Понятие и внутренняя структура Масдар Сити, история его возведения и развития, оценка экологичности и транспортные решения данного города. Краткое описание сети PRT. Энергоснабжение Масдара, принципы его организации и основные источники энергии.
Аннотация к работе
Так в одном из последних номеров нашего журнала мы рассказали о проекте, реализованном в конце 2010 года в Китае, в городе Гуанджоу. В ходе проектирования китайского «зеленого» небоскреба были применены многочисленные решения - от возможности использования энергии солнца для снабжения энергией и теплом помещений, до сбора дождевой воды и возможности ее повторного использования для технических нужд после очистки. Особенностью архитектуры города в Арабских Эмиратах станут ажурные конструкции, которые закроют на уровне крыш почти все улицы города от зноя и позволят сохранить по замыслам архитекторов прохладу. Данное решение создаст возможность управлять локальными климатическими условиями, а также значительно сократит затраты энергии на кондиционирование зданий города. § станции посадки расположены на боковых путях (англ. offline station), поэтому остановившиеся транспортные средства не блокируют движение по главному пути, при этом боковой путь образует полосу торможения перед станцией и полосу разгона после нее, поэтому подъезжающие и отъезжающие от станции транспортные средства не тормозят движение по главному путиГород Масдар (в переводе с арабского - источник) должен доказать, что да. Проект стоимостью 22 миллиарда долларов может стать первым городом с нулевым балансом выброса углерода. Основными источниками энергии в городе должны стать ветер, солнце и водородные топливные элементы. Город будет спланирован так, чтобы людям не требовался транспорт.
Введение
Masdar в переводе с арабского означает «источник». По замыслу этот строящийся ультрасовременный город должен будет стать базой для компаний, занимающихся экотехнологиями, исследовательских институтов и государственных организаций со всего мира. Появившиеся тут новые изобретения потом будут реализованы не только в ОАЭ, но и в других странах. Нужно отметить, что данный подход к строительству современных зданий и городов приобретает все большее распространение. Так в одном из последних номеров нашего журнала мы рассказали о проекте, реализованном в конце 2010 года в Китае, в городе Гуанджоу.
Напомним, речь шла о завершении строительства офисного ЗДАНИЯPEARL River Tower, ставшего примером комплексного применения энергосберегающих технологий при возведении объектов подобных размеров. Работы уже закончены, высота 71_этажного здания составляет 309 метров. В ходе проектирования китайского «зеленого» небоскреба были применены многочисленные решения - от возможности использования энергии солнца для снабжения энергией и теплом помещений, до сбора дождевой воды и возможности ее повторного использования для технических нужд после очистки.
Что касается строительства Масдара, то самое удивительное, что необходимость строительства и переориентации на энергосберегающие технологии осознали в стране, обладающей крупнейшими запасами углеводородного топлива - нефти и являющейся крупным экспортером нефти. В Арабских Эмиратах, а именно там решили создать технополис с целью последующего изучения вопросов энергетической безопасности, изменения климата, сохранения водных ресурсов и защиты природы, правительство решило создать особое место, где специалисты со всего света могли бы работать над разрешением этих проблем. К сожалению, в России нет не только подобного рода объектов, но и планов и программ по их возведению. Пока в России пытаются решить вопрос установки индивидуальных приборов учета в объектах коммунального хозяйства, весь мир медленно, но верно переходит на принципиально иной метод решения проблем энергосбережения и экологии.
Особенностью архитектуры города в Арабских Эмиратах станут ажурные конструкции, которые закроют на уровне крыш почти все улицы города от зноя и позволят сохранить по замыслам архитекторов прохладу. Данное решение создаст возможность управлять локальными климатическими условиями, а также значительно сократит затраты энергии на кондиционирование зданий города.
Проект города был разработан студией Foster and Partners, в нем была заложена основная идея - сочетание традиционной архитектуры страны и архитектуры урбанизированных регионов с использованием существующих и прогрессивных материалов для сокращения потребления энергии.
1. Структура
Экологичность - главный принцип, заложенный при проектировании Масдара станет моделью для строительства других городов будущего. Планируется, что потребление энергии на душу населения в Масдаре будет сокращено на 25% по сравнению со стандартными показателями. В Масдаре будет создана зона, свободная от транспорта с двигателями внутреннего сгорания. В пределах города будут размещены только высокотехнологичные промышленные предприятия, не оказывающие негативного влияния на окружающую среду. Основным транспортом на улицах города станут персональные электромобили и монорельсовая система скоростных поездов. Строительство Масдара началось в феврале 2008 года в свободной торговой зоне, в 17 км к юго-востоку от города Абу_Даби. Энергоснабжение города будет полностью осуществляться от установок, использующих солнечную энергию и другие возобновляемые источники энергии. Запланированная площадь города составляет 6 км2. Общий бюджет проекта строительства Масдар_Сити определен в 22 млрд долларов США, из них 15 млрд финансируется властями эмирата Абу_Даби. Проект был запущен в 2006 году, реализуется государственной компанией Abu Dhabi Future Energy Company, рассчитан на восемь лет и состоит из нескольких этапов. Первая фаза строительства завершилась в конце 2009 года сдачей в эксплуатацию жилых и офисных помещений. Предполагается, что население города составит от 45 до 50 тысяч человек, и еще около 60 тысяч человек будут ежедневно приезжать в Масдар-Сити для работы в более чем полутора тысячах предприятиях и учреждениях города, главным образом специализирующихся на разработках в области экологически чистых технологий, производства и реализации связанной с ними продукции и товаров широкого профиля. Для энергоснабжения объектов города строится солнечная электростанция мощностью от 40 до 60 МВТ, она стала первым строительным объектом Масдара, так как будет использоваться для производства строительных работ.
По мере развития города дополнительные фотоэлектрические модули будут размещены на крышах вновь построенных домов, что позволит довести энергоснабжение города до 130 МВТ. Кроме того, для обеспечения энергией будет использоваться энергия ветра, за пределами города будут установлены ветрогенераторы, способные производить до 20 МВТ электроэнергии, в настоящее время рассматривается возможность использования также и геотермальной энергии.
2. Транспортные решения Масдар Сити
Как упоминалось выше, основным индивидуальным средством передвижения в Масдаре станут электромобили, получившие сокращенное название RPT - Personal Rapid Transit, это вид городского и пригородного транспорта, который автоматически (без водителя) перевозит пассажиров в режиме такси, используя сеть выделенных путей.
Идея создания подобного типа транспорта возникла давно. Еще в 1953 году планировщик городского транспорта Дон Фичтер начал разрабатывать альтернативные средства перевозки грузов и пассажиров, впоследствии получившие название PRT. В 1964 году Фичтер опубликовал книгу, в которой предложил концепцию автоматического транспорта для районов с низкой и средней плотностью населения. Согласно сведениям Википедии, в 1966 году министерство благоустройства и городского развития США получило финансирование на «исследования новых систем городского транспорта, который был бы способен перевозить как пассажиров, так и грузы; быстро, безопасно, не загрязняя воздух и не ухудшая планировку города». Первые результаты исследований были опубликованы в 1968 году и рекомендовали развитие идеи PRT, наряду с другими транспортными системами - такими, как «автобус по вызову» и высокоскоростные междугородные магистрали. В конце 60_х - начале 70_х годов корпорация Аэроспейс, организованная конгрессом США, потратила большое количество средств на развитие технологии PRT и произвела значительную часть исследований в этом направлении. Также в 1967 году аэрокосмическое отделение корпорации Matra начало работы по проекту Aramis в Париже. На этот проект было потрачено около 500 миллионов франков, но проект был закрыт после неудачных испытаний в ноябре 1987 года. Транспортные средства системы Aramis должны были двигаться на малом расстоянии друг от друга, формируя «виртуальный поезд», но недостатки программного обеспечения приводили к столкновениям транспортных средств.
С 1970 го по 1978 год в Японии действовал проект «Контролируемая компьютером система транспортных средств» (Computer-controlled Vehicle System, или CVS). В рамках полномасштабной тестовой инсталляции 84 транспортных средства двигались на скоростях до 60 км/час на путях длиной 4,8 км. В 76-78 годах CVS была установлена и применялась в течение шести месяцев. 12 пассажирских и 4 грузопассажирских транспортных средства перевезли в общей сложности 800 тысяч пассажиров между пятью станциями по путям длиной 1,6 км. Проект CVS был закрыт после того, как министерство территории, инфраструктуры и транспорта Японии заявило, что система небезопасна и не соответствует существующим правилам о минимальной дистанции.
Несмотря на это, именно PRT транспорт был выбран для реализации транспортной составляющей проекта вследствие следующих преимуществ: § полностью автоматическая система, которая включает управление транспортным средством, маршрутизацию и взимание платы за проезд
§ транспортные средства оборудованы независимой или полунезависимой автоматической бортовой системой управления
§ проложенные магистрали PRT не пересекаются в одном уровне друг с другом, с потоками наземного транспорта и пешеходов, так как в основном расположены над землей. В одном уровне могут быть только развилки и слияния специальных путей
§ магистрали расположены на уже существующем землеотводе, так как в основном расположены над уже имеющимися дорогами
§ развилки и слияния специальных путей не содержат движущихся частей.
Это реализовано при помощи так называемой пассивной стрелки (англ. passive switch или vehicle-mounted switch) или управляемых колес транспортного средства
§ станции посадки расположены на боковых путях (англ. offline station), поэтому остановившиеся транспортные средства не блокируют движение по главному пути, при этом боковой путь образует полосу торможения перед станцией и полосу разгона после нее, поэтому подъезжающие и отъезжающие от станции транспортные средства не тормозят движение по главному пути
§ все станции расположены в радиусе пешеходной доступности (до 300-400 метров) и по возможности вплотную или внутри обслуживаемых объектов, территорий, зданий и помещений
§ свободные транспортные средства ожидают пассажиров на станциях
§ PRT_ транспорт не имеет стоячих мест и приводится в движение электродвигателями, причем в большинстве случаев - вращательными электродвигателями, при этом транспорт оборудован системами рекуперации электроэнергии (возврат в электросеть или аккумулятор) при торможении.
Кроме того, еще одним доводом в пользу выбора PRT-транспорта в проекте Масдар стал имеющийся опыт по внедрению этих систем в Японии.
Согласно информации, размещенной на официальном сайте проекта Масдар - www.masdarcity.com, автоматический транспорт будет иметь некоторые отличия. Индивидуальные кабины транспорта PRT будут двигаться со скоростью около 40 км/ч, на самый длинный маршрут будет затрачиваться около 10 минут. Общее количество автоматических кабин составит 3 000 штук, они будут совершать 130 000 поездок в день внутри сети, имеющей 85 станций. Наряду с пассажирским транспортом будет использоваться грузовой PRT-транспорт. 5 000 автоматических «грузовиков» будут совершать 5 000 рейсов в день для доставки коммерческих грузов для жителей, магазинов и гостиниц. Бортовые автомобили могут нести два поддона, с максимальной общей грузоподъемностью 1 600 кг. Снабжение энергией системы PRT-транспорта будет осуществляться полностью от возобновляемых источников энергии. Автоматические кабины будут оборудованы литийфосфатными батареями, обеспечивающими дальность хода до 60 километров. Зарядка аккумуляторов займет 1,5 часа. Транспортные средства будут заряжаться прямо на станциях, при этом нет необходимости в организации дополнительных технических помещений. Магистрали станций будут организованы таким образом, чтобы обеспечить независимый въезд и выезд автоматических кабин.
На первом этапе проекта в качестве поставщика была выбрана компания 2getthere для обеспечения связи с Масдар Института науки и технологии.
Для этой цели уже введены в эксплуатацию 8 стандартных PRT, 2 транспортных средства люкс-класса с кожаным салоном и 3 грузовых кабины. Сейчас сеть имеет примерно 1,2 километра в длину с 5 станциями (две - для пассажиров и 3 - для грузов).
3. Краткое описание сети PRT в Масдаре: § начало ввода в эксплуатацию - вторая половина 2009 года;
§ пиковая мощность - 500 поездок в час;
§ частота следования - по требованию;
§ время работы - 24 часа, 7 дней в неделю;
§ конфигурация - сеть;
§ тип сети - кольцевая;
§ тип транспортного средства - 2-е поколения CYBERCAB;
§ количество транспортных средств в настоящее время - 10 штук ( 3 грузовых автомобиля Rapid Transit);
§ пассажиров, сидящих / стоящих - 4 взрослых 2 детей;
§ привод - электрический;
§ система управления: TOMS;
§ текущая протяженность маршрута - 1 200 метров (в один конец);
§ количество станций: 2 автономно ( 3 станции фрахт);
§ спальные места на станции - 6.
4. Энергоснабжение Масдара
В Масдар Сити будет использоваться в основном энергия Солнца, преобразуемая в электрическую с помощью фотоэлектрических панелей американской компании Energy Innovations Inc."s Sunflower.
Это решение было принято вследствие высокой эффективности производимых этой компанией фотопанелей. Они способныпреобразовывать до 29 процентов поступающей солнечной энергии.
Система электроснабжения города будет состоять из фотоэлектрических модулей, автоматической усовершенствованной системы слежения за положением Солнца, систем оптимизации энергопотребления, встроенных контроллеров и беспроводной связи, для обеспечения передачи информации на модуль управления. Оборудование Sunflower оптимизировано для работы при высокой температуре окружающего воздуха и имеет специально разработанные фотовольтаические ячейки, обладающие более сбалансированными эксплуатационными характеристиками по мощности в области высоких температур по сравнению с ячейками из традиционного кристаллического кремния. В Масдаре в мае 2009 запущена 10_мегаваттная фотоэлектрическая станция, спроектированная и построенная Enviromena Power Systems, которая является в настоящее время крупнейшей в своем роде на Ближнем Востоке. Расположенная в Китае станция Hebe Solar имеет суммарную мощность 2 МВТ, а First Solar в Северной Америке - 5 МВТ.
Фотоэлектрическая станция в Абу-Даби занимает площадь 212 000 м2 (55 акров). Система состоит из 87 777 фотоэлектрических (PV) модулей и имеет возможность производить до 17 500 МВТ чистой энергии в год, компенсируя около 15 000 тонн выбросов углекислого газа в год. По словам руководителей проекта, стоимость станции составила 185 миллионов долларов. Станция была построена в рекордно короткие сроки и обладает самыми высокими показателями экономической эффективности солнечных установок PV с точки зрения прогнозируемых параметров выходной мощности.
Тем не менее на этом решили не останавливаться. Логическим продолжением проекта строительства Масдар Сити станет строительство новой фотоэлектрической станции в Абу-Даби. По сообщениям энергетической компании Masdar (Abu Dhabi Future Energy Company), уже в скором времени будет введена в эксплуатацию станция мощностью 100 МВТ.
Вывод
энергосбережение экологичность город масдар
Город без машин, без мусора и без загрязнения. Возможно? Город Масдар (в переводе с арабского - источник) должен доказать, что да. Проект стоимостью 22 миллиарда долларов может стать первым городом с нулевым балансом выброса углерода.
Основными источниками энергии в городе должны стать ветер, солнце и водородные топливные элементы. Сточные воды будут перерабатываться, и затем использоваться в ирригационной системе.
Автомобили на ископаемом топливе будут там под запретом. Город будет спланирован так, чтобы людям не требовался транспорт. Для передвижения быстрее, чем на ногах, можно будет воспользоваться программируемыми электромобилями на рельсах.
Масдар уже строится, и завершение строительства намечено на 2016 год. Всего в городе смогут проживать до 50 000 человек, а первые жители смогут заселиться уже в этом году.