умные наноматериалы для повышения энергоэффективности

Технологии энергосбережение в сельском хозяйстве на выставке

Выставка «Электро», проводимая в самом центре Москвы в ЦВК «Экспоцентр», затрагивает и такие вопросы, как энергосбережение в сельском хозяйстве.

На выставке представлены самые современные и эффективные технологии и способы, которые позволят каждому фермеру снизить затраты на электроэнергию, а также нанесения вреда окружающей среде.

Энергосбережение в бытуЭнергосбережение в строительствеЭнергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях

Эта тема в нынешнее время является одной из самых актуальных. Мы наблюдаем сегодня ограниченное количество энергетических ресурсов на планете, высокую цену электроэнергии, отрицательное воздействие на природу и наше с вами здоровье.

Всё это наводит на мысль о том, что рациональнее и умнее будет снизить потребление такой энергии, а не постоянно наращивать её выработку. Проблемы от этого будут только лишь расти.

Во всём мире уже много лет ведутся поиски различных способов снижения потребления электричества благодаря рациональному его использованию. И это уже эффективно используется в Германии, Франции, Швеции, Канаде и других странах.

В РФ этому вопросу уделяется пока еще не такое серьёзное внимание. Но такое понятие, как энергосберегающая политика, всё же появилось.

Принцип работы гелиотеплицы. Пленочная солнечная теплица с грунтовым аккумулятором теплоты. Использование вторичных источников энергии. Получение биотоплива из навоза. Схема установки для производства удобрений и биогаза на сельскохозяйственной ферме.

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

по теме: Энергосбережение в сельском хозяйстве

Энергосбережение с каждым годом становится все более актуальной проблемой. Ограниченность энергетических ресурсов, высокая стоимость энергии, негативное влияние на окружающую среду, связанные с её производством, все эти факторы невольно наводят на мысль, что разумней снижать потребление энергии, нежели постоянно увеличивать её производство, а значит, и количество проблем. Во всем мире уже давно не только постоянно ведется поиск путей уменьшения энергопотребления за счет его рационального использования, но и достаточно эффективно применяется. Наглядным примером является опыт Швеции, Германии, Франции, Канады. В нашей стране этому вопросу уделялось недостаточное внимание и носило слабый характер. Тем не менее, несколько лет назад и у нас началось формирование такого понятия, как энергосберегающая политика.

Сохранение энергии — наиболее обещающий путь к решению в ближайшей перспективе проблем нехватки ископаемого топлива для производства и переработки сельскохозяйственной продукции. Здесь хотелось бы отметить, что, с одной стороны, сельское хозяйство не является крупным потребителем ископаемого топлива. С другой стороны для увеличения производства продукции сельское хозяйство должно развиваться, интенсивно используя индустриальные технологии, а этот процесс неразрывно связан с возрастанием потребления энергии. На сегодняшний день прирост продукции на 1 % влечет за собой увеличение расхода энерго-ресурсов на 2 — 3 %. Затрагивая мировые тенденции энергосбережения, хотелось бы отметить, что сельское хозяйство России значительно отстает в этой области от зарубежных стран. Это объясняется, главным образом тем, что разразившийся в 70-е годы энергетический кризис заставил страны Западной Европы, США, Канады, Японии разработать и внедрить систему технических, технологических, организационных и экономических мероприятий, позволивших обеспечить рост производства продукции сельского хозяйства при уменьшении энергозатрат. Например, удельный вес энергозатрат в объединенной Германии в стоимости продукции составляет порядка 7 %, в России же — свыше 20. Причем отмечаются тенденции роста не только общих энергозатрат, но и удельных (на 1 га, на 1 работника, на 1 рубль валовой продукции). В структуре потребления наибольший удельный вес приходится на дизельное топливо — порядка 30 %; бензин — 11-16 %; природный газ -20%; электроэнергия и уголь — 10-11%. Как видно основное потребление энергии осуществляется за счет использования первичных не возобновляемых источников энергии. Поэтому в современных условиях вопрос экономии топливно-энергетических ресурсов приобретает особую остроту.

К тому же растущий дефицит сельхозмашин и низкий уровень их готовности в сочетании с удорожанием топлива и смазочных материалов привел к тому, что площади посевов и поголовье скота неизменно сокращается. Надежды на то, что это может быть компенсировано ростом урожайности и продуктивности, не подтверждаются. Более того, снижение потребления минеральных и органических удобрений привело к падению плодородия почв. По сути дела, в последние годы сельскохозяйственное производство осуществлялось в “долг”, за счет эксплуатации природного потенциала земли, без его восстановления сельское хозяйство становится все более уязвимым к перепадам погодных условий, все более неустойчивым и труднопрогнозируемым. Следовательно, без организации товарного производства на базе энергоресурсосбережения не может быть нормального отечественного рынка продовольствия, сориентированного на массового потребителя.

К вышесказанному хотелось бы добавить, что проблема энергосбережения является комплексной и включает целый ряд задач. Поэтому попытки решать отдельные вопросы обособленно чаще всего не приводят к хорошему результату. Только рассмотрение их оптимальных сочетаний позволит достигнуть необходимого эффекта.

В свете всего вышеуказанного выделяются два пути энергосбережения: использование первичных и вторичных энергоресурсов. Причем при использовании первичных источников энергии, образовавшихся в результате геологического развития Земли, главный упор необходимо сделать на использование первичных возобновляемых источников энергии (использование энергии Солнца, ветра, приливов-отливов, геотермальной энергии и т. ) иначе альтернативных источников энергии. В данном случае предполагается альтернатива использованию первичных невозобновляемых источников энергии (уголь, нефть, газ, слюда, сланцы и т.

Теплицы — биолого-теплотехнические устройства, и они могут быть весьма существенно усовершенствованы, если их превратить в солнечные теплицы. Солнечная энергия в обычной теплице используется главным образом для процесса фотосинтеза, при котором растения поглощают и аккумулируют до 10% энергии падающего солнечного излучения. При этом из диоксида углерода и воды под действием солнечного света образуются углеводы и молекулярный кислород. Из молекул углеводов образуются органические вещества, необходимые для жизни и роста растений.

В обычных теплицах из-за большой площади светопрозрачных поверхностей возникают значительные теплопотери, для компенсации которых требуется определенный расход топлива в системе отопления. Теплицы могут обогреваться горячей водой, водяным паром, нагретым воздухом, инфракрасным излучением или продуктами сгорания топлива. При создании солнечной теплицы, прежде всего, нужно позаботиться о существенном снижении теплопотерь за счет применения теплоизоляции. Кроме того, необходимо обеспечить улавливание максимально возможного количества солнечной энергии и аккумулирование избыточной теплоты.

Рис. 1 — Принцип работы гелиотеплицы

Сама солнечная теплица служит пассивной солнечной отопительной системой. Для повышения ее эффективности необходимо использовать аккумулятор теплоты. На рис. 1 показана схема солнечной теплицы с двойным остеклением, теплоизолированной северной стенкой, имеющий отражательное покрытие на внутренней поверхности, и грунтовым аккумулятором теплоты. Обычная пленочная солнечная теплица может иметь подпочвенный аккумулятор теплоты (рис. Теплица имеет площадь 500 м2, а аккумулятор расположен под теплицей на глубине 0,5 м, выполнен в виде ямы шириной 5,4, длиной 80 и глубиной 1,2 м, которая заполнена кусками гранита размером 150. 200 мм. Аккумулятор имеет кирпичные каналы, сообщающиеся с теплицей трубами диаметром 350 мм. В одном канале установлен вентилятор мощностью 0,1 кВт.

Рис. 2 — Пленочная солнечная теплица с грунтовым аккумулятором теплоты: 1 — теплица; 2 — аккумулятор; 3, 4 — каналы; 5, 6 — трубы; 7 — вентилятор

Теплый воздух из солнечной теплицы проходит по первому каналу, отдает часть теплоты аккумулятору и затем возвращается через второй канал к вентилятору. Днем аккумулятор заряжается теплотой, а ночью разряжается. Годовая экономия топлива составляет 400. 500 т условного топлива на 1 га обрабатываемой площади.

Расход энергии в солнечных теплицах уменьшается при применении двойного остекления, подвижной защитной тепловой изоляции и усовершенствовании солнечных установок. Аккумулирование теплоты наиболее целесообразно осуществлять в грунте под солнечной теплицей. Для этого днем нагретая в солнечном коллекторе вода пропускается по системе пластмассовых труб, уложенных в грунт на небольшой глубине, и при этом происходит зарядка аккумулятора теплоты. Для использования аккумулированной теплоты в ночное время в трубы подается холодная вода; нагреваясь, она направляется на обогрев гелиотеплицы либо непосредственно, либо после дополнительного подогрева.

Различают два типа солнечных теплиц:

пристроенные к южной стене дома;

отдельно стоящие гелиотеплицы.

Рис. 3 — Форма пристроенных к зданию солнечных теплиц: а — с наклонными светопрозрачными стенками; б — с цилиндрическими светопрозрачными стенками; в — с наклонной крышей и вертикальной передней прозрачной стенкой; г — с наклонной передней прозрачной стенкой; д — с теплоизолированной передней стенкой: 1 — светопрозрачная изоляция; 2 — прозрачная крыша; 3 — теплоизолированная стенка

На рис. 3 показаны различные геометрические формы пристроенных солнечных теплиц. Они различаются по степени использования солнечного излучения, по возможности наиболее рационального использования внутреннего пространства и, соответственно, по конструкции. Угол наклона южной остекленной поверхности к горизонту зависит от широты местности и для средней полосы России может приниматься равным 50. 60°, при этом угол наклона крыши 20. 35°. Оптимальное отношение площади поверхности грунта к площади светопрозрачной поверхности составляет 1:1,5. При этом обеспечивается оптимальный энергетический баланс, т. разность между улавливаемой солнечной энергией и теплопотерями, и хорошее использование внутреннего пространства. При вертикальном расположении передней стенки не обеспечивается максимальное улавливание солнечной энергии.

Следует иметь в виду, что пристроенная к дому (или встроенная в дом) солнечная теплица является его частью и все сооружение воспринимается как единое целое, поэтому, значение имеет общая архитектура. Одной из наиболее удачных конструкций солнечных домов с гелиотеплицей, является дом Д. Балкомба в Санта Фе (Нью-Мексико, США). Подобную конструкцию имеет весьма интересный дом Чемпионов в Недерланд (Колорадо, США). В обоих случаях для улавливания солнечной энергии использованагелиотеплица в виде двухсветного двустенного атриума.

Рис. 4 — Отдельно стоящая солнечная теплица: 1 — светопрозрачная изоляция; 2 — теплоизолированная передняя стенка; 3 — теплоизолированная северная стенка; 4 — крыша; 5 — теплоизоляция; 6 — теплоизолированный фундамент; 7 — аккумулятор теплоты

Конструкция отдельно стоящейгелиотеплицы показана на рис. Южная сторона теплицы имеет прозрачную изоляцию, опирающуюся на стенку. Северная стенка и крыша выполнены из непрозрачных строительных материалов и изнутри покрыты слоем тепловой изоляции. Для уменьшения теплопотерь необходимо теплоизолировать также стенку и наружную поверхность фундамента. У северной стенки в теплице размещается тепловой аккумулятор, например, ряд бочек или канистр с водой. Оптимальные значения углов наклона поверхностей выбираются по максимальному углу высоты Солнца в зимние месяцы для данного района. Солнечная теплица должна иметь оптимальное расположение: ее устанавливают на ровном незатеняемом месте с естественной защитой от ветра, например, с помощью кустарников или забора с северной стороны. Для максимального улавливания солнечной энергии конек крыши необходимо ориентировать вдоль оси восток-запад.

Рис. 5 — Солнечная теплица с галечным аккумулятором теплоты: 1 — светопрозрачная изоляция; 2 — опорная стенка; 3 — северная стена; 4 — теплоизоляция; 5 — галечный аккумулятор; 6 — ящики с рассадой; 7 — защищенный грунт; 8 — теплоизолированный фундамент

Вариант гелиотеплицы с галечным аккумулятором теплоты показан на рис. Внутренняя поверхность северной стенки имеет отражательное покрытие, т. окрашена белой матовой краской. Это обеспечивает лучшую освещенность теплицы и уменьшает теплопотери. При хорошей теплоизоляции северной стены теплопотребление теплицы снижается в 2 раза. Во избежание неконтролируемого воздухообмена должны быть тщательно уплотнены двери, окна, фрамуги вентиляционных отверстий. Однако кратность воздухообмена не должна быть ниже 0,5. 1 ч, т. для жизнедеятельности и людей и растений необходим приток свежего воздуха.

Для теплоизоляции непрозрачных поверхностей ограждающих конструкций используются различные материалы:минеральная вата; пенополистирол; прессованная солома; опилки; стружка.

В качестве материала светопрозрачной изоляции используются:стекло; полимерная пленка; листы прозрачной пластмассы.

Для предотвращения запотевания (выпадения конденсата) на светопрозрачной изоляции следует уменьшить коэффициент теплопотерь применением двухслойной светопрозрачной изоляции.

Снижение влажности воздуха и температуры достигается благодаря вентиляции солнечной теплицы, которая обеспечивает также и газообмен. При естественной вентиляции воздухообмен зависит от площади и расположения вентиляционных отверстий с клапанами. Для свободно стоящей гелиотеплицы эти отверстия должны лежать в направлении преобладающих ветров, чтобы с увеличением скорости ветра увеличивался воздухообмен. Площадь отверстий должна составлять приблизительно 1/6 площади теплицы, причем площадь нижних отверстий для входа воздуха должна быть на 1/3 меньше площади выпускных отверстий, а разность их отметок по высоте должна составлять не менее 1,8 м.

Летом в солнечной теплице может возникать непереносимая жара. Для предупреждения перегрева в теплице должна быть достаточная масса теплоаккумулирующего материала, должен быть обеспечен хороший воздухообмен и предусмотрено затенение теплицы, что значительно снижает температуру воздуха и растений и интенсивность лучистого теплообмена.

Объем аккумулятора теплоты (водяного, галечного, грунтового), площадь остекленных поверхностей и толщина теплоизоляции определяются расчетным путем с учетом климатических данных.

В туннельныхгелиотеплицах могут использоваться плоские коллекторы солнечной энергии и грунтовые аккумуляторы теплоты с пластмассовыми трубами, проложенными в грунте для циркуляции нагретого или холодного воздуха. В одном из вариантов может быть предусмотрена система впрыска нагретой воды в теплицу, благодаря чему обеспечивается требуемый температурно-влажностный режим. При сравнении с неотапливаемой теплицей при использовании солнечной отопительной системы температура воздуха на 3. 8°С выше.

Эффективность солнечной теплицы значительно возрастает при применении теплового насоса, отбирающего теплоту у грунта, грунтовых вод или наружного воздуха.

Вторичные источники энергии

Использование вторичных источников энергии.

Использование вторичных источников энергии — является главным резервом сохранения энергии и главным образом это — применение энергосберегающих технологий, основными из которых являются: — совершенствование конструктивных решений систем вентиляции, средств регулирования микроклимата, эксплуатации теплового оборудования и т. ; — использование тепловых насосов; — регенерация теплоты на животноводческих фермах; — использование биогаза; — использование естественного холода; — использование отходов (солома, стебли, опилки, ветки деревьев и т. ) для целей отопления; — использование вторичных энергоресурсов промышленных предприятий;

Конечно же, все мероприятия по энергосбережению должны проводиться на различных уровнях их реализации. И первый уровень включает мероприятия, которые зависят от работников хозяйств, и выражается в поддержании технических параметров машин и оборудования в процессе эксплуатации на уровне их значений в соответствии с ГОСТами на их изготовление. Своевременная замена неисправных деталей системы питания (форсунок, свечей), устранение течей трубопроводов и др. Сюда также относятся и мероприятия по рациональному использованию и обслуживанию машин: повышение загрузки, использования пробега, квалификации, а также обеспечение механизированной доставки, хранения и заправки машин ТСМ.

Развитие второго уровня зависит от работников управленческих структур и отраслей АПК, научно-конструкторских организаций, обслуживающих и снабженческих предприятий. К этому уровню относят в основном мероприятия научно-технического прогресса. Создание новой техники позволит снизить расход или уменьшить потери топлива и электроэнергии, которые возникают из-за несовершенства имеющихся конструкций. Третий уровень зависит от политики государства проводимой в сфере энергосбережения

Получение биотоплива из навоза.

Отходы сельского хозяйства позволяют получать энергию. Энергию из ничего. Такими отходами могут быть навоз скота, свиней, птичий помет, отходы боен, пивная дробина, после спиртовая барда, свекольный жом, канализационные стоки и др.

Переработка отходов на биогазовой установке дает:

— биогаз. В процессе брожения из биоотходов вырабатывается биогаз. Этот газ может использоваться, как и обычный природный газ для обогрева, выработки электроэнергии. Его можно сжимать, использовать для заправки автомобиля, накапливать, перекачивать.

— электроэнергию. Из одного м3 биогаза можно выработать 2 кВт*ч электроэнергии (биогаз, который при сжигании в когенераторе дает электроэнергию)

— тепло. В установке от охлаждения электрогенератора вырабатывается тепло без дополнительного сжигания газа.

— биоудобрения. Переброженная масса — это экологически чистые жидкие и твердые удобрения (биогумус). Урожаи растут на 40-50%.

— утилизацию или очистку. Обычныебиоотходы (например, навоз) нельзя использовать, по крайней мере, 3 года (надо хранить в лагунах). А установка перерабатывает отходы в удобрение (биоудобрение), готовое к использованию.

— топливо для авто. Биогаз после очистки от СО2 — это метан, которым заправляют автомобили.

Использование биогаза.

Биогаз — продукт сбраживания органических отходов (биомассы), включая органическую фракцию твердых бытовых отходов, навоз и фекалии человека, в анаэробных условиях (в метантенках). Представляющийсобой смесь метана и углекислого газа. Разложение биомассы происходит под воздействием бактерий класса метаногенов. Этот вариант биоэнергетики самый экологичный, так как для производства топлива не используется продовольственное сырье.

Небольшие установки для получения биогаза широко применяются в теплых странах. Лидер по использованию биогаза — Китай. В этой стране работает более 10 млн небольших биогазовых установок, дающих энергию для нужд сельского населения. Кроме того, 64 тыс. биогазовых станций обеспечивают работу 190 электростанций и более 60% автобусного парка, работающего на сжиженном биогазе.

Также бурно развивается производство биогаза в Индии. При получении биогаза из навоза одновременно решаются две проблемы: получается дешевая энергия и утилизируется бесподстилочный навоз крупных животноводческих комплексов и фекалии птицефабрик.

Как известно, бесподстилочный навоз плохо компостируется, его предварительно нужно смешивать с дополнительной органикой (соломой или опилками), что дорого. А без компостирования вносить его на поля нельзя, так как он токсичен и убивает почвенную микрофлору. Отходы получения биогаза из такого навоза являются хорошим удобрением.

В мире работают сотни больших биогазовых заводов, перерабатывающих навоз. В Германии их 500 (сырьем служит смесь из 70% коровяка и 30% птичьих фекалий), в США создан крупный биогазовый завод, на котором утилизируется навоз от 115 тыс. коров! Этот опыт, несомненно, полезен для России, где вновь начато строительство крупных животноводческих комплексов, навоз которых пока накапливается в хранилищах.

В Швеции, которая сегодня стала лидером по использованию нетрадиционной энергетики в ЕС, биогаз получают из отходов мясокомбинатов (внутренностей животных). Даже курсирует особый поезд, работающий на сжиженном биогазе. Биогаза, полученного при переработке внутренностей одной коровы, достаточно, чтобы поезд проехал 4 км.

В нашем климате для того, чтобы успешно протекал биохимический процесс, метантенк нужно подогревать. В Мурманской области работают две крупных биогазовых установки с реакторами объемом в 50 м3.

Близок к биогазу свалочный газ, который вырабатывается в толщах гигантских «метантенков» — старых городских свалок и добывается оттуда через скважины примерно так же, как природный газ. Биогаз — газ, получаемый метановым брожением биомассы. Разложение биомассы происходит под воздействием трёх видов бактерий. В цепочке питания последующие бактерии питаются продуктами жизнедеятельности предыдущих. Первый вид — бактерии гидролизные, второй — кислотообразующие, третий — метанобразующие. В производстве биогаза участвуют не только бактерии класса метаногенов, а все три вида.

Состав биогаза 50-87 % метана, 13-50 % CO2, незначительные примеси H2 и H2S. После очистки биогаза от СО2 получается биометан. Биометан — полный аналог природного газа, отличие только в происхождении.

Сырьё для получения биогаза.

Перечень органических отходов, пригодных для производства биогаза: навоз, помет, пивная дробина, свекольный жом, фекальные осадки, отходы рыбного и забойного цеха, трава, бытовыеотходы, отходы молокозаводов (соленая и сладкая молочная сыворотка), отходы производства биодизеля (технический глицерин от производства биодизеля из рапса), отходы от производства соков (фруктовый, ягодный, овощной, виноградная выжимка), водоросли, отходы производства крахмала и патоки, отходы переработки картофеля, производства чипсов, гнилые клубни, кофейная пульпа.

Выход биогаза зависит от содержания сухого вещества и вида используемого сырья. Из тонны навоза крупного рогатого скота получается 50-65 мі биогаза с содержанием метана 60 %, 150-500 мі биогаза из различных видов растений с содержанием метана до 70%. Максимальное количество биогаза — это 1300 мі с содержанием метана до 87% — можно получить из жира.

Различают теоретический (физически возможный) и техническиреализуемый выход газа. В 1950-70-х годах технически возможный выход газа составлял всего 20-30% от теоретического. Сегодня применение энзимов, бустеров для искусственной деградации сырья (например, ультразвуковых или жидкостных кавитаторов) и других приспособлений позволяет увеличивать выход биогаза на самой обычно установке с 60% до 95%. В биогазовых расчётах используется понятие сухого вещества (СВ или английское TS) или сухого остатка (СО). Вода, содержащаяся в биомассе, не даёт газа. На практике из 1 кг сухого вещества получают от 300 до 500 литров биогаза.

Ранее, когда не существовало науки о биогазе, и биогаз ассоциировался с навозом, применяли понятие «животной единицы». Сегодня, когда биогаз научились получать из произвольного органического сырья, это понятие отошло и перестало использоваться. Кроме отходов биогаз можно производить из специально выращенных энергетических культур, например, из силосной кукурузы или сильфия, а также водорослей. Выход газа может достигать до 500 мі из 1 тонны.

Экологические аспекты.

Производство биогаза позволяет уменьшить выбросы метана в атмосферу. Переработанный навоз, барда и другие отходы применяются в качестве удобрения в сельском хозяйстве. Это позволяет снизить применение химических удобрений, сокращается нагрузка на грунтовые воды.

Прибыль из того, что лежит под ногами

Как извлечь прибыль из навоза крупного рогатого скота, помета кур, свиней и другой живности? Как лучше утилизировать их? Этим вопросом задаются многие владельцы колхозов, фермерских хозяйств, птицефабрик. Во многих странах уже нашли ответ на этот вопрос. Ответ, дающий возможность снизить затраты на утилизацию, отказаться от закупки удобрений, получить прибыль от их продажи, электроэнергию, тепло, газ.

Установка предназначена для безотходной, экологически чистой переработки органических отходов сельскохозяйственного производства (навоза, помета, фекалий, твердых бытовых отходов, пищевых отходов, растительных остатков), имеющего КРС или других домашних животных (свиньи, овцы, козы, лошади, пушные звери и т. ) и птицу (куры, гуси, утки, индюшки и т. ) в газообразное топливо — биогаз, конвертируемый далее в электрическую и тепловую энергию, экологически чистые жидкие или твердые органические удобрения, лишенные нитратов и нитритов, семян сорняков, патогенной микрофлоры, яиц гельминтов, специфических запахов.

Стандартная комплектация включает биореактор объемом 6 куб. Это позволяет перерабатывать 0,3 куб. навоза в сутки.

Стандартная комплектация объемом 6 куб. выпускает в день:

0,6 тонн органического удобрения

24 куб. биогаза (эквивалент по электроэнергии — 48 кВт*ч, 17 кг топочного мазута)

432. 000 кДж теплоэнергии в сутки (можно использовать для обогрева помещений)

Для размещения установки нужна площадь от 20 кв. , 5 кВт электроэнергии.

Получаемое удобрение содержит все необходимые компоненты удобрений (азот, фосфат, калий, макро и микроэлементы) в растворенном виде в соотношениях нужных для растений, а также активные биологические стимуляторы класса ауксинов, повышающие выход урожая в два и более раза. Действует на растение сразу по внесению в почву. Не содержит патогенной (болезнетворной) микрофлоры, яиц гельминтов, семян сорняков, нитратов и нитритов, специфических фекальных запахов.

Удобрение нетоксично, пожаро- и взрывобезопасно, не образует вредных и токсичных соединений при внесении в почву, по воздействию на организм человека в соответствии с ГОСТ 12. 007 компоненты продукта относятся к 4 классу опасности. Удобрение можно продавать после сертификации.

Об установке.

Предлагаемый комплект оборудования для производства удобрений и биогаза, который снизит затраты на утилизацию органических отходов (коровий, птичий, свиной и др. навоз) и дополнительно позволит выпускать высокоэффективное экологически чистое жидкое органическое удобрение. Установив оборудование, можно забыть о покупке дорогостоящих минеральных удобрений и полностью обеспечить потребности своего хозяйства в подкормке сельхохозяйственных культур.

Кроме этого, оборудование вырабатывает источник энергии — биогаз, который можно использовать для получения электроэнергии, для нагрева воды в технологических целях и т.

Установка с биореактором на 6 куб. осуществляет биотехнологическую переработку всех видов органических отходов (навоза, помета) фермы крупного рогатого скота (КРС) на 15-20 голов, или свинофермы на 150-180 голов, или птицефермы на 1500-1800 голов и позволяет наладить непрерывное производство удобрений.

— количество перерабатываемых отходов при влажности 85% т/сутки — до 0,6

— выход по биогазу с общей теплотворной способностью 480 тыс. кДж/сутки (эквивалент 17 кг топочного мазута) до 24 куб. в сутки

— общее количество вырабатываемой тепловой энергии, 432 тыс. кДж в сутки

— эквивалент по электроэнергии 48 кВт*ч в сутки

— количество вырабатываемых органических удобрений до 0,6 тонн в сутки

— расход тепла на собственные нужды не более 30% от вырабатываемого

— биогаз, содержит 60% метана, 40% углекислого газа, не содержит сероводорода, теплотворная способность 20-22 тыс. кДж/куб. , используется в любых бытовых газовых приборах;

— тепловая энергия — горячая вода (70-90 гр. С) для отопления бытовых и производственных помещений площадью 75-90 кв.

— электрическая энергия — переменный ток 220-380 В, 50 Гц;

— жидкие удобрения.

Срок эксплуатации 10 лет. Процесс непрерывный.

Установка может собираться в батареи из 2-х и более блок-модулей и обрабатывать, соответственно, отходы от 30-40 и более голов КРС или другой живности.

В базовую комплектацию входят биореактор и газгольдер.

геотеплица биотопливо навоз биогаз

Рис. 7 — Схема и размещение рассматриваемой установки на сельскохозяйственной ферме

Об удобрении.

Экологически чистое высокоэффективное органическое жидкое удобрение является продуктом биотехнической переработки навоза крупного рогатого скота. Оно содержит все необходимые компоненты удобрений (азот, фосфат, калий, макро и микроэлементы) в растворенном виде в соотношениях нужных для растений, а также активные биологические стимуляторы класса ауксинов, повышающие выход урожая в два и более раза.

1 литр концентрированных жидких экологически чистых органических удобрений по своему эффекту и воздействию на рост растений и получению урожая эквивалентен 100 кг коровьего навоза. Жидкое удобрение обеспечивает повышение урожайности культур в 2-3 раза в зависимости от вида культуры, состояния почвы и климатических условий.

Удобрение действует на растение сразу же после применения, снижает кислотность почвы, повышает устойчивость растений к неблагоприятным воздействиям среды, особенно к засухе. Используется во всех климатических зонах для всех видов почв, повышая их плодородие и улучшая экологическое состояние. Применяется в качестве удобрения для всех видов сельскохозяйственных и декоративных культур в разбавленном водой виде путем поверхностного полива почвы или инъектирования непосредственно в почву.

1 литра концентрированного удобрение достаточно для обработки от 2 до 15 кв. почвы.

Хранится при температуре от — 40 гр. С до + 15 гр

Гарантийный срок хранения 1 год

Органическое удобрение универсальное и применяется не реже 3-4 раз в сезон под все сельхохозяйственные и декоративные культуры путем поверхностного полива почвы или инъектирования непосредственно в почву. Данное удобрение — высококонцентрированное и в зависимости от состояния подкармливаемого растения перед применением требует разведения не менее, чем в 20 раз. Перед подкормкой необходимо почву под растениями смочить водой.

Эффективность удобрений имеет следующее научное обоснование:

При биологической обработке коровьего навоза и птичьего помета специальной культурой экологически чистых микроорганизмов основные составляющие удобрений — азот, фосфор и калий, а также все необходимые биогенные элементы, например сера, кальций и микроэлементы переходят в минерализованное, свободное, растворимое, наиболее доступное для растений состояние. Аммонийный азот, окись фосфора, окись калия и свободные микроэлементы, которые сразу же усваиваются растениями с момента внесения жидких удобрений в почву в отличие от навоза, который дает эффект на второй и третий год после его запашки.

При биологической обработке образуются гуминоподобные соединения, улучшающие структуру почвы, что способствует улучшению влаговоздушного обмена вокруг корневой системы растений.

Удобрения имеют нейтральную или слабощелочную реакцию среды, что при внесении их в почву снижает кислотность почв.

При биологической обработке коровьего навоза и птичьего помета в удобрениях накапливаются высокоактивные высокоактивные биологические соединения класса ауксинов, ускоряющие в растениях образование целого ряда необходимых структур, например хролофилла и биологических катализаторов.

Биогаз может быть неплохой альтернативой невозобновляемым источникам энергии. Однако к данной технологии нужно подходить без фанатизма. Ведь она имеет свои недостатки и не может быть исключительной панацеей для решения глобальных энергетических задач. Однако производство биогаза представляет одну из составляющих комплексного подхода по получению альтернативной энергии, наряду светровой, солнечной и др. её видами. Поэтому успех применения биогаза во многом определяется теми условиями, в которых она применяется. Так, в холодных регионах эта технология будет иметь небольшую эффективность, так как значительное количество получаемой энергии будет идти на обогрев самого метантенка.

В регионах с тёплым климатом или в теплое время года, наоборот, данная технология может быть достаточно эффективной. Кстати, в таких странах как Индия и Китай технология получения биогаза применяется уже не первое десятилетие, в том числе и в крестьянских хозяйствах. Нетрудно догадаться, что успешному развитию этой технологии в названных странах способствует жаркий климат. Биогаз по своим качествам уступает природному ископаемому газу в связи с наличием негорючих примесей, того же углекислого газа. Особенно данная проблема присуща биогазу, получаемому с полигонов ТБО. В отличие от регулируемого метантенка, на свалке невозможно создать оптимальные контролируемые условия для разложения органики. Поэтому процент углекислого газа и водяного пара иногда может составлять более половины в получаемом объёме биогаза. Разумеется, в таком случае применяются технологии очистки, однако всё это ведёт к снижению эффективности и рентабельности добычи энергоносителя.

Относительно экологичности можно сказать, что сжигание биогаза приводит к превращению метана в углекислый газ, который, как уже сказано выше, имеет меньшую способность к созданию парникового эффекта, тем более что такой СО2 относится к естественному кругообороту углекислого газа в природе. Но, в то же время, соблазн получения биогаза может приводить не только к росту поголовья скота, но и концентрации животноводческого производства, что и в первом, и во втором случае является негативным экологическим фактором.

Уже сейчас некоторые эксперты высказываются относительно того, что со временем содержание скота для получения навоза и биогаза может оказаться коммерчески более выгодным, чем для получения молока или мяса. Пока это звучит фантастически, однако рынок энергоресурсов способен преподносить разные сюрпризы. Поэтому всегда нужно помнить и учитывать тот факт, что любая альтернативная и экологичная технология без глобального сокращения потребления превращается в монстра, разрушающего природу.

Таким образом, применение энергосбережения в сельском хозяйстве должно решить вопросы не только снижения прямых и совокупных затрат энергии, причем средства сэкономленные благодаря рациональному использованию энергии необходимо направлять на дальнейшие энергосберегающие меры (т. работать по принципу реинвестиций), но и увеличения производства.

Список используемой литературы

Доктор Экономических наук: Коновалов А. Энергосбережение в сельском хозяйстве.

Размещено на Allbest

Освещение

На освещение приходится около 15% расхода электроэнергии в обычном доме. Выйти из комнаты и оставить свет включённым — распространённая история. Тем временем энергия расходуется, что сказывается на итоговой сумме в квитанции за коммуналку.

Умные лампы — простой способ сэкономить на электричестве. Каждое такое устройство представляет собой светодиодную лампу, которая в целом потребляет на 75% меньше энергии и служит в 25 раз дольше обычных ламп.

Теперь посчитаем, сколько денег помогает экономить умная лампа, если заменить ею обычную.

Допустим, одна лампа в среднем включена 12 часов в день — это 4 380 часов в год (12 часов x 365 дней).

Лампа накаливания мощностью 60 Вт потребляет 0,06 кВт⋅час. Например, в самой мощной умной лампе Sber 9 Вт (0,009 кВт⋅ч), а её яркость сопоставима со светом обычной лампы 60 Вт.

С 2021 года в Москве действует тариф за энергию 5,15 рубля за 1 кВт·ч (однотарифный учёт). В перерасчёте на год расход одной лампы накаливания составит 1353 рубля (0,06 x 4 380), а умной — 203 рубля. Экономия — 1150 рублей в год с одной лампочки.

Обычная лампа накаливания работает около 1000 часов. То есть если включать её на 12 часов в сутки, она должна проработать почти три месяца. Предположим, что в среднем в однокомнатной квартире 7 ламп (одна в прихожей, одна на кухне, ещё пять в люстре в комнате, в санузле не считаем — она там горит нечасто). Самая простая лампа на 60 Вт будет стоить около 20 рублей за штуку, или 140 рублей – весь комплект. Если менять их каждые три месяца (четыре раза в год), то на это будет уходить 560 рублей в год.

Умная лампа в среднем служит 25 000 часов. При таком же использовании — это почти 6 лет. Если сразу же покупать умную (лампа от SberDevices, например, стоит 990 рублей), то на один комплект уйдет 6 930 рублей, или 1155 рублей в год.

Итого в год лампа накаливания требует 1433 рубля (1353 рубля + 80 рублей стоимости такой лампы в год), а умная — 368 рублей (203 рубля + 165 рублей стоимости лампы в год). Получается экономия 1065 рублей в год при замене одной лампы накаливания на умную, или 6 390 рублей за 6 лет.

Умные лампы Sber

Некоторые умные лампы оснащены датчиками движения. Они будут автоматически включаться и выключаться, когда человек входит или выходит из комнаты. А для того, чтобы не расходовать электроэнергию в светлое время суток, можно настроить работу по графику. Например, не включать свет с 8 до 17 часов.

В более светлое время необязательно включать освещение на 100% — может быть достаточно и половины яркости, если солнце ещё не село. В обычных светильниках и люстрах не всегда есть возможность регулировать интенсивность освещения. Умные лампы позволяют настроить режим «закат-рассвет» или плавное угасание за определённое время, например за 15 минут. Они позволяют выбрать более холодный бодрящий свет утром и тёплый вечером, когда организму нужно готовиться ко сну.

Настройка здорового сна Когда люди научились управлять светом, у нас стало получаться обходить 24-часовые циклы сна и бодрствования организма. Включение и выключение света от лампы имитировали ровный восход и заход солнца в течение дня, и организм вырабатывал мелатонин, ориентируясь на искусственное освещение. Стало возможно бодрствовать дольше, но появились и негативные последствия в виде усталости после нарушения графика. Умные лампы постепенно угасают, имитируя сумерки, когда вы готовитесь ко сну. Это нравится детям, которые не очень любят резкое отключение света. Когда нужно проснуться, лампы «воспроизводят» рассвет. Это хороший способ отрегулировать сон всей семьи. Материальную выгоду от настройки здорового сна посчитать сложно, но она определённо есть. Самая главная выгода — здоровье. Мы подробно рассказывали о способах настроить здоровый сон в одном из предыдущих постов.

1) Экономика сельского хозяйства: Учебник для студентов высших учебных заведений / Н. Я Коваленко, Ю. Агирбов, Н. Серова и др. — ЮРКНИГА, 2011 — 384с.

2) Малахов С. Эффективность и конкурентоспособность молочного скотоводства // АПК: АПК экономика, управление. — 2013. — №9. — С. 61-73.

6) Чайка, В. Экономико — энергетическая оценка агротехнологий / В. Чайка // Международный сельскохозяйственный журнал. — 2010. — № 3. — С.

Сохранение энергии при энергосбережении в сельском хозяйстве

Это самый многообещающий путь для решения проблем в ближайшем будущем, связанных с нехваткой природных ресурсов, таких как топлива, к примеру, для изготовления и переработки сельскохозяйственной продукции, газа и нефти.

Сельское хозяйство, в отличие от промышленных предприятий, не является очень крупной отраслью по потреблению природных ископаемых. Но для того, чтобы увеличить объём производства продукции, оно обязано развиваться.

Для этого используют индустриальные технологии, которые, несомненно, приводят к росту потребляемой электрической энергии. К примеру, если прирост продукции увеличить всего лишь на один процент, то это автоматически приведёт к росту потребления электроэнергии на 2–3 %.

Энергосбережение в сельском хозяйстве является сегодня комплексной проблемой. Решение отдельных вопросов в большинстве случаев не приводит к положительному результату. Только лишь их сочетание позволит достичь нужного эффекта.

В связи с этим имеются два способа энергосбережения – это использование первичных и вторичных энергетических ресурсов.

Основными видами энергетических ресурсов, которые активно применяются в сельском хозяйстве, являются:

• Горюче-смазочные материалы (ГСМ);
• Тепловая энергия;
• Газ;
• Электричество.

В каждом направлении сельскохозяйственной деятельности применяется определённый тип ресурсов. Так, для животноводства используют электроэнергию и ГСМ, закрытого грунта – тепловая и электрическая энергия, а для растениеводства – ГСМ.

Самым основным фактором стоимости получаемого в итоге продукта является его энергоёмкость, отсюда и высокая стоимость. Но это не так вредно, как использование всей той энергии, необходимой на изготовление единицы продукции.

Энергетические ресурсы сельского хозяйства (понятие, структура, показатели, развитие) и эффективность их использования. Современные тенденции энергосбережения в сельском хозяйстве. Уровень обеспеченности предприятий АПК энергетическими мощностями.

Задачи и возможные мероприятия по экономии электрической энергии в сельскохозяйственных предприятиях

Энергетические ресурсы сельского хозяйства (понятие, структура, показатели, развитие) и эффективность их использования

Современные тенденции энергосбережения в с/х

Список использованной литературы

Электроприборы и бытовая техника

Здания используют 30% энергии всего мира, а также на них приходится 40% всех углеродных выбросов. Появление концепции интернета вещей с датчиками, интеллектуальным управлением, искусственным интеллектом даёт возможность владельцам жилых домов и офисных зданий сделать их более экологичными. Умные устройства не только создают комфорт, но и одновременно экономят ресурсы и сокращают выбросы.

В индустрии бытовой электроники используют термин «энергетический вампир». Это устройства, которые потребляют энергию всегда, когда подключены к сети, но при этом не используются, например чайник, зарядка для смартфона или телевизор. В среднем такие электроприборы расходуют 5–10% электричества, потребляемого домом.

Посчитаем, сколько можно сэкономить, если отключать приборы во время простоя.

В среднем телевизор потребляет 5 Вт·ч в режиме ожидания. Допустим, его смотрят 4 часа в день, значит, «спит» он 20 часов. Следовательно, за месяц впустую тратится 3 000 Вт (20 ч x 30 дней x 5 Вт·ч).

СВЧ-печь (микроволновка) с электронным таймером расходует около 3 Вт·ч. В сутки она работает не больше часа, значит, за месяц на режим ожидания уходит 2 070 Вт.

Струйные и лазерные принтеры — это ещё в среднем 3 Вт·ч. Они могут работать меньше часа в день. Например, 2 часа в неделю. Тогда за месяц они простаивают 711 часов — а это 2 134 Вт в месяц.

Компьютер в спящем режиме расходует где-то 3 Вт·ч. Допустим, он в таком режиме находится 10 часов в день, или 300 часов в месяц. Это 900 Вт.

Если сложить вместе четыре таких «вампира», то в месяц выходит 8 104 Вт, или 8 кВт. В квитанции такой расход будет выглядеть как 41,2 рубля в месяц (5,15 рубля x 37 кВт·ч), или 294,4 рубля в год. Даже если эти цифры не кажутся существенными, речь идёт о сбережении важных ресурсов.

Умные розетки и удлинители позволяют избежать утечек «фантомной» энергии. Такие устройства умеют автоматически определять неиспользуемые приборы и отключают питание, когда те находятся в режиме ожидания. При этом не нужно менять в квартире проводку и все розетки, чтобы установить умные гаджеты. Достаточно вставить умную розетку в обычную.

Умная розетка Sber умеет включать и отключать приборы по расписанию

На рынке распространяются интеллектуальные посудомоечные, стиральные и сушильные машины. Через Wi-Fi они подключаются к смартфону, с помощью которого ими можно управлять. Через приложение или с помощью виртуального ассистента можно запускать работу устройств, а когда она завершится — получать оповещение. Это удобно, если вы хотели развесить постиранные шторы и сразу запустить стирку простыней. А вот если планировать стирку и сушку белья или мойку посуды на ночь, когда электроэнергия дешевле (если у вас двухтарифный счётчик, конечно), то можно ещё сэкономить деньги. Кроме того, можно настроить ежедневную автоматическую уборку, а в течение дня просто складывать вещи и грязную посуду. Напомним, экономия должна быть разумной и не приводить к дополнительному стрессу. Работающая ночью стиральная машина не должна мешать вам спать, и развешивание белья перед рабочим днём не должно приводить к опозданию и переживаниям.

Вода

Отключать электроприборы или не оставлять открытым кран, когда чистишь зубы, — это не только про экономию денег, но и заботу о планете и других людях. Один житель Московского региона ежедневно тратит 147 литров воды. За счёт новых технологий сохранять ресурсы становится намного проще. Если хотя бы один житель Московского региона сократит расход на 10%, то за год сэкономит 5365,5 литра воды (147 x 0,1 x 365). А если так сделает каждый — выйдет около 80,5 млрд литров в год (это почти 3 500 бассейнов олимпийского стандарта длиной 50 метров). За всю жизнь человек выпивает 35–40 тонн воды. То есть сэкономленного ресурса для питья хватит на всю жизнь примерно для 2,3 млн человек (80,5 млрд/35 тонн).

Различные производители создают умные водосберегающие насадки для душа. Они уменьшают поток воды, а также измеряют потребление в режиме реального времени и предупреждают об излишнем расходе (такую можно купить на Amazon). Водосберегающая насадка расходует 6–9 литров в минуту, а обычная — 12–14. По этим данным можно рассчитать годовую экономию воды.

Предположим, что у человека был душ с расходом 12 литров в час. Он решил идти к экономии постепенно и для начала выбрал насадку с расходом 9 литров в минуту, потому что разница в напоре между 12 и 6 литрами (такие насадки тоже есть) будет куда заметнее. Следовательно, за минуту можно сэкономить 3 литра воды. Если один человек принимает душ один раз в день по 20 минут, то в сутки можно сэкономить 60 литров (3 л x 20 мин), или 21 900 литров в год (60 л x 365 дней).

Кубометр холодной воды в Москве стоит 43,57 рубля, горячей — 211,67 рубля, а также отдельно считается кубометр водоотведения — 32,02 рубля. В одном кубометре 1000 литров, следовательно, экономится 21,9 м3 воды в год.

Предположим, холодная и горячая вода в душе используются в равном объёме, тогда стоимость одного кубометра будем считать как среднее арифметическое — 127,62 рубля ((211,67 + 43,57) / 2), вместе со стоимостью за водоотведение это 159,64 рубля за кубометр (127,62 + 32,02). Следовательно, за год на приёме душа один человек может сэкономить 3 496 рублей.

Кроме того, можно ограничить время принятия душа. Таймер помогает сэкономить до 20% на коммунальных счетах за воду. На устройстве заранее можно установить необходимое время, и когда оно подойдёт к концу, кран об этом оповестит.

Ещё один способ экономии — датчики для сантехники, которые контролируют температуру, расход и давление воды по всему дому, чтобы убедиться в отсутствии протечек. В случае аварии и протечки воды на определённом участке такой датчик либо подаёт сигнал с помощью мобильного приложения владельцу дома, либо сообщает о перекрытии труб на определённом участке на модуль управления — в зависимости от используемых настроек. Если трубу прорвёт и датчик перекроет воду или отправит уведомление о протечке, удастся сэкономить от сотен тысяч до миллионов рублей. Не говоря уже о времени и нервах.

В загородном доме с садом или газоном можно установить умные системы полива, которые будут автоматически включаться после заката. Это позволит экономить воду, так как она будет медленнее испаряться ночью. Растениям такой вид полива также понравится больше: поливать цветы под палящим солнцем вредно для них — капли воды действуют как линзы и приводят к ожогам.

Улучшенные системы даже умеют синхронизироваться с прогнозом погоды и предотвращать чрезмерный полив. Например, могут отложить свой запуск, если вечером ожидается дождь.

Экономия и нервыЛюди, которые меньше покупают и больше откладывают, в целом чувствуют себя счастливее, говорится в исследовании Университета Аризоны. Долги и излишние размышления о деньгах вообще влияют на чувство одиночества и суицидальные мысли. Фактически экономия и работа над созданием сбережений улучшает психическое состояние, выяснили исследователи Гарвардской школы общественного здравоохранения. При всём этом важно не переусердствовать с экономией и накопительством, сохраняя баланс разумных сбережений и наслаждения жизнью здесь и теперь, отмечают эксперты. Чтобы расходовать ресурсы разумно, найдите в своём доме ещё не оптимизированные точки. Это может быть холодный балкон, подогреваемый зимой за счёт тёплого пола, светильник в прихожей, которому не повредит датчик движения, или душ, струя которого слишком мощная для ваших нужд.

Отопление и охлаждение

На поддержание температуры в комнатах и квартирах тратится большая часть электроэнергии. Умные термостаты и датчики температуры могут на лету подстраиваться под потребности дома в тепле. Когда никого нет дома, обогрева и охлаждения требуется меньше. С помощью смартфона можно настроить термостат так, чтобы обогреватель не работал, когда никого нет, но успевал согреть помещение до прихода жильцов к определённому часу.

Ещё эти гаджеты подключают к системам обогрева и охлаждения, чтобы автоматически регулировать температуру в доме и поддерживать её на определённом уровне. Среди стандартных функций термостата — автоматизированное расписание, предоставление данных об использовании энергии. Такое умное устройство может сэкономить 10–12% на счетах за отопление и 15% — за охлаждение.

Кроме того, с помощью термостата можно поддерживать оптимальный микроклимат в помещении. Роспотребнадзор рекомендует зимой сохранять температуру в квартире на уровне 18–24 градусов, а летом — 20–28. Отклонения от оптимальной температуры и влажности плохо влияют на здоровье. В слишком тёплом помещении снижается работоспособность и возрастает нагрузка на сердечно-сосудистую систему. А из-за высокой влажности организм становится склонным к риниту, пневмонии и ангине.

Также можно приобрести умные жалюзи, которые будут опускаться или подниматься в зависимости от положения солнца. Если в квартире уже жарко, а солнце светит прямо в окно, то жалюзи автоматически закрываются, чтобы солнце не нагревало комнату и кондиционер работал более эффективно.

Экономия на коммунальных услугах и сбережение ресурсов — это хорошо и правильно. Но удобное, подстроенное под вас пространство меняет также ощущение дома и в целом жизни, повышает её качество и комфорт, создаёт нужную именно вам атмосферу дома. Это сложно оценить в цифрах, но про это не стоит забывать. Не устанем повторять: экономия должна быть сбалансированной и разумной, индивидуальной. Не стоит создавать себе дополнительный стресс, пытаясь читать при тусклом свете или принимая душ 3 минуты, если очень хочется побыть там дольше. Наблюдайте за своим домом и настраивайте процесс оптимизации индивидуально.

Как экономить деньги и нервы с помощью умного дома, обсудили IT-журналист Алексей Обровец и руководитель направления умного дома SberDevices Павел Вершинин в пятом выпуске подкаста «Я сегодня из дома». Также в выпуске финансовый журналист и автор телеграм-канала Moneyhack Александра Краснова подробно рассказывает, какие точки домашней экономии удалось найти ей и какой умный девайс помогает ей экономить массу времени. Выпуск можно послушать на Яндекс. Музыке или любой другой удобной платформе.