Проблемы оптимизации энергопотребления домохозяйств в задачах повышения энергоэффективности жилищного сектора

The aim of the work is to study the problem of optimizing energy consumption and practical application of methods for  improving energy efficiency in the housing sector. Optimization of  energy efficiency management allows to reduce the expenditure of  energy resources in the performance of various works, heating of buildings, etc. The creation of optimization methods will make it  possible to reduce payments for utilities in a short time, and in  general for the industry, will help reduce the consumption of various  resources and improve the ecological state of the region. Unlike  other approaches, the emphasis in this paper is on the convenience  and simplicity necessary for using this technique by the population in households. The proposed integrated approach uses methods of  probability theory, linear programming, heat exchange models. The  conducted research confirms the effectiveness of the solution  obtained and can serve as a basis for the creation of training and  research stands. The article consists of two parts: the first part  analyzes the leading works in this field and identifies the reasons  that make it difficult to apply the solutions proposed in these papers. Further, the statement of the problem was proposed and justified,  and a number of basic requirements to the mathematical model of  energy consumption, necessary for the constructed technique to be  used to optimize energy consumption in households, were  formulated. In the second part, a mathematical model of their  functioning is proposed using examples of specific household  electrical appliances. When researching existing methods for  optimizing energy consumption in households, problems were  identified that were difficult to apply these methods in practice and  recommendations were obtained that allowed to formulate the basic  principles of constructing an optimization technique that was  convenient for practical application. It was shown that when  constructing such a technique, the primary question is the data that  the user can provide. The minimum composition of input data was  determined, according to which the necessary algorithms for  optimizing energy consumption were designed. A number of  algorithms for determining some input indicators that are easy to use in households have also been proposed. Thus, the general plan of research in this paper is as follows:• carry out grouping of devices by the way of setting functionalrequirements;• determine the acceptable composition and type of input data forthe user;• define the minimum set of input data for formalizing the limitationof the total power consumption;• design optimization algorithms that work with the input dataspecified above. The most important results of the work performed are the following:• the methodology for forecasting the graph of the maximum totalpower consumption has been developed.• methods for optimizing energy consumption for each of the selected subsets of household appliances have been developed.• the optimization algorithms obtained have been simulated, which showed their operability, efficiency and the possibility of their practical application without any adaptation.Thus, the article proposes the solution of the problem of optimization of energy consumption in the housing sector, oriented to practical application.Целью работы является исследование проблемы оптимизации энергопотребления и  практического применения методов повышения энергоэффективности в жилищном секторе.  Оптимизация управления энергоэффективностью позволяет уменьшать расходование  энергоресурсов при выполнении различных работ, отопление зданий и т.д. Создание  методов оптимизации позволит в короткие сроки снизить платежи за коммунальные услуги,  а в целом для отрасли, будет способствовать уменьшению потребления различных ресурсов  и улучшению экологического состояния региона. В отличии от других подходов, акцент в  данной работе ставится на удобство и простоту, необходимую для использования этой  методики населением в домашних хозяйствах. В предложенном комплексном подходе  используются методы теории вероятностей, линейного программирования, модели теплообмена. Проведенное исследование подтверждает эффективность полученного  решения и может служить основой для создания учебно-исследовательских стендов. Статья  состоит из двух частей: в первой части выполнен анализ ведущих работ в этой тематике и  определены причины, затрудняющие массовое применение предлагаемых в этих работах  решений. Далее предложена и обоснована постановка задачи и сформулирован ряд  основных требований к математической модели энергопотребления, необходимых для того, чтобы сконструированную методику можно было применять для оптимизации  энергопотребления в домашних хозяйствах. Во второй части на примерах конкретных  бытовых электроприборов предлагается математическая модель их функционирования. При  исследовании существующих методов оптимизации энергопотребления в домохозяйствах  были выявлены проблемы, заключающиеся в сложности применения этих методов на практике и получены рекомендации, позволяющие сформулировать основные принципы  построения методики оптимизации, удобной для практического применения. Было показано, что при построении такой методики первичным является вопрос о данных, которые может  предоставить пользователь. Был определен минимальный состав входных данных, по которым сконструированы необходимые алгоритмы оптимизации энергопотребления. Так же был предложен ряд алгоритмов определения некоторых входных показателей, которые  легко использовать в домашних хозяйствах. Таким образом, общий план исследований в  данной работе заключается в следующем:• провести группировку приборов по способу задания функциональных требований;• выяснить приемлемый для пользователя состав и вид входных данных;• определить минимальный набор входных данных для формализации ограничения суммарной потребляемой мощности;• сконструировать алгоритмы оптимизации, работающие с указанными выше входными данными.Важнейшими результатами выполненной работы являются следующие:• разработана методика прогнозирования графика максимальной суммарной мощности потребления.• разработаны методики оптимизации энергопотребления для каждого из выделенных подмножеств бытовых приборов.• выполнено моделирование полученных алгоритмов оптимизации, которое показало их  работоспособность, эффективность и возможность их практического применения без какой- либо адаптации.Таким образом, в статье предложено решение задачи оптимизации энергопотребления в  жилищном секторе, ориентированное на практическое применение

The formation of human populations in South and Central Asia

By sequencing 523 ancient humans, we show that the primary source of ancestry in modern South Asians is a prehistoric genetic gradient between people related to early hunter-gatherers of Iran and Southeast Asia. After the Indus Valley Civilization’s decline, its people mixed with individuals in the southeast to form one of the two main ancestral populations of South Asia, whose direct descendants live in southern India. Simultaneously, they mixed with descendants of Steppe pastoralists who, starting around 4000 years ago, spread via Central Asia to form the other main ancestral population. The Steppe ancestry in South Asia has the same profile as that in Bronze Age Eastern Europe, tracking a movement of people that affected both regions and that likely spread the distinctive features shared between Indo-Iranian and Balto-Slavic languages

EPR of Yb 3+ ions in a monoclinic KY(WO 4) 2 single crystal

The electron paramagnetic resonance (EPR) of Yb 3+ ions in a KY(WO 4) 2 single crystal was investigated at T=4.2 K and fixed frequency of 9.38 GHz. The resonance absorption observed on the lowest Kramers doublet represents the complex superposition of three spectra, corresponding to the ytterbium isotopes with different nuclear moments. The EPR spectrum is characterized by a strong anisotropy of the g-factors. The temperature dependence of the g-factors is shown to be caused by the strong spin-orbital and orbital-lattice coupling. The resonance lines broaden with increasing temperature due to the short spin-lattice relaxation times. Copyright EDP Sciences/Società Italiana di Fisica/Springer-Verlag 200775.30.Gw Magnetic anisotropy, 76.30.-v Electron paramagnetic resonance and relaxation,

Benefits of Printed Graphene with Variable Resistance for Flexible and Ecological 5G Band Antennas

The possibility of creating antennas of the 5G standard (5.2–5.9 GHz) with specified electrodynamic characteristics by printing layers of variable thickness using a graphene suspension has been substantiated experimentally and by computer simulation. A graphene suspension for screen printing on photographic paper and other flexible substrates was prepared by means of exfoliation from graphite. The relation between the graphene layer thickness and its sheet resistance was studied with the aim of determining the required thickness of the antenna conductive layer. To create a two-sided dipole, a technology has been developed for the double-sided deposition of graphene layers on photographic paper. The electrodynamic characteristics of graphene and copper antennas of identical design are compared. The antenna design corresponds to the operating frequency of 2.4 GHz. It was found that the use of graphene as a conductive layer made it possible to suppress the fundamental (first) harmonic (2.45 GHz) and to observe radiation at the second harmonic (5.75 GHz). This effect is assumed to observe in the case when the thickness of graphene is lower than that of the skin depth. The result indicates the possibility of changing the antenna electrodynamic characteristics by adjusting the graphene layer thickness