОУ ВО «Калмыцкий государственный университет им. Б.Б. Городовикова», [email protected]
Целью представленной работы была поставлена задача экономической и экологической оценки территории Республики Калмыкия при использовании возобновляемых источников энергии. Сложные климатические характеристики на территории Республики Калмыкия, с одной стороны, несут негативную нагрузку на общественный строй, особенно в ее экономико-экологической составляющей. А с другой стороны мы видим позитив в случае использования природных явлений для получения дополнительной энергии. Кроме энергии солнца и ветра большим потенциалом может послужить энергия, получаемая за счет использования биогазового топлива и водорослей. Это связано с тем, что в республике насчитывается более 1 млн скота, навоз которого раньше использовали как топливо (кизяки), а в связи с переходом на газ он не используется. Также на береговой линии Каспийского моря огромное количество водорослей, такая же картина наблюдается во внутренних водоемах республики. Идет интенсивно процесс эвтрофикации. Полученные данные по использованию дополнительной энергии снизит затраты на энергоносители, которые в свою очередь приводят к снижению себестоимости товарной продукции. В частности это стоимость мясной и молочной продукции. В работе использованы материалы, полученные в период прохождения практических занятий и экспедиционных маршрутов по территории Калмыкии. Основной гипотезой была принята система получения энергии от одного источника для другого. Энергия нигде не теряется, она только изменяет свою форму существования. Полученные результаты кроме экономических положительных результатов снизят нагрузку на экологию региона. В частности использования автономных водоочистительных установок на чабанских и фермерских стоянках, малых населенных пунктах повысят качество питьевого водоснабжения с уменьшением заболеваемости, связанных с некачественной водой.
Ключевые слова: энергия солнца, ветра; экономический и экологический потенциал региона; Калмыкия; эвтрофикация; заболеваемость; каменные болезни.
Введение. Климатические ресурсы на территории Республики Калмыкия (РК) богаты солнечной энергией,
сильными ветрами [1,15]. О влиянии и взаимодействии климата на жизнь было много изданий, как в литературных источниках, так и на сайтах Интернет ресурсов [2]. Некоторые вопросы взаимодействия ветровых и солнечных параметров в зависимости от природно-климатических зон была исследована студентами и сотрудниками инженерно-технологического факультета Калмыцкого государственного университета [3,19]. Отдельно были рассмотрены вопросы инженерно-геологического районирования на исследуемой территории, результаты которого можно использовать для выбора мест расположения ветровых электрогенараторов, полей солнечных панелей (по аналогии с полями, построенными в Европе и Америки) [19,20].
Сложные климатические условия, сильные ветра с песком и суховеями, с одной стороны, дают возможность использовать эти параметры для получения возобновляемых источников энергии (ВИЭ), но с другой стороны, эти влияния сказываются на здоровье населения, запыленность территории, загрязнения поверхностного слоя солнечных панелей, уменьшения срока эксплуатации ветрогенераторов и другой дополнительной техники [18]. Появление своеобразного Сахельского пояса, деградация почвенного слоя, миграция барханов и т.д. также неблагоприятно сказывается на работоспособности всех перечисленных выше агрегатов и узлов [12,16,17].
Сотрудниками инженерно-технологического факультета были проведены исследования по использованию солнечных модулей на отдаленных чабанских стоянках (Черноземельский район, Адыкское СМО). Работы были проведены совместно с центром Всесоюзный институт механизации (ВИМ) и географическим факультетом МГУ, в частности с лабораторией возобновляемые источники энергии. Отдельно проведен анализ существующих конструкций панелей, их стоимость и окупаемости [9,10,11].
Для оценки экономических и экологических параметров были использованы материалы ежегодных статистических отчетов по территории РК, отчетов министерств и других ведомственных организаций, связанных с эксплуатацией земельных ресурсов и в потребности получения электроэнергии в отдаленных местах [8,14].
Также в работе учтены современные изменения окружающей среды, ее взаимодействие с экологией. Изучены вопросы энергетики биосферы и ее дальнейшего использования. Эти результаты учитываются в составлении ежегодных, краткосрочных и долгосрочных экономических проектах по ВИЭ [4,5,6]. Также надо учитывать среду обитания, ее географию, национальные особенности, например кухни. Это позволит более точно оценить экономический потенциал региона [13].
Основная часть. В состав стандартной комплектации солнечной станции входит фотоэлектрический модуль, солнечный кабель (длина зависит от расстояния панель-электрических приборов, чем длиннее, тем больше потери энергии), электрический щит (в случае
использования постоянного и переменного напряжения, например от сети высоковольтного напряжения), инвертор, конвекторы, опорные конструкции. Стоимость набора в зависимости от поставленных задач колеблется от 45 до 95 тыс.рублей. Также здесь не учтены затраты на транспортировку и монтаж, в основном фирмы все это включают в стоимость оборудования. В случае установки сетевой электростанции, например на малых населенных пунктах, крупных фермерских стоянках, стоимость составляет 280-300 тыс.рублей и более. Срок окупаемости в основном от одного до трех лет, редко пять лет.
Ветрогенераторы: тут модификация очень разнообразная и ценовая линия широкая, мини генераторы стоят 10-15 т.р.
Затраты на использования биогазового топлива можно свести к минимуму, если все выполнить самостоятельно. В сети Интернет ресурсов, в патентах можно найти много вариантов.
Использования водорослей, образованных за счет эвтрофикация (от др.-греч. £йтpoфía — хорошее питание), немного сложнее. Это процесс насыщения водоёмов биогенными элементами, сопровождающееся ростом биологической продуктивности водных бассейнов. Этот процесс можно использовать вблизи водоемов. Ценовая политика широкая.
Сотрудниками Калмыцкого университета и учеными из МГУ за последние более пяти лет проведены несколько экспедиций по изучению процесса инсоляции, скорости ветра, течения вод в каналах и реках республики. Часть материалов представлены на многочисленных конференциях в виде статей и тезисов. На сайте www.youtube.com в разделе «Седой Каспий» размещены материалы экспедиционных маршрутов.
В работе Дектярева К.С. представлены географические факторы развития ВИЭ и ее дальнейшее развитие с размещением в зависимости от рельефа, климатических и других условия [7].
Отличие представленной работы заключается в более полном представлении и изучении особенностей скоростей ветра, процесса инсоляции, использование биотоплива. Также в работе представлены некоторые технические характеристики энергоносителей и влияние на них, их надежность в работе от особенности климата. Например, мелкий песок, попадая на ветрогенераторы, ускоряет износ оборудования. А на поверхности солнечных модулях мелкодисперсная пыль уменьшает коэффициент полезного действия на 10 и более процентов. Это в зависимости от срока эксплуатации. Техническое обслуживание в этих режимах нами рекомендуется проводить не менее 2-х раз в год, что приведет к продолжительности использования солнечных модулей и ветро-генараторов. Действия климатических параметров на биогазовые и другие установки - минимальны.
На территории РК много земель, которые почти не используются в земельном фонде. Это склоны Ергенен-ской возвышенности, огромная сеть овражно-балочной системы, большая территория пустынь и полупустынь (более 20% от всей территории РК), территории, выделенные под линии высоковольтных напряжений, множество дорожной системы местного значения, которые как нервная система изрезала припоселковые территории в республике.
Ранее мы предлагали на не используемых землях строить парки с солнечными системами. Широко ис-
пользовать придорожную полосу на федеральных и республиканских автодорогах. Оплата за аренду земельных ресурсов в этих случаях должна быть минимально, или совсем без учета оплаты за аренду земель.
Так как большая часть поверхностных и подземных вод в Калмыкии сильно минерализированы, то можно используя передвижные, а в некоторых случаях и постоянные системы для получения, например энергии солнца. В частности на чабанских стоянках и малых населенных пунктах, где питьевая вода завозится со скважин расположенных более 30-40 км от населенных пунктов, становится почти «золотой». Многие хозяйства имеют по 2-3 бассейна, один из которых предназначен для хранения питьевой воды (в основном объем колодцев не более 5 куб.м.). Скважины, пробуренные не далеко от чабанских стоянках, в течение 2-3 лет становятся не пригодными к питьевому использованию, а у многих из них заканчивается запас водных ресурсов. Некоторые хозяйства в дальнейшем переделывают их в колодцы. Используя малые очистительные установки можно получать пригодную для употребления воду. А имея запасы по их хранению (резервуары, бочки, бассейны) можно использовать пресную воду в дальнейшем.
Также ранее мы предлагали использования систем пожаротушения в степных регионах. Устанавливая стационарные солнечные панели или ветрогенераторы можно на автоматическом режиме предусмотреть систему пожаротушения. Если эти системы находятся не далеко от водоемов, проблем почти не возникает. А в случае удаленности от водных ресурсов, надо предусмотреть систему резервуаров. Линии пожаров, почти повторяются ежегодно. Поэтому рассчитать места установки таких сооружений можно всегда. Также устанавливать сигнализацию о пожаре в единый ситуационный центр МЧС Калмыкии.
Подачу воды с колодцем, скважин и бассейнов также можно автоматизировать на базе использования ВИЭ.
Заключение, выводы. На основе выше сказанного предлагается использовать комплексный подход для получения ВИЭ. Например, солнечные модули с ветро-генараторами. А дополнительное использование биогаза позволит, во-первых, получить голубое топливо, которое можно использовать для приготовления пищи и подогрева мест проживания животных (кашары, сараи) особенно это актуально в период ранневесеннего окота и сильных заморозков.
Строительство систем солнечной энергетики и вет-рогенераторов на больших территориях позволит получать больше электроэнергии, излишки которой в дальнейшим можно использовать для продажи в соседние регионы. Эти системы дадут огромный толчок в системе мелких дополнительных производственных мощностей, таких как мясокомбинаты, пекарни и т д.
Все выше перечисленные мероприятия в конечном итоге приведет к снижению себестоимости продукции, уменьшит нагрузку в системе жилищно-бытового хозяйства. Появятся новые рабочие места.
И последнее использование ВИЭ снизит нагрузку на экологическую нагрузку на территории республики. Не надо будет проводить километры высоковольтной линии с системой отвержения земель на эти процессы. Освободившие земельные ресурсы можно использовать для вырашивания сельскохозяйственных культур, посадке лесополос.
X X
о
го А с.
X
го т
о
м о м о
о сч о сч
о ш m
X
<
m О X X
Возможности использования ВИЭ в Калмыкии огромны и бесконечны. Ее рациональное использование будет толчком в развитие отраслей экономики региона.
Литература
1. Агроклиматические ресурсы Калмыцкой АССР. Гидрометеоиздат. Ленинград.-1974. 124 с.
2. Берг Л. С. Климат и жизнь. Госиздат, М., 1922. 196
с.
3. Гордаева К.Н., Лаглаева Г.Э., Сангаджиев М.М. Энергетика и природно-климатические зоны Калмыкии: типологические требования к жилым зданиям на этапах сельскохозяйственного строительства. // В журнале Инновации в сельском хозяйстве. Изд-во Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства. -2014. № 3 (8). С.27-30.
4. Горшков В.Г. Современные изменения окружающей среды и возможности их предотвращения// Докл. РАН. 1993. - т.332. №2. С.802-805.
5. Горшков В.Г. Энергетика биосферы и устойчивость состояния окружающей среды// Итоги науки и техники. Теоретические и общие вопросы географии. Т.7.-М. 1990. 239 с.
6. Горшков В.Г., Кондратьев К.Я., Лосев К.С. Глобальные экологические перспективы. // Вест. РАН. 1992. №5. С. 70-81.
7. Дектярев К.С. Потенциал, территориальная организация и развитие энергетики на возобновляемых источниках в Республике Калмыкия: автореф. на соиск. ученой степ. канд. геогр. наук.: 25.00.24 - экономическая, социальная, политическая и рекреационная география М., 2019. 32 с
8. Доклад об экологическом и социальном положении Республики Калмыкия (январь - декабрь 2013 года). Территориальный орган Федеральной службы государственной статистики по Республике Калмыкия, Элиста, 2014. 80 с.
9. Панченко В.А. Обзор и применение солнечных модулей, разрабатываемых и выпускаемых ГНУ ВИЭСХ // Вестник ВИЭСХ, 2014, № 4 (17), С. 20 - 29.
10. Панченко В.А. Солнечные модули различной конструкции агроинженерного центра вИм // Нанострукту-рированные материалы и преобразовательные устройства для солнечной энергетики: сборник трудов V Всероссийской научной конференции 27 - 28 октября 2017 г., Чебоксары, С. 116 - 121.
11. 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. С. 1030 - 1033.
12. Панченко В.А., Сангаджиев М.М., Дегтярев К.С. Влияние пыли и песка на возообновляемые источники энергии в Калмыкии. // Инновации в сельском хозяйстве. 2017. №1 (22). С. 176-183.
