🇸🇦«Главный мировой проект декарбонизации и устойчивого развития -🔆NEOM»
Выпуск 3⃣ - «Использование энергии солнца в THE LINE»

В предыдущем выпуске я рассказывал о концепции создания «THE LINE», а сейчас предлагаю перейти к деталям.

THE LINE - это город, в котором будут использоваться только возобновляемые источники энергии. Высота зеркальных стен здания составит 500 м над уровнем моря. А зеркальные стены здания - это не что иное, как гигантская ☀фотоэлектрическая фасадная система.

Проектом создания THE LINE предусмотрено создание ☀трех солнечных электростанций на фасадах здания площадью порядка 14 км2 каждая при общей площади зеркальных стен порядка 170 км2. Каждая из трех ☀СЭС будет состоять из 100 000 зеркал и обладать установленной мощностью в 370 МВт.
☝🏻Общая установленная мощность трех ☀️СЭС THE LINE составит 1,11 ГВт, а коэффициент использования ставленной мощности (КИУМ) составит порядка 25%.

Подобные ☀️фасадные фотоэлектрические системы с кремниевым покрытием обладают высокой степенью надежности, имеют гарантийный срок службы более 50 лет, а также могут использоваться в климатических условиях от -45 °С до +85 °С.
Технические характеристики подобных фасадных систем предполагают установку не выше 150 м от поверхности земли.
В проекте THE LINE каждая их трех ☀️СЭС будет крепиться по две стороны башни высотой порядка 140 м (460 футов).

Также энергосистема THE LINE будет оснащена накопителями, которые позволят сохранить излишки выработанной э/э в дневные часы для покрытия спроса в пиковые часы и ночью.

Для примера, в России🇷🇺 проектами фасадных фотоэлектрических систем успешно занимается одна из ведущих компаний в области солнечной энергетики в СНГ - Unigreen Energy. Компания ведет активную работу по реализации проектов строительства солнечных электростанций, продаже зеленой электроэнергии и осуществляет экспорт продукции по всему миру.

#NEOM
#THE_LINE

🇸🇦«Главный мировой проект декарбонизации и устойчивого развития -🔆NEOM»
Выпуск 4⃣ - «Регулирование работы солнечных панелей в THE LINE»

Согласно заявленного проекта создания THE LINE энергосистема данного города будет автономной и никак не связана с общей энергосистемой Саудовской Аравии🇸🇦.
В предыдущем выпуске я рассмотрел механизм использования энергии солнца для обеспечения энергией THE LINE.
И в качестве продолжения данной темы хочу кратко рассмотреть, а как же ☀️СЭС может участвовать в регулировании напряжения в автономной энергосистеме.
Для ответа на данный вопрос рассмотрим принцип работы инвенторов!

Инверторы играют ключевую роль в системах солнечной энергетики, позволяя преобразовывать постоянный ток, генерируемый солнечными панелями, в переменный, который может быть использован для питания бытовых приборов, освещения и других потребностей дома, офиса, производственного объекта и т.д.
☝🏻Именно поэтому инвенторы являются незаменимым компонентом для создания эффективных и автономных систем электроснабжения.

В инверторах, применяемых на СЭС☀️, предусмотрены производителем оборудования функции, с помощью которых можно регулировать напряжение за счет выдачи или потребления реактивной мощности. У каждого типа инвертора своя PQ-диаграмма (это графическое отображение предельных эксплуатационных режимов по активной и реактивной мощности генерирующего агрегата, характерезующее область его допустимой работы в ходе эксплуатации), в соответствии с ней инвертор может выдавать определенные уровни активной и реактивной мощности.

❗Принцип работы солнечного инвертора довольно прост: при избытке энергии, получаемой от солнечных панелей, избыточная энергия накапливается в аккумуляторах. При недостатке энергии энергия берется из аккумуляторов. Таким образом, инвертор обеспечивает стабильную подачу электроэнергии даже в том случае, когда солнечные панели не вырабатывают электричество.

☝🏻Еще одним важный вопрос в регулировании работы ☀️СЭС - это поддержание чистоты солнечных панелей. Наличие большого количества песка и пыли, которые могут оседать на огромной площади зеркальных стен города будут серьезно снижать КИУМ.
И в THE LINE поддерживать чистоту солнечных панелей будут роботы🤖!

🤖 Немецкая компания SolarCleano🇩🇪 разработала автономные и полуавтономные роботы для чистки солнечных панелей.
Модель SolarCicano Fl получает воду через длинный тонкий шланг и управляется дистанционно. Аппарат сам обнаруживает края панелей, чтобы не свалиться с него.

🤖 Израильская компания Airtouch🇮🇱 разработала безводную систему очистки солнечных панелей, которая обдувает их поверхность воздухом и ометает мягкой щёткой. Также в определенном месте фасаде с панелями предусматривается док-станция, где робот «отдыхает» и подзаряжает свои аккумуляторм.

🤖 Международная компания RST CleanTech🇺🇸 предлагает решение NightWash для тех регионов, где вода имеется в достваточном количестве. Вдоль столов с панелями протянуты водяные шланги, а на верхних краях прикрепляются форсунки, разбрызгивающие воду по панелям. Согласно регламенту работы делать это нужно только поздно вечером или ночью, поскольку днем при орошении горячих фото-электрических модулей в них будут возникать опасные механические напряжения.

Пока нет информации, с помощью каких именно технологический решений в виде роботов будут очищать солнечные панели в THE LINE, но то, что это будет происходить в автоматизированном режиме, сомнений не вызывает!

#NEOM
#THE_LINE

🇸🇦«Главный мировой проект декарбонизации и устойчивого развития -🔆NEOM»
Выпуск 5⃣ - «Водная инфраструктура NEOM»
(часть 1)

NEOM будет удовлетворять все свои потребности в воде за счет опреснения воды с использованием экологически безопасных технологий, которые полностью работают на возобновляемых источниках энергии.
Ценные химические вещества и минералы для использования в промышленности будут извлекаться из соляного раствора, оставшегося после опреснения.

☝🏻Согласно заявленной информации в NEOM предусмотрена система интегрированной очистки морской воды с извлечением ресурсов (FIRrST) — впервые в мире в подобном масштабе.
❗️100% сточных вод будут перерабатываться и использоваться для орошения.

♻️ Планируется извлекать все возможные ресурсы из сточных вод и твердых биологических веществ и добывать целлюлозу, питательные вещества, песок и биогаз. Они будут использоваться для озеленения, сельского хозяйства, строительства и энергетических нужд.
♻️ Все сточные воды будут перерабатываться для получения целлюлозы, питательных веществ, песка и биогаза. Они будут использоваться в озеленении, сельском хозяйстве, энергетике и строительстве.
♻️ Также планируется собирать сезонный ливневый сток и возвращать его в природу за счет развития водно-болотных угодий и других методов удержания.

1️⃣ Опреснение морской воды🌊
Ядром всей водной инфраструктуры будет огромное предприятие, интегрированное с переработкой соляного раствора. Основанная на новой технологии мембран обратного осмоса с высоким коэффициентом извлечения, она предназначена для снабжения водой всего региона NEOM.
☝🏻Опреснительная установка будет снабжать весь регион NEOM. Проект будет реализован в три или более трех этапов. Начальная производительность составит до 333 000 куб.м в сутки. Второй этап - еще 333 000 куб.м в сутки, и третий этап - с общей производительностью 1 000 000 куб.м в день. NEOM планирует использовать передовые мембранные и гибридные технологии обратного осмоса, обеспечивающие восстановление более 60% объема. Это повысит эффективность, снизит затраты, поможет интегрировать процесс с обработкой соляного раствора и достичь нулевого уровня сбросов.

#NEOM
#ОпреснениеМорскойВоды

🇸🇦«Главный мировой проект декарбонизации и устойчивого развития -🔆NEOM»
Выпуск 6⃣ - «Водная инфраструктура NEOM»
(часть 2)

2⃣ Завод по переработке соляного растрова🫧
Переработка соляного раствора лежит в основе циркуляционного водоснабжения NEOM. С ее помощью будут преобразовываться побочные продукты опреснения морской воды в ценные химические вещества, минералы и металлы для промышленного и сельскохозяйственного использования. Будет построен и введен в эксплуатацию современный завод по сбору и переработке соляного раствора, интегрированный с опреснительным заводом.
В то же время создается центр исследований и разработок, в котором будут изучать новые технологии и продукты для отрасли.

3⃣ Хранилище питьевой воды🚰
Резервуары с питьевой водой будут вмещать запас на пять дней для полного удовлетворения потребностей жителей города. Построенные резервуары расположат в разных частях города, а регулирование режимов их работы будет осуществляться интеллектуальной системой водоснабжения NEOM.
Большинство резервуаров будут представлять собой крупные бетонные конструкции емкостью более 100 000 куб.м для подачи безопасной высококачественной питьевой воды по запросу.

4⃣ Очистные сооружения💦
Все сточные воды будут собираться, обрабатываться и повторно использоваться. Чтобы достичь этой цели, около 250 000 куб.м воды в сутки будут очищаться на энергоэффективных и автономных установках по переработке и регенерации воды. Будет собирать 100% воды со всей сети водоснабжения за счет 2500 км интеллектуальных сетей сбора сточных вод с аналогичным покрытием интеллектуальных сетей оборотного водоснабжения.

5⃣ Восстановление ресурсов♻️
Богатые нутриентами твердые биологические вещества, побочные продукты очистки сточных вод будут рекуперироваться передовыми методами для использования в сельском хозяйстве и энергетике.
Основными отходами традиционной очистки сточных вод являются твердые биологические вещества или ил. Это также главный ресурс: богатый питательными веществами плотный органический материал с потенциалом восстановления питательных веществ и энергии.
К примеру, анаэробное расщепление ила подразумевает сбор, модернизацию и преобразование биогаза в электроэнергию.

#NEOM
#ОпреснениеМорскойВоды

🇸🇦«Главный мировой проект декарбонизации и устойчивого развития -🔆NEOM»
Выпуск 7⃣ - «Роботизированная сортировка мусора с искусственным интеллектом»

По всему миру отходы сжигаются в мусоросжигательных заводах, серьезно противодействуя усилиям по устранению выбросов парниковых газов.
Тяжелые металлы и стойкие органические загрязнители, образующиеся при сжигании мусора, отравляют окружающую среду☠️🧪.
☢️ Токсичный пепел приводит к загрязнению воздуха и воды, которое труднее сдерживать и, как правило, более токсично, чем отходы в их первоначальном виде.

Подобная практика уничтожения отходов используется во многих развивающихся странах, в то время как в развитых странах открытое сжигание запрещено, либо строго регулируется.
Как и любое другое сжигание, инсинерация и открытое сжигание мусора являются источниками выбросов парниковых газов.

☝🏻Согласно заявленным планам в NEOM будет использоваться роботизированная сортировка мусора в т.ч. с использованием искусственного интеллекта. В глобальной перспективе можно выделить два основных метода, на основе которых происходит сортировка мусора:
1️⃣ Метод спектрального анализа.
Для сортировки мусора чаще всего используются оптические сортировщики. Мусор распознается методом спектрального анализа в инфракрасном диапазоне. Сортировщик легко отличает бумагу - от пластика, один тип пластика от другого и т. д. Отходы едут по скоростному конвейеру, в конце которого стоит ряд форсунок. Когда мусор доезжает до конца конвейера, нужная форсунка активируется и сжатым воздухом отстреливает «свой» вид мусора в определенный контейнер.
2️⃣ Искусственный интеллект.
В качестве искусственного интеллекта могут использоваться сверточные нейронные сети, нацеленные на эффективное распознавание образов. Обучают их на примерах. Вы делаете обучающую выборку фотографий, руками все размечаете, показывая, где пластиковая бутылка, где бумага, где алюминиевая банка, и «передаете информацию» нейронной сети.

К наиболее успешным технологическим решениям в части роботизированной сортировки мусора относятся:
🤖♻ Проект от финской компании ZenRobotics
Умная система анализирует весь поступающий мусор в режиме реального времени и аккуратно раскладывает его по отдельным секциям.
Роботы «ZenRobotics Recycler» умеют сортировать твердые отходы, в том числе пластик, металл, дерево и картон. Искусственный интеллект обучают замечать нестандартные минеральные отходы, упаковку и новые виды мусора.
Сам процесс обучения проходит за счет того, что роботу показывают реальные образцы мусора, которые он записывает в память.

🤖♻ Робот-сортировщик для офисов из Германии
Немецкие инженеры создали автономную систему для помещений, торговых залов и офисов.
Небольшой уборщик помещений оснащен камерами и сенсорами для перемещения и программным обеспечением для распознавания мусорных образцов. Система работает достаточно просто: робот перемещается по территории и загружает мусорные корзины. При этом он еще и сортирует отходы.

🤖♻ Сортировщик Max-AI Robotic Sorters
Разработчики считают, что их система сможет совершить настоящий переворот в индустрии раздельной переработки мусора.
Робот-сортировщик Max-AI представляет собой платформу с искусственным интеллектом, способную работать полностью в автономном режиме. По сути, это модель робота, который должен самостоятельно собирать отходы, анализировать и сортировать. Решение не новое, но его смогли воплотить в реальность. В настоящее время компания поставила более 130 экземпляров сортировщиков в разные страны мира.

🤖♻ Роботы SamurAI из Канады
Роботизированная система SamurAI способна распознавать практически все виды мусора на конвейерной ленте, сортировать и упаковывать бытовые отходы для последующей утилизации.
Авторы проекта утверждают, что робот способен делать более 70 выборов в минуту, а это больше одной сортировки мусора в секунду.
☝🏻Например, обученный человек способен выполнять не более 35 выборок.

#NEOM
#СортировкаМусовра

🇸🇦«Главный мировой проект декарбонизации и устойчивого развития -🔆NEOM»
Выпуск 8️⃣ - «THE LINE - скоростная железная дорога»

Напомню, что согласного заявленному проекту, длина THE LINE составит 170 км. Это будет город без дорог и машин, а до другого конца города вы доедете за 20 минут - по скоростной железной дороге.

Каким образом будет устроена скоростная железная дорога, пока не сообщается в официальных источниках NEOM. Однако миру уже известны технологии, которые потенциально могут использованы в THE LINE.

🚄К примеру, проект Hyperloop Илона Маска - это сверхскоростная транспортная система, которая представляет из себя «парящие» капсулы на магнитной тяге. Соединенные между собой, капсулы на огромной скорости перемещаются в вакуумной трубе, что позволяет преодолевать расстояние в 1 200 км всего за один час.

В опубликованной Маском концепции Hyperloop движение капсул по трубе осуществляется благодаря линейному магнитному ускорению. Проще говоря, сравнить предложенную предпринимателем систему можно с поездами, управляемыми силой электромагнитного поля — маглев (сокращение от «магнитной левитации»).
☝🏻Первый коммерческий маглев появился в 1984 году в британском Бирмингеме. Он соединял международный аэропорт Бирмингема с одной из станций города.

Поиски инженеров и ученых прошлого послужили базой для разработки модели нового средства передвижения, которое могло бы за считанные минуты преодолевать большие расстояния, опережая все известные виды транспорта. Так появилась концепция Hyperloop.

🚄Гиперлуп должен использовать солнечную энергию, а на крыше трубопроводов спроектированы солнечные батареи. Вместо привычных вагонов подразумевалась цепочка герметичных капсул. У них должна быть обтекаемая форма, а длина может достигать 25-30 м. Капсулы могут разгоняться до невероятных скоростей — до 1200 км/ч, это больше, чем крейсерская скорость Boeing 737.
Капсулу будет приводить в движение линейный электродвигатель. В роли статора выступит 15-метровый алюминиевый рельс, расположенный в нижней части внутренней стороны трубы. Такой рельс планируют устанавливать лишь через каждые 110 км. Вся система будет работать за счет электричества, поэтому проект Hyperloop можно назвать экологически чистым (в сравнении с авиалайнерами, например).

В этом и была задумка Маска - создать наземный транспорт, который бы достигал места назначения быстрее самолета. Чтобы снизить сопротивление воздуха, авиалайнеры перемещаются на большой высоте, где плотность воздуха ниже. В гиперлупе достигается похожий эффект, но с помощью создания форвакуума в трубах.

Принцип действия гиперлупа похож на маглев, или поезд на магнитной подушке. Оба вида транспорта управляются силой электромагнитного поля, и маглев уже вовсю эксплуатируется, в т.ч. в Китае🇨🇳, Японии🇯🇵, Южной Корее🇰🇷.
Самый быстрый в мире поезд, развивающий скорость до 603 км/ч, работает на основе технологии маглева.

Идеальная современная транспортная модель, по мнению Илона Маска, не только обеспечивает высокую скорость передвижения и безопасность, но также является экологичной и недорогой альтернативой уже существующим способам передвижения (машинам, самолетам, кораблям) и не мешает другому транспорту на этом же маршруте.

#NEOM
#THELINE

🇸🇦«Главный мировой проект декарбонизации и устойчивого развития -🔆NEOM»
Выпуск 1⃣0⃣ - «MAGNA - надежная и эффективная работа энергосистемы»

MAGNA - еще один регион NEOM, который будет состоять из 12 курортов, расположеных вдоль береговой линии залива Акаба в Саудовской Аравии🇸🇦.

Характеристики региона:
📌 406 кв.км - территория региона;
📌 120 км - протяженность береговой линии;
📌 1800 км - глубина моря;
📌 1000 м - высота гор.

🧐На примере MAGNA я предлагаю ответить на вопрос «А что, если?».

С учетом характеристик региона, которые представлены выше, MAGNA - идеальное место для создания ГАЭС на морской воде🌊.

ГАЭС нужны для повышения надежности и эффективности работы энергосистемы. В период пониженного спроса на электроэнергию (например, ночью) ГАЭС ее потребляет, закачивая воду в верхний бассейн, а в пиковые часы (утром и вечером) срабатывает вниз, вырабатывая электричество.
Кроме того, ГАЭС может почти мгновенно увеличить выдаваемую мощность в случае каких-либо аварий в энергосистеме, не допуская отключений потребителей.

Окинава - крупнейший курорт Японии🇯🇵, и надежность энергоснабжения тут очень важна, что и предопределило решение о строительстве ГАЭС. Но сразу возник вопрос о расположении верхнего и нижнего бассейнов, нахождении подходящих площадок на самом острове, с требуемым перепадом высот, обеспеченных водой - это оказалось непросто.
☝🏻В связи с этим было предложено оригинальное решение - в качестве нижнего бассейна использовать океан. Разумеется, при этом вся ГАЭС должна работать на морской воде, что предъявляет особые требования к оборудованию станции. Но японцев это не смутило, и в 1991-96 годах ГАЭС была построена.

🌊ГАЭС на Окинаве - подземная, машинный зал заглублен на 25 м под уровень нижнего бьефа (океана) - это типичное решение, обеспечивающее более комфортные с точки зрения кавитационной устойчивости режимы работы насос-турбин. С верхним бассейном и океаном машинный зал соединен тоннелями общей длиной 543 м. Верхний бассейн расположен на крутом берегу острова, он полностью искусственный, оборудован эффективной гидроизоляцией, препятствующей попаданию морской воды в почву. Площадь бассейна - 3 га, объем - 564 тыс. м3. Принятая конструкция станции позволила обеспечить расчетный напор 136 м при расходе 26 м3/с.

Т.е. нижний бассейн - море, а верхний бассейн - искусственный водоем. И работа ГАЭС вполне могла бы выровнять работу СЭС в ночное время или пиковые часы.

Исходя из всего вышесказанного, создание ГАЭС на морской воде🌊 в регионе NEOM, MAGNA, могло бы стать еще одним прекрасным решением в создании надежной и эффективной энергосистемы!

#NEOM
#MAGNA