«Принципы новой градостроительной политики города Москвы»

«История градостроительства Москвы от древности до наших дней»

Интерактивная карта Москвы

Демонстрационные показы: по будням в 11:00, 14:00 и 16:00 часов. Карта охватывает всю территорию столицы с учетом присоединенных территорий ТиНАО. Позволяет получить наглядное представление о городе и его планировке.

Правительством Российской Федерации определены основные направления государственной политики в области развития электроэнергетики на основе использования возобновляемых источников энергии (ВИЭ) на период до 2020 года и установлены целевые показатели использования ВИЭ до 4,5% к 2020 году. Во многих странах такая «зеленая» политика проводится уже несколько лет и приносит определенные плоды. В 2009 году был принят Федеральный закон от 23.11.2009 № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» [1], который затронул и образовательные учреждения. В соответствии с действующим законодательством образовательным учреждениям, как и всем бюджетным организациям Российской Федерации, необходимо снижать энергопотребление на 3% ежегодно.

Образовательные учреждения стараются реализовывать в первую очередь беззатратные или низкозатратные мероприятия, такие как: дополнительная изоляция оконных проемов, регулирование освещения в неиспользуемых помещениях, применение энергосберегающих источников света. В результате таких мероприятий образовательное учреждение получает значительную экономию финансовых средств, которые могут быть вложены во внедрение новых технологических решений, повышающих энергоэффективность зданий и сооружений. В то же время возможно и внедрение ВИЭ, позволяющих экономить большое количество энергии.

Студенческий Центр Ресурсосбережения (СЦР) МГГУ им.М.А.Шолохова уделяет большое внимание разработкам в области возобновляемых источников энергии и возможности внедрения этих технологий в систему энергообеспечения ВУЗа. В рамках деятельности СЦР в феврале 2015 г. совместно с лабораторией солнечных фотоэлектрических модулей Всероссийского института электрификации сельского хозяйства были начаты работы по проекту «Солнечная аудитория». Цель проекта: разработать проект солнечной электрической установки для параллельной работы с уже имеющейся электросетью в корпусе «Рязанка» МГГУ им.М.А.Шолохова и установить оборудование в соответствии с техническими характеристиками и схемами установки и подключения солнечной установки.

Достижения современной науки и практики позволяют обеспечить гарантированное энергоснабжение и освещение в любой климатической зоне за счёт комплексных решений - солнечных батарей со сроком службы 40-50 лет производства ВИЭСХ (у импортных аналогов 25 лет) и их параллельной работы с электросетью с помощью блока бесперебойного питания. Однако опыт реализации таких проектов недостаточно распространён в нашей стране, а в российских ВУЗах почти отсутствует.

СЦР совместно с ФГБНУ ВИЭСХ была разработана схема электрообеспечения с применением солнечных модулей (рисунок 1).

Рисунок 1. Схема электрообеспечения с применением солнечных модулей.

 

Уникальность такой схемы заключается в её простоте и модульности. При необходимости можно подключить дополнительные батареи для наращивания мощности, а также добавить ветрогенератор.

В рамках проекта используются солнечные модули, изготовленные в ВИЭСХ. В этом институте уже несколько десятилетий разрабатываются, изготавливаются и исследуются солнечные фотоэлектрические модули как небольшой мощности (до 100 Вт), так и более мощные модули (более 100 Вт) (рисунок 2; таблица 1) с применением одно- и двусторонних солнечных элементов [2].

Рисунок 2. Солнечный модуль мощностью 160 Вт, изготовленный в ВИЭСХ и его вольтамперная характеристика.

Модули выполнены из солнечных элементов различной формы (псевдоквадрат, квадрат и круг) и размеров (100 мм и 125 мм). Стационарные солнечные модули, которые планируется использовать в проекте, изготовлены по технологии капсулирования. Размеры модуля составляют 1180 мм х 1050 мм (для 72 элементов 125 мм х 125 мм).

Таблица 1. Характеристики солнечного модуля, применяемого в проекте «Солнечная аудитория»

Длина, мм

1180

Ширина, мм

1050

Толщина, мм

40

Масса модуля, кг

19

Гарантийный срок службы, лет

40

Технология

Монокристалл

Количество элементов, шт.