13. Ревелль П., Ревелль Ч. Среда нашего обитания. В 4 кн. Кн. 3. Энергетические проблемы человечества/Пер. с англ. М.; Наука, 1995. 296 с.
14. Республика Калмыкия. Статистический ежегодник, 2015: Стат.сб./Калмыкиястат. - Элиста, 2015. 302 с.
15. Сангаджиев М.М. Особенности недропользования на территории Республики Калмыкия. / М.М. Сангаджиев. - Элиста. Изд-во Калм.ун-та, 2015. 144 с.: ил. -ISBN 978-5-91458-157-9.
16. Сангаджиев М.М. Песок Калмыкии. // Антропогенная трансформация геопространства: история и современность [текст] материалы Всероссийской научно-практической конференции г. Волгоград, 28-29 апреля 2014 года / редкол.: С.Н. Конищев (отв.ред.) [и др.]; Фе-дер.гос.авт.образоват.учреждение высш. проф. образования «Волгоград. Гос. Ун-т». - Волгоград: Изд-во ВолГУ, 2014. С. 142-146.
17. Сангаджиев М.М., Кулибали С., Пумбулу Ф., Гнамми В. Геолого-экологическая характеристика Сахе-льского пояса в Калмыкии. // Современные проблемы гуманитарных и естественных наук [текст] : материалы XXII международной научно-практической конференции 2-3 апреля 2015г. / Науч.-инф.издат. центр «Институт стратегических исследований». - Москва: Изд-во «Перо», 2015. 376 с., 369-373. ISBN 978-5- 00086-413-5.
18. Сангаджиев М.М., Хохлова Л.И., Сератирова В.В., Онкаев В.А. Край миражей: очаги опустынивания в Яш-кульском районе Республика Калмыкия. // Глобальный научный потенциал. Научно-практический журнал № 6 (39) 2014. С. 67-72.
19. 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.
20. Харченко В.М., Дорджиев А.Г., Сангаджиев М.М., Дорджиев А.А. Инженерно геологическое районирование территории Калмыкии. - Элиста: Изд-во Калм. ун-та, 2012. 212 с.
21. Попова Е.В. Будущее России - технологическая держава или сырьевой "придаток"? // Инновации. 2007. № 1 (99). С. 3-7.
Renewable energy sources as a factor of the development of the national economy and safety of life activity (republic of kalmykia)
Onkayev V.A., Khulkhachiyeva S.D., Onkayev A.V., Kharayev B.V., Lidzhiyev E.Z.
Kalmyk State University B. B. Gorodovikova The aim of the presented work was set the task of economic and environmental assessment of the territory of the Republic of Kalmykia using renewable energy sources. Complicated climatic characteristics in the Republic of Kalmykia, on the one hand, carry a negative burden on the social system, especially in its economic and environmental component. On the other hand, we see a positive situation in the case of using natural phenomena to obtain additional energy. In addition to the energy of the sun and wind, great potential can serve as the energy obtained through the use of biogas fuels and algae. This is due to the fact that there are more than 1 million cattle in the republic, the manure of which was previously used as fuel (dung), and in connection with the transition to gas, it is not used. Also on the coastline of the Caspian Sea a huge amount of algae, the same picture is observed in the inland waters of the republic. The process of eutrophication is intensive. The obtained data on the use of additional energy will reduce energy costs, which in turn lead to a reduction in the cost of commercial products. In particular, this is the cost of meat and dairy products. The work uses materials obtained during practical training and expedition routes through the territory of Kalmykia. The main hypothesis was the system of obtaining energy from one source to another. Energy is not lost anywhere, it only changes its form of existence. The results obtained, in addition
to economic positive results, will reduce the burden on the ecology of the region. In particular, the use of autonomous water treatment plants in shepherds and farms, small settlements will improve the quality of drinking water supply with a decrease in the incidence of low-quality water. Key words: energy of the sun, wind; economic and environmental potential of the region; Kalmykia eutrophication; incidence; stone diseases. References
1. Agroclimatic resources of the Kalmyk ASSR. Hydrometeoizdat.
Leningrad. 1974. 124 pp.
2. Berg JI. C. Climate and life. State Publishing House, M., 1922.
196 pp.
3. Gordaeva K.N., Laglaeva G.E., Sangadzhiev M.M. Energy and
climatic zones of Kalmykia: typological requirements for residential buildings at the stages of agricultural construction. // In the journal Innovations in Agriculture. Publishing House All-Russian Research Institute of Electrification of Agriculture. 2014. No. 3 (8). p.27-30.
