Набережная зона Казахстана. 
Реконструкция набережной в Актау

Практически везде ведутся работы по облагораживанию прибрежной зоны (1.14). Строятся тротуары и детские площадки (1.13). На пляже «Нурплаза» играет музыка, он открылся для посещения[20].

Рисунок 1.13 — Реконструкция набережной в Актау. Перспективный вид.

Рисунок 1.14 — Реконструкция набережной в Актау. Перспективный вид.

Энергоэффективность проекта

Актуальность проблемы в настоящее время обусловлена неэффективным расходованием природных и материальных ресурсов, значительным сокращением производства тепловой и электрической энергии. Уменьшение темпов снижения спроса на топливо и энергию по сравнению с динамикой производства связано с некоторым ростом энергопотребления в коммунально-бытовой сфере, сельском хозяйстве и промышленности из-за недогрузки производственных мощностей и с относительно более медленным падением производства энергоёмких её отраслей.

Строительство, куда входит и промышленность строительных материалов вместе с коммунально-бытовым сектором, обладает громадным и далеко не использованным потенциалом энергосбережения.

Как показывает анализ, в строительном комплексе, энергия потребляется при производстве строительных материалов, их последующей перевозке, в самом процессе строительства, при эксплуатации объекта в течение его срока службы и во время возможного сноса или реконструкции. Сравнение этих видов потребления энергии показывает, что, как правило, больше всего энергии требуется при эксплуатации, что составляет 90% всего потребления энергии.

Используемая для производства строительных материалов и изделий энергия составляет около 8%, а для их перевозки и на строительство объекта — 2%. Таким образом, с точки зрения энергетики, главное внимание при проектировании объектов строительного комплекса следует уделять повышению их эксплуатационных характеристик.

Жилой фонд в Республике Беларусь, с точки зрения энергоиспользования при эксплуатации является весьма неэффективным. Проводимая в прошлые годы политика «дешёвых» энергоносителей привела к строительству зданий с низким термическим сопротивлением ограждающих конструкций, а отсутствие средств регулирования и учёта расхода тепловой энергии, горячей и холодной воды и природного газа — к расточительному их использованию населением. Завышенному потреблению способствовала также низкая эффективность автономных теплогенераторов и бытовых электроприборов.

Главными техническими факторами, приводящими к повышенным удельным расходам энергоресурсов при строительстве и эксплуатации объектов строительного комплекса являются:

• ? Использование в проектах зданий ограждающих конструкций с низким уровнем теплозащиты из-за несовершенной нормативной базы и острого постоянного дефицита в эффективных теплоизоляционных материалах;
• ? Сложившаяся ориентация промышленности стройиндустрии на преимущественный выпуск энергоёмких стеновых материалов и конструкций (карамзитбетон, железобетон, кирпич);
• ? Несовершенство систем теплои электроснабжения, инженерного оборудования зданий, недостаточная утилизация тепловых выбросов, слабое использование нетрадиционных источников энергии;
• ? Отсутствие систем регулирования и приборов контроля потребления тепловой энергии зданий и сооружений, несовершенство тарифов за использование тепловой энергии;
• ? Нарушение принципа комплексности и системности решения вопросов энергосбережения на всех уровнях проектирования, начиная от градостроительных и до инженерных задач. Относительно низкая стоимость топливно-энергетических ресурсов, недостаток нормативных требований к теплозащитным свойствам ограждающих конструкций, ориентация на приоритетность массивных конструкций из железобетона сделало строительство самым энергоёмким в мире.
• а) «Солнечный» транспорт для аттракционов

Рисунок 1.15 — Беспилотный самолет Heliosс фотоэлементами на крыльях Беспилотный самолёт Helios с фотоэлементами на крыльях. Фотоэлектрические элементы могут устанавливаться на различных транспортных средствах: лодках, электромобилях и гибридных автомобилях, самолётах, дирижаблях и т. д. Фотоэлектрические элементы вырабатывают электроэнергию, которая используется для бортового питания транспортного средства, или для электродвигателя электрического транспорта. В Италии и Японии фотоэлектрические элементы устанавливают на крыши ж/д поездов. Они производят электричество для кондиционеров, освещения и аварийных систем. Компания Solatec LLC продаёт тонкоплёночные фотоэлектрические элементы для установки на крышу гибридного автомобиляToyota Prius. Тонкоплёночные фотоэлементы имеют толщину 0,6 мм, что никак не влияет на аэродинамику автомобиля. Фотоэлементы предназначены для зарядки аккумуляторов, что позволяет увеличить пробег автомобиля на 10%. Ещё 20 ноября 1980, Стив Птачек совершил полет на самолёте Solar Impulse, питающемся только солнечной энергией. На 2010 г. солнечный пилотируемый самолет продержался в воздухе 24 часа.

Электромобили на солнечных батареях (солнцемобили) — этот тип электромобилей, которые передвигаются благодаря энергии солнца. Для питания электродвигателей и подзарядки аккумуляторов использует солнечные батареи. Как обычный электромобиль солнцемобиль передвигается ночью, а днём ему хватает энергии солнца.

В 1982 г. изобретатель Ханс Толструп на солнцемобиле «Quiet Achiever» («Тихий рекордсмен») пересёк Австралию с запада на восток со скоростью всего лишь 20 км/ч.

А уже в 1996 г. победитель IV Международного ралли солнцемобилей — «Dream» («Мечта») проехал 3000 км между Дарвином и Аделаидой со скоростью почти 90 км/ч, на отдельных участках 135 км/ч. 1].

Солнечная батарея Солнечная батарея — бытовой термин, используемый в разговорной речи или ненаучной прессе. Обычно под термином «солнечная батарея» или «солнечная панель» подразумевается несколько объединённых фотоэлектрических преобразователей (фотоэлементов) —полупроводниковых устройств, прямо преобразующих солнечную энергию в постоянный электрический ток.

Солнечная энергия Солнечный коллектор производит нагрев материала-теплоносителя. Солнечные батареи производят непосредственно электричество С.К. широко используется как для нагрева воды, так и для производства электроэнергии. Солнечные коллекторы производятся из доступных материалов: сталь, медь, алюминий и т. д., то есть без применения дефицитного и дорогого кремния. Это позволяет значительно сократить стоимость оборудования, и произведенной на нём энергии. В настоящее время именно солнечный нагрев воды является самым эффективным способом преобразования солнечной энергии.

В 2001 году стоимость электроэнергии, полученной в солнечных коллекторах составляла $ 0,09-$ 0,12 за кВт· ч. Департамент Энергетики США прогнозирует, что стоимость электроэнергии, производимой солнечными концентраторами снизится до $ 0,04-$ 0,05 к 2015—2020 г.

В 2007 году в Алжире началось строительство гибридных электростанций. В дневное время суток электроэнергия производится параболическими концентраторами, а ночью из природного газа.

б) Солнечный водонагреватель для бытовых нужд.

Теплоноситель (вода, воздух или антифриз) нагревается, циркулируя через коллектор, а затем передает тепловую энергию в бак-аккумулятор, накапливающий горячую воду для потребителя.

В простом варианте циркуляция воды происходит естественно из-за разности температур в коллекторе и баке-аккумуляторе, который располагается выше.

В более сложном варианте коллектор имеет свой контур, заполненный водой или антифризом. В контур включается насос для циркуляции теплоносителя. Бак может располагаться как непосредственно рядом с коллектором, так и внутри здания.

В тех случаях, когда солнечной энергии недостаточно, температуру воды на нужном уровне поддерживает дополнительный электрический нагревательный элемент, который устанавливают за баком-аккумулятором. Такое решение позволяет повысить эффективность солнечной установки, поскольку КПД солнечного коллектора снижается с ростом температуры теплоносителя.

КПД солнечных коллекторов в первом приближении может быть рассчитан по следующей формуле:

.

где — расчётное значение КПД, — номинальный (оптический) КПД установки при нормальных условиях, — коэффициент, зависящий от типа и теплоизоляции коллектора, — разность температур теплоносителя и окружающего воздуха (гр. С), E — инсоляция (Вт/кв.м.).

Таблица 1.1 ;

Активные системы с открытым контуром Активные системы с открытым контуром используют насосы для циркуляции воды через коллекторы. Активные системы с открытым контуром являются популярными в регионах с положительными температурами или при сезонном использовании. Могут эксплуатироваться при температурах воздуха до ?20 °C или ?25 °C.

в) Солнечная кухня Солнечные коллекторы могут применяться для приготовления пищи. Температура в фокусе коллектора достигает 150 °C. Такие кухонные приборы могут широко применяться в развивающихся странах. Стоимость материалов необходимых для производства «солнечной кухни» составляет $ 3 — $ 7. В развивающихся странах для приготовления пищи активно используются дрова.

Существуют различные международные программы распространения солнечных кухонь. Например, в 2008 г. Финляндия и Китай заключили соглашение о поставках 19 000 солнечных кухонь в 31 деревню Китая. Это позволит сократить выбросы СО2 на 1,7 млн тонн в 2008—2012 гг. В будущем Финляндия сможет продавать квоты на эти выбросы.

Швейцарская компания Clean Hydrogen Producers (CHP) разработала технологию производства водорода из воды при помощи параболических солнечных концентраторов. Площадь зеркал установки составляет 93 мІ. В фокусе концентратора температура достигает 2200 °C. Вода начинает разделяться на водород и кислород при температуре более 1700 °C. За световой день 6,5 часов (6,5 кВт· ч/кв.м.) установка CHP может разделять на водород и кислород 94,9 литров воды. Производство водорода составит 3800 кг в год (около 10,4 кг в день).

Водород может использоваться для производства электроэнергии, или в качестве топлива на транспорте.

г) Энергоэффективнные растения Фотоэлектролиз осуществляетсяв фотоэлектрохимических ячейках когда свет используется для электролиза. Другими словами, фотоэлектролиз — это конверсия света в электрический ток, и разложение молекул с использованием этого тока.

Привлекательность фотоэлектролиза для многих инженеров и технологов состоит в его пригодности к электролизу воды на водород и кислород. (В этом случае процесс известен под названием разложение воды.) Для достижения водородной экономики требуется эффективный и недорогой способ производства водорода из природных источников без использования ископаемого топлива. Фотоэлектролиз часто рассматривается, как полностью удовлетворяющий данному условию способ. Фотоэлектролиз часто образно называют водородным «Святым Граалем» за его потенциальную возможность стать жизнеспособной альтернативой нефти, как источнику энергии; таким источником энергии, который не связан с нежелательными социополитическими эффектами, как нефть при её добыче и использовании.

Некоторые исследователи работают над реализацией фотоэлектролиза методами нанотехнологии. В самом деле, с подоходящими полупроводниками, нано-фотоэлектролиз воды может однажды достичь большей эффективности чем традиционный фотоэлектролиз. Полупроводники с потенциальным барьером менее чем 1.7 эВ якобы могут быть эффективными для нанофотоэлектролиза с использованием Солнца.

д) Энергия из биомассы Растения — один из важнейших непременных источников энергетическое сырья, доступного человечеству. Правда, суммарная эффективность фотосинтеза, если считать по запасенной в биомассе энергии, не так уж высока; даже в оптимальных для растения условиях она не превышает 5…6% поступающей на поверхность Земли солнечной радиации. Обычно же в сельском хозяйстве эта величина составляет около 1%. И, тем не менее, ежегодно на Земле запасается в виде биомассы растений в 10 раз больше энергии, чем потребляет ее человечество. В древесине деревьев, сегодня растущих на планете, заключено столько же энергии, сколько во всех практически доступных запасах угля, нефти и газа.

Осуществляемые в разных странах этанолные программы имеют целью производство горючего преимущественно для карбюраторных двигателей. В то же время заслуживают внимания перспективы получения из растительного сырья дизельного топлива. В принципе таким топливом может служить, например, подсолнечное или оливковое масло (хотя если заправлять дизель в продовольственном магазине, то нужно брать только самые высшие, рафинированные сорта масла, иначе неизбежно образование нагара). Здесь единственное препятствие — низкий выход масла: гектар подсолнечника или сои дает его всего лишь около тонны. Однако выход масла можно увеличить опять-таки путем селекции. Кроме этого, существуют гораздо более продуктивные масличные культуры. Например, западноафриканская масличная пальма дает до 4…6 тонн масла с гектара, а недавно выведены новые ее сорта, продуктивность которых достигает 14…16 тонн.

Биомассой называется любая органика, образующаяся за счет фотосинтеза. Ее энергетическое использование непосредственное применение в виде топлива или переработка в различные его виды. Здесь существует несколько способов. Биомассу можно сжигать, а также превращать в метан (природный газ) или спирт, которые используются как топливо.

Получение метана (природного газа). Питание бактерий органикой в анаэробных условиях сопровождается выделением так называемого биогаза, на две трети состоящего из метана. Использование биогаза в качестве источника энергии таит в себе большие возможности. Например, Ричард Уэйбрайт, владелец молочной фермы с 2 тыс. коров в Мейсон-Диксоне близ Геттисберга (Пенсильвания), сбраживает навоз в анаэробных ферментерах, а получаемый биогаз использует как топливо для выработки электричества, которого хватает не только для удовлетворения всех энергетических потребностей его хозяйства, но и на продажу. Избыток тепла от работы генераторов идет на обогрев ферментеров и отопление построек, а богатый биогенами ил, остающийся после сбраживания, вывозится на поля в качестве органического удобрения. По расчетам Уэйбрайта, только экономия электроэнергии и ее продажа приносят ему около 100 тыс. долларов в год, не считая выгоды от использования собственных удобрений. Один ватт его энергосистемы обходится в 80 центов, что гораздо дешевле, чем на угольных ТЭС и АЭС (3 и 5 долларов соответственно).

Если бы все молочные фермы США переняли этот опыт, мы получали бы от коров больше электричества, чем сейчас на АЭС, причем оно стоило бы намного дешевле, не говоря уже об устойчивости и экологической безвредности такого энергоресурса. Канализационный ил вполне можно перерабатывать аналогичным образом, однако до сих пор мало кто этим интересуется. Короче говоря, здесь перед нами огромные возможности.

На уровне более мелких хозяйств эта идея нашла применение в Китае, где миллионы крестьян сбраживают в герметично закрытой яме сельскохозяйственные отходы, а образовавшийся биогаз используют как топливо для приготовления пищи. Такой вариант можно рекомендовать в качестве прекрасной замены дров для всех стран Третьего мира.