72

Размер элементов, мм

125 х 125

Ток короткого замыкания, А

4,8

Ток в рабочей точке, мА

4,4

Напряжение холостого хода, В

42

Напряжение в рабочей точке, В

35

Мощность, Вт

158

Коэффициент заполнения ВАХ, %

77

КПД фотопреобразования, %

14

Материал рамы

Анодированный алюминий

Заполнитель-герметик

Кремнийорганический двухкомпонентный полислоксановый компаунд

Температура эксплуатации, С°

- 60 ~ + 110

Распределительная коробка

IP65

Коннекторы

MC4

Длина кабеля, мм

1000

Сечение кабеля, мм2

6

 

В конструкции модулей применяется не обычный низкомолекулярный силоксановый каучуковый заполнитель или пленка на основе сополимера этилена с винилацетатом, а кремнийорганический двухкомпонентный полислоксановый компаунд [3,4], благодаря которому повышаются свето-, термо- и электроизоляционная стойкость солнечного модуля; увеличиваются его выходные электрические параметры, вдвое (с 20 до 40-50 лет) возрастает срок номинальной мощности. Также следует отметить ряд других положительных моментов, связанных с применением двухкомпонентного полисилоксанового компаунда:

- высокие диэлектрические характеристики и сохранение при отрицательных температурах;

- регулировка частоты сшивки и вязкоупругих характеристик;

- высокая степень чистоты по содержанию примесей;

- отсутствие внутренних механических напряжений;

- хорошее вибропоглощение (демпфирование);

- исправление дефектов, свойственное жидкостям, наряду с формоустойчивостью и размерной стабильностью, характерными для сшитых эластомеров;

- высокая адгезия к полупроводникам, стеклу и большинству других материалов;

- высокая устойчивость к температурной, ультрафиолетовой и озонной деградации; экологическая безопасность применения [5,6].

Одна из уникальностей данного проекта является то, что в нём используется блок бесперебойного питания для параллельной работы с преобразователями возобновляемых источников энергии (рисунок 3; таблица 2).

Рисунок 3. Блок бесперебойного питания мощностью 500 Вт, изготовленный в ВИЭСХ.

Таблица 2. Характеристики блока бесперебойного питания

Номинальная мощность, Вт

500

Максимальная мощность в течении 0,2 сек, Вт

700

Максимальная мощность в течении 2 сек, Вт

600

Время работы при нагрузке 85 % от номинальной

постоянно

Входное постоянное напряжение, В

21,0 - 28,0

Входное переменное напряжение, В

156 - 282

Ступени стабилизации

2 вниз, 1 вверх по 27 В

Ток зарядки, А

0,5 - 4,0

Форма сигнала сеть / АБ

синусоида / синусоида

Номинальное напряжение аккумуляторных батарей, В

24

Номинальное выходное напряжение, В

220

КПД, %

94

Шум, Дцб (не более

55

Температура эксплуатации, ºC

0 - 55

Влажность (без конденсации), %

90

Собственное потребление в режиме холостого хода

В энергосберегающем режиме не более, А\Вт

0,16/6

В рабочем режиме, А\Вт

0,65/25

Номинальная мощность в режиме генерации в сеть, Вт

250

Напряжение постоянного тока при генерации, В

28,0 - 25,0

 

В результате сборки системы реализован проект «Солнечная аудитория». Солнечные модули установлены на крыше корпуса «Рязанка» МГГУ им.М.А.Шолохова на стене шахты лифта, вертикально (рисунок 4).

Рисунок 4. Солнечная электростанция мощностью 300 Вт, установленная на крыше учебного корпуса «Рязанка» МГГУ им.М.А.Шолохова.

Вертикальный способ установки солнечных модулей на стене шахты лифта позволяет:

- исключить давление на мягкую кровлю крыши;

- увеличить выработку электроэнергии в месяцы низкого солнцестояния;

- уменьшить количество снега на поверхности модулей в зимний период, так как снег будет с них скатываться.

Остальные элементы солнечной электростанции (блок бесперебойного питания, две аккумуляторные батареи напряжением 12 В и ёмкостью 100 Ач каждая) расположены внутри здания на минимально возможном расстоянии от солнечной электростанции. В качестве потребителей электроэнергии солнечной электростанции в проекте являются осветительные приборы аудитории корпуса, где для большей энергоэффективности люминесцентные лампы заменены на светодиодные.

Следующий этап развития проекта «Солнечная аудитория» предполагает актуализацию его научно-технического и социально-экологического потенциала. Это связано с другими направлениями деятельности Студенческого Центра Ресурсосбережения. В частности, ведутся работы по:

1) приобретению и установке на крыше учебного корпуса «Рязанка» МГГУ им.М.А.Шолохова профессиональной метеостанция Kweller S-8200;

2) разработке макета и подготовке к установке рядом с солнечными модулями ветрогенератора;

3) апробации программы экскурсии, посвящённой особенностям и перспективам применения ВИЭ в городских условиях для студентов, школьников и более широких групп населения.

Установка метеостанции позволит изучать солнечную активность и оценивать эффективность работы солнечных фотоэлектрических модулей в зависимости от погодных условий. Ряд данных, полученных с помощью метеостанции, будет велик, что повысит статистическую значимость итоговых результатов. Кроме того, данные метеостанции могут быть использованы для подготовки курсовых и дипломных работ студентов направления «Экология и природопользование».

Установка ветрогенератора позволит обеспечить исследование эффективности применения ветровой энергии в условиях мегаполиса и повысит привлекательность учебного корпуса «Рязанка» МГГУ им.М.А.Шолохова как экскурсионного объекта.

Экскурсии в этот учебный корпус позволят реализовать эколого-образовательный потенциал проекта «Солнечная аудитория». Содержательное наполнение экскурсии исходит из следующих целевых ориентиров:

- содействие формированию у школьников и студентов системы знаний о применении ВИЭ в городе, включая знания о перспективности и доступности ВИЭ;

- стимулирование осознания необходимости применения ВИЭ в мегаполисе;

- развитие у школьников и студентов умения анализировать и сопоставлять экологические и экономические аспекты применения ВИЭ и оценивать эколого-экономическую эффективность мероприятий.

Каждое из названных качеств будет содействовать формированию экологического сознания как более комплексного и интегративного свойства личности школьника (студента).

Таким образом, на данный момент завершён только первый этап технической части проекта «Солнечная аудитория». Дальнейшее развитие проекта будет способствовать популяризации знаний в сфере энергоэффективности и формированию экологического сознания подрастающего поколения.

 

Список литературы:

1. Федеральный закон от 23.11.2009 № 261-ФЗ. Электронный ресурс. URL: http://graph.document.kremlin.ru/page.aspx?1034497. (Дата обращения: 14.10.2014г.)

2. V.A. Panchenko. Review and applications of solar modules developed and produced by GNU VIESH. Research in Agricultural Electric Engineering. Volume 2, 2014, № 3, pp 82-89.

3. Патент РФ № 2284075. МПК H01L31/042. Солнечный фотоэлектрический модуль и способ его изготовления / Персиц И.С., Потапов В.Н., Стребков Д.С., Чехунина Г.С. Заявка: 2005117015/28, 03.06.2005, опубликовано: 20.09.2006.

4. Патент РФ № 2431786. МПК F24J2/00 F24J2/05 F24J2/46. Солнечный фотоэлектрический модуль и способ его изготовления / Персиц И.С., Стребков Д.С., Чехунина Г.С., Чирков А.В., Поулек В. Заявка: 2010108966/06, 11.03.2010, опубликовано: 20.10.2011.

5. Эффективные технологии энергообеспечения с использованием возобновляемой энергетики. Перспективные энергосберегающие технологии сельскохозяйственного производства. Инновационные проекты ГНУ ВИЭСХ. Москва: ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии, 2012. С. 12-13.

6. V. Poulek, D.S. Strebkov, I.S. Persic, M. Libra. Towards 50 years lifetime of PV panels laminated with silicone gel technology // Solar Energy, 2012, 86, pp. 3103-3108.