4. Gorshkov V.G. Modern environmental changes and the possibilities of their prevention // Dokl. RAS. 1993.- t. 323. No. 2. p.802-805.
5. Gorshkov V.G. Biosphere energy and environmental sustainability // Itogi Nauki i Tekhniki. Theoretical and general questions of geography. T.7.-M. 1990.239 pp.
6. Gorshkov V.G., Kondratiev K.Ya., Losev K.S. Global environmental perspectives. // West. RAS. 1992. No. 5. p. 7081.
7. Dektyarev K.S. Potential, territorial organization and development
of renewable energy in the Republic of Kalmykia: author. for a job. scientific step. Cand. geo Sciences: 25.0o.24 - economic, social, political and recreational geography of M., 2019.32 pp
8. Report on the environmental and social situation of the Republic
of Kalmykia (January - December 2013). Territorial authority of the Federal State Statistics Service for the Republic of Kalmykia, Elista, 2014. 80 pp.
9. Panchenko V.A. Review and application of solar modules developed and manufactured by GNU VIESKH // Bulletin VIESH, 2014, No. 4 (17), p. 20 - 29.
10. Panchenko V.A. Solar Modules of Various Designs at the VIM Agro-Engineering Center // Nanostructured Materials and Converting Devices for Solar Energy: Proceedings of the V All-Russian Scientific Conference October 27 - 28, 2017, Cheboksary, p. 116 - 121.
11. Panchenko V.A. Solar modules of the Federal Scientific AgroEngineering Center VIM of various types and designs for autonomous energy supply // Ecological, industrial and energy safety - 2017: collection of articles of the scientific-practical conference with international participation "Ecological, industrial and energy safety - 2017" (September 11 - 15, 2017 g.) -Sevastopol: SevSU, 2017. p. 1030 - 1033.
12. Panchenko V.A., Sangadzhiev M.M., Degtyarev K.S. The influence of dust and sand on renewable energy sources in Kalmykia. // Innovations in agriculture. 2017. No1 (22). p. 176183.
13. Revell P., Revell C. The environment of our habitat. In 4 kn. Prince 3. Energy problems of mankind / Per. from English M .; Nauka, 1995.296 pp.
14. The Republic of Kalmykia. Statistical Yearbook, 2015: Stat.sb./ Kalmykiyastat. - Elista, 2015.302 pp.
15. Sangadzhiev M.M. Features of subsoil use in the Republic of Kalmykia. / M.M. Sangadzhiev. - Elista. Publishing house of Kalm.un-ta, 2015.144 pp .: ill. - ISBN 978-5-91458-157-9.
16. Sangadzhiev M.M. Sand of Kalmykia. // Anthropogenic transformation of geospatial space: history and modernity [text] materials of the All-Russian Scientific and Practical Conference Volgograd, April 28-29, 2014 / Editorial: S.N. Konishchev (ed.) [And others]; Federal state educational institution of higher education prof. Education "Volgograd. Gos. Un-t. " - Volgograd: VolSU Publishing House, 2014.p. 142-146.
17. Sangadzhiev M.M., Kulibali S., Pumbulu F., Gnammi V. Geological and environmental characteristics of the Sahel belt in Kalmykia. // Modern problems of the humanities and natural sciences [text]: materials of the XXII international scientific-practical conference April 2-3, 2015. / Scientific-information publ. Center "Institute for Strategic Studies". - Moscow: Publishing House "Feather", 2015.376 pp., p. 369-373. ISBN 978-5- 00086-413-5.
18. Sangadzhiev M.M., Khokhlova L.I., Seratirova V.V., Onkaev V.A. Edge of mirages: foci of desertification in the Yashkul region, Republic of Kalmykia. // Global scientific potential. Scientific and practical journal No. 6 (39) 2014.p. 67-72.
19. 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 .p. 98-106.
20. Kharchenko V.M., Dordzhiev A.G., Sangadzhiev M.M., Dordzhiev A.A. Geological engineering zoning of the territory of Kalmykia. - Elista: Kalm Publishing House. University, 2012. 221 pp.
21. Popova E.V. Russia's future - a technological power or a raw material "appendage"? // Innovation. 2007. No. 1 (99). S. 3-7.
X X
o
0D >
c.
X
0D m
o
ho o ho o
