Quyosh energiyasini konversiyalashning fizik asoslari

Oziq-ovqat issiqxonasi / issiqxona

Issiqxona, masalan, birinchi navbatda o'simliklar uchun qulay va sog'lom xona bo'lishi kerak. O'simliklar toza havo, suv, ko'p yorug'lik va haddan tashqari haroratdan himoyaga muhtoj. Issiqxonalar suv bug'langanda katta miqdorda energiya sarflaydi. 1 litr bug'langan suv isitish uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan taxminan 2,32 MJ energiyani yo'qotishdir.
O'simliklar sog'lom va hasharotlar va kasalliklardan xalos bo'lish uchun qishda ham etarli darajada shamollatish kerak. Xonani sezilarli issiqlik yo'qotmasdan ventilyatsiya qiladigan havo-havo issiqlik almashinuvchilari kabi konditsioner tizimlar mavjud, ammo ular loyihaning narxini sezilarli darajada oshiradi. O'simliklarni etishtirish xonasi uchun yoritish talablari qurilish va texnik xizmat ko'rsatishni murakkablashtiradigan yuqori oynalar va issiqlik yo'qotilishini oshiradigan oxirgi devor oynalari.
Sabzavot etishtirishdan ba'zi iqtisodiy foydalar bo'ladi va, albatta, sog'lom o'simliklar bilan to'la uyni ko'rishdan mamnun bo'lish uchun ko'p gapirish mumkin. Biroq, ideal bog'dorchilik muhiti sifatida yaratilgan issiqxona uy uchun qo'shimcha isitish manbai sifatida foydalanish uchun etarli energiyani ta'minlamaydi.

Issiqxona quyosh kollektori sifatida

Agar issiqxonaning maqsadi quyosh issiqligini ushlab turish va uni qo'shni yashash joylariga tarqatish bo'lsa, unda siz turli xil dizayn mezonlarini tanlashga duch kelasiz. Maksimal samaradorlikka nishabli oynalar, bir nechta o'simliklar va termal izolyatsiyalangan sirlanmagan so'nggi devorlar bilan erishiladi.
Esda tutingki, issiqxonada o'simliklar bo'lmasa va shunga mos ravishda ko'p miqdorda issiqlikni yutish bo'lsa, yashash joylariga ko'proq miqdorda foydali issiqlik olasiz . Quyoshda isitiladigan havo issiqxonaga ulashgan devordagi eshiklar yoki ochiq derazalar orqali uyga ko'chirilishi mumkin, shuningdek, uzoqroq joylarga o'tkazilishi mumkin.

Issiqxona turar joy sifatida

Agar issiqxona yashash joyi bo'lishi kerak bo'lsa, energiya samaradorligidan tashqari, qulaylik, qulaylik va makon erkinligi ham hisobga olinishi kerak. Yashash rejalashtirilgan xona qishda issiq, yozda salqin, yorug'likning past kontrasti va o'rtacha namlik bo'lishi kerak.
Vertikal oynalar - bu turli sabablarga ko'ra ko'plab dizaynerlarning tanlovidir. Birinchidan, nishabli oynalar ko'proq issiqlikni ushlasa ham, qishda u tunda issiqlikni ko'proq yo'qotadi, bu esa kunduzgi issiqlikni inkor etadi. Nishabli oynalardan foydalanish, shuningdek, issiq havoda, odatda bahor va kuzda, isitish kerak bo'lmaganda, qizib ketishiga olib kelishi mumkin.
Janubiy devorning vertikal oynalari isitish yukining talablariga ancha mos keladi. Qishda quyosh ufqda past bo'lganida samarali bo'ladi va yozda quyosh zenitga yaqin bo'lganda quyosh issiqligini kamaytiradi. Xonaga qo'shimcha issiqlik kiritish kerak bo'lmaganda, uni quyosh nurlaridan soya qilish uchun janubiy oynalar ustidagi yaxshi mo'ljallangan korniş kerak bo'lishi mumkin. Vertikal oynalar ham arzonroq va o'rnatish va izolyatsiya qilish osonroq bo'ladi va oqish, kondensatsiya yoki sindirishga moyil emas.
Yashash uchun mo'ljallangan issiqxona termal massani ehtiyotkorlik bilan joylashtirishni talab qiladi, to'g'ridan-to'g'ri quyosh nurlari bu termal massaga tushmasligiga alohida e'tibor berish kerak. Gilam va mebel bilan qoplangan toshli zamin , to'g'ridan-to'g'ri quyosh nuri ostida joylashgan tosh kabi samarali termal massa emasligi aniq .
Quyosh botganda, kun davomida issiqlikni ushlab turgan bir xil derazalar bu issiqlikni atrofdagi kosmosga tarqata boshlaydi. Kechasi issiqlik yo'qotilishini kamaytirish va qulaylikni oshirish uchun (inson tanasi sovuq yuzalarga ham issiqlik chiqaradi), siz loyihaga harakatlanuvchi oyna izolyatsiyasini kiritishingiz yoki minimal issiqlik yo'qotilishiga ega bo'lgan ikki oynali oynalarni o'rnatish masalasini hal qilishingiz mumkin.
Issiqxonani loyihalashning asosiy tamoyillari
Yaltiroq qilish.
Issiqxona oynalari uchun ideal yo'nalish janubga to'g'ri keladi, garchi g'arbga yoki sharqqa 30 ° gacha og'ish juda maqbuldir. Quyosh issiqligining maksimal miqdorini olish uchun oynani ufqqa 50 ... 60 ° burchak ostida burish kerak. Ko'pgina dizaynerlar o'zlarining dizayn strategiyalarida vertikal oynalarni yoki vertikal va eğimli oynalar kombinatsiyasini afzal ko'rishadi.
Janubga qaragan vertikal oynalar qiyalikli oynalarga nisbatan afzalliklarga ega u bilan o'zingizni oqishdan va baland yozgi quyoshdan himoya qilish osonroq bo'ladi, lekin uning qishki xususiyatlari bir xil maydonga ega eğimli oynalarga qaraganda 10 ... 30% yomonroqdir. Vertikal oynalar va tom yopish oynalari birlashtirilgan xonaning samaradorligi faqat janubiy devor sirlangan xonaga qaraganda yuqori.
Doimiy qishki qor qoplami bo'lgan hududlarda qorning yuqori aks etishi tufayli vertikal oynalar yanada samarali bo'lishi mumkin.
Issiqlikni saqlash
Issiqxonaning chuqurligi uning balandligidan kattaroq bo'lsa, yorug'lik tushadigan sirtlarning ranglari maqbul bo'lsa, bo'shliqning o'zi radiatsiyani ushlaydi. Boshqacha qilib aytganda, issiqlik saqlovchi materiallarning sirtlari (issiqlik massasi) ularga tushadigan quyosh nuri energiyasining kamida 70% ni o'zlashtirishi uchun quyuq tonlarda bo'lishi kerak . Turli xil rangdagi sirtlar tomonidan yorug'likning nisbiy yutilishi haqida bir oz tasavvur qilish uchun uglerod qorasining assimilyatsiya koeffitsienti taxminan 95%, quyuq ko'k sirt taxminan 90% va to'q qizil sirt taxminan 86% ni tashkil qiladi. Issiqlikni saqlash uchun ishlatilmaydigan materiallar yorug'likni to'g'ridan-to'g'ri quyosh nurlanishi yo'lida joylashmagan termal massaga aks ettirish uchun ochiq rangda bo'lishi kerak.
Zamin, shimoliy devor, sharqiy va g'arbiy yon devorlar issiqlik saqlash massasi uchun yaxshi joy. Ular yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi bo'lgan materiallardan foydalanishlari kerak: beton, suv, g'isht. Ko'pikli beton issiqlik saqlovchi material sifatida qabul qilinishi mumkin emas va beton 100 dan 150 mm gacha qalinlikda eng samarali hisoblanadi. Bo'shliq beton (podval) bloklardan foydalanganda barcha bo'shliqlar tsement ohak bilan to'ldirilishi kerak.
Agar tosh zamin va massiv devorlar xonada issiqlikni saqlaydigan yagona material bo'lsa, 3 m2 toshli sirt va 1 m2 janubiy oynalar uchun tavsiya etilgan nisbat. Agar idishlardagi suv yagona issiqlik saqlovchi vosita bo'lsa, tavsiya etilgan nisbat 1 m2 oynaga 14 litr suvdir.
Massaning ortishi ichki haroratni barqarorlashtiradi, xonani odamlar va o'simliklar uchun qulayroq qiladi. Umumiy strategiya issiqxonaning shimoliy devori sifatida 100 dan 150 mm gacha izolyatsiyalanmagan tosh devordan foydalanishdir. Issiqxonadan issiqlik uyning ichki qismiga o'tishi uchun devor izolyatsiyasiz qoldiriladi.
Issiqlikni saqlash. Harakatlanuvchi tashqi yoki ichki izolyatsiyadan foydalanish.
Agar issiqxona o'simliklarni etishtirish uchun yoki turar-joy sifatida foydalanilsa, kamida ikki oynali oynalar tavsiya etiladi. Bir qavatli oynalar bo'lsa, kechasi issiqlik yo'qotilishi juda katta bo'lib, bu xonada odamlar va o'simliklar qolish uchun noqulaylik tug'diradi. Harakatlanuvchi issiqlik izolyatsiyasi yoki yuqori issiqlik qarshiligiga ega oyna tizimi oynaning ish faoliyatini sezilarli darajada yaxshilaydi.
Ikkala usul ham loyihaning narxini oshiradi va harakatlanuvchi izolyatsiyaning aniq kamchiligi shundaki, kimdir uni har kuni ko'chirishi kerak va ba'zi dizaynerlar shu sababli uni ishlatishdan bosh tortishadi. Boshqa tomondan, elektr motorlar va termostatlar yordamida issiqlik izolyatsiyasini avtomatik ravishda nazorat qilish mumkin va issiqlik izolyatsiyasi yaqinlik, yozgi soyani yaratishi va sovuq qish kechalarida qulaylikni oshirishi mumkin.
Issiqlik taqsimoti
Issiqxonadan isitiladigan havoni uyning boshqa xonalariga tarqatish uchun issiqxonani va uyning qolgan qismini ajratib turadigan devorga shamollatish teshiklari qo'yiladi. Issiqlik termosifon havo aylanishi orqali uzatiladi. Isitilgan havo issiqxonaning shiftiga ko'tarilib, yuqori teshiklar orqali qo'shni xonaga o'tadi va qo'shni xonadan sovuq havo quyi teshiklar orqali issiqxonaga so'riladi va isitish va tsiklni takrorlaydi.
Agar teshiklar issiqxona va 2 m balandlikdagi uy o'rtasida oddiygina ochiq eshiklar bo'lsa, unda tavsiya etilgan minimal maydon 1 m2 issiqxona oynasi uchun 0,08 m2 eshikdir. Agar qo'shni devorning yuqori va pastki qismida ular orasidagi masofa 2,4 m bo'lgan teshiklar ishlatilsa, u holda tavsiya etilgan minimal ochilish maydoni 1 m2 issiqxona oynasi uchun 0,025 m2 ni tashkil qiladi.
Boshqaruv
Agar shamollatish tizimi noto'g'ri ishlab chiqilgan bo'lsa, issiqxonadagi havo juda qizib ketishi mumkin. Natijada o'lik o'simliklar va yashash uchun yaroqsiz joy. Ta'kidlanishicha, haddan tashqari issiqlik yoz oxirida yoki erta bahorda, quyosh allaqachon osmonda past bo'lgan va kunduzi tashqaridagi harorat hali ham yuqori bo'lgan paytda sodir bo'ladi.
Shamollatish teshiklari issiqxonaning yuqori qismida harorat eng yuqori bo'lgan joyda va eng past haroratda "mo'riga" effektini yaratish uchun joylashtiriladi. Termostat bilan boshqariladigan motorlar, agar uyda hech kim ularni ochmasa, shamollatish teshiklarini avtomatik ravishda ochishga o'rnatilishi mumkin.
Ushbu shamollatish teshiklarining maydoni etarlicha katta bo'lishi kerak.
Shamollatish teshiklarining maydoni quyidagilarga bog'liq:
 oynaning qiyalik burchagi;
 yuqori va pastki shamollatish teshiklari orasidagi masofalar;
 ruxsat etilgan ichki harorat;
 majburiy ventilyatsiya holatida fan dvigatelining quvvati.
 Umumiy oynalar maydonining taxminan 10-20% maydoniga ega bo'lgan qo'lda yoki avtomatik ravishda sozlanishi shamollatish teshiklariga ega bo'lish tavsiya etiladi.

.3 Quyosh issiqligining boshqa qo'llanilishi

Asrlar davomida inson o'z faoliyatining turli sohalarida quyosh nurlarining issiqlik ta'siridan foydalangan , ularning aksariyati jamiyat taraqqiyotida katta iqtisodiy va ijtimoiy ahamiyatga ega . Masalan, tuzni dengiz suvidan bug'lash yoki meva va baliq kabi oziq-ovqatlarni quritish orqali olish. Odatda, bunday tayyorgarlik tabiatda mavsumiydir. Oziq-ovqatlardan suvni olib tashlash ularda bakteriyalarning ko'payishiga to'sqinlik qiladi va ularni bir yil davomida saqlashga imkon beradi.

Quyoshda quritish sekin kechadi va bu tuz ishlab chiqarish, o'tin, kauchuk va boshqalar kabi jarayonlarning unumdorligini cheklaydi. Quritishning tezlashishi sanab o'tilgan jarayonlarning samaradorligini oshirishga imkon beradi. Quyoshda suvsizlangan narsalarni yanada oqilona joylashtirish va quyosh energiyasidan yaxshiroq foydalanish orqali quritish samaradorligini oshirishning mumkin bo'lgan usullari izlanmoqda. Bunday tadqiqotga misol qilib Hindiston milliy fizik laboratoriyasida olib borilgan ishlarni keltirish mumkin. Ma’lum bo‘lishicha, oddiy quyosh boyitish qurilmalari yordamida qishloq aholisi yoqilg‘i sifatida foydalanadigan palma barglari va shakarqamishni quritish va shakar ishlab chiqarish jarayonini sezilarli darajada tezlashtirish mumkin.
quyosh oshxonalari
Quyosh nurlari ovqat pishirish uchun ham ishlatiladi. Quyosh pechining dizayn variantlaridan biri 4.6-rasmda ko'rsatilgan. Bunday oddiy pech tezda isitiladi va bir necha soat ichida ovqat pishirishga imkon beradi. Ovqat pishirish uchun energiya iste'moli (taxminan 300 Vt / kg) odatda pechning o'zini isitish uchun sarflanadigan energiya miqdoridan oshmaydi. Agar pech shamoldan himoyalangan bo'lsa, unda bir soat ichida muvozanat harorati o'rnatiladi. Tezroq pishirish va qovurish kabi yuqori haroratli jarayonlar uchun quyosh pechlari parabolik reflektorlar bilan jihozlangan. 4.7-rasmda ko'rsatilganlarga o'xshash, oyna diametri taxminan 1,5 m bo'lgan dizaynlar dunyoning turli qismlarida sinovdan o'tkazildi . Kontakt burchagi 30 ° bo'lgan bunday tizimlarning samarali konsentratsiyali koeffitsienti (hatto yomon ishlov berilgan oyna yuzasida ham) 500-1000 ga etadi. Tropik sharoitda bunday qurilmaning diqqat markazida olingan quvvat 0,5-11,0 kVtni tashkil qiladi. Taxminan 15 sm diametrli pishirish idishining oynaga tushiradigan soyasi juda kichik, ammo shunga qaramay, bir soat ichida oynaning quyoshga nisbatan o'rnini bir necha marta moslashtirish kerak.[17]

4.4 Quyosh energiyasini tuzsizlantirish zavodlari

Dunyoning quyoshga boy ko'plab mintaqalarida odamlar toza suvga ega emaslar. Va bu erda quyosh energiyasidan uzoq vaqt davomida ifloslangan yoki sho'r manbalardan ichimlik suvi olish uchun foydalanilgani ajablanarli emas. Ko'pgina mamlakatlarning uchuvchilari va dengizchilarining favqulodda uskunalariga kiritilgan distillerning dizayni yaxshi ma'lum - suzuvchi plastik o'rnatish.

Ammo aksariyat hollarda bu turli darajadagi murakkablik va o'lchamdagi turli xil statsionar qurilmalar.
4.8-rasmda. bu maqsaddagi eng oddiy tizimlardan birini ko'rsatadi. Tozalash uchun mo'ljallangan suv qurilmaning pastki qismida joylashgan laganda to'planadi, u erda quyosh energiyasini yutish orqali isitiladi. Pastki ostidagi sirt odatda qorayadi, chunki suv quyosh radiatsiyasining qisqa to'lqinli qismidan deyarli to'sqinliksiz o'tadi. Haroratning oshishi bilan suv molekulalarining harakati kuchayadi va ularning bir qismi bug'lanadi. Suv bug'lari bilan to'yingan havo oqimi ko'tariladi, soviydi; shaffof qoplama yuzasi bilan aloqa qilganda, bug'lar qisman kondensatsiyalanadi va hosil bo'lgan tomchilar qoplamadan pastga tushadi. Sovutilgan havo yana suv yuzasiga tushib, konvektiv harakat aylanishini yopadi.



4.8-rasm. Oddiy quyosh ishlab chiqaruvchisi

Tizimning samaradorligini oshirish uchun kondensatsiya paytida qoplama yuzasida suv plyonkasi paydo bo'lishi kerak, chunki suv tomchilar shaklida kondensatsiyalanganda, qoplama yuzasiga tushadigan quyosh nurlanishining muhim qismi. ular tomonidan aks ettirilgan; Nisbatan katta sirt qiyalik burchaklarida ham, suv juda tez oqganda, qoplamaning butun yuzasining taxminan yarmini suv tomchilari egallaydi. Yog 'izlaridan yaxshilab tozalangan shisha yuzasida suv plyonkasi odatda hosil bo'ladi, deyarli barcha, hatto toza plastik yuzalarda kondensatsiyalangan suv tomchilar shaklida tushadi. Ba'zi yangi plastik materiallarda suvning plyonkali kondensatsiyasi mumkin, ammo bunday materiallar, ularning yuqori narxi (shisha narxiga yaqin) tufayli ko'rib chiqilayotgan maqsadlar uchun kam qo'llaniladi.

Shubhasiz, bunday quyosh tuzsizlantirish qurilmasining ishlashi kun davomida quyosh nurlanishining P intensivligining o'zgarishiga qarab o'zgaradi.
Juda sayoz pan bilan har qanday vaqtda ichimlik suvi olish tezligi faqat P qiymatiga bog'liq.
Chuqur pan bilan suv harorati faqat bir necha kundan keyin o'rnatiladi va kelajakda ichimlik suvi kun davomida doimiy ravishda olinishi mumkin. Buning uchun bunday idishdagi suv miqdori o'rnatishning kunlik unumdorligidan ko'p marta ko'p bo'lishi kerak, masalan, taxminan 10 sm chuqurlikda 100 kg / m2.
5-bob “Bioenergetika”

.1 Bioenergiya haqida tushuncha

Insoniyat gidroenergetika va qayta tiklanmaydigan manbalardan energiya ishlata boshlagunga qadar bioenergiya energiyaning eng keng tarqalgan shakli edi. Bioyoqilg'ining yonishi natijasida chiqadigan karbonat angidrid gazi atmosferadagi karbonat angidrid miqdorini o'zgartirmaydi, agar yonish miqdori biomassaning yillik o'sishidan oshmasa. Buning sababi, daraxtlar va o'simliklar o'sishi uchun karbonat angidriddan foydalanadi.

Yashil barglar maxsus yashil modda - xlorofill yordamida fotosintez paytida quyosh nurlanishini ushlaydi. Fotosintez natijasida oddiy kimyoviy moddalar - karbonat angidrid va suvdan organik moddalar sintezlanadi va kislorod ajralib chiqadi.
Fotosintezning ko'rinib turgan soddaligiga qaramay, Yerda sayyoramizni bunday darajada o'zgartira oladigan boshqa ajoyib jarayon yo'q. Fotosintez biologik jarayonlarning energiya asosidir. Fotosintez jarayonida energiya biologik foydalanish uchun juda qulay bo'lgan shaklda - molekulyar, shakar, oqsil, yog'lardagi energiyaga boy kimyoviy bog'lar shaklida hosil bo'ladi, ular istalgan vaqtda o'simliklar tomonidan o'sishi uchun, keyin hayvonlar tomonidan ishlatilishi mumkin. yoki bu o'simliklarni iste'mol qilgan odamlar. Fotosintez tufayli quyosh energiyasi millionlab yillar davomida (neft, gaz, ko'mir, torf hosil bo'lganda) saqlanishi mumkin. Erdagi deyarli barcha tirik moddalar o'simliklarning fotosintetik faolligining bevosita yoki uzoq natijasidir.
Quyosh energiyasini fotosintetik konversiyalash miqyosi juda katta. Global miqyosda jami energiya iste'moli fotosintez tufayli yiliga saqlanadigan jami energiyaning atigi 10% ni tashkil qiladi! Sayyoramizning o'pkasini o'rmonlarni kesishdan himoya qilish orqali biz milliardlab o'simliklarning fotosintetik mehnati natijalarini va ular bilan birga Yerdagi hayotni saqlab qolamiz va oshiramiz. Biomassadagi fotosintez orqali saqlanadigan quyosh energiyasi keyinchalik energiya manbai bo'lib xizmat qilishi mumkin. Odatda bu issiqlik energiyasidir. Ammo biomassa elektr energiyasi, suyuq yoqilg'i va vodorod ham ishlab chiqarishi mumkin.
Quyida biomassaning eng muhim manbalariga misollar keltirilgan:
•o‘rmon xo‘jaligi va yog‘ochga ishlov berish sanoati chiqindilari;
•tsellyuloza-qog'oz sanoati chiqindilari;
• qishloq xo'jaligida biologik chiqindilar;
• qishloq xo‘jaligi texnik ekinlari (raps va boshqalar);
• organik maishiy va sanoat chiqindilari;
• oqava suv.
Biomassaning umumiy manbalari qog'oz va yog'ochni qayta ishlash sanoati, o'rmonlarni sanitariya yo'li bilan kesishdir.
Yerdagi biomassaning umumiy o'sishi yiliga 130 milliard tonna quruq moddaga etadi. Bu yiliga 660 000 TVt soatga to'g'ri keladi. Dunyoda bioenergiya iste'moli yiliga 15 000 TVt/soatni tashkil etadi, bu esa dunyodagi energiya iste'molining taxminan 15% ni tashkil qiladi. Dunyo aholisining yarmi uchun biomassa energiyaning asosiy manbai hisoblanadi[19].
Bioenergiya iste'molining o'sish ko'lami qisman biomassa ishlab chiqarish va undan foydalanishni ko'paytirish va qisman energiya ishlab chiqarishni yaxshilash orqali katta. Ammo energiya ishlab chiqarishda biomassadan foydalanishni ko'paytirish o'sib borayotgan dunyo aholisi uchun oziq-ovqat ishlab chiqarishda biomassadan foydalanishni ko'paytirish zarurati bilan zid kelishi mumkin.
Biomassani bioenergiyaga aylantirishning eng qadimgi usuli o'tinni yoqishdir. Rivojlanayotgan mamlakatlar aholisining 70% energiya manbai sifatida yog'ochdan foydalanadi. Bu mamlakatlarda energiya ishlab chiqarish uchun o'rtacha yog'och iste'moli yiliga kishi boshiga taxminan 700 kg ni tashkil qiladi.
Yonish Kesilgan yog'ochning yarmidan ko'pi issiqlik uchun yondiriladi. Buning uchun ko'pincha eski pechlar ishlatiladi, ular atrof-muhitga ifloslantiruvchi moddalar chiqaradi. Zararli moddalarni zararsizlantiradigan katalizatorlar bilan yangi o'choq konstruktsiyalarini qo'llash orqali atrof-muhitning ifloslanishini sezilarli darajada kamaytirish mumkin.
Piroliz - organik moddalarning yuqori haroratlarda havoga kirmasdan parchalanishi. Yog'ochning pirolizi 450 - 500 ° S da sodir bo'ladi. Piroliz mahsulotlari - ko'mir va yonuvchi gazlar (metan, uglerod oksidi). Aynan shu mahsulotlar isitish uchun yoqilg'i sifatida va sanoatning ayrim tarmoqlarida xom ashyo sifatida ishlatiladi. Piroliz mahsulotlari qattiq biomassaga qaraganda foydalanish uchun ancha qulayroqdir, ammo bu texnologiya ekologik jihatdan iflosdir, chunki bunday piroliz mahsulotlarining barchasini utilizatsiya qilish kerak.
Qishloq xo'jaligi chiqindilari
Hatto go'ng ham energiya manbai bo'lib xizmat qilishi mumkin! Yoqilg'i sifatida nafaqat go'ng, balki uni qayta ishlash mahsulotlari ham ishlatiladi. Go'ng ko'pincha shahar chiqindilari bilan birga qayta ishlanadi. Gap shundaki, biomassaning ikkala turida ham mikroorganizmlar mavjud bo'lib, ular ma'lum sharoitlarda (xususan, 50 - 60 ° S haroratda, havo kirishisiz) organik moddalarni biogazga parchalaydi. Bu jarayon, albatta, maxsus moddalar - fermentlar ishtirokida sodir bo'ladi va shuning uchun fermentatsiya deb ataladi. Biogazning asosiy komponenti metan bo'lib, u yoqilganda issiqlik chiqaradi. Go'ngni fermentatsiya qilish zavodlari fermer xo'jaliklarida foydalanish uchun juda qulay, ularning energiya ehtiyojlarini to'liq qondiradi. [8]
Bu juda tejamkor texnologiya.
Transport uchun bioyoqilg'i ishlab chiqarish: etanol, biodizel.
biomassadan etil spirti ishlab chiqarish bo'yicha dunyodagi eng yirik dasturlarga ega . Braziliyada shu maqsadda maxsus yetishtirilgan shakarqamishdan shunchalik ko'p etil spirti ishlab chiqariladiki, u mamlakatning avtomobil yoqilg'isiga bo'lgan ehtiyojining yarmini qoplaydi. Aksariyat avtomobillar 20% alkogolli alkogol-benzin aralashmasida ishlaydi, ammo ba'zilari yoqilg'i sifatida sof etil spirtidan foydalanadi. Avtomobil dvigatellarida benzin o'rniga tarkibida spirt bo'lgan yoqilg'idan foydalanish chiqindi gazlarning ifloslanishini kamaytiradi. Evropada alkogolli yoqilg'idan foydalanish juda istiqbolli, chunki bunday yoqilg'ilarni ishlab chiqarish uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan katta qishloq xo'jaligi chiqindilari va qishloq xo'jaligi mahsulotlarining ortiqcha miqdori mavjud.
Bioenergiyaning afzalliklari
•Bioenergiya - qayta tiklanadigan energiya.
Bioenergiya atmosferadagi karbonat angidrid konsentratsiyasini oshirmaydi.
• Bioenergiya chiqindilarni boshqarish muammosini hal qiladi.
• Bioenergiya texnologiyalari allaqachon raqobatbardosh.
Bioenergiyaning kamchiliklari
•Biomassa ishlab chiqarish uchun keng maydonlar kerak
• Agar o'rmonlarning kesilishi tabiiy o'sishdan tezroq sodir bo'lsa, atrof-muhitga jiddiy zarar yetkaziladi. Binobarin, o‘rmonlarni ko‘paytirish, ularga g‘amxo‘rlik qilish zarur.
• Dunyo aholisining ko'payishi va oziq-ovqat ishlab chiqarishni ko'paytirish zarurati shuni anglatadiki, yer bioyoqilg'i ishlab chiqarishdan ko'ra bug'doy etishtirish uchun zarur bo'lib bormoqda.

5.2 Energiya maqsadlarida biomassa ishlab chiqarish

Energiya fermasi atamasi juda keng ma'noda energiya ishlab chiqarishni qishloq xo'jaligi, o'rmonchilik, suv xo'jaligining asosiy yoki qo'shimcha mahsuloti sifatida, shuningdek, organik chiqindilarni hosil qiluvchi sanoat va maishiy faoliyat turlarini nazarda tutadi. Xom ashyoni qayta ishlashning asosiy maqsadi faqat energiya ishlab chiqarish bo'lishi mumkin, ammo har xil turdagi biomassalardan energiya va bioyoqilg'i olish o'rtasidagi eng yaxshi muvozanatni topish foydaliroqdir.

Energiya xo'jaliklarining eng tipik namunasi shakarqamishni etishtirish va kompleks qayta ishlash korxonalaridir.
Ishlab chiqarish butun texnologik zanjirni energiya bilan ta'minlash uchun zarur bo'lgan qamishni qayta ishlash qoldiqlarini yoqishga bog'liq. To'g'ri mexanizatsiyalashgan holda, sotish uchun qo'shimcha mahsulotlar (melas, kimyoviy moddalar, chorva ozuqasi, etil spirti, qurilish materiallari, elektr energiyasi) ishlab chiqarish uchun qo'shimcha energiya olish mumkin edi. Shuni ta'kidlash kerakki, etil spirti va elektr energiyasi ekinlarni etishtirish va transport operatsiyalarini bajarish uchun ishlatilishi mumkin. Ekinlardan foydalanish orqali energiyani rivojlantirishning afzalliklari ham, kamchiliklari ham bor. Eng muhim kamchiliklardan biri shundaki, energiya ishlab chiqarish oziq-ovqat ishlab chiqarish bilan raqobatlashadi. Shu sababli bioyoqilg'i (masalan, etil spirti) ishlab chiqarishning keng ko'lamli o'sishi jahon oziq-ovqat bozoriga sezilarli salbiy ta'sir ko'rsatishi mumkin. Ikkinchi jiddiy kamchilik - bu "energiya" ekinlarini etishtirishning kuchayishi natijasida tuproqning kamayishi va eroziyalanishi. Ushbu hodisalardan qutulishning aniq strategiyasi - bu odamlarning oziqlanishi (don) va energiya ehtiyojlari uchun mos ekinlarni etishtirish , shu bilan birga hosilning hayvonlarga beriladigan qismini kamaytirishdir. Ekinlarni etishtirish va qayta ishlash uchun energiya quyosh radiatsiyasi ko'rinishida va qishloq xo'jaligi mashinalarining ishlashi uchun yoqilg'i olish, ushbu mashinalarni o'zlari yaratish, o'g'it olish va boshqalar uchun mos shaklda kerak. Muayyan ekinlardan energiya olish samaradorligini baholash uchun. biomassa turi uchun butun jarayonni - biomassani o'stirishdan yakuniy mahsulot olishgacha bo'lgan energiya tahlilini o'tkazish kerak.
Energiya tahlili - energiya iste'mol qiluvchi va energiya ishlab chiqaruvchi tizimlarning energiya xarajatlarini aniqlash, bu jarayonning texnik va texnologik tomonlarini ajratib ko'rsatish imkonini beradi.
Amalda, energiya tahlili va biomassani agrosanoat usulida olish va qayta ishlashning iqtisodiy omillarini tahlil qilish ancha murakkab bo'lib chiqadi.

.3 Piroliz (quruq distillash) va gazlashtirish

Piroliz deganda organik materiallar issiqlik yoki qisman yonish natijasida hosil bo'lgan yoqilg'i yoki kimyoviy birikmalar hosil bo'ladigan har qanday jarayonni anglatadi. Dastlabki xom ashyo yog'och, biomassa chiqindilari, shahar chiqindilari va, albatta, ko'mir bo'lishi mumkin. Piroliz mahsulotlari gazlar, qatronlar va moylar shaklidagi suyuq kondensat, ko'mir va kul ko'rinishidagi qattiq qoldiqlardir.

Piroliz uchun o'rnatish sxemasi 5.3-rasmda ko'rsatilgan. Eng ko'p afzal qilinganlar yuqoridan yuklangan vertikal qurilmalardir.
Piroliz samaradorligi olingan yoqilg'ining issiqlik qiymatining jarayonda ishlatiladigan biomassaning kaloriya qiymatiga nisbati sifatida aniqlanadi. Erishilgan samaradorlik juda yuqori: 80-90%.
Piroliz jarayoni muvaffaqiyatli bo'lishi uchun ma'lum shartlar bajarilishi kerak. Ozuqa materiali yonmaydigan aralashmalarni kamaytirish uchun oldindan saralanadi, quritiladi va maydalanadi. Haroratga va olingan mahsulot turlarining nisbatiga ta'sir qiluvchi muhim parametr havo-yonilg'i nisbati hisoblanadi.

.4 Kimyoviy qayta ishlash jarayonlari

Biomassani oldindan saralash va maydalashdan so'ng to'g'ridan-to'g'ri yoqish yoki pirolizlash mumkin. Shu bilan birga, alkogolli fermentatsiya xom ashyosi yoki ikkilamchi yoqilg'i bilan ta'minlash uchun kimyoviy ishlov berish ham mumkin. Keling, ko'p sonli mumkin bo'lgan eng muhim misollarni ko'rib chiqaylik.

Gidrogenatsiya.
Go'ng kabi maydalangan, parchalangan yoki hazm qilingan biomassa vodorod atmosferasida taxminan 5 MPa bosim ostida taxminan 600 ° S haroratgacha isitiladi. Olingan yonuvchi gazlar, asosan, metan va etan, yondirilganda, 1 kg quruq xom ashyo uchun taxminan 6 MJ beradi.

CO va bug' yordamida gidrogenlash. Bu avvalgi jarayonga o'xshash tarzda amalga oshiriladi, lekin isitish CO va suv bug'ining atmosferasida 400 ° C haroratda va 5 MPa bosimda amalga oshiriladi. Yonilg'i sifatida ishlatilishi mumkin bo'lgan reaksiya mahsulotlaridan sintetik moy olinadi. Tegishli reaksiyalar temir katalizatori ishtirokida boradi:

Kislotalar va fermentlar ta'sirida gidroliz.
O'simliklarning quruq qoldig'ining asosiy qismini (30 dan 50% gacha) tashkil etuvchi tsellyuloza mikroorganizmlar yordamida gidrolizlanishi va fermentlanishi qiyin. Tsellyulozaning fermentativ shakarga aylanishi sulfat kislotada qizdirish yoki ma'lum mikroorganizmlarning tsellyuloza fermenti ta'sirida mumkin. Olingan mahsulotlar qoramol uchun oziq-ovqat sifatida ishlatilishi mumkin .
Shakar ishlab chiqarish gidrolitik etil spirtini olish uchun ishlatiladi.