 |
ISSN 2223-4594 | ISSN 2949-110X
|
Расширенный поиск
RuEn
|
 |
О ЖУРНАЛЕ|РЕДАКЦИОННЫЙ СОВЕТ И РЕДКОЛЛЕГИЯ|ИНФО|ВЫПУСКИ ЖУРНАЛА|АВТОРАМ|ПОДПИСКА|КОНТАКТЫ |  |
ОБ ЭФФЕКТАХ СОВМЕЩЕНИЯ МИКРОГЕНЕРАЦИИ И ПРИНУДИТЕЛЬНОЙ ТЕРМОСТАБИЛИЗАЦИИ ОСНОВАНИЯ ЗДАНИЙ НА МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ
ЖУРНАЛ: Том 15, № 4, 2025, с. 519-532РУБРИКА: Новые технологии освоения Арктики
АВТОРЫ: Бадамшина С.Ю., Бахмадов А.В., Клоков А.В., Локтионов Е.Ю., Татаринова А.С.
ОРГАНИЗАЦИИ: Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, Российский университет транспорта
DOI: 10.25283/2223-4594-2025-4-519-532
УДК: 621.578
Поступила в редакцию: 22.05.2025
Ключевые слова: возобновляемые источники энергии, изолированные энергосистемы, тепловые насосы, термостабилизация грунтов, солнечные батареи, ветроэнергетические установки, социально-экономическое развитие арктических территорий, управление спросом на энергию
Библиографическое описание: Бадамшина С.Ю., Бахмадов А.В., Клоков А.В., Локтионов Е.Ю., Татаринова А.С. Об эффектах совмещения микрогенерации и принудительной термостабилизации основания зданий на многолетнемерзлых грунтах // Арктика: экология и экономика. — 2025. — Т. 15, — № 4. — С. 519-532. — DOI: 10.25283/2223-4594-2025-4-519-532.
АННОТАЦИЯ:
Климатические изменения происходят значительно быстрее в северных регионах, и на этом фоне классические методы термостабилизации нередко становятся недостаточно эффективными. Предлагается использование поверхностных фундаментов с интегрированными тепловыми насосами, питаемыми от возобновляемых источников энергии (ВИЭ). На примере села Саскылах (Якутия), где имеются аварийные здания, показано, что представленная технология способна снизить затраты на строительство на мерзлоте на 45%. Внедрение ВИЭ в поселении посредством микрогенерации позволит заодно решить проблему высоких тарифов на электроэнергию (отмечен потенциал снижения на 34%).
Сведения о финансировании: Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования РФ (грант № 075-15-2024-559). Благодарность Авторы признательны за использование вычислительного оборудования УНУ «Пучок-М» и лицензии на программный комплекс Frost 3D, бесплатно предоставленной МГТУ им. Н. Э. Баумана его разработчиком — ООО НТЦ «Симмэйкерс».
Литература:
1. Huang J., Zhang X., Zhang Q., Lin Y., Hao M., Luo Y., Zhao Z., Yao Y., Chen X., Wang L., Nie S., Yin Y., Xu Y., Zhang J. Recently amplified arctic warming has contributed to a continual global warming trend. Nature Climate Change, 2017, vol. 7, no. 12, pp. 875—879. DOI: 10.1038/s41558-017-0009-5.
2. Post E., Alley R. B., Christensen T. R., Macias-Fauria M., Forbes B. C., Gooseff M. N., Iler A., Kerby J. T., Laidre K. L., Mann M. E., Olofsson J., Stroeve J. C., Ulmer F., Virginia R. A., Wang M. The polar regions in a 2°C warmer world. Science Advances, 2019, vol. 5, no. 12. DOI: 10.1126/sciadv.aaw9883.
3. Hou X., Chen J., Sheng Y., Rui P.-F., Liu Y.-Q., Zhang S.-H., Dong T.-C., Gao J.-W. Field observations of the thermal stability of permafrost under buildings with an underfloor open ventilation space and pile foundations in warm permafrost at high altitudes. Advances in Climate Change Research, 2023, vol. 14, no. 2, pp. 267—275. DOI: 10.1016/j.accre.2023.03.004.
4. Брушков А. В., Алексеев А. Г., Бадина С. В. и др. К вопросу о необходимости выработки целостной системы мер по предупреждению деформаций зданий и сооружений в криолитозоне в условиях меняющегося климата // Арктика: экология и экономика. — 2024. — Т. 14, № 4. — C. 605—616. — DOI: 10.25283/2223-4594-2024-4-605-616.
5. Бадина С. В. Прогнозирование издержек на адаптацию социальной инфраструктуры к меняющимся геокриологическим условиям (на примере Норильска) // Федерализм. — 2023. — T. 28 (4). — C. 140—156. — DOI: 10.21686/2073-1051-2023-4-140-156.
6. Sharaborova E. S., Shepitko T. V., Loktionov E. Yu. Experimental Proof of a Solar-Powered Heat Pump System for Soil Thermal Stabilization. Energies, 2022, vol. 15, no. 6. DOI: 10.3390/en15062118.
7. Yang X., Sun D., Li J., Yu C., Deng Y., Yu B. Demonstration study on ground source heat pump heating system with solar thermal energy storage for greenhouse heating. J. of Energy Storage, 2022, vol. 54. DOI: 10.1016/j.est.2022.105298.
8. Zhang J., Zhang H.-H., He Y.-L., Tao W.-Q. A comprehensive review on advances and applications of industrial heat pumps based on the practices in China. Applied Energy, 2016, vol. 178, pp. 800—825. DOI: 10.1016/J.APENERGY.2016.06.049.
9. Asanov I. M., Loktionov E. Yu. Possible benefits from PV modules integration in railroad linear structures. Renewable Energy Focus, 2018, vol. 25, pp. 1—3. DOI: 10.1016/j.ref.2018.02.003.
10. Badamshina S., Klokov A., Loktionov E. Case Study of Microgeneration for Power Supply in Remote Island Communities. 2024 6th International Youth Conference on Radio Electronics, Electrical and Power Engineering (REEPE), 2024, pp. 1—6. DOI: 10.1109/REEPE60449.2024.10479866.
11. Локтионов Е. Ю., Шараборова Е. С., Клоков А. В. и др. Технологии сохранения мерзлотников (ледников) для обеспечения устойчивого развития северных поселений // Арктика: экология и экономика. — 2024. — T. 14, № 1. — C. 116—126. — DOI: 10.25283/2223-4594-2024-1-116-126.
12. Губанов М., Киушкина В., Широков А. О создании фонда развития локальных энергосистем // Энергет. политика. — 2023. — T. 9 (188). — C. 70—83. — DOI: 10.46920/2409-5516_2023_9188_70. — EDN PRZINP.
13. Бердников Р., Холкин Д., Чаусов И. Оптимизация систем энергоснабжения удаленных и изолированных территорий за счет управления энергетической гибкостью // Энергет. политика. — 2023. — Вып. 1 (179). — C. 94—106. — DOI: 10.46920/2409-5516_2023_1179.94. — EDN CRQLOW.
14. Klokov A. V., Tutunin A. S., Sharaborova E. S., Korshunov A. A., Loktionov E. Yu. Inverter Heat Pumps as a Variable Load for Off-Grid Solar-Powered Systems. Energies, 2023, vol. 16, no. 16. DOI: 10.3390/en16165987.
15. Патент 2583025 C1 Российская Федерация, МПК E02D 3/115. Поверхностный фундамент сооружения, обеспечивающий сохранение грунтов основания в мерзлом состоянии с одновременным обогревом сооружения : № 2015113940/03 : заявл. 20.04.15 : опубл. 27.04.16 / Л. Н. Хрусталев, В. З. Хилимонюк, Г. З. Перльштейн, Д. В. Каманин. — EDN IJGZRW.
16. Photovoltaic Geographical Information System (PVGIS). Available at: https://joint-research-centre.ec.europa.eu/photovoltaic-geographical-information-system-pvgis_en.
17. Loktionov E. Yu., Sharaborova E. S., Shepitko T. V. A sustainable concept for permafrost thermal stabilization. Sustainable Energy Technologies and Assessments, 2022, vol. 52, p. 102033. DOI: 10.1016/j.seta.2022.102003.
18. Klokov A. V., Loktionov E. Yu. Temporal Resolution of Input Weather Data Strongly Affects an Off-Grid PV System Layout and Reliability. Solar, 2023, vol. 3, no. 1, pp. 49—61. DOI: 10.3390/solar3010004.
19. Guo P. Y., Zhu D. Y., Lam J. C. K. et al. Wind Energy Engineering: A handbook for onshore and offshore wind turbines. [S. l.], Elsevier, 2022.
20. Badamshina S. Y., Klokov A. V. Possible Benefits of Thermal Load for Energy Flexibility in Off-Grid Power Systems Energy Service. 2025 7th International Youth Conference on Radio Electronics, Electrical and Power Engineering (REEPE), 2025, pp. 1—6. DOI: 10.1109/REEPE63962.2025.10971105.
Скачать »