Технологии в области автоматизации энергетики, энергосбережения, цифровых систем «умного дома» не стоят на месте, и кафедра электроэнергетики и электротехники Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета старается осваивать новые направления. Так, они нашли своё отражение в выпускных квалификационных работах студентов.
Работа Руслана Баринова посвящена цифровым технологиям для систем «умных домов». Магистрант пошёл необычным путём, выполнив разработку не на основе решений, уже ставших стандартными, а на базе протокола CAN, который появился ещё в середине 1980-х гг. и применяется на транспорте и в промышленности. В результате стоимость оборудования для создания «умного дома» составила всего около 25% по сравнению с решениями на типовых для этой области средствах. Данное решение, предложенное выпускником, было реализовано, что показало его достоинства и недостатки, которые не могли быть выявлены при проектировании.
Михаил Грачёв, защищающий в этом году квалификацию бакалавра по данной специальности, свой диплом посвятил разработке системы электроснабжения с использованием программного обеспечения Autodesk Revit. Данная программа уже нашла широкое применение в учебном процессе СПбГАСУ, но в связи с тем, что раздел по расчёту электрики появился в ней одним из последних, на кафедре электроэнергетики и электротехники она начала использоваться только в уходящем учебном году.
«Разработка модуля для расчёта электрической части зданий в данной программе ещё не завершена, и в ней пока не реализовано множество необходимых функций, – объясняет ситуацию с Revit Михаил. – Поэтому сейчас выручают сторонние производители, выпускающие пакеты расширения к нему. Но в будущем, надеюсь, основной разработчик доработает программу».
Доцент кафедры электроэнергетики и электротехники, к .т. н. Александр Епишкин, осуществлявший научное руководство ВКР Руслана Баринова и Михаила Грачёва, считает, что необходимо браться за новые направления, несмотря на то, что зачастую по ним ещё нет учебников и исследовательских публикаций, а имеется только техническая документация. Написать выпускную работу по уже известной, разработанной другими теме всегда легче, но выбор нового направления открывает перед выпускником возможности для дальнейшей работы в перспективной области.
Валерия Эммерих в своей магистерской ВКР разработала методику для оценки эффективности систем управления в интеллектуальных зданиях. Она предлагает объединить экономические и технические исследования, проводимые для оценки энергоэффективности в «умных» домах, в единый алгоритм. Решение, предложенное Валерией, является инновационным для России, поскольку данное направление у нас только развивается и определённой методики оценки эффективности таких систем нет. В результате своей работы выпускница продемонстрировала, что интеллектуальные системы снижают расход энергии в зданиях на 21%.
ВКР бакалавра Антона Дубойского посвящена разработке автоматизированной системы управления в пределах одной квартиры с целью оптимизации энергопотребления. Благодаря эффективному управлению освещением, отоплением и кондиционированием можно значительно снизить затраты на электроэнергию, а также повысить комфорт для жильцов. В процессе работы автором была составлена таблица, где имеющиеся системы автоматизации ранжированы по уровню энергосбережения, что позволило выбрать оптимальную для данного проекта систему – KNX.
«К основным факторам для выбора системы наряду с надёжностью и функционалом относится и финансовый аспект, поскольку высокие затраты на систему сильно снижают её эффективность как способа экономии», – объясняет Антон.
Сегодня системы домашней автоматизации получили широкое распространение во многих странах, но в России это направление развивается очень медленно. Проблема заинтересовала студента, и он, проанализировав зависимость окупаемости системы от стоимости электроэнергии, пришёл к выводу, что спрос на подобные системы домашней автоматизации резко вырастет в случае возможного в будущем повышения цены на электричество.
Профессор кафедры электроэнергетики и электротехники, д. т. н Равиль Сафиуллин, осуществлявший научное руководство работами магистра Валерии Эммерих и бакалавра Антона Дубойского, считает, что они выполнены с помощью современных цифровых технологий, с применением системного анализа и с учётом текущей ситуации в отечественной энергетике. Дипломниками определены проблемы, проанализирована работа систем, разработаны и научно обоснованы оценочные методики и практические рекомендации. В самостоятельном теоретическом анализе изучаемой проблематики проявился исследовательский интерес выпускников. По результатам обучения и защиты работы государственная экзаменационная комиссия предложила Валерии Эммерих дальнейшее обучение в аспирантуре.
Заведующий кафедрой электроэнергетики и электротехники, к. т. н. Виктор Резниченко считает, что особую актуальность эти выпускные работы приобретают в условиях реализации проекта «Умный город», который направлен на повышение энергосбережения строящихся объектов, для чего очень важны знания в сфере автоматизации, которые успешно продемонстрировали выпускники.
