CC BY
37
a. средней предварительной оценкой и итоговой оценкой;
b. эквивалентом по пятибалльной шкале группы посещаемости и итоговой оценкой.
4. Сортировка результатов по сумме значений, полученных на предыдущем шаге, от большего к меньшему.
В результате проделанной работы получен набор отчетов, позволяющих в реальном времени оценивать зависимость результатов промежуточной аттестации от посещаемости и результатов семестровой аттестации.
Список литературы /References
1. Кацко И.А., Паклин Н.Б. Практикум по анализу данных на компьютере, 2009. 276 с.
2. Рихтер Джеффри. CLR via C#. Программирование на платформе Microsoft.NET Framework 4.5 на языке C#, 2017. 896 с.
3. Statsoft - Электронный учебник по статистике. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://statsoft.ru/home/textbook/default.htm/ (дата обращения: 01.06.2017).
4. Профессиональный информационно-аналитический ресурс, посвященный машинному обучению, распознаванию образов и интеллектуальному анализу данных. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.machinelearning.ru/ (дата обращения: 01.06.2017).
5. METANIT.COM Сайт о программировании, 2016. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://metanit.com/ (дата обращения: 01.06.2017).
6. Microsoft Developer Network. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://msdn.microsoft.com/ (дата обращения: 02.06.2017).
7. Microsoft Docs. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://docs.microsoft.com/en-us/ (дата обращения: 02.06.2017).
8. Википедия — свободная энциклопедия. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/ (дата обращения: 02.06.2017).
ОЦЕНКА ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ ДЛЯ КОТТЕДЖЕЙ Морозов А.А. Email: [email protected]
Морозов Алексей Александрович - магистрант,
кафедра теплогазоснабжения и вентиляции, Национальный исследовательский университет Московский государственный строительный университет, г. Москва
Аннотация: в статье рассмотрена целесообразность применения альтернативных источников энергии для обеспечения работы инженерных систем рядового коттеджа. Районом выбран г. Анадырь, так как средние скорости ветра в этом регионе одни из самых высоких на территории России, также и стоимость электроэнергии достаточно велика. Это предрасполагает к использованию альтернативных источников энергии. Рассмотрено применение солнечных батарей, ветрогенераторов и тепловых насосов. На основе проведённых расчётов определены наиболее целесообразные к применению альтернативные источники энергии для данного региона.
Ключевые слова: альтернативные источники энергии, энергосбережение, окупаемость, ветрогенератор, тепловой насос, солнечная батарея.
EVALUATION OF THE OUTLOOK OF ALTERNATIVE SOURCES OF ENERGY FOR COTTAGES Morozov A.A.
Morozov Alexey Aleksandrovich - Undergraduate, DEPARTMENT OF HEAT AND VENTILATION, NATIONAL RESEARCH UNIVERSITY MOSCOW STATE CONSTRUCTION UNIVERSITY, MOSCOW
Abstract: the expediency of application of alternative energy sources for ensuring work of engineering systems of ordinary cottage was considered in this article. Anadyr was choosed cause the mean wind speeds in this region are one of the highest in the territory of Russia as well the cost of the electric power is very big. It contributes to use of alternative energy sources. Use of solar batteries, wind generators and heat pumps was considered in this article. Based on the calculations, the most suitable alternative energy sources for this region was identified. Keywords: alternative energy sources, energy saving, payback, wind generator, heat pump, solar battery.
УДК 620.97
С конца XIX века в качестве основы любой энергетики используется углеводородное сырье, в современном нам мире представленное чаще всего природным газом или нефтью. В свое время они потеснили, а теперь и практически вытеснили из хозяйственной жизни своих предшественников: дрова, торф и др. Однако в последнее время в мире все большую роль начинают играть неуглеводородные источники энергии [1 с. 265-272].
В понятие «альтернативная энергетика» входят четыре основных составляющих:
- возобновляемые источники энергии (ВИЭ) — солнечная ветровая, геотермальная и гидравлическая энергии, биомасса, низкопотенциальное тепло земли, воды, воздуха;
- вторичные ВИЭ — твердые бытовые отходы, тепло промышленных и бытовых стоков, тепло и газ вентиляции;
- нетрадиционные технологии использования невозобновляемых и возобновляемых источников энергии — водородная энергетика, микроуголь, турбины в малой энергетике, газификация и пиролиз, каталитические методы сжигания и переработки органического топлива, синтетическое топливо;
- энергетические установки — тепловой насос, машина Стирлинга, вихревая трубка, гидропаровая турбина и установки прямого преобразования энергии) [2 с. 38-41].
Рассмотрим целесообразность применения альтернативных источников энергии для рядового коттеджа. Районом выберем г. Анадырь, так как этот город является самым ветреным в России, что предрасполагает к использованию ветряной энергии, также стоимость электроэнергии в данном регионе достаточно велика.
Теплопотери двухэтажного коттеджа 18х18 м составят:
зд
2уд-
Q™=80 Вт/м2,-удельные теплопотери на единицу площади;
8зд=18^18^2=648м2 - площадь здания.
0зд=51840 Вт
Среднегодовое потребление энергии составит: 25кВт^ч (из них 20кВт^ч на отопление и ГВС и 5 кВт^ч на электроснабжение). Коттедж подключён к сетям тепло- и электроснабжения.
Оценим перспективы применения ветрогенераторов. Ветрогенераторы эффективно применять в регионах со среднегодовой скоростью ветра > 5м/с. Исходя из метеорологических данных, средняя скорость ветра составляет:
Для периода 27.04.2011-26.04.2012: 6,4 м/с.
Для периода 27.04.2012-26.04.2013: 6,47 м/с.
Для периода 27.04.2013-26.04.2014: 5,82 м/с.
Для периода 27.04.2014-26.04.2015: 5,32 м/с.
Для периода 27.04.2015-26.04.2016: 5,74 м/с.
В среднем: 5,95 м/с.
Вследствие этого в данном регионе возможно применение ветрогенераторов. Определим число дней в году со скоростью ветра больше 5м/с.
Для периода 27.04.2011-26.04.2012: 239 дней.
Для периода 27.04.2012-26.04.2013: 224 дня.
Для периода 27.04.2013-26.04.2014: 182 дня.
Для периода 27.04.2014-26.04.2015: 169 дня.
Для периода 27.04.2015-26.04.2016: 200 дней.
В среднем: 203 дня.
Таким образом, ветрогенераторы в данном регионе могут работать в течение большей части года, что дополнительно подтверждает возможность их применения. В целях оценки окупаемости ветрогенератора условно примем, что он непрерывно работает 203 дня в году при неизменной скорости ветра 5,95 м/с.
Определим годовое потребление электроэнергии коттеджем: 25кВт^ч • 24 ^365 = 219000 кВт^ч/год.
В целях обеспечения необходимого годового потребления электроэнергии необходимо подобрать ветрогенераторы на выработку электроэнергии размером в 45кВт^ч (ввиду того, что они работают 203 дня в году). Примем ветрогенератор мощностью 10 кВт, диаметром ротора 8 м, высотой 6 м в количестве 5шт.
Средняя стоимость данных установок составит 1225000 тыс. руб.
Стоимость электроэнергии: 8,49 руб./ кВт^ч.
Стоимость электроэнергии: 4000 руб./ Гкал=3,44руб/ кВт^ч.
Годовая стоимость сэкономленной электроэнергии составит: 8,49^219000^5/25=371860 руб.
Годовая стоимость сэкономленной теплоэнергии составит: 3,44^219000^20/25=602690 руб.
Суммарная годовая стоимость сэкономленной энергии составит: 974590 руб.
Срок окупаемости составит: 1225000/974590=1,25 лет. Таким образом, ветрогенераторы окупятся за 15 месяцев, их установка целесообразна.
Оценим перспективы применения солнечных батарей. Среднее значение поступления суммарной солнечной радиации в г. Анадырь составляет 2,47 кВт^ч/м2/день (по данным NASA), что является весьма малым значением по сравнению с максимальным в мире (6 кВт^ч/м2/день). Рассмотрим приблизительный срок окупаемости солнечной батареи для частного дома в данном районе.
Определим годовое потребление электроэнергии коттеджем: 25кВт^ч • 24 ^365 = 219000 кВт^ч/год.
Стоимость солнечной батареи Sunways ФСМ-320М составляет 24300 руб.
Площадь принимающей поверхности: 2 м2.
В среднем поступление солнечной радиации составляет 2,47 кВт^ч/м2/день.
Для данной пластины это значение составит 4,94 кВт^ч/день
КПД батареи:17%.
Годовая выработка электроэнергии составит: 4,94^0,17^365=306 кВт^ч/год.
Понадобится 715 батарей. Суммарные затраты составят:17370000 руб.
Стоимость электроэнергии: 8,49 руб./ кВт^ч.
Стоимость электроэнергии: 4000 руб./ Гкал=3,44руб/ кВт^ч.
Годовая стоимость сэкономленной электроэнергии составит:8,49^219000^5/25= 371860 руб.
Годовая стоимость сэкономленной теплоэнергии составит:3,44<219000<20/25= 602690 руб.
Суммарная стоимость сэкономленной энергии составит: 974590 руб.
Срок окупаемости составит: 17370000/974590=17,8 лет.
Срок службы солнечных батарей составляет 20 лет. Таким образом, выгоду от использования они будут приносить лишь 2 года, что делает их применение нецелесообразным.
Оценим перспективы применения тепловых насосов. Тепловые насосы воздух-воздух эффективны в применении при температуре окружающей среды > -5 С. Определим число
58
дней температурой выше -5 °С и ниже 8°С (в скобках указано количество дней с температурой <=8°С).
Для периода 27.04.2011-26.04.2012: 119(303) дней.
Для периода 27.04.2012-26.04.2013: 127(294) дней.
Для периода 27.04.2013-26.04.2014: 136(304) дней.
Для периода 27.04.2014-26.04.2015: 128(289) дней.
Для периода 27.04.2015-26.04.2016: 102(285) дня.
Таким образом, в среднем тепловой насос сможет работать 41% от необходимого времени работы системы отопления здания. Исходя из температурных графиков видно, что в период с конца апреля по середину июня, а также с конца августа по начало ноября температура практически постоянно держится в интервала от -5 до 8 С. Значит возможна комбинированная схема отопления здания: с ноября по конец апреля - традиционные схемы отопления, в оставшееся время- с помощью тепловых насосов. В данном случае применим схему теплоснабжения с тепловыми насосами и электрическим нагревателем. Примем тепловой насос Mitsubishi ZUBADAN PUHZ-SHW140YHA мощностью 14кВт в количестве 2 шт. и воспользуемся программой расчёта тепловых насосов данного производителя. Рассмотрим выработку тепловой энергии и потребление электроэнергии данным тепловым насосом.
Таблица 1. Выработка температурной энергии тепловым насосом
Температура, °C Продолжительность темп. градаций, час Теплопотери, кВт Тепловой насос (потр. энергия), кВт*ч
-5,00 130,00 18,80 784,00
-4,00 210,00 17,90 1150,00
-3,00 211,00 17,00 1053,00
-2,00 219,00 16,10 991,00
-1,00 219,00 15,20 896,00
0,00 193,00 14,30 712,00
1,00 193,00 13,40 638,00
2,00 188,00 12,50 560,00
3,00 189,00 11,60 502,00
4,00 201,00 10,70 468,00
5,00 202,00 9,80 410,00
6,00 210,00 8,90 387,00
7,00 211,00 8,00 350,00
8,00 232,00 7,10 342,00
Выработка тепловой энергии составит: 35870 кВт^ч.
Затраты электроэнергии составят:9250 кВт^ч.
Затраты электроэнергии на отопление и ГВС в оставшийся отрезок отопительного периода составят:
219000^20/25-35870=139330 кВт^ч.
В сумме годовые затраты электроэнергии на теплоснабжение коттеджа при использовании тепловых насосов и электрических нагревателей составят: 9250+139330= 148560 кВт^ч/год, что составляет 1261280 руб.
Стоимость тепловых насосов составляет: 706000 руб.
Годовая стоимость сэкономленной теплоэнергии составит: 3,44^219000^20/25= 602690 руб.
В данном случае затраты на электроэнергию при установке тепловых насосов вместе с электрическими нагревателями больше, нежели чем при подключении к сети теплоснабжения, что делает применение данной схемы нецелесообразным. Однако если бы коттедж был подключён лишь к сети электроснабжения, установка тепловых насосов была бы целесообразна.
Годовая стоимость сэкономленной электроэнергии составит: 8,49^219000^20/25- 706000 = 226170 руб.
Срок окупаемости составит: 706000/226170 = 3,12 лет.
Таким образом, целесообразными для применения альтернативные источники энергии в данном регионе являются тепловые насосы и ветрогенераторы.
Список литературы /References
1. Вафина Ю.А. Энергосбережение за счет использования альтернативных источников энергии и вторичных энергоресурсов: Россия и мировой опыт // Вестник Казанского технологического университета, 2012. № 9.
2. Алексеенко С.В. Нетрадиционная энергетика и энергоресурсосбережение // Инновации. Технология. Решения, 2006. № 3.
АНАЛИТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ МОП ТРАНЗИСТОРА С КОЛЬЦЕВЫМ
ЗАТВОРОМ
1 2
Шорохов Н.А. , Антипин М.М. Email: [email protected]
1Шорохов Николай Александрович - бакалавр технических наук, кафедра интегральной электроники и микросистем; 2Антипин Михаил Михайлович - бакалавр технических наук, кафедра систем автоматизации управления и контроля, Национальный исследовательский университет Московский институт электронной техники, г. Москва
Аннотация: разработана аналитическая модель для нелегированного (слаболегированного) четырехзатворного и с кольцевым затвором МОП-транзисторов с использованием Verilog-A. Эта модель основана на точном решении уравнения Пуассона с изменяемой длиной области канала. Произведены физические и аналитические расчеты токов и напряжений МОП-транзистора с кольцевым затвором. Более того, модель Verilog-A совместима с различными симуляторами схем. Модель будет полезным инструментом для разработчиков интегральных схем (ИС).
Ключевые слова: модель, МОП, транзистор, транзистор с кольцевым затвором, элементная база, интегральная схема.
ANALYTICAL MODEL OF MOS TRANSISTOR WITH RING GATE Shorokhov N.A.1, Antipin M.M.2
1Shorokhov Nikolay Aleksandrovich - Bachelor of Technical Sciences, DEPARTMENT OF INTEGRATED ELECTRONICS AND MICROSYSTEMS; 2Antipin Mihail Mihaylovich - Bachelor of Engineering Sciences, DEPARTMENT OF AUTOMATION CONTROL AND MONITORING SYSTEMS, NATIONAL RESEARCH UNIVERSITY MOSCOW INSTITUTE OF ELECTRONIC TECHNOLOGY, MOSCOW
Abstract: аn analytical model for the undoped (weakly doped) four-gate and ring-locked MOS transistors using Verilog-A is developed. This model is based on the exact solution of the Poisson equation with a variable length of the channel region. The physical and analytical calculations of the currents and voltages of a MOS transistor with a ring gate are performed. Moreover, the Verilog-A model is compatible with various circuit simulators. The model will be a useful tool for developers of integrated circuits (ICs).
Keywords: model, MOSFET, transistor, transistor with ring gate, element base, integrated circuit.
60
