Реализация Республиканской программы энергосбережения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

1. «Информационно-технический центр МГЭУ им. А.Д. Сахарова по возобновляемой энергетике и энергосберегающим технологиям». С.С. Позняк, директор НИИ экологических проблем УО «Международный государственный экологический университет им. АД. Сахарова»// «Энергоэффективность» 2008г.№10.Стр.22 - 24

2. «Многоуровневый лабораторный практикум по энергоматериаловедению: новые подходы к обучению студентов» А.К. Федотов, профессор, зав. кафедрой энергофизики,Белорусский государственный университет// «Энергоэффективность» 2008г.№11.Стр.21 - 24

3. «Энергосбережение в холодильной технике»// «Энергоэффективность» 2008г.№2.Стр24

4. «Энергетическая безопасность»// «Энергоэффективность» 2008г.№8.Стр24

5. Список использованной литературы



1.Информационно-технический центр МГЭУ им. А.Д. Сахарова по возобновляемой энергетике и энергосберегающим технологиям

В рамках реализации Республиканской программы энергосбережения на 2006-2010 гг., одобренной постановлением Совета Министров Республики Беларусь от 02.02.2006 г. № 137, на базе учебно-научного комплекса МГЭУ им. А.Д. Сахарова, расположенного в деревне Волма Дзержинского района Минской области, создается Международный экологический инновационный парк, в котором будет размещена демонстрационная площадка возобновляемых источников энергии и энергосберегающих технологий с использованием местных видов топлива. Экологический парк будет одним из первых в Республике Беларусь учебно-научных центров по пропаганде и подготовке специалистов в области возобновляемых энергетических ресурсов.

Создаваемый экологический инновационный парк будет служить полигоном для испытаний существующих и разрабатываемых установок, использующих энергию возобновляемых источников различной природы, а также являться центром по информированию населения в области использования местных видов топлива и экологически чистых альтернативных способов получения энергии. Международный экологический инновационный парк «Волма» позволит обеспечить:

-- обучение и проведение практики студентов по специализации «Возобновляемые энергетические ресурсы»;

-- повышение квалификации технических кадров предприятий среднего и малого бизнеса, энергетики и сельского хозяйства;

-- накопление и систематизацию новых знаний в области использования возобновляемых источников энергии (база данных), консультирование специалистов и населения по этим вопросам;

-- проведение научно-исследовательских работ по совершенствованию и оценке сравнительной эффективности использования в условиях Республики Беларусь установок, работающих на возобновляемых источниках энергии;

-- проведение научных конференций и совещаний по проблемам экологии и энергосберегающим технологиям;

-- проведение выставок оборудования, использующего возобновляемые источники энергии.

Демонстрационная площадка возобновляемых источников энергии, созданная на базе учебно-научного комплекса, включает в себя следующее оборудование.

На территории УНК «Волма», Дзержинский район Минской области:

-- роторную ветроэнергетическую установку ВЭУ-250; установленная мощность 250 кВт (работает на максимальной нагрузке 50 кВт); вырабатываемая электроэнергия поставляется в общую электросеть согласно заключенному договору между МГЭУ им. А.Д. Сахарова и РУП «Минскэнерго»;

-- автономную лопастную ветроэнергетическую установку фермерского типа ВЭУ-б; установленная мощность 6 кВт; вырабатываемая электроэнергия используется для независимого локального энергоснабжения потребителей УНК «Волма»;

-- солнечную фотогальваническую энергетическую установку KC125GHT-2; установленная мощность 1,75 кВт; вырабатываемая электроэнергия используется для независимого энергоснабжения потребителей УНК«Волма». Конфигурация установленного модуля позволяет не только накапливать электрическую энергию в аккумуляторах для дальнейшего использования в ночной период, но и поставлять преобразованную солнечную энергию в общую электросеть;

-- микрогидроэлектростанцию (микро-ГЭС) с горизонтальным прямоточным гидроагрегатом МГА-1-0,25; установленная мощность 0,4-1,1 кВт; вырабатываемая электроэнергия используется для освещения плотины;

-- в IV квартале 2008 г. планируется завершение строительства котельной и ввод в эксплуатацию теплоэнергетической установки на древесном биосырье для обеспечения горячего водоснабжения мощностью 150 кВт.

На территории 1-го учебного корпуса, ул. Долгобродская, 23:

-- солнечный тепловой коллектор общей площадью 8 мІ; вырабатываемая тепловая энергия используется для горячего водоснабжения корпуса;

-- солнечные фотоэлектрические модули общей площадью 8 мІ; вырабатываемая электрическая энергия используется для аварийного освещения подвального помещения;

-- прибор пиранометр для мониторинга интенсивности солнечного излучения.

На территории 2-го учебного корпуса, ул. Иркутская, 65а:

-- демонстрационно-исследовательская лаборатория возобновляемых источников энергии с набором приборов и оборудования, позволяющим производить исследования и обучение в следующих предметных областях: энергосбережение; использование солнечной энергии для горячего водоснабжения; преобразование солнечного излучения в электричество; ветроэнергетика; получение и использование водорода; биоэнергетика.

Традиционное централизованное снабжение электроэнергией, теплом и газом индивидуальных жилых домов и сельскохозяйственных объектов не оправдывает себя в сельской местности, так как требует больших капитальных затрат на создание энергетических магистралей, отчуждения для этих целей земель. В то же время разбросанные по территории на значительных расстояниях друг от друга сельскохозяйственные объекты требуют наличия энергетических мощностей средней или малой мощности с использованием их в определенные периоды. Часть возникающих в связи с этим проблем могут быть решены при вовлечении в энергобаланс возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Вызвать практический интерес к использованию ВИЭ для нужд энергообеспечения объектов агропромышленного комплекса, малых производств, поселков и индивидуальных жилых домов может только создание действующих демонстрационных объектов, информирование населения в этом направлении, повышение квалификации специалистов, а также стимулирующие экономические меры.

