כיצד מהנדסים אזרחיים יכולים לחדור לפרויקטים של רשתות חכמות ואנרגיה

מהנדסים אזרחיים כבר זמן רב עמוד השדרה של הסביבה הבנויה שלנו, עיצוב והקמה של כבישים, גשרים ובניינים המעצבים את הקהילות שלנו. כמו העולם מחלחל אל מול פחמן וחשמל, המומחיות שלהם הפכה חיונית לאתגר התשתית הגדול הבא: חידוש רשת האנרגיה וחיתוך אנרגיה אנרגיה תוכניות יעילות חכמים ויעילות אנרגיה הם לא רק יוזמות חשמל או מונע; הם דורשים תשתיות פיזיות חזקות, פיקוח על עלויות גבוהות של אנרגיה, תכנון אנרגיה גבוהה, תכנון אנרגיה, תכנון אנרגיה גבוהה של פרויקטים של אנרגיה.

תפקידה של הנדסה אזרחית ב Smart Grid Infrastructure

רשת חכמה היא רשת חשמל המשתמשת בטכנולוגיית תקשורת דיגיטלית כדי לזהות ולהגיב לשינויים מקומיים בשימוש, לשלב מקורות אנרגיה מתחדשת ולשפר את האמינות. בעוד שמרבית החדשנות מתרחשת במערכות תוכנה ובקרה, השכבה הפיזית של הרשת נותרה התחום של מהנדסים אזרחיים.הם מבטיחים כי הבטון, הפלדה, ועבודת האדמה התומכים ברשת הם בטוח, גמישים, יעילים, וחסכוניים לאורך עשרות שנים של שירות.

עיצוב ומבנה

המצע הוא הצומת של הרשת שבה מתח משתנה וכוח הוא מודרך. מהנדסים אזרחיים אחראים על בחירת האתר, חקירות גיאוטכניות, עיצוב בסיס, מערכות ניקוז, ומסגרות מבניות עבור ממירים ומחליפים. משקעים חכמים מודרניים דורשים מרחב נוסף עבור ציוד תקשורת, חיישנים, ויחידות אחסון סוללות אזרחי חייב לגרום עומסים סיסמיים, שיטפון, והתרחבות תרמיים מכבישים עתירי אבטחה גבוהים גם למנגנוני אבטחה קריטיים.

התפלגות וחלוקת קורידיים

קווי שידור חדשים נדרשים לחבר חוות מתחדשות מרחוק למרכזי עומס עירוניים.מהנדסים אזרחיים סקרים ועיצוב יסודות המגדל, עיגון של אנשים וגישה כבישים לאורך קילומטרים של שטח מאתגר.הם מבצעים הערכות השפעה סביבתית כדי למזער את השיבוש לרטבים, מסדרונות חיות בר, ואתרים תרבותיים.עם דחיפה לתפוצה תת-קרקעית באזורים עירוניים צפופים, מהנדסים אזרחיים, חפירות, וכן גיבוי עם חומרים מיוחדים לטיפול באמינות תרמיבית ומאובטחת למגבלות ארוכות טווח עבור לחות קריטיות לטווח ארוך.

חידוש מקורות אנרגיה מתחדשת

חוות השמש, חוות רוח ומתקני כוח הידרו-כוח כולם מסתמכים על הנדסה אזרחית עבור טביעת הרגל הגופנית שלהם.עבור מערך סולארי, מהנדסים אזרחיים כיתה קרקע עבור הטיה אופטימלית, תכנון מערכות מונעות או מבולטות, ולנהל מי הסערה לרוץ כדי למנוע שטורפות רוח דורשות קרנות קונקרטיות חזקות אשר יכולות לעמוד בעומסי אופניים ומהנדסים אזרחיים קיצוניים, גם לתאם עם מהנדסים גיאוטכניים כדי להעריך את הקרקע ואת יכולתה של UFRE עם דרישות הליבה של כוח האדם 1.

מינוף של מסטיקנים חכמים וחיישנים

חיישנים חכמים ורשת אינם רק קופסאות אלקטרוניות; הם דורשים צמחייה פיזית, עמידת מזג אוויר, קווי תקשורת, ואספקת חשמל חיבורים. מהנדסים אזרחיים לפקח על ההתקנה של מכשירים אלה על קוטבי תועלת, בניית חיצוניות, ועקרונות ברמה הקרקעית. התפתחויות חדשות, הם לתאם עם מהנדסי חשמל כדי להניח כבלים אופטיים סיבים לצד מים וקווי תפור, להבטיח כי שכונות עתידיות עבור דרישות מתקדמות של תכנון מרכזי או עיצוב.

פרויקטי אנרגיה בהובלת מהנדסים אזרחיים

יעילות האנרגיה היא הדרך הזולה והמהירה ביותר להפחית את פליטות המהנדסים האזרחיים ממוקמים באופן ייחודי כדי להשפיע על המגזרים הגדולים ביותר בתחום האנרגיה: בניינים ותחבורה.

עיצוב בניין בר קיימא ו-Refits

למהנדסים אזרחיים יש יד ישירה ביצירת בניינים בעלי ביצועים גבוהים.הם בוחרים חומרים מבניים יעילים באנרגיה – כגון בטון זבוב-אש, פלדה ממוחזרת או עץ חוצה-מחוסנים – אשר מפחיתים פחמן מגולם.הם עובדים עם אדריכלים כדי לייעל את הכיוון של רווח סולארי פסיבי ואוורור טבעי, הורדת עומסי HVAC. מתקדמים, גגות ירוקים, וחומרים מגניבים יותר למהנדסים של אנרגיה קיימים: 1.10 מקורות אנרגיה, להורדת שיטות קירור גרעיניים, למהנדסים, למהנדסים וטיפוח גרעיניים, למהנדסים, למהנדסים חיוניים, למתקנים גרעיניים, כלומר, להורדת ה-HVF, למהנדסים, למהנדסים חיוניים, למהנדסים ולהפחית את ה-HD, למהנדסים חיוניים, למהנדסים חיוניים, למהנדסים חיוניים, למתקנים גרעיניים ולהפחית את ה-HVTC, למהנדסים ולהפחית את ה-HVTC, למתקנים גרעיניים ולהפחית את עומסי אנרגיה ירוקה, כלומר, למהנדסים מתקדמים.

תכנון עירוני לאנרגיה

בקנה מידה העיר, החלטות לשימוש הקרקע יש השלכות אנרגיה עצומות. מהנדסים אזרחיים להשתתף בתוכניות מקיפים שמקדם פיתוח קומפקטי, מעורבב, ובכך להפחית את קילומטרים של כלי רכב לנסוע.הם מעצבים רחובות שלמים עם נתיבי אופניים ייעודיים, מדרכות רחבות יותר, ואותות מעבר-פריות.על ידי שילוב מערכות אנרגיה מחוזיות - שבו חום צמח מרכזי וריח מבנים מרובים - מהנדסים אזרחיים יכולים להפחית באופן דרמטי את צריכת האנרגיה בהשוואה יחידות HAC בודדות, כמו גם מתקני בקרה גיאוגרפיים ומתקנים תרמיים, כמו גם על פני שטח.

תשתיות תחבורה וחשמל

אספקת ענף התחבורה היא אסטרטגיה משמעותית של יעילות אנרגיה, כי מנועים חשמליים יעילים הרבה יותר מאשר מנועי הבעירה פנימית. מהנדסים אזרחיים מעצבים את תשתית הטעינה: כריות קונקרטיות לרמה 2 ו- DC מהיר מטען, הצטברות לכבלי חשמל תת קרקעיים, ומבנים קלופים להגנה על מזג אוויר.הם גם רטרוfit תחנות גז קיימות עם לוחות חשמליים ומחסני סוללות.

מיקרוגרואידים, אחסון אנרגיה, וחוסן

ככל שאירועי מזג אוויר קיצוניים עולים, מהנדסים אזרחיים הם קריטיים לתכנון מיקרו-צמחונים – רשתות מבוזרות שיכולות להתנתק מהרשת הראשית ולפעול באופן עצמאי.הם מעצבים את המתחם הפיזי עבור מערכות אחסון אנרגיה סוללות, אשר חייב לעמוד בקודי בטיחות אש מחמירים ויש להם מספיק ventilation ונפיחות המכילה.עבור אחסון הידרואבה, מהנדסי ציבור ומנהרות.

עמידות נגד תחזיות אקלים

תשתיות רשת חכמות חייבות לעמוד בפני שיטפונות, הוריקנים, שריפות בר ו רעידות אדמה. מהנדסים אזרחיים מבצעים הערכות סיכון ואמצעי הגנה עיצוביים. עבור תת-התתות בשיטפונות, הם מעלים ציוד על פלטפורמות או בונים חומות שיטפון.הם מעצבים מבנים מעל פני הזרם עם חומרים חזקים יותר וקרנות עמוקות יותר כדי לשרוד רוחות גבוהות. באזורים בעלי-אש, הם מציינים ציפויים עמידים וקווי הבהרת סביב קטנטנים אלה.

שיתוף פעולה בין הצדדים

לא פרויקט חכם של רשת או אנרגיה יעיל מצליח על הנדסה אזרחית בלבד.מהנדסים אזרחיים עובדים לצד מהנדסי חשמל כדי להבין זרמי עומס ותקלות, עם מדעני נתונים כדי לאתר חיישנים עבור איכות נתונים מקסימלית, ועם קובעי מדיניות כדי להתאים את הקודים עם מטרות אנרגיה.הם גם לעסוק בעלי עניין ציבוריים כדי להתמודד עם חששות אסתטיים על קווי שידור או ממכשירי גיבוי.

נתיבים חינוכיים ותעודות

מהנדסים אזרחיים המעוניינים בפרויקטים אנרגיה צריכים להמשיך את קורסי הבחירה במערכות חשמל, אנרגיה מתחדשת ועיצוב בר קיימא.המשך קורסי חינוך המוצעים על ידי ASCE ומכון מהנדסי חשמל ואלקטרוניקה (IEEE) לגשר על הפער בין דיסציפלינות אזרחיות וחשמליות.

מסקנה

מהנדסים אזרחיים אינם תומכים רק בשחקנים ברשת חכמה ובפרויקטים של יעילות אנרגיה – הם מעצבים מובילים של המערכות הפיזיות שהופכות את מעבר האנרגיה לאמיתי.מצעדים קונקרטיים של טורבינות רוח לקיצוץ של תחנת טעינה EV, ההחלטות שלהם משפיעות על בטיחות, על עלויות וביצועים ארוכי טווח.על ידי הרחבת כישוריהם במערכות אנרגיה וקיימות, מהנדסים אזרחיים יכולים להאיץ את המעבר לקראת תחנת טעינה גמישה, בעוד שכיום משתמשים באנרגיה כחולה.