Как возобновляемый источник, солнечная энергия сокращает углеродный след на стройплощадках, а также экономит средства. Цифровые решения в этой сфере помогают оптимизировать использование солнечной энергии, снижать затраты и обеспечивать более надежное и устойчивое энергоснабжение.
Специалисты Национального центра строительного образования и исследований (NCCER) описали, как можно использовать солнечную энергию на строительных площадках.
1. Автономная система электроснабжения
Строительные площадки обычно нуждаются в собственном источнике питания. Автономные системы электроснабжения обладают рядом преимуществ, включая низкие эксплуатационные расходы и огромную финансовую экономию в течение срока службы проекта.
Как это работает в «цифре»
Солнечные панели и генерация энергии. На стройплощадке устанавливаются солнечные панели, которые генерируют электроэнергию из солнечного света. Цифровые датчики на панелях непрерывно мониторят их производительность и эффективность. Эти данные передаются на центральный сервер.
Управление батареями. Энергия, сгенерированная солнечными панелями, направляется в батареи для хранения. Цифровые системы контролируют состояние батарей, оптимизируя их заряд и разряд в зависимости от текущей потребности в энергии.
Мониторинг. Цифровые датчики мониторят потребление энергии на стройплощадке. Это включает в себя работу строймашин, освещение, обогрев, и другие энергозатратные устройства. Цифровые системы оптимизируют распределение энергии и выключают неиспользуемое оборудование.
Аналитика и прогнозирование. Цифровые методы анализа данных анализируют потребление энергии на стройплощадке. Это позволяет планировать заряд батарей и работу солнечных панелей так, чтобы обеспечивать непрерывное энергоснабжение.
Удаленное управление. Операторы могут управлять системой энергоснабжения удаленно с помощью цифровых интерфейсов, таких как мобильные приложения или веб-панели управления. Это позволяет быстро реагировать на изменения в потреблении энергии и оптимизировать работу системы.
2. Система отопления
Обогреватели необходимы для работы многих отраслей строительной индустрии. Для поддержания комфортной температуры на строительных площадках можно использовать как пассивные, так и активные системы солнечного отопления. В зимние месяцы пассивная солнечная система способна эффективно собирать, накапливать и передавать солнечное тепло. Активные солнечные системы также оснащены устройствами, которые преобразуют солнечную энергию.
Как это работает в «цифре»
Управление теплоносителем. Цифровые системы контролируют поток теплоносителя и его температуру, чтобы обеспечить оптимальное теплоснабжение. Этого можно достичь с использованием электронных датчиков и регуляторов, которые мониторят температуру внутри помещения и снаружи.
Прогноз погоды. Интеграция с цифровыми сервисами прогноза погоды позволяет системе заранее адаптироваться к изменяющимся условиям. Если ожидается холодная ночь, система может увеличить нагрев теплоносителя, чтобы поддерживать комфортную температуру в помещении.
Удаленное управление. С помощью цифровых приложений или интерфейсов можно управлять солнечной системой отопления на стройплощадке.
Мониторинг эффективности. Цифровые датчики постоянно записывают данные о производстве тепла и потреблении энергии. Это позволяет выявлять проблемы или сбои и оптимизировать работу системы.
3. Генератор энергии для инструментов
Солнечные мобильные энергоблоки обеспечивают электроэнергией как легкие, так и сверхмощные инструменты, используемые на строительной площадке. Мобильные солнечные электростанции могут использоваться для выработки электроэнергии, а также в качестве резервного аварийного источника питания. В большинстве случаев эти установки способны обеспечить достаточную мощность для промышленных операций.
Как это работает в «цифре»
Прогнозирование. С помощью аналитики и алгоритмов прогнозирования цифровые системы могут предсказывать производство энергии на основе метеорологических данных и характеристик солнечных панелей. Это позволяет планировать использование энергии и управлять ее распределением.
Эффективное использование. Цифровые системы автоматически управляют энергопотреблением на стройплощадке, включая инструменты и оборудование. Например, они могут оптимизировать расписание работы инструментов, чтобы использовать больше энергии, когда солнечные панели производят ее максимальное количество.
Системы мониторинга безопасности. Цифровые системы интегрируются с системами безопасности на стройплощадке, позволяя следить за доступом к солнечным панелям и оборудованию, а также мониторить оборудование на наличие неисправностей или вандализма.
Учет и отчетность. Цифровые системы позволяют вести учет производства энергии, расходов на энергию и экологического воздействия. Это может быть полезно для контроля затрат.
Интеграция. Цифровые решения могут интегрироваться с другими системами на стройплощадке, такими как системы автоматизации и управления зданием, чтобы создать более интеллектуальную и эффективную инфраструктуру.
4. Освещение
Важно, чтобы строительная площадка была оборудована солнечными светодиодными светильниками, чтобы строительные работы продолжались эффективно и без риска в периоды недостаточного естественного освещения. Солнечные светодиодные светильники недороги и просты в настройке. Они оборудованы солнечными панелями, которые устанавливаются на верхней части светильника. Эти панели содержат фотоэлектрические солнечные ячейки, которые преобразуют солнечное излучение в электрическую энергию. Энергия собирается и хранится во встроенных аккумуляторах.
Как это работает в «цифре»
Аккумуляторы. Солнечные светильники оснащены аккумуляторами, которые используются для хранения энергии, полученной от солнечных панелей. Это позволяет накапливать энергию днем, когда солнечная панель работает, и использовать ее для освещения ночью.
Световые датчики. Датчики определяют уровень освещенности в окружающей среде. Когда уровень освещенности становится ниже определенного уровня (например, вечером или ночью), светильники автоматически включаются.
Управление. Светильники регулируются с помощью центральных управляющих систем или контроллеров. Это позволяет программировать расписание включения и выключения, определять яркость и даже удаленно управлять светильниками через сеть.
5. Вентиляция
Устройства солнечной вентиляции работают на основе солнечной энергии и используются для обеспечения естественной циркуляции воздуха в зданиях. Они помогают снизить потребление электроэнергии для охлаждения или обогрева.
Как это работает в «цифре»
Датчики окружающей среды. В помещении, которое требует вентиляции, устанавливаются датчики окружающей среды, например, температуры и влажности. Они мониторят условия внутри помещения.
Цифровой контроллер. Цифровой контроллер, который может быть программно настроен, получает данные от датчиков и анализирует их. Если температура в помещении превышает заданный уровень или влажность становится слишком высокой, контроллер выключает вентиляторы.
Удаленное управление. В некоторых случаях, особенно на больших стройплощадках, система цифрового управления может быть интегрирована с удаленными мониторинговыми системами. Это позволяет операторам стройки следить за работой вентиляции и при необходимости вмешиваться в процесс удаленно.
Анализ данных. Система также может сохранять данные о работе вентиляции и условиях в помещении для последующего анализа. Это может быть полезно для оптимизации работы системы и выявления проблем.
6. Система нагрева воды
Одним из наиболее экономичных видов использования солнечной энергии является нагрев воды. Срок службы солнечных водонагревателей составляет от 10 до 25 лет, и они могут значительно сократить счета за электроэнергию. Переход на использование солнечной энергии на строительных площадках не только безвреден для окружающей среды, но и требует низких затрат на техническое обслуживание и значительно экономит средства на строительство, ремонт и повседневное использование.
Как это работает в «цифре»
Солнечные коллекторы. На стройплощадке устанавливаются солнечные коллекторы из тепловых панелей. Эти панели обычно размещаются на крыше здания или на специальных опорах. Они имеют черные поверхности, которые поглощают солнечное излучение и преобразуют его в тепло. Это происходит благодаря специальным теплоносителям внутри.
Теплоноситель. Теплоноситель (обычно антифриз или гликоль) циркулирует через солнечные коллекторы и нагревается солнечной энергией. Этот нагретый теплоноситель передает тепло воде, которая хранится в специальном баке. Внутри бака теплообменник, передающий тепло из теплоносителя в воду, нагревая ее.
Цифровой контроллер. Цифровой контроллер управляет работой системы. Он мониторит температуру воды в баке и температуру теплоносителя в солнечных коллекторах. Если вода нуждается в дополнительном нагреве, контроллер включает циркуляционный насос, который перемещает теплоноситель через коллекторы.
Управление. Цифровые системы также могут интегрироваться с удаленными мониторинговыми системами. Операторы могут следить за работой системы и управлять ей удаленно через веб-интерфейс или мобильное приложение.