Лекція “Типові методи реконструкції виробництва. Використання енергоресурсів”
Страница 3 из 3
Одна із специфічних особливостей надходження сонячної радіації — її крайня добова нерівномірність. Вдень її потужність досягає 800 Вт·ч/(м2·ч), тоді як вночі вона рівна нулю. Тому для енергозабезпечення об'єктів в необхідне для них час сонячні енергетичні установки повинні мати або акумулюючу здатність, або інші резервні джерела енергії.
Інша особливість надходження сонячної, радіації—наявність похмурих днів в основному в зимовий період року, коли якнайбільше потрібен сонячної энергии. Це істотно знижує ефективність сонячних енергоустановок і вимагає додаткового вживання спеціальних довідників теплоти, заснованих на використовуванні викопних видів палива.
Враховуючи особливості надходження сонячної радіації і її низьку густину, можна зробити висновок, що конструкції енергоустановок сонячної енергії повинні мати значні майданчики володіти акумулюючою здатністю і вимагати порівняно невисоких питомих капіталовкладень. Тільки в цьому випадку сонячні енергоустановки можуть бути ефективними. В практиці приклади таких установок є.
Останнім часом об'єктом пильного вивчення стала біомаса. Під цим терміном розуміється все те, що виникає завдяки діяльності біосфери, — різноманітні продукти рослинного, мікробіологічного або тваринного походження. За допомогою спеціально створених ученими технологічних процесів стала можливою успішна переробка біомаси і одночасне отримання важливих видів рідкого палива — етилового, бутилового спирту і органічних кислот, а також газоподібного палива - водню і метану.
Як продукт фотосинтезу біомаса є своєрідним акумулятором сонячної енергії, що нагромаджується в рослинах і далі у всьому
Живому світі. Особливість її - в постійній освіті. Щорічно в біомасі запасається в 10 разів більше енергії, ніж споживається в світі.
З біоенергоресурсів особливий інтерес представляет виробництво метану.
Метанове бродіння - розпад під дією специфічних мікроорганізмів у відсутність кислороду - забезпечує отримання метану і вуглекислого газу. Процес протікає в закритих резервуарах (метантенках) об'ємом від сотень до декількох тисяч кубометрів при різних температурах. Максимальна потужність резервуару об'ємом 1 тис. м3 рівна 3,5...5 млн. м3 Метану, або 5..,7 тис. т умовного палива в рік.
Багатообіцяючою сировиною для отримання Метану є відходи тваринництва.
В нашій країні щорічно утворюється до 1 млрд. м3 відходів тваринництва (головним чином гною) із змістом близько 250 млн. т органічного добрива. Оскільки їх повна переробка поки не налагоджена, то за підрахунками фахівців, ми втрачаємо не тільки біологічно цінні продукти, але і щорічно 50...60 млрд. м3 метану.
Окрім газу, сільське господарство з 250 млн. т відходів тваринництва може отримати і направити на поля 5 млн. т азоту, 2,5 млн. т окислу фосфору, 10 млн. т окису калія. Це означає, що капітальні вкладення в будівництво метангенеруючих заводів окупляться у вельми короткий термін - протягом двох років.
Проте загальний об'єм сучасних наукових досліджень недостатній. Те ж відноситься до конструкторських і технологічних розробок.
Іншим крупним джерелом сировини для отримання '. газоподібного і рідкого (наприклад, етилового спирту) палива можуть стати відходи зерновиробництва - солома, значна частина якої до справжнього часу не використовується. Є вірогідність отримання з 100 млн. т соломи 10 млн. т рідкого палива (етанолу) і до 10...15 млрд. м3 метану. Одночасно землеробству буде повернено значна кількість азоту, окислів фосфору і калію.
Цінною сировиною для отримання рідкого і газоподібного палива стають, судячи з останніх винаходів учених, відходи бавовництва. Це буде мати велике значення для наших Середньоазіатських республік. Там щорічно утворюється до 8...10 млн. т сухих відходів бавовництва, з яких можна отримати 500...800 т етилові спирти і до 1 млрд. м3 Метану.
Можна також використовувати відходи м'ясо-молочної і харчової промисловості.
Дослідженнями встановлено, що при переробці рідких відходів методом метанового бродіння можна отримати високий економічний ефект. В зоні сільськогосподарського виробництва є значні запаси енергії вітру. Облік кадастра вітрової енергії показує, що вони становлять близько 2400 млрд. кВт·ч, що набагато перевищує загальну потребу сільського господарства в енергії.
Розподіл вітрової енергії в зоні сельхозугодий украй нерівномірний. Наприклад, в зоні Казахстану є райони, де переважають сильні вітри (швидкість від 5 до 20 м/с). Причому число легковажних днів в році досягає 140. Встановлено що гірські райони захищені від вітрів. При цьому штильові періоди іноді тривають по декілька місяців.
По інтенсивності вітру територія Радянського Союзу була розділена на три зони:
Перша - райони сильних вітрів з середньорічною швидкістю 6 м/с і більш. Це - Прикаспійські райони, острів Сахалін і ряд областей, прилеглих до Північного Льодовитого океану;
Друга - райони середньої інтенсивності вітру (з середньорічною швидкістю від 3,5 до 6 м/с). В цю зону входять райони європейської частини СРСР, Закавказзя і рівнинна територія Казахської РСР;
Третя - райони слабої інтенсивності вітру (з середньорічною швидкістю до 3,5 м/с). Це - гірські райони Середньої Азії, Казахстану і Сибіру.
При використовуванні енергії вітру слідує враховувати:
Низьку густину повітряного потоку, що визиває необхідність виготовляти вітрові колеса значних діаметрів для порівняно невеликих потужностей енергетичних установок; нерівномірність швидкості вітру, через що застосовують спеціальні регулюючі пристрої; наявність штильових періодів, вимагаючих застосування резервних джерел енергозабезпечення; зміни напряму вітру.
З урахуванням цих особливостей були створені ефективні, конструкції вітроенергетичних агрегатів для першої і другої зон інтенсивності вітру.
За наявності місцевих енергоресурсів можна в значній степені замінити і навіть виключити застосування централізованих фундацій викопного палива. Природно, що така заміна повинна бути в кожному випадку економічно обґрунтована.