Учебно-научный комплекс «Волма» расположен в Дзержинском районе, характеризующемся хорошо развитым сельскохозяйственным производством и лесным комплексом. Общая потребность парка в энергоресурсах составляет: для отопления учебно-гостиничного комплекса, столовой, спального корпуса и административного здания -- 376,6 кВт или 200т у.т.; для горячего водоснабжения -- 101,2 кВт или 10,6 т у.т. Потребность энергии для электроснабжения составляет 260000 кВт*ч.

Для обеспечения потребности экопарка в тепловой энергии планируется ввод в эксплуатацию в 2008-2009 гг. двух современных теплоэнергетических установок производства фирмы КОВ (Австрия), работающих на древесном биосырье, мощностью 250 т и 150 кВт, солнечной системы водонагрева, теплового насоса и гелиоколлектора с тепловым аккумулятором. Установка Pyrot разработана для сжигания сухой древесной щепы и отходов деревообрабатывающей промышленности и успешно применяется при обогреве больших зданий. Метод ротационного сжигания, используемый в ее конструкции, позволяет применять в качестве топлива разнообразный спектр биосырья: пеллеты различного диаметра и размера; обрезки и обломки древесины (натуральный материал с повышенным содержанием влаги); древесная щепа; опилки. Теплоэнергетическая установка Pyrot представляет собой новое поколение топливной техники, в которой естественный процесс горения происходит при недостатке воздуха. Газ, образующийся при горении, смешивается с воздухом, поступающим в камеру сгорания. При этом достигается полное сгорание топлива и, соответственно, уменьшаются выбросы вредных веществ.

Для круглогодичного обеспечения горячего водоснабжения комплекса в IV квартале 2008 г. будет введена в эксплуатацию теплоэнергетическая установка нового поколения Pyromat ECO мощностью 150 кВт, которая работает на штучной древесине (колотые дрова длиной до 1 м, прессованные брикеты из опилок, щепы, соломы и других отходов). Потребность в топливном сырье и древесных отходах для теплоэнергетических установок будет удовлетворяться за счет отходов близлежащих предприятий деревообрабатывающего и лесозаготовительного комплекса. Кроме этого, планируется собственными силами производить заготовку древесного сырья в Дзержинском лесхозе.

Потребность комплекса в электрической энергии будет покрываться за счет использования роторной ветроэнергетической установки ВЭУ-250 и автономной лопастной установки фермерского типа ВЭУ-6 (разработки фирмы «Аэролла», Беларусь, микро-ГЭС и солнечного фотоэлектрического модуля.

Следует также отметить, что одним из основных способов решения проблем обеспечения потребностей в энергоресурсах может стать малая гидроэнергетика. Для популяризации развития малой гидроэнергетики в Республике Беларусь на территории комплекса введена в эксплуатацию микро-гидроэлектростанция (микро-ГЭС) мощностью агрегата 0,4-1,1 кВт.

Микро-ГЭС является источником переменного электрического тока и состоит из гидроагретата МГА-1-0,25 и подводящих устройств.

Электроэнергия, вырабатываемая микро-ГЭС, используетсядля освещения территории экологического парка, а оборудование микро-ГЭС -- для проведения лабораторных работ при подготовке студентов и повышении квалификации специалистов.

В результате проведенных в МГЭУ им. А.Д. Сахарова экспериментов в области использования солнечной энергии получены убедительные доказательства того, что это направление также может быть эффективным в решении энергетических проблем нашей республики. Исходя из оценки энергетического потенциала солнечной радиации Республики Беларусь, выявлено, что практически по всей территории страны средняя продолжительность солнечного сияния составляет 1815 часов в год, а годовой приход суммарной солнечной радиации на горизонтальную поверхность -- от 980 до 1180 кВт*ч/мІ.

При проектировании гелиосистем следует учитывать благоприятный характер распределения интенсивности солнечной радиации, поступающей на поверхность, перпендикулярную солнечным лучам. В этом случае доля прямой солнечной радиации существенно больше, чем рассеянной. С мая по сентябрь продолжительность солнечного сияния на севере (Полоцк) и на юге (Пинск) около 1200 и 1400 часов соответственно, что составляет 67-71% годовой суммы. Количество же энергии, которое может быть получено с 1 мІ за это время, оценивается в 270-450 кВт*ч. Поэтому период наиболее эффективного использования солнечной энергии в Беларуси приходится на апрель (май) - сентябрь (октябрь).

В перспективе можно рассматривать несколько вариантов использования солнечной энергии:

* пассивное использование солнечной энергии при строительстве домов так называемой «солнечной архитектуры», или «пассивных домов»;

* подогрев воды с помощью солнечных коллекторов и использование ее для горячего водоснабжения и отопления;

* производство электроэнергии с помощью фотоэлектрических установок.

Перспективным является также применение автономных фотоэлектрических источников питания мощностью от нескольких ватт до 3-5 кВт (бытовая аппаратура, освещение и т.д.) и модульных фотоэлектрических установок для сельскохозяйственных потребителей мощностью 0,5 и 1 кВт на элементах нового поколения.

Возможно также прямое использование солнечной энергии в системах освещения с использованием световодов для животноводческих, складских, взрывоопасных и других помещений.

Сточки зрения практического использования энергии солнечного излучения интересен опыт МГЭУ им. А.Д. Сахарова. На крыше учебно-гостиничного комплекса УНК «Волма» установлена и используется для преобразования солнечной энергии в электрическую фотоэлектрическая система, состоящая из 14 модулей типа KG 125GН-2 фирмы KYOCERA (Япония). Фотоэлектрическая установка производства австрийской фирмы Stromaufwaerts имеет общую мощность модуля 1,75 Вт и предназначена для обеспечения электроэнергией помещения корпуса, а также для использования в процессе обучения студентов. Конфигурация установленного оборудования и площадь крыши позволяют наращивать количество фотоэлектрических панелей (увеличивать мощность) и передавать преобразованную солнечную энергию в местную электросеть.

Следует также отметить, что солнечный тепловой коллектор площадью 8 мІ и фотоэлектрические модули площадью 8 мІ ужена протяжении 9 лет успешно используются для подогрева воды в главном корпусе университета и для аварийного освещения подвального помещения (установки переданы университету австрийской фирмой Doma и Энергетическим институтом земли Форарльберг (Австрия) в рамках гуманитарной помощи.

Создание информационно-технического центра по возобновляемой энергетике и энергосберегающим технологиям н базе МГЭУ им. А.Д. Сахарова позволит решить следующие актуальные задачи:

* сократить затраты на энергообеспечение зданий за счет получения собственной электрической и тепловой энергии (с учетом эксплуатационных издержек);

* получить дополнительную прибыль за счет продажи избытков электроэнергии государственным электрическим сетям;

* создать современную материально-техническую базу для обучения студентов, проведения курсов и семинаров по повышению квалификации специалистов, проведения научно-практических конференций, совещаний и выставок оборудования ВИЭ;

* организовать компетенц-центр по возобновляемой энергетике, задачами которого будет оказание услуг предприятиям, организациям, населению по выбору оптимального варианта энергообеспечения с использованием ВИЭ, разработка соответствую щих проектов, оказание консультационных услуг.

Исходя из опыта создания демонстрационной площадки возобновляемых источников энергии на территории учебно-научного комплекса «Волма», а также мирового опыта, следует отметить, что вопрос освоения ВИЭ должен решаться поэтапно и состоять из:

* оценки потенциала с укрупненным технико-экономическим обоснованием каждого из возобновляемых источников энергии;

* создания условий по изготовлению/приобретению необходимого энергетического оборудования с возможностью адаптации его к условиям Беларуси;

* расширения использования древесного биосырья в качестве источника топлива; данное мероприятие предусматривает наряду с развитием рынка отечественных установок также возможность организации сборочного производства в республике новейших котлов надревесном биосырье, как полностью автоматизированных, так и с ручной загрузкой;

* активного внедрения в производство биогазовых установок и тепловых насосов;

* создания нормативной правовой базы, стимулирующей развитие ВИЭ (по примеру Германии), а также необходимой инфраструктуры в части обеспечения эксплуатации и сервисного обслуживания;

* проведения детальных технико-экономических обоснований (разработка бизнес-планов) каждого из ВИЭ применительно к конкретным условиям на основе существующей нормативной правовой базы, ценовой политики, уровня технического обслуживания.

В централизованных энергосистемах приемлемый срок окупаемости установок составляет 5-10 лет при удельных капитальных вложениях около 1500 USD/кВт и менее и числе часов использования установленной мощности 2200 и более часов в год. Для автономных энергосистем эти величины составляют соответственно 2000 USD/кВт и 1500 часов в год. Этим критериям соответствуют практически все виды оборудования возобновляемой энергетики.

2. Многоуровневый лабораторный практикум по энергоматериаловедению: новые подходы к обучению студентов

возобновляемый источник энергия энергоматериаловедение

Введение

Энергетика является основой существования и нормального функционирования всех отраслей экономики и поэтому играет ключевую роль в обеспечении жизнедеятельности любого государства. Однако ее развитие приводило и по-прежнему приводит не только к положительным результатам (улучшению уровня и качества жизни людей), но и к ряду отрицательных последствий (глобальное потепление, загрязнение атмосферы, военные конфликты и др.). Наличие указанных отрицательных последствий развития энергетики вместе с ограниченностью энергетических ресурсов и составляет суть так называемой энергетической проблемы, которая является проблемой всего человечества, а не только отдельных стран и регионов Земли.

В то же время энергетическая проблема имеет свои специфические особенности для разных государств. Не является исключением и Республика Беларусь.

Первая особенность этой проблемы для Беларуси состоит в том, что сегодня она обладает такими энергоемкими отраслями промышленности, как химическая и нефтехимическая, металлургия, машиностроение и металлообработка, производство строительных материалов и др., что требует большого количества топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) и наличия мощной энергетической системы.

Вторая особенность энергетической проблемы для Беларуси заключается в том, что энергоэффективность многих видов техники и промышленных технологий, применяемых в разных отраслях экономики республики (таких, например, как сельское хозяйство, строительство, жилищно-коммунальный сектор и др.), в целом по-прежнему ниже, чем в наиболее экономически развитых странах мира. В результате потенциал энергосбережения в Беларуси достаточно велик, что означает весьма ощутимые ежегодные потери в денежном выражении.

Третья особенность состоит в том, что Беларусь на практике лишь примерно на 15-17% обеспечена собственными ТЭР, и поэтому ее топливно-энергетический баланс на 80% состоит из природного газа, поставляемого из одного источника -- России. Это не соответствует требованиям энергетической безопасности государства и ставит задачу диверсификации как видов ТЭР, так и их источников в контексте с жесткими экологическими ограничениями.

Таким образом, на известные глобальные стороны энергетической проблемы накладываются вопросы энергетической безопасности, аследовательно, экономической и политической независимости страны.

Именно поэтому развитие современных энергоэффективных технологий получения, передачи, накопления и утилизации энергии, поиск возможностей для использования возобновляемых и нетрадиционных источников энергии, а также решение задач энергосбережения (повышения энергоэффективности) является приоритетной для республики задачей.

Все вышесказанное поставило перед вузами Беларуси (в том числе и Белорусским государственным университетом) важную задачу -- необходимость подготовки специалистов нового типа, способных обеспечить повышение энергоэффективности в энергетике, энергозатратных технологиях и т.д. Несомненно, в этом случае речь должна также идти и о подготовке специалистов в области современных материалов и их использования в различных конструкциях, устройствах и приборах, обеспечивающих решение проблемы эффективного использования энергии, в том числе энергосбережение.

В данной статье описаны особенности реализации практической подготовки студентов кафедры энергофизики физического факультета БГУ в области современного материаловедения, направленного на решение проблем эффективного использования энергии и энергосбережения (в дальнейшем -- энергоматериаловедения).

Основные подходы к обучению студентов энергоматериаловедению

В данном разделе мы рассмотрим вопрос подготовки в области энергоматериаловедения студентов-физиков классического университета, которая, по нашему мнению, должна существенно отличаться от системы подготовки студентов-материаловедов в технических университетах. Первое отличие касается целей и задач, которые ставятся при подготовке студентов двух типов университетов и учитывают более высокий уровень подготовки студентов классического университета в области базовых дисциплин (общая и теоретическая физика, математика, химия), а также таких специальных дисциплин, как кристаллография, физика твердого тела, физическое материаловедение и др. Подготовка студентов технических университетов в основном направлена на знание эксплуатационных характеристик материалов и изделий на их основе, тогда как студенты-физики обучаются принципам «конструирования» материалов с заданными свойствами. Именно это и определяет второе отличие в подготовке студентов-материаловедов в этих двух типах университетов, которое определяется местом студентов на рынке труда. Если студентов технических университетов готовят в основном для работы на производстве, то характер подготовки студентов классического университета нацеливает их в большей мере на работу в научно-исследовательских организациях, университетах и конструкторских бюро хайтека.

Учитывая указанные фундаментальные различия в направленности и уровне базовой подготовки студентов-физиков классического университета и студентов технических университетов по родственным специальностям, кафедра энергофизики строит процесс обучения студентов в области энергоматериаловедения на необходимости решения двух взаимосвязанных задач. Первая задача состоит в том, чтобы на базе полного университетского курса по общей и теоретической физике и математике научить студента понимать, почему те или иные материалы обладают теми или иными свойствами, полезными для целей энергоэффективности и энергосбережения. Вторая задачасостоит в обучении студентов общим принципам и способам «конструирования» соответствующих материалов с заранее заданными свойствами, которые обеспечат их эффективную и надежную работу в энергетике, энергоемких технологиях и для целей энергосбережения.

Очевидно, что ни одну из этих целей нельзя достигнуть только с помощью лекций и решения разного рода теоретических задач для идеальных объектов. Для закрепления полученных теоретических знаний необходима продуманная система современных лабораторных практикумов, дающая возможность студентам не только изучить свойства материалов, но и проводить самостоятельные сложные экспериментальные исследования материалов. Эта система должна обеспечить практическую лабораторную подготовку студентов в два этапа. На первом этапе студенты младших курсов (3-й и 4-й) изучают различные эффекты и явления, имеющие место в твердых телах, а также осваивают основные методы и базовое лабораторное оборудование, необходимые для изучения энергоэффективных материалов. На этом этапе студенты используют относительно простое лабораторное оборудование, которое незначительно отличается от используемого ими в лабораторных практикумах по общему курсу физики, что, однако, позволяет продемонстрировать все основные свойства и методы изучения материалов. На втором этапе экспериментально-лабораторной подготовки перед студентами (это уже студенты-дипломники и магистранты) ставится не просто задача более углубленного изучения свойств материалов, а задача проведения таких лабораторных экспериментов, которые были бы максимально приближены к научным исследованиям как по методике построения, так и по выполнению. Решение этой задачи направлено на максимальную адаптацию студентов к требованиям будущих исследований, которые им придется осуществлять в научно-исследовательских институтах и конструкторских бюро после окончания университета.

С этой целью на кафедреэнергофизики разработан и изготовлен специальный учебно-лабораторный комплекс (УЛК) для изучения физических принципов эффективного использования энергетических ресурсов. УЛК включает в себя следующие 3 модуля:

* модуль 1 -- «Изучение фотовольтаических процессов и рабочих параметров полупроводниковых солнечных элементов»;

* модуль 2 -- «Изучение процессов тепло- и массообмена в системах получения, транспорта и утилизации энергии»;

* модуль 3 -- «Изучение метрологических характеристик контрольно-измерительных датчиков, применяемых в системах производства, передачи и утилизации энергии».

В каждом модуле УЛК используются современные автоматизированные экспериментальные измерительные системы, близкие по своим функциональным характеристикам к тем лабораторным установкам промышленного типа, которые обычно используются в научно-исследовательских организациях. Данный УЛК позволяет реализовать целый набор учебно-лабораторных работ по изучению проблем эффективного использования энергии, в том числе на основе использования новых энергоэффективных материалов и соответствующих приборов, обеспечивающих энергоэффективность технологий, ограждающих конструкций и т.д.

