Экологические строительные материалы и возобновляемые источники энергии в сельскохозяйственном производстве и строительстве

Эвиев Валерий Андреевич; Манджиева Тамара Владимировна; Очиров Батр Владимирович; Манджиев Виктор Сарангович

Information about the authors

Voronin Sergey Mihailovitch - Doctor of Technical Sciences, professor of the department of energy, Azov-Blacksea State Agroengineering Academy (Zernograd).

Phone: 8(86359) 42-4-00.

Babina Lubov Vitalievna - post-graduate student of the department of energy, Azov-Blacksea State Agroengineering Academy (Zernograd). Phone: 8(86359) 42-4-00.

УДК 574:691:620.97

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ В СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ И СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Рассмотрен вопрос комплексного применения возобновляемых источников энергии в сельскохозяйственном производстве: солнечного коллектора для нагрева воды, ветроагре-гата и солнечных модулей для экологической животноводческой стоянки. Обсуждается возможность использования камышовых строительных панелей для строительства жилых домов.

Ключевые слова: возобновляемые источники энергии, солнечные модули, теплотех-ничность, ветроагрегат, солнечный коллектор.

Complex use of the renewable energy sources in the farming industry is considered: solar collector for water heating, wind set and solar modules for ecological stock building. The use of cane building panels for dwelling houses construction is discussed.

Key words: renewable energy sources, solar modules, heat technical skill, wind set, solar collector.

В настоящее время применение экологических строительных материалов, так же как и возобновляемых источников энергии, актуально для сельскохозяйственного производства.

До последнего времени в развитии энергетики прослеживалась четкая закономерность: развитие получали те направления энергетики, которые обеспечивали достаточно быстрый прямой экономический эффект. При таком подходе возобновляемые источники энергии рассматривались лишь как энергоресурсы будущего. Ситуацию резко изменило осознание человечеством того, что быстрый рост негативных антропогенных воздействий на окружающую среду ведет к существенному ухудшению среды обитания человека.

Основное преимущество возобновляемых источников энергии - неисчерпаемость и экологическая чистота. Их исполь-

зование не изменяет энергетический баланс планеты.

В связи с тем, что работа солнечных элементов ограничена длительностью дня, а работа ветроагрегата - наличием ветра, наиболее эффективно комплексное использование возобновляемых источников энергии.

Проведенный анализ энергопотребления фермерских хозяйств показывает, что для их электроснабжения достаточно солнечноветровых электростанций единичной мощностью 0,5-5 кВт. При этом месячная выработка составит минимум 200-400 кВтч. Дело в том, что ветроэлектростанции работают на заряд аккумуляторных батарей и в вечернее время, когда энергопотребление максимальное, с аккумуляторов снимается энергия, запасенная в дневное время от ветроустановки и солнечных модулей.

В плане реализации республиканской программы развития возобновляемой энергетики в Кетченеровском районе Республики Калмыкия возводится экологическая животноводческая стоянка. На крыше жилого дома установлен солнечный коллектор, благодаря чему в особняк круглый год будут подаваться тепло и горячая вода.

Вода к дому и коровнику подается из двух артезианских скважин, которые пробурили здесь недавно специально для поения животных и бытовых нужд.

На территории экостоянки установлена ветроэлектростанция. В подсобном помещении, где находится оборудование для водоочистки, имеется и отсек с энергетическим оборудованием - аккумуляторами, генератором установленной в нескольких метрах от него ветроэлектростанции мощностью 10 КВт. Гелиевые аккумуляторы, в отличие от кислотных, абсолютно безопасны в эксплуатации и долговечны. Дизельный генератор необходим для резервного обеспечения электроэнергией - на случай отсутствия ветра.

Также на металлической стойке смонтирована одна из десяти солнечных батарей. Они будут вырабатывать электричество, необходимое для зарядки блока аккумуляторных батарей ветроагрегата.

Еще одