|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Najlepsze z działów energii słonecznej. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Alternatywne źródła energii W artykule podjęto próbę oceny rzeczywistego potencjału energii odnawialnej oraz perspektyw jej wykorzystania. Przy okazji badane są przyczyny niskiej intensywności wykorzystania energii odnawialnej na obecnym etapie. Wiele uwagi poświęca się praktycznym rekomendacjom i pomysłom wykorzystania zielonej biomasy dziś iw przyszłości. „Absolutnie niemożliwe, oczywiście bezużyteczne i w każdym razie nieopłacalne” – tak właśnie napisali w czasopiśmie „Syn Ojczyzny” o kolei (jak się później okazało, najbardziej dochodowej z lądowych gałęzi transportu) [ 1]. Coś podobnego mówi się dzisiaj o energii słonecznej. Ale ze wszystkich odmian energii odnawialnej największe zainteresowanie budzi energia słoneczna. Inne odmiany mają zbyt mały potencjał. Każdego roku powierzchnia ziemi pochłania 5,2x1024 Energia słoneczna J. Wszystkie stworzone przez człowieka systemy energetyczne na świecie wytwarzają znikomą część tej energii. Przewaga w przyswajaniu i akumulacji energii słonecznej słusznie należy do roślin. W ramach biomasy lądowej rośliny stanowią 2400 miliardów ton, podczas gdy łączna masa wszystkich zwierząt i mikroorganizmów to 23 miliardy ton [2]. Biomasa zielona będąc jeszcze w procesie akumulacji (w „korzeni”) przynosi ogromne korzyści. Rośliny normalizują skład chemiczny powietrza, regulują przepływ wilgoci atmosferycznej i gruntowej, przyczyniają się do wzbogacania gleby i przeciwdziałają jej erozji. Bezpośredni związek między ilością opadów w regionach a liczbą roślin, zwłaszcza drzew, odkryto już dawno. Na pozbawionych terenów zielonych terenach deszcz prawie nie pada. I odwrotnie, największa ilość opadów występuje w dużych lasach, zwłaszcza jeśli lasy te znajdują się w górach. Można śmiało powiedzieć: kto oszczędza na sadzeniu lasów, wydaje na nawadnianie pól i traci większość plonów. Mieszkańcy południa i wschodu Ukrainy od dawna biją na alarm o powiększaniu się obszaru bezludnych stepów i powstawaniu pustyń w wyniku erozji wietrznej. Jeszcze w latach 1946-1970. we wszystkich krajach Europy Wschodniej (z wyłączeniem ZSRR) utworzono 1 mln ha nowych lasów i odtworzono 3 mln ha lasów na wyrębach. Ale pierwsze miejsca w uprawie i użytkowaniu plantacji leśnych zajmują USA (pierwsze miejsce na świecie w produkcji sklejki, płyt pilśniowych, kalafonii i terpentyny), Kanada, Finlandia, Szwecja, Japonia i Niemcy. Na Ukrainie tylko 13% powierzchni kraju jest zalesione (przedostatnie miejsce w Europie Wschodniej), podczas gdy średnia dla WNP wynosi 33,4%, a dla całego świata - 30%. Dla porównania w Niemczech - ponad 30%, w Szwecji - ponad 50%, w Japonii - 66%. Kiedyś myśleliśmy o Hiszpanii jako o pustynnym i suchym kraju, a jednak dzięki polityce zalesiania ponad 50% terytorium Hiszpanii jest pokryte lasami. Na kolonialnej Ukrainie od wieków trwa całkowite wylesianie. W okresie od końca XVII w. do 1914 r. lesistość guberni charkowskiej i połtawskiej zmniejszyła się z 18,4 do 6,8%, aw Czernihowie i Kijowie z 37,3 do 15,3% [3]. Obecnie powierzchnia gruntów ornych i pastwisk stale się zwiększa z powodu wylesiania i wyrywania. Nasze rolnictwo nie ma wystarczającej ilości gruntów ornych, które zajmują już ponad 60% terytorium kraju, podczas gdy w Europie Zachodniej 30% terytorium jest wykorzystywane pod uprawę. Do czego prowadzi prymat interesów handlowych nad ekonomicznymi, dobrze wiemy z historii: „...Ludzie, którzy w Mezopotamii, Grecji, Azji Mniejszej wyrywali lasy, aby uzyskać grunty orne, i nie śniło im się, że zapoczątkowali obecne spustoszenie tych krajów, pozbawiając je wraz z lasami ośrodków gromadzenia i przechowywania wilgoci” [4]. Uważamy, że aby zwiększyć powierzchnię i jakość plantacji leśnych, należy je w większym stopniu wykorzystywać, w tym na cele energetyczne. W końcu ilość i jakość selekcji pszenicy wzrosła, gdy ludzie nauczyli się jej używać. To samo stanie się z lasami. Konieczne jest tylko, aby tą poważną sprawą zajęli się prawdziwi właściciele swoich ziem, a nie kupcy żądni szybkiego wzbogacenia się. Zanim zostaną zamienione w paliwo, rośliny doskonale sprawdzają się jako materiały. Nadal trudno się bez nich obejść w budownictwie, produkcji towarów i usług. Materiały z roślin są doskonale wykorzystane. Jedynym odpadem ze spalania takich materiałów jest popiół – cenny nawóz mineralny wydobywany z ziemi przez same rośliny. Można powiedzieć, że zielona biomasa ma 4 życia: przed oddzieleniem od ziemi, jako materiał, jako paliwo i jako nawóz. W dalszym ciągu będziemy bardziej zainteresowani wykorzystaniem roślin jako paliwa do pozyskiwania energii cieplnej i elektrycznej. Znane i szeroko stosowane technologie przetwarzania drewna na gaz palny, ciekłe paliwo wysokooktanowe (syntobenzynę) i węgiel. Drewno było wykorzystywane jako węgiel do procesów metalurgicznych na długo przed koksem węglowym. Cały chemicznie czysty krzem do urządzeń półprzewodnikowych jest uzyskiwany z węgla drzewnego. Na węglu drzewnym wytapiany jest bardzo wytrzymały metal, który ponadto nie rdzewieje [5]. Benzyna powstaje z drewna poprzez przetwarzanie gazów uwalnianych podczas pirolizy (ogrzewanie bez dostępu powietrza) odpadów węglowych. Taka benzyna jest już stosowana w silnikach spalinowych, ale prawdziwy boom w zastosowaniu syntobenzyny rozpocznie się wraz z wznowieniem stosowania w transporcie (ciągniki, kombajny) silników spalinowych. Chociaż silniki parowe nie są opłacalne komercyjnie, lepiej zużywają paliwo, nie emitują CO i mają zasoby operacyjne na pół wieku! Podczas gdy producenci i kupcy bojkotują produkcję nieopłacalnych dla nich parowozów, rzemieślnicy mogą stosować zmodyfikowane silniki pneumatyczne i hydrauliczne, wzmacniacze obrotów, sprężarki szpulowe, pompy itp. Na podstawie takich improwizowanych silników i kotłów wysokociśnieniowych można wyprodukować mini-CHP, samochód parowy, statek parowy. Obecnie para jest wykorzystywana we wszystkich elektrowniach cieplnych i jądrowych, na dużych statkach, jako silnik rakiet kosmicznych. Kotły pirolityczne są dziś używane do ogrzewania domów, podgrzewania wody i wytwarzania energii elektrycznej. W takich kotłach spalanie biomasy odbywa się w 3 etapach iw 3 wydzielonych strefach kotła. W 1. etapie paliwo jest suszone i zamieniane w gaz, 2. etap to spalanie gazu w dyszach z dopływem ogrzanego powietrza wtórnego, 3. etap to dopalanie produktów spalania w izolowanej cieplnie komorze. Generatory na biomasę do bezpośredniego ogrzewania pomieszczeń są już sprzedawane na Ukrainie [6]. Uproszczoną wersję takiego urządzenia można wykonać samodzielnie [7]. Na bardziej produktywny sprzęt [8] nasz przeciętny nabywca niestety nie może sobie pozwolić. Uważamy, że produkcja generatorów ciepła Free Flow wynalezionych przez kanadyjskich wynalazców w krajowych przedsiębiorstwach ma wielką przyszłość. Generator ciepła o mocy 6 kW zużywa 8 m12 drewna opałowego na 0,01 ... 3 godzin ciągłej pracy, a przy mocy 55 kW - 0,07 m3! Dla porównania powiedzmy, że wychwalany kominek w tym czasie potrafi spalić cały metr sześcienny drewna opałowego i zamiast oddawać ciepło, wciąga zimne powietrze z ulicy do domu. Co ciekawe, absolutnie suche drewno wszystkich gatunków ma prawie taki sam skład chemiczny: 49,5% węgla, 6,3% wodoru, 44,1% tlenu, 0,1% azotu. Gęstość materii drzewnej u wszystkich gatunków jest taka sama, ale obecność dziuplatów prowadzi do różnic w gatunkach drewna i próbkach drewna (kora, gałęzie, liście, pień). Zwykle zaleca się stosowanie szybko rosnących gatunków roślin (bambus, wierzba, topola), ale suszenie i transport takiej biomasy to strata. Niemniej jednak istnieją już pozytywne doświadczenia z wykorzystaniem gałązek wierzby jako paliwa [9]. W folklorze ustnym wierzba jest uznawana za najgorsze paliwo. Ale spójrz na dane tabelaryczne dotyczące kosztu jednej kWh energii elektrycznej wyprodukowanej z różnych rodzajów paliwa.
A jednak nie zalecamy sadzenia winorośli. Lepiej jest uprawiać ciężkie drewno - grab, a jeszcze lepiej - buk. W końcu buk można wykorzystać jako materiał przed spaleniem. Nawiasem mówiąc, robią to w Europie. Roczny przyrost fitomasy w lasach bukowych Zap. Europa to 130...200 c/ha. Leszczyna (orzech laskowy), brzoza i uprawy ogrodnicze dostarczają dobrej biomasy. Ale drzewa iglaste są nieefektywne jako paliwo: jest za dużo wilgoci i niska objętościowa wartość opałowa. Bory iglaste charakteryzują się niskim przyrostem biomasy i zwiększonym zagrożeniem pożarowym. Gaz drzewny był od dawna używany do produkcji tworzyw sztucznych. Można go również spalać w minielektrowniach lub elektrowniach, w konwektorach (do ogrzewania szklarni). Nadmiar gazu można wpompować do gazociągów. Ciekawym pomysłem jest wykorzystanie gazu drzewnego bezpośrednio do oświetlenia. Pewnego dnia niemiecki wynalazca Auer von Welsbach doprowadził firmy elektryczne na skraj bankructwa, ulepszając konwencjonalny palnik gazowy. Zaopatrzył go w czepek z gazy siatkowej nasączonej solami metali. W momencie zapłonu gaza wypala się, a sole tworzą stały rdzeń. Ten rdzeń już się nie pali, ale świeci na biało od gazu i świeci jasno. W ten sposób intensywność światła palników gazowych wzrosła kilkakrotnie i zużywały one 6 razy mniej gazu niż wcześniej. Takie oświetlenie gazowe podpalano przyciskiem, regulowane i znacznie tańsze niż oświetlenie elektryczne. Wtedy firmy elektryczne przed „palnikiem Auera” uratował… sam Auer, który zaproponował wymianę włókna węglowego w lampie elektrycznej na metalowy wykonany z osmu (wolfram zaproponował A. Lodygin). Jak widać, w energetyce wiele zależy od zaradnych ludzi, a jeśli spróbujesz, to „zielona energia” całkowicie zastąpi tę „kopalną”. Jednocześnie wzrośnie liczba miejsc pracy, a zyski oligarchów powrócą do normy. Las jest unikalnym zjawiskiem przyrodniczym, które pełni funkcje klimatyczne, glebochronne, wodochronne i wodnoregulacyjne, prozdrowotne, energetyczne i estetyczne. Żadne panele słoneczne i kolektory słoneczne nie zastąpią lasu. Dlatego uważamy uprawę i użytkowanie lasów za najlepszą formę energii słonecznej. Największego wykorzystania biomasy roślinnej należy się spodziewać tam, gdzie jest najtańsza siła robocza i nie ma paliw kopalnych. Niestety (lub na szczęście) Ukraina jest jednym z tych krajów, a my mamy szansę stać się krajem „zielonej” energii – wszechstronnego i kompletnego wykorzystania biomasy. Literatura:
Autorzy: W. Iwanów, J. Borodaty
Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach
02.05.2024 Zaawansowany mikroskop na podczerwień
02.05.2024 Pułapka powietrzna na owady
01.05.2024
▪ Składany smartfon Microsoft Surface Duo 2 ▪ Adapter SilverStone ECM22 M.2/PCIe
▪ sekcja witryny Elektryczne urządzenia gospodarstwa domowego. Wybór artykułów ▪ artykuł Piotra Curie. Słynne aforyzmy ▪ węzeł rusztowania artykułu. Wskazówki turystyczne ▪ artykuł Detektor według nietypowego schematu. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki ▪ Artykuł o turbinie. eksperyment fizyczny
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony