Найкращий із підрозділів геліоенергетики. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Альтернативні джерела енергії

 Коментарі до статті

У статті зроблено спробу оцінити фактичний потенціал енергії, що поповнюється, та перспективи її використання. Принагідно досліджуються причини малої інтенсивності використання енергії, що заповнюється на сучасному етапі. Велику увагу приділено практичним рекомендаціям та ідеям щодо використання зеленої біомаси сьогодні та в перспективі на майбутнє.

"Цілком неможливо, очевидно марно і, у всякому разі, невигідно", саме так писали в журналі "Син Вітчизни" про залізницю (як з'ясувалося згодом - найрентабельнішому з наземних видів транспорту) [1]. Щось подібне сьогодні говорять про геліоенергетику. Але з усіх різновидів відновлюваної енергії найбільше цікавить саме енергія Сонця. Інші різновиди мають надто малий потенціал.

Щорічно земна поверхня поглинає 5,2 х10²⁴ Дж сонячної енергії. Усі створені людиною енергосистеми світу виробляють мізерну частину цієї енергії. Першість із засвоєння та накопичення енергії Сонця по праву належить рослинам. У складі біомаси суші рослини становлять 2400 млрд. т, тоді як загальна маса всіх тварин та мікроорганізмів – 23 млрд. т [2].

Ще перебуваючи у процесі накопичення (на "корені"), зелена біомаса приносить величезну користь. Рослини нормалізують хімічний склад повітря, регулюють просування атмосферної та ґрунтової вологи, сприяють збагаченню ґрунту та перешкоджають його ерозії. Вже давно виявлено прямий зв'язок кількості опадів у регіонах із кількістю рослин, особливо дерев.

Над позбавленими зелені ділянками суходолу дощі майже не випадають. І навпаки, найбільша кількість опадів спостерігається над великими лісами, особливо якщо ці ліси розташовані в горах. Можна з упевненістю сказати: хто економить на посадці лісу, той витрачається на зрошення полів і втрачає більшу частину врожаю. Жителі Півдня та Сходу України вже давно б'ють на сполох з приводу збільшення площі опустелених степів та зародження пустель внаслідок вітрової ерозії.

Ще в 1946-1970 роках. у всіх країнах Східної Європи (без СРСР) було створено 1 млн. га нових лісів та відновлено 3 млн. га лісів на вирубках. Але перші місця з культивування та використання лісових насаджень займають США (перше місце у світі з виробництва фанери, ДВП, каніфолі та скипидару), Канада, Фінляндія, Швеція, Японія та Німеччина. В Україні під лісом лише 13% території країни (передостаннє місце у Східній Європі), тоді як середній показник по СНД – 33,4%, для всього світу – 30%. Для порівняння, у Німеччині – понад 30%, у Швеції – понад 50%, у Японії – 66%. Ми звикли вважати Іспанію пустельною посушливою країною, адже завдяки політиці лісонасаджень під лісом перебуває понад 50% території Іспанії.

У колоніальній Україні століттями точилася тотальна вирубка лісу. За період з кінця XVII століття до 1914 р. лісистість у Харківській та Полтавській губерніях знизилася з 18,4 до 6,8%, у Чернігівській та Київській з 37,3 до 15,3% [3]. Сьогодні триває збільшення площ орних земель та пасовищ за рахунок вирубування та викорчовування лісу. Нашому сільському господарству не вистачає орної землі, що зайняла вже понад 60% території країни, тоді як у Західній Європі обходяться 30% території під орні землі.

До чого приводить пріоритет комерційних інтересів над господарськими, ми добре знаємо з історії: "... Людям, які в Месопотамії, Греції, Малій Азії викорчовували ліси для одержання орної землі, і не снилося, що цим вони започаткували нинішнє запустіння цих країн, позбавивши їх разом із лісами центрів скупчення та збереження вологи "[4].

Думаємо, щоб збільшити площу і якість лісових насаджень, їх треба більше використовувати, в тому числі для енергетики. Адже збільшилася кількість та селекційна якість пшениці після того, як люди навчилися її використовувати. Так само буде й із лісами. Треба тільки, щоб цією серйозною справою займалися справжні господарі своєї землі, а не котрі бажають швидко розбагатіти комерсанти.

Перш, ніж перетворитися на паливо, рослини чудово працюють як матеріали. Без них, як і раніше, важко обійтися в будівництві, виробництві товарів і послуг. Матеріали із рослин чудово утилізуються. Єдиним відходом спалювання таких матеріалів є попіл – цінне мінеральне добриво, здобуте з-під землі самими рослинами. Можна сказати, що у зеленої біомаси 4 життя: до відділення від землі, як матеріал, як паливо і як добрива. Далі нас більше буде цікавити використання рослин як палива для отримання теплової та електричної енергії.

Відомі та широко використовуються технології переробки деревини в горючий газ, рідке високооктанове паливо (синтобензин) та вугілля. Як вугілля для металургійних процесів деревина застосовувалася задовго до вугільного коксу. Весь хімічно чистий кремній для напівпровідникових приладів одержують за допомогою деревного вугілля. На деревному куті виплавляють дуже міцний метал, який ще й не іржавіє [5].

Бензин з деревини виготовляють шляхом переробки газів, що виділяються при піролізі (нагріві без доступу повітря) вуглецевмісних відходів. Такий бензин вже працює у двигунах внутрішнього згоряння, але справжній бум використання синтобензину розпочнеться з відновленням експлуатації на транспорті (тракторах, комбайнах) двигунів зовнішнього згоряння. Хоча парові двигуни комерційно недоцільні, вони повніше використовують паливо, не виділяють СО і мають експлуатаційний ресурс у півстоліття! Поки виробники комерсанти бойкотують виробництво невигідних парових двигунів, умільці можуть використовувати допрацьовані пневмої гідродвигуни, підсилювачі обертання, золотникові компресори, насоси і т.п. На базі таких імпровізованих двигунів та котлів високого тиску можна виготовити міні-ТЕЦ, паромобіль, парове судно. Сьогодні пар використовується на всіх теплових та атомних електростанціях, на великих суднах, як двигун космічних ракет.

Для опалення будинків, нагрівання води, вироблення електроенергії сьогодні використовують піролізні котли. У таких котлах спалювання біомаси відбувається у 3 етапи та у 3 окремих зонах котла. На 1-му етапі паливо сушиться і перетворюється на газ, 2-й етап - спалювання газу у форсунках з подачею підігрітого вторинного повітря, 3-й етап - допалювання продуктів горіння в теплоізольованій камері.

Генератори на біомасі для безпосереднього обігріву приміщень вже продаються в Україні [6]. Спрощений варіант такого пристрою можна зробити самому [7]. Більш продуктивна техніка [8] нашому середньому покупцю, на жаль, не по кишені.

Думаємо, велике майбутнє виробництва на вітчизняних підприємствах теплогенераторів Free Flow, винайдених канадськими винахідниками. Теплогенератор потужністю 6 кВт за 8...12 год безперервної роботи споживає 0,01 м3 дров, а потужністю 55 кВт - 0,07 м3! Для порівняння скажемо, що хвалений камін за цей час може спалити цілий кубометр дров і замість виділення тепла втягнути в будинок холодне повітря з вулиці.

Цікаво, що суха деревина всіх порід має майже однаковий хімічний склад: 49,5% вуглецю, 6,3% водню, 44,1% кисню, 0,1% азоту. Щільність деревини у всіх порід однакова, але наявність порожнин призводить до відмінності по породах дерева і зразкам деревини (кора, гілки, листя, стовбур). Зазвичай радять використовувати види рослин, що швидко ростуть (бамбук, верба, тополя), але сушити і перевозити таку біомасу - одні збитки. Проте, вже є позитивний досвід вживання як паливо вербових лозин [9]. В усному народному фольклорі верба оспівана як найгірше паливо. Але подивіться дані таблиці про вартість одного кВтг електроенергії, отриманого з різних видів палива.

І все-таки ми не рекомендували б садити лозу. Краще вирощувати важку деревину – граб, а ще краще – бук. Адже бук перед спалюванням можна використовувати як матеріал. До речі, у Європі так і роблять. Річний приріст фітомаси у букових лісах Зап. Європи складає 130...200 ц/га. Хорошу біомасу дає ліщина (лісовий горіх), береза ​​та садові культури. А ось хвойні породи як паливо неефективні: занадто багато вологи і мала об'ємна теплотворна здатність. Хвойні ліси характеризуються низьким приростом біомаси та підвищеною пожежонебезпечністю.

Газ із деревини вже давно використовували для виробництва пластмас. Його також можна спалювати в міні-електростанціях або електроцентралях, конвекторах (для обігріву теплиць). Надлишки газу можна закачувати у газопроводи. Цікавою є ідея використання деревного газу безпосередньо для освітлення. Якось німецький винахідник Ауер фон Вельсбах привів електрокомпанії на межу банкрутства, удосконаливши звичайний газовий пальник. Він забезпечив її сітчастим ковпачком із марлі, просоченим металевими солями. У момент запалення марля згоряє, а солі утворюють твердий кістяк. Цей кістяк вже не горить, а розжарюється газом до білого і яскраво світиться. Таким чином, сила світла газових пальників збільшилася в кілька разів, а газу вони споживали у 6 разів менше, ніж колишні. Таке газове освітлення підпалювалося за допомогою кнопки, регулювалося і обходилося набагато дешевше за електричне. Потім електричні компанії від "пальника Ауера" врятував сам Ауер, який запропонував замінити вугільну нитку в електролампі на металеву з осмію (вольфрамову запропонував А. Лодигін).

Як бачите, в енергетиці багато залежить від винахідливих людей і якщо постаратися, то "зелена енергетика" цілком замінить "копалину". При цьому збільшиться кількість робочих місць, а прибутки олігархів прийдуть у норму.

Ліс - унікальне природне явище, що виконує кліматорегулюючі, ґрунтозахисні, водоохоронні та водорегулюючі, оздоровчі, енергетичні та естетичні функції. Ніякими сонячними батареями та геліоколекторами ліс не замінити.

Тому ми вважаємо культивування та використання лісу найкращим з різновидів геліоенергетики. Найбільше використання рослинної біомаси слід очікувати там, де є найдешевша робоча сила та немає викопних видів палива. На нещастя (чи на щастя), Україна і є однією з таких країн, і ми маємо можливість стати країною "зеленої" енергетики - всебічного та повного використання біомаси.

література:

1. Івич О. Пригоди винаходів. – М., 1990. – 79 с.
2. Кондратов А. Довідник необхідних знань. – М., 2001.
3. Велика Радянська Енциклопедія. Т.14. – С.360.
4. Маркс До., Енгельс Ф. Твори, вид. 2-ге, т.20. - С.496.
5. Родзинський Л. Худіння машин// Винахідник та раціоналізатор. - 1980. №6. - С.10.
6. Готуй булер'ян влітку - буде тепло зимою//Експрес. – 2002. – 25 липня.
7. Бородатий Ю. Народний теплогенератор: відходи замість газу та електрики//Радіоаматор-Конструктор. – 2001. №9. - С.5.
8. Екологічні котли//Зелена енергетика. 2002. - №3. – С.2.
9. П'єхоцькі Я. Використання біомаси кущових верб у Польщі//Зелена енергетика. – 2002. – №3. - С.19.

Автори: В. Іванів, Ю. Бородатий

Дивіться інші статті розділу Альтернативні джерела енергії.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву 3-портовий зарядний пристрій HTC 65W GaN 30.11.2023 Компанія HTC вивела на ринок свою нову розробку - 3-портовий зарядний пристрій з використанням технології нітриду галію та потужністю 65 Вт. HTC 65W Gallium Nitride (GaN) є передовим зарядним пристроєм, поєднуючи в собі високу потужність, багатофункціональність портів і технологічну сумісність. Його поява продемонстрована прагненням компанії до інновацій у сфері зарядних пристроїв. HTC 65W Gallium Nitride (GaN) доступно в двох кольорах - чорному і білому, має інноваційний механізм підключення і включає два порти USB Type-C і один порт USB Type-A. Порти USB Type-C надають комбіновану вихідну потужність 45 Вт та 20 Вт відповідно, у той час як загальна потужність для всіх трьох портів становить 45 Вт, 7.5 Вт та 7.5 Вт відповідно. Особливість порту USB Type-C полягає у підтримці п'яти різних рівнів напруги зарядки: 55 В/3 А (15 Вт), 9 В/3 А (27 Вт), 12 В/3 А (36 Вт), 15 В/3 А (45 Вт) та 20 В/3.25 А (65 Вт). Порт USB Type-A забезпечує шість рівнів зарядки: 4.5 В/5 А (22.5 Вт), 5 В/4.5 А (22.5 Вт), 9 В/3 А (27 Вт), 12 В/3 А (36 Вт), 15 В/3 А (45 Вт) та 20 В/3 А (60 Вт). Цей зарядний пристрій сумісний з різними зарядними протоколами, включаючи PD3.0, PD2.0, PPS, QC3.0, QC2.0, ACF, SCP і MTK. При цьому його компактні розміри становлять 68 х 41 х 31 мм, а вага - всього 116.23 грама.

Інші цікаві новини:

▪ Перфекціонізм призводить до безсоння

▪ Кишеньковий SSD-накопичувач Verbatim Vx500

▪ Одержання води навіть із повітря пустелі

▪ Бавовна проти раку

▪ Космічний робот-розвідник з мікробним харчуванням

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Посадові інструкції. Добірка статей

▪ стаття Інформатика та інформаційні технології. Конспект лекцій

▪ стаття У якій країні було обрано депутата, який обіцяв більше попутного вітру на велодоріжках? Детальна відповідь

▪ стаття Співробітник бухгалтерії, відділу бюджетування та контролінгу. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Визначення перерізу жил проводів. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Атенюатор потужності передавача. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024