Основные задачи, которые призвана решать построенная на базе УЛК материаловедческая часть практикума, были сформулированы следующим образом:

1. Изучение базовых тепловых характеристик материалов (теплопроводность, температуропроводность), которые обеспечивают повышение эффективности передачи и трансформации тепловой энергии.

2. Изучение материалов и физико-технических принципов и способов использования энергии Солнца.

3. Изучение свойств материалов ограждающих конструкций, используемых для целей энергосбережения.

4. Изучение материалов, используемых для создания контрольно-измерительных датчиков и оборудования, применяемых в энергетике и для целей энергосбережения.

5. Наглядная демонстрация некоторых закономерностей функционирования энергоэффективного жилища и использования соответствующих материалов для создания комфортных условий для проживания в нем людей.

В соответствии со сформулированными выше целями и задачами созданный на основе УЛК лабораторный практикум способствует экспериментальному закреплению изучения теоретических принципов, на основе которых обеспечивается эффективность использования энергии; принципов достижения энергоэффективности зданий, сооружений и ограждающих конструкций; принципов работы и рабочих характеристик основных типов сенсоров, датчиков и контрольно-измерительного оборудования, используемого в энергетике, теплотехнике и энергосбережении. Кроме того, разработанный практикум предусматривает возможность моделирования процессов, связанных с использованием различных материалов и устройств на их основе в целях энергосбережения; дает наглядную демонстрацию некоторых специальных возможностей и современных способов эффективного получения и использования энергии; отвечает современному уровню развития науки и производства и обеспечивает высокий уровень образования в области материаловедения.

Разработанный специальный учебный лабораторный практикум позволил улучшить качество подготовки студентов кафедры энергофизики в области современного материаловедения и использования материалов для повышения эффективности использования энергии и энергоресурсов, способствуя выработке у студентов и магистрантов навыков аналитического мышления и сокращения до минимума процесса адаптации выпускников университета к условиям реальной научно-производственной деятельности. Приобретение студентами и магистрантами при выполнении лабораторных работ соответствующих практических навыков позволит им в последующем не только грамотно использовать современные энергоэффективные материалы и оборудование на его основе, обеспечивающее энергосбережение, но и участвовать в разработке новых, более совершенных видов материалов и энергосберегающей аппаратуры.

Структура УЛК и его особенности

Модульный характер построения УЛК позволяет реализовать целый набор демонстрационных, измерительных и моделирующих лабораторных работ для изучения материалов и устройств, применяемых в системах производства, передачи и утилизации энергии. Каждый модуль, в свою очередь, содержит несколько относительно независимых (но методически и методологически связанных) измерительных установок (в дальнейшем -- стендов). Разделение каждого модуля на стенды обусловлено, в первую очередь, использованием разных типов базового контрольно-измерительного и электронно-управляющего оборудования, необходимого при проведении тех или иных групп лабораторных работ. Кроме того, такое разделение выполняет важную методическую и методологическую функции. Во-первых, позволяет проводить целый цикл теоретически и методологически взаимосвязанных, но различающихся по уровню сложности, типу задач и методикам измерения лабораторных работ. Во-вторых, дает возможность последующего тиражирования изделий в виде, наиболее подходящем для того или иного заказчика-потребителя.

Каждый входящий в модуль стенд разработан таким образом, что на нем может выполняться несколько взаимодополняющих, но независимых (например, различающихся по методикам измерения либо задачам) лабораторных работ. Например, стенд «Спектральные характеристики солнечных элементов» в модуле 1, помимо своего прямого назначения, может быть использован в лабораторных работах по изучению спектральных характеристик других видов оптических и оптоэлектронных приборов (осветительных ламп, оптических датчиков, фоторезисторов, фотодиодов и т.д.). Входящая в модуль 2 «Демонстрационно-измерительная система «Дом» предназначена не только для выполнения экспериментальных лабораторных работ по определению параметров процессов теплообмена в замкнутом объеме и тепло-физических характеристик материалов ограждающих конструкций (на основании экспериментально полученных распределении температуры в стационарном и нестационарном режимах нагрева). Она может также быть использована для проведения студентами младших курсов (2-3-го) лабораторных работ демонстрационного типа для качественного анализа эффективности работы различных систем обогрева в зданиях и влияния на тепловую обстановку в помещении разных видов используемых материалов, типов источников тепла, способов воздухообмена, а также влияния изменяющихся внешних условий.

Научный и технологический уровни разработки каждого стенда таковы, что позволяют не только выполнять на них учебные лабораторные работы, но и проводить определенные научные эксперименты. Например, входящий в модуль 2 стенд «Пирометрическое сканирование поверхности», включающий программно-управляемый двухкоординатный столик и высокоточный пирометр, может быть использован не только для исследования распределения температур по разным видам поверхности образцов с разными типами источников тепла. Он может быть применен также для нахождения токовых утечек (по локальному нагреву) в солнечных элементах, силовых диодах, мощных транзисторах и тиристорах на конечной стадии их изготовления (до установки в корпус).

Структура и состав лабораторных работ материаловедческой части практикума на основе УЛК определяется набором из следующих стендов, входящих в измерительные модули:

Модуль1:

-- «Измеритель теплофизических характеристик материалов»;

-- «Демонстрационно-измерительная система «Дом».

Модуль 2:

-- «Термостатированная измерительная система»;

-- «Применение ИК-пирометра в теплофизическихиссле-дованиях»;

-- «Изучение гальваномагнитных эффектов и датчиков на их основе»;

-- «Градуировка датчиков температуры и магнитного поля».

Модуль 3:

-- «Спектральные характеристики солнечных элементов и фотодатчиков»;

-- «Световые вольт-амперные характеристики солнечных элементов».

Возможности УЛК и основные лабораторные работы в области энергоматериаловедения, выполняемые на его основе

Все стенды, входящие в модули УЛК, разработаны таким образом, что неотъемлемой частью каждого из них является персональный компьютер (ПК). Однако при проведении демонстрационных и измерительных лабораторных работ на ПК возлагаются лишь ограниченные задачи, такие как управление экспериментом (там, где это необходимо для повышения эффективности обучения, например, снижения длительности эксперимента до разумных пределов, визуализации получаемой информации и др.); сбор и хранение экспериментальных результатов в виде файлов; обработка результатов (при выборе студентом методов обработки); проведение некоторых модельных расчетов на основе полученных в ходе выполнения лабораторных работ экспериментальных данных.

Одним из основополагающих элементов концепции данного практикума является то, что компьютерные программы, обеспечивающие функционирование каждого стенда и выполнение на нем лабораторных экспериментов, осуществляют только сбор и первичную обработку данных. В ходе выполнения лабораторных работ студент задает на ПК ряд исходных параметров эксперимента и затем отслеживает изменение измеряемых (исследуемых) величин в цифровой и (или) графической форме. При этом измеряемые данные записываются в файлы. По окончании непосредственных измерений студент, используя один или несколько файлов с результатами своих измерений, проводит их обработку (построение графиков, расчет характеристических величин, статистический анализ ошибок измерений и т.д.) на том же или другом ПК, с использованием других программных пакетов.

Такой подход имеет ряд преимуществ. С одной стороны, экспериментальная установка имеет современную конфигурацию (включает в себя управляющий ПК, сопутствующие цифровые устройства сбора и передачи информации и т.п.), давая студенту возможность получить навыки работы на современной исследовательской аппаратуре. С другой стороны, сознательное ограничение функций компьютера в учебном варианте компьютерной программы имеет свои плюсы по сравнению с вариантом, когда обработка результатов и отчет по лабораторной работе автоматически производятся непосредственно управляющей программой. В последнем случае все выполнение экспериментальной лабораторной работы студентом свелось бы лишь к нажатию нескольких кнопок или клавиш, в результате чего студент может выполнить лабораторную работу, имея весьма слабое теоретическое представление об изучаемых явлениях или материалах. В нашем же случае, выполняя самостоятельную обработку данных измерений и их анализ, а также последующий расчет различных физических параметров и характеристик на основе не входящих в программный пакет модельных представлений (уравнений, формул и т.д.), студент вынужден будет более глубоко разобраться в теории вопроса по данной лабораторной работе. Кроме того, систематическая самостоятельная обработка результатов, их анализ и представление в наиболее наглядном виде, а затем защита результатов у преподавателя способствуют выработке у студентов навыков адекватного представления научных результатов. Это благотворно скажется на их дальнейшей профессиональной деятельности, например, при выполнении курсовых и дипломных работ, написании научных статей и отчетов, и, как следствие, улучшит их конкурентоспособность на рынке труда.

Все стенды и модули, входящие в состав УЛК, построены по принципу возможности их трансформации либо дополнения с целью дальнейшего расширения их функциональных возможностей, в том числе для использования в научных целях либо под другие задачи заказчика. Например, стенд «Спектральные характеристики солнечных элементов» может быть дооснащен таким образом, чтобы на нем можно было изучать спектральные характеристики современных источников света. Кроме того, для обеспечения научной работы возможна доработка программного обеспечения входящих в УЛК стендов с целью большего использования ресурса ПК, когда он будет не только управлять экспериментом, но и сразу рассчитывать искомые параметры процесса, прибора либо материала, руководствуясь заложенными в программу физико-математическими моделями.

Описанный выше УЛК позволяет обеспечить постановку следующих взаимосвязанных циклов лабораторных работ специального практикума по энергоматериаловедению:

-- определение коэффициентов температуропроводности различных материалов в регулярном режиме с граничными условиями I и II рода (модуль 2);

-- определение коэффициентов температуропроводности различных материалов в нестационарном режиме с импульсным источником тепла и источником постоянной мощности (модуль 2);

-- градуировка и изучение метрологических характеристик контрольно-измерительных датчиков, применяемых в системах производства, передачи и утилизации энергии (модуль 3);

-- изучение гальваномагнитных свойств материалов, используемых в качестве активных элементов контрольно-измерительных датчиков разного типа (модуль 3);

-- изучение спектральных характеристик солнечных элементов различных типов(модуль 1);

-- изучение спектральной чувствительности фотодатчиков различных типов (модуль 3);

-- изучение фотовольтаических процессов и рабочих параметров полупроводниковых солнечных элементов (модуль 1).

Разработан, изготовлен и освоен учебно-лабораторный комплекс для изучения физических принципов эффективного использования энергетических ресурсов, позволивший реализовать многоуровневый учебно-лабораторный практикум по изучению энергоэффективных материалов, солнечных элементов и фотодатчиков, а также метрологических характеристик контрольно-измерительных датчиков, применяемых в системах производства, передачи и утилизации энергии. Модульный характер УЛК придает ему определенную гибкость, позволяя модифицировать число, задачи и цели лабораторных работ в соответствии с типом и уровнем практикума. Кроме того, модульность предполагает возможность расширения не только числа, но и сложности лабораторных работ (возможно проведение научных исследований), в том числе под требования заказчика.



3.Энергосбережение в холодильной технике

Республиканская научно-техническая библиотека (РНТБ), один из крупнейших информационных центров Беларуси, предлагает специалистам ознакомиться с новыми изданиями.

1. Аксенов, Д.Т. Использование энергохолодильных комплексов в целях энергосбережения // Д.Т. Аксенов, А.Н. Герцен. Промышленная энергетика. 2004. № 2. С. 10-13.

Акцентируется внимание на новой технологии и энергетическом оборудовании фирмы «Автогазсистема-Бис» (Россия) по рациональной утилизации энергии газовых потоков газораспределительных станций при выработке электроэнергии и промышленного «холода» с использованием его в холодильниках, производственных процессах и др.

2. Аммиачный осушитель «ГРАССО» снижает энергопотребление и увеличивает долговечность холодильной установки// Холодильная техника. 2005. № 11. С. 22.

Представлены технические характеристики, фотографии и рекомендации по применению аммиачных осушителей фирмы «ГРАССО» (Нидерланды) в холодильных установках с целью экономии энергии.

3. Киреев, В.В. Роль естественного холода в энергосбережении предприятия // В.В. Киреев. Вестник Международной академии холода. 2004. № 1. С. 4-5. Предлагаются технология и принципиальная схема камеры для замораживания и охлаждения мяса на мясокомбинатах с помощью естественного холода. Приводятся расчеты экономической эффективности.

4. Носков, А.Н. Объемные и энергетические потери в холодильном маслозаполненном винтовом компрессоре // А.Н. Носков, А.А. Марков. Вестник Международной академии холода. 2004. № 2. С. 13-16. Приводится методика расчета холодильного маслозаполненного винтового компрессора, позволяющая установить объемные и энергетические потери как при полной,так и частичной производительности. На основании экспериментальных исследований даются рекомендации по уменьшению потерь, изменяя конструктивные элементы компрессора.

5. Осадчий, Г.Б. Система холодотеплоснабжения с использованием солнечной энергии// Г.Б. Осадчий. Вестник Международной академии холода. 2004. № 3. С. 35-36. Описываются преимущества использования технологии и помещена схема системы теплохолодоснабжения с использованием солнечной энергии для торговых помещений.

6. Пирсон, С.Ф. Как повысить энергетическую эффективность холодильного оборудования // С.Ф. Пирсон. Холодильный бизнес. 2004. № 7. С. 43, 45, 47. Рассматриваются мероприятия, позволяющие повысить энергоэффективность компонентов холодильных установок (холодильного агента, компрессора, конденсатора, дроссельного устройства, испарителя, соединительных трубопроводов) и минимизировать их влияние на глобальное потепление.

7. Chen, С. Applicationofexergymethodtoanirreversibleinter-cooledrefrigerationcycle = Применение метода эксергии к нереверсивному промежуточному циклу охлаждения // С. Chen, Y. Su. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers -- Part A -- Power & Energy. 2005. T. 219, №8. C. 661-667.

Метод эксергии, основанный на критерии достижения максимального КПД, применяется к нереверсивному промежуточному циклу охлаждения. Результаты показывают, что этот метод может применяться как эффективное условие разработки энергосберегающих промежуточных систем охлаждения.

8. Mastroberte, Т. Finding New Energy = Впоисках новых источников энергии // Tammy Mastroberte. ConvenienceStoreNews. 2005. T. 41, № 15. C. 94.

После 20 лет использования одной и той же энергетической системы компания XtraMart, управляющая более 400 магазинами по продаже пищевых полуфабрикатов, начала внедрять новую систему регулирования температур. Составной частью системы регулирования является так называемый «Экономайзер». Когда наружная температура падает на 3 градуса ниже установленного уровня, «Экономайзер» становится первичным источником охлаждения, а традиционная система охлаждения становится вторичной. Это приводит к значительному сокращению затрат на энергию.

Издания не продаются!

Ознакомиться с предложенными изданиями можно в читальных залах Республиканской научно-технической библиотеки. Библиотека также оказывает дополнительные услуги по копированию и сканированию фрагментов документов, записи на дискету, CD-ROM, флэш-карту и др. Более подробную информацию о режиме работы и услугах можно получить по адресу:

220004, г. Минск, пр-т. Победителей, 7, РНТБ, тел. 203-31-00. www.rlst.org.by, e-mail: edd@rlst.org.by

4.Энергетическая безопасность

Республиканская научно-техническая библиотека, один из крупнейших информационных центров Беларуси, предлагает специалистам ознакомиться с новыми изданиями.

1.Ганжа, В.Л. Местное топливо укрепит энергетическую безопасность: [Беларусь] // В.Л. Ганжа. Инженер-механик. 2006. № 2. С. 8-9. -- (Ресурсосбережение).

На основе опыта Швеции и имеющегося потенциала Беларуси по использованию местных видов топлива подтверждается реалистичность поставленной задачи довести к 2012 г. долю собственных источников энергии в топливно-энергетическом балансе страны до 25%.

2.Зазимко, В.Н. Риски глобальной энергобезопасности и определяющие векторы масштабного развития альтернативной энергетики // В.Н.Зазимко. Вести в электроэнергетике. 2007. № 3. С. 23-25. -- (Надежность и безопасность).

Приводится классификация и карта рисков энергобезопасности. Рассматриваются возможные пути развития энергетики, наиболее отвечающие вопросам решения проблем энергобезопасности, через призму оптимального и комплексного управления рисками. Это -- применение гибридных вихревых ветроэнергетических установок и солнечных модулей с использованием фотоэлектрического метода преобразования солнечной энергии -- фотоэнергосистем с целью создания ветрофотоэнергетических установок. Эффективными направлениями развития энергетики являются внедрение в ядерную промышленность быстрых реакторов, а также создание Глобальной кольцевой энергосистемы.

3.Каныгин, П.С. Энергетическая безопасность Европы и интересы России // П.С. Каныгин. Мировая экономика и международные отношения. 2007. № 5. С. 3-11. -- (Мир в начале тысячелетия).

Прогнозируются потребности в электроэнергии и ресурсы энергоносителей в странах ЕС до 2030 г. Приводятся планируемые к 2010 г. показатели освоения таких источников энергии, включенных Комиссией ЕС в «Белую книгу», как энергия ветра, биомасса, биодизель, биоэтанол, малые ГЭС, солнечные батареи, отопительные солнечные панели, геотермальные источники, приливные электростанции. Освещается политика ЕС по либерализации внутреннего рынка газа и электричества, импорту и транзиту энергоносителей. Прослеживается позиция России в сотрудничестве с ЕС в сфере энергетики.

4.Позняк, С.С. Возобновляемые источники энергии в Рес-публике Беларусь: состояние и роль в обеспечении энергетической безопасности // С.С. Позняк, С.П. Кундас, В.В. Тарасенко. Альтернативная энергетика и экология. 2006. № 12. С. 54-61. -- (Экологические аспекты использования альтернативной энергетики, экология мегаполисов, малых городов, деревень).

Затрагиваются проблемы энергетической безопасности Республики Беларусь вследствие низкой обеспеченности собственными энергоносителями. Помещен анализ состояния и перспективы использования таких нетрадиционных и возобновляемых источников энергии, как дрова и древесные отходы, гидроэнергетические и геотермальные ресурсы, ветроэнергетический потенциал, биогаз из отходов животноводства, солнечная энергия, коммунальные отходы, фитомасса, отходы растениеводства.

5.Русан, В.И. Энергетика -- малая, проблемы -- большие: интервью с рук.каф. практ. подготовки студентов в области энергосервиса и энергосбережения БГАТУ Викентием Ивановичем Русаном /беседовал Владимир Лебедев // Наука и инновации. Минск, 2006. № 11. С. 21-22. -- (Перспективные технологии).

Обсуждаются аспекты энергетической безопасности в агропромышленном комплексе. Выявлены причины высокой доли энергетической составляющей в стоимости отечественной сельхозпродукции. Предлагаются основные пути снижения энергоемкости сельскохозяйственного производства: модернизация оборудования, энергосберегающие мероприятия, расширение использования нетрадиционных и возобновляемых источников энергии и др.

6.Северцев, Н.А. Перспективы производства водородного и углеродного топлива в России и энергетическая безопасность страны // Н.А. Северцев, С.А. Щербаков. Наукоемкие технологии. 2008. Т. 9, № 1. С. 17-26.

Анализируются перспективы исчерпания запасов нефти в России. Обосновывается возможность и необходимость организации производства искусственного углеводородного топлива. Сформулированы основные задачи и этапы развития водородной энергетики в России. Внедрение водородной энергетики рассматривается в неразрывной связи с обеспечением безопасности производства, транспортировки и использования водорода. Представлены безопасные производственные суперсистемы.

7.Фортов, В.Е. Глобальная энергетическая безопасность: проблемы и пути решения // В.Е. Фортов, А.А. Макаров, Т.А. Митрова. Вестник Российской академии наук. 2007. Т. 77, № 2. С. 99-107. -- (Наука и общество).

Исследуется состав основных угроз глобальной энергетической безопасности: наметившееся отставание предложения энергии от роста энергопотребления; увеличивающаяся напряженность в обеспечении энергетических нужд транспорта; нарастание региональных энергетических диспропорций; все более тяжелые перерывы энергоснабжения вследствие техногенных катастроф и системных аварий. Указываются стратегические направления обеспечения глобальной энергетической безопасности: экономное и экологически ответственное использование энергии; ускоренный рост предложения коммерчески эффективных энергоресурсов; диверсификация видов энергии; развитие инфраструктуры глобального энергетического рынка; децентрализация энергоснабжения.

8.Энергетическая безопасность: сб. актов законодательства Республики Беларусь/сост. В.Г. Гавлиленко. Минск: Право и экономика, 2007. 445 с. -- (Юридическое обозрение).

Содержатся Директива и указы Президента Республики Беларусь, законы, постановления Совета Министров, положения и инструкции, целевые и республиканские программы, соглашения, регламентирующие аспекты энергетической безопасности Беларуси.

Издания не продаются!

Ознакомиться с предложенными изданиями можно в читальных залах Республиканской научно-технической библиотеки. Библиотека также оказывает дополнительные услуги по копированию и сканированию фрагментов документов, записи на дискету, CD-ROM, флэш-карту и др. Более подробную информацию о режиме работы и услугах можно получить по адресу:

220004, г. Минск, пр-т. Победителей, 7, РНТБ,тел. 203-31-00. www.rlst.org.by, e-mail: edd@rlst.org.by



СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. «Энергоэффективность» 2008г.№10.Стр.22 - 24;

2. «Энергоэффективность» 2008г.№11.Стр.21 - 24;

3. «Энергоэффективность» 2008г.№2.Стр24;

4. «Энергоэффективность» 2008г.№8.Стр24.

Размещено на Allbest.ru

...