mgssuvestВестник МГСУVestnik MGSU1997-09352304-6600Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU)10.22227/1997-0935.2024.4.618-630mgssuvest-241Research ArticleИнженерные системы в строительствеEngineering systems in constructionТехнология жизнеобеспечения пляжных глэмпингов с использованием возобновляемой энергии морских волнLife support technology of beach glamping using renewable energy of sea waveshttps://orcid.org/0000-0001-8939-850XМироновВ. В.MironovV. V.

Виктор Владимирович Миронов — доктор технических наук, профессор кафедры инженерных систем и сооружений

625000, г. Тюмень, ул. Володарского, д. 38

РИНЦ ID: 384652, Scopus: 57196778368, ResearcherID: AAH-6967-2019

Viktor V. Mironov — Doctor of Technical Sciences, Professor of the Department of Engineering Systems and Structures

38 Volodarskogo st., Tyumen, 625000

ID RSCI: 384652, Scopus: 57196778368, ResearcherID: AAH-6967-2019

vvmironov@list.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4470-6967ИванюшинЮ. А.IvanyushinYu. A.

Юрий Андреевич Иванюшин — кандидат технических наук, доцент кафедры инженерных систем и сооружений

625000, г. Тюмень, ул. Володарского, д. 38

РИНЦ ID: 758082, Scopus: 56199460900, ResearcherID: V-9425-2019

Yuriy A. Ivanyushin — Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Engineering Systems and Structures

38 Volodarskogo st., Tyumen, 625000

ID RSCI: 758082, Scopus: 56199460900, ResearcherID: V-9425-2019

ivanjushinja@tyuiu.ruСуглобовД. А.SuglobovD. A.

Даниил Алексеевич Суглобов — аспирант; инженер-проектировщик водоснабжения и канализации

625000, г. Тюмень, ул. Володарского, д. 38;г. Тюмень, ул. Комсомольская, д. 60

Daniil A. Suglobov — postgraduate student; water supply and sewerage design engineer

38 Volodarskogo st., Tyumen, 625000; 60 Komsomolskaya st., Tyumen, 625002

suglobovda@gmail.comМироновД. В.MironovD. V.

Дмитрий Викторович Миронов — кандидат технических наук, доцент, ведущий инженер

625023, г. Тюмень, ул. Пржевальского, д. 33, корп. 1, кв. 79

Dmitriy V. Mironov — Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, lead engineer

79, frame 1, 33 Przhevalskogo st.

dvmironov@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6915-4778МаксимовЛ. И.MaksimovL. I.

Лев Игоревич Максимов — инженер центра перспективных исследований и инновационных разработок

625000, г. Тюмень, ул. Володарского, д. 38

РИНЦ ID: 850735, Scopus: 57190855057, ResearcherID: B-9883-2016

Lev I. Maksimov — engineer at the Center for Advanced Research and Innovative Development

38 Volodarskogo st., Tyumen, 625000

ID RSCI: 850735, Scopus: 57190855057, ResearcherID: B-9883-2016

 

maksimovli@tyuiu.ruТюменский индустриальный университет (ТИУ)РоссияIndustrial University of Tyumen (IUT)Russian FederationТюменский индустриальный университет; Югорский проектный институт (ТИУ)РоссияIndustrial University of Tyumen (IUT); Yugra Design InstituteRussian FederationЭЛЕКТРОРАМРоссияELECTRORAMRussian Federation202429042024194618630Copyright © Миронов В.В., Иванюшин Ю.А., Суглобов Д.А., Миронов Д.В., Максимов Л.И., 20242024Миронов В.В., Иванюшин Ю.А., Суглобов Д.А., Миронов Д.В., Максимов Л.И.Mironov V.V., Ivanyushin Y.A., Suglobov D.A., Mironov D.V., Maksimov L.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vestnikmgsu.ru/jour/article/view/241Введение

Введение. В Российской Федерации прогнозируется рост внутреннего туризма по итогам 2023 г. до 30 % в сравнении с итогами 2022 г. При этом одним из трендов последних лет стал экологический туризм в зонах, как правило, с неразвитой инженерной инфраструктурой.

Материалы и методы

Материалы и методы. Для решения проблем жизнеобеспечения объектов временного размещения (глэмпингов) предлагается техническое решение по преобразованию гидравлической волновой энергии в прибрежной полосе морских акваторий РФ. Цель исследования — технико-экономическое обоснование применения инновационной технологии жизнеобеспечения на основе возобновляемой волновой энергии для предоставления коммунальных ресурсов, в том числе пресной воды, объектов некапитального размещения (пляжных глэмпингов). Применялись методы численных исследований с использованием статистической информации данных и сведений многолетних наблюдений, поиск отечественных и зарубежных источников с анализом и сопоставлением содержащихся данных.

Результаты

Результаты. Представлены расчеты производительности по пресной воде с учетом неравномерности волновых характеристик (высот, периодов) в течение года на примере акваторий Черного и Японского морей. Установлено, что даже с учетом неравномерности волновых характеристик прибрежная полоса Черного моря является коммерчески значимой территорией для внедрения. Прибрежная полоса Японского моря — перспективная территория в случае сезонной эксплуатации объектов с предлагаемой технологией. Определен срок окупаемости технологии при эксплуатации на черноморском побережье.

Выводы

Выводы. Предлагаемый насос-компрессор способен заменить энергопотребляющее оборудование обратноосмотических установок — насосы высокого давления для подачи морской воды на мембраны. Использование технологии на замерзающих морях целесообразно при некруглогодичном режиме работы. Срок окупаемости в зависимости от стоимости электроэнергии не превышает двух лет без учета сопутствующей снимаемой полезной пневматической мощности.

Introduction

Introduction. The growth of domestic tourism in the Russian Federation is forecasted to reach 30 % by the end of 2023 compared to the results of 2022. At the same time, ecological tourism in areas with undeveloped engineering infrastructure has become one of the trends of recent years.

Materials and methods

Materials and methods. To solve the problems of life support of temporary accommodation facilities (glamping), a technical solution for the conversion of hydraulic wave energy in the coastal zone of Russian sea areas is proposed. The purpose of the research is a feasibility study of the application of innovative life support technology based on renewable wave energy to provide municipal resources, including fresh water, to non-permanent accommodation facilities (beach glamping). To achieve this goal, numerical research methods were used using statistical data and long-term observational data, searching for domestic and foreign sources with analysis and comparison of the contained data.

Results

Results. Calculations of fresh water productivity are presented, taking into account the unevenness of wave characteristics (heights, periods) throughout the year using the example of the Black sea and the Sea of Japan. It is established that even taking into account the uneven wave characteristics, the Black Sea coastal zone is a commercially significant territory for implementation. The coastal zone of the Sea of Japan is a promising territory in the case of seasonal operation of facilities with the proposed technology. The payback period of the technology for operation on the Black Sea coast was determined.

Conclusions

Conclusions. The proposed pump-compressor is able to replace energy-consuming equipment of reverse osmosis installations — high-pressure pumps for supplying seawater to the membranes. The use of technology on the freezing seas is expedient in the non-year-round operation mode. The payback period, depending on the cost of electricity, does not exceed two years without taking into account the associated removal of useful pneumatic power.

насос-компрессоробратный осмосморская водаплавучие модулисильфонволновые характеристикипроизводительностьpump-compressorreverse osmosissea waterfloating modulesbellowswave characteristicsproductivityReferencesЛатышева А.А., Мозокина С.Л., Хорева Л.В., Шраер А.В. Инновационные подходы к организации услуг санаторно-курортного туризма // Известия Санкт-Петербургского государственного экономического университета. 2022. № 3 (135). С. 82–88. EDN UDKTZN.Latysheva A.A., Mozokina S.L., Khoreva L.V., Shraer A.V. Innovative approaches to the organization of services of sanatorium tourism. News of the St. Petersburg State University of Economics. 2022; 3(135):82-88. EDN UDKTZN. (rus.).Петренко А.С. Формирование и управление инвестиционной политикой туристской отрасли в Ростовской области // Перспективы развития индустрии туризма и гостеприимства: теория и практика : сб. тр. Второй Междунар. науч.-практ. конф. 2019. С. 52–58. EDN EXNQSE.Petrenko A.S. Formation and management of investment policies of tourism industry in Rostov region. Prospects for the development of the tourism and hospitality industry: theory and practice : collection of proceedings of the Second International Scientific and Practical Conference. 2019; 52-58. EDN EXNQSE. (rus.).Giannoukou I., Fafouti E., Halkiopoulos C. Behavior analysis of glamping as a novel tourism marketing trend // Tourism, Travel, and Hospitality in a Smart and Sustainable World. 2023. Pp. 537–562. DOI: 10.1007/978-3-031-29426-6_34Giannoukou I., Fafouti E., Halkiopoulos C. Behavior analysis of glamping as a novel tourism marketing trend. Tourism, Travel, and Hospitality in a Smart and Sustainable World. 2023; 537-562. DOI: 10.1007/978-3-031-29426-6_34Nsafon B.E.K., Owolabi A.B., Butu H.M., Roh J.W., Suh D., Huh J. Optimization and sustainability analysis of PV/wind/diesel hybrid energy system for decentralized energy generation // Energy Strategy Reviews. 2020. Vol. 32. P. 100570. DOI: 10.1016/j.esr.2020.100570Nsafon B.E.K., Owolabi A.B., Butu H.M., Roh J.W., Suh D., Huh J. Optimization and sustainability analysis of PV/wind/diesel hybrid energy system for decentralized energy generation. Energy Strategy Reviews. 2020; 32:100570. DOI: 10.1016/j.esr.2020.100570Robertson B., Bekker J., Buckham B. Renewable integration for remote communities: Comparative allowable cost analyses for hydro, solar and wave energy // Applied Energy. 2020. Vol. 264. P. 114677. DOI: 10.1016/j.apenergy.2020.114677Robertson B., Bekker J., Buckham B. Renewable integration for remote communities: Comparative allowable cost analyses for hydro, solar and wave energy. Applied Energy. 2020; 264:114677. DOI: 10.1016/j.apenergy.2020.114677Dorofeeva A.R. Towards green travel: application of principles of ecological tourism in the Russian glamping market // European Journal of Tourism, Hospitality and Recreation. 2021. Vol. 11. Issue 2. Pp. 171–180. DOI: 10.2478/ejthr-2021-0016Dorofeeva A.R. Towards green travel: application of principles of ecological tourism in the Russian glamping market. European Journal of Tourism, Hospitality and Recreation. 2021; 11(2):171-180. DOI: 10.2478/ejthr-2021-0016Khan M.Z.A., Khan H.A., Aziz M. Harvesting energy from ocean: technologies and perspectives // Energies. 2022. Vol. 15. Issue 9. P. 3456. DOI: 10.3390/en15093456Khan M.Z.A., Khan H.A., Aziz M. Harvesting energy from ocean: technologies and perspectives. Energies. 2022; 15(9):3456. DOI: 10.3390/en15093456Safari M., Sohani A., Sayyaadi H. A higher performance optimum design for a tri-generation system by taking the advantage of water-energy nexus // Journal of Cleaner Production. 2021. Vol. 284. P. 124704. DOI: 10.1016/j.jclepro.2020.124704Safari M., Sohani A., Sayyaadi H. A higher performance optimum design for a tri-generation system by taking the advantage of water-energy nexus. Journal of Cleaner Production. 2021; 284:124704. DOI: 10.1016/j.jclepro.2020.124704Ahmad Z., Shukla A.K., Singh V., Sharma M., Kumar P. Thermodynamic analysis of solar powered trigeneration arrangement for cooling, power and drinking water generation // Songklanakarin Journal of Science & Technology. 2022. Vol. 44. Issue 6. Pp. 1419–1426. DOI: 10.14456/sjst-psu.2022.184Ahmad Z., Shukla A.K., Singh V., Sharma M., Kumar P. Thermodynamic analysis of solar powered trigeneration arrangement for cooling, power and drinking water generation. Songklanakarin Journal of Science & Technology. 2022; 44(6):1419-1426. DOI: 10.14456/sjst-psu.2022.184Jahangiri M., Karimi Shahmarvandi F., Alayi R. Renewable energy-based systems on a residential scale in southern coastal areas of Iran: Trigeneration of heat, power, and hydrogen // Journal of Renewable Energy and Environment (JREE). 2021. Vol. 8. Issue 4. Pp. 67–76. DOI: 10.30501/jree.2021.261980.1170Jahangiri M., Karimi Shahmarvandi F., Alayi R. Renewable energy-based systems on a residential scale in southern coastal areas of Iran: Trigeneration of heat, power, and hydrogen. Journal of Renewable Energy and Environment (JREE). 2021; 8(4):67-76. DOI: 10.30501/jree.2021.261980.1170Méndez С., Bicer Y. Integrated system based on solar chimney and wind energy for hybrid desalination via reverse osmosis and multi-stage flash with brine recovery // Sustainable Energy Technologies and Assessments. 2021. Vol. 44. P. 101080. DOI: 10.1016/j.seta.2021.101080Méndez С., Bicer Y. Integrated system based on solar chimney and wind energy for hybrid desalination via reverse osmosis and multi-stage flash with brine recovery. Sustainable Energy Technologies and Assessments. 2021; 44:101080. DOI: 10.1016/j.seta.2021.101080Idarraga-Mora J.A., Lemelin M.A., Weinman S.T., Husson S.M. Effect of short-term contact with C1–C4 monohydric alcohols on the water permeance of MPD-TMC Thin-Film composite reverse osmosis membranes // Membranes. 2019. Vol. 9. Issue 8. P. 92. DOI: 10.3390/membranes9080092Idarraga-Mora J.A., Lemelin M.A., Weinman S.T., Husson S.M. Effect of short-term contact with C1–C4 monohydric alcohols on the water permeance of MPD-TMC Thin-Film composite reverse osmosis membranes. Membranes. 2019; 9(8):92. DOI: 10.3390/membranes9080092Соловьева З.А. Водный сектор арабских стран: дефицит воды и зеленые технологии // Труды Института востоковедения РАН. 2019. № 22. С. 263–285. EDN MRSRBE.Solovieva Z. Water sector of the Arab countries: water deficit and green technologies. Proceedings of the Institute of Oriental Studies of the Russian Academy of Sciences. 2019; 22:263-285. EDN MRSRBE. (rus.).Лопатухин Л.И., Бухановский А.В., Иванов С.В., Чернышова Е.С. Справочные данные по режиму ветра и волнения Балтийского, Северного, Черного, Азовского и Средиземного морей. СПб. : Российский морской регистр судоходства, 2006. 452 с.Lopatukhin L.I., Bukhanovskiy A.V., Ivanov S.V., Chernyshova E.S. Reference data on the wind and wave regime of the Baltic, North, Black, Azov and Mediterranean seas. St. Petersburg, Russian Maritime Register of Shipping, 2006; 452. (rus.).Лопатухин Л.И., Бухановский А.В., Чернышова Е.С. Справочные данные по режиму ветра и волнения Японского и Карского морей. СПб. : Российский морской регистр судоходства, 2009. 356 с.Lopatukhin L.I., Bukhanovskiy A.V., Chernyshova E.S. Reference data on the wind and wave regime of the Japan and Kara Seas.St. Petersburg, Russian Maritime Register of Shipping, 2009; 356. (rus.).Arkhipkin V.S., Gippius F.N., Koltermann K.P., Surkova G.V. Wind waves in the Black Sea: results of a hindcast study // Natural Hazards and Earth System Sciences. 2014. Vol. 14. Issue 11. Pp. 2883–2897. DOI: 10.5194/nhess-14-2883-2014Arkhipkin V.S., Gippius F.N., Koltermann K.P., Surkova G.V. Wind waves in the Black Sea: results of a hindcast study. Natural Hazards and Earth System Sciences. 2014; 14(11):2883-2897. DOI: 10.5194/nhess-14-2883-2014Гиппиус Ф.Н., Архипкин В.С., Суркова Г.В. Режим ветрового волнения на Черном море по данным ретроспективных расчетов // Комплексные исследования морей России: оперативная океанография и экспедиционные исследования : мат. мол. науч. конф. 2016. С. 270. EDN WBHPRR.Gippius F.N., Arkhipkin V.S., Surkova G.V. Wind wave regime in the Black Sea according to retrospective calculations. Comprehensive studies of the seas of Russia : proceedings of the youth scientific conference. 2016; 270. EDN WBHPRR. (rus.).Rusu L. The wave and wind power potential in the western Black Sea // Renewable Energy. 2019. Vol. 139. Pp. 1146–1158. DOI: 10.1016/j.renene.2019.03.017Rusu L. The wave and wind power potential in the western Black Sea. Renewable Energy. 2019; 139:1146-1158. DOI: 10.1016/j.renene.2019.03.017Bingölbali B., Jafali H., Akpınar A., Beki-roğlu S. Wave energy potential and variability for the south west coasts of the Black Sea: The WEB-based wave energy atlas // Renewable Energy. 2020. Vol. 154. Pp. 136–150. DOI: 10.1016/j.renene.2020.03.014Bingölbali B., Jafali H., Akpınar A., Beki-roğlu S. Wave energy potential and variability for the south west coasts of the Black Sea: The WEB-based wave energy atlas. Renewable Energy. 2020; 154:136-150. DOI: 10.1016/j.renene.2020.03.014Kamranzad B., Takara K. A climate-dependent sustainability index for wave energy resources in Northeast Asia // Energy. 2020. Vol. 209. P. 118466. DOI: 10.1016/j.energy.2020.118466.Kamranzad B., Takara K. A climate-dependent sustainability index for wave energy resources in Northeast Asia. Energy. 2020; 209:118466. DOI: 10.1016/j.energy.2020.118466Плотников В.В., Четырбоцкий А.Н., Гордейчук Т.В. Оценка состояния ледяного покрова Японского моря // Метеорология и гидрология. 2010. № 3. С. 46–55. EDN MBBUPP.Plotnikov V.V., Gordeichuk T.V., Chetyrbot-skii A.N. Estimation of the state of ice cover in the sea of Japan. Meteorology and Hydrology. 2010; 3:46-55. EDN MBBUPP. (rus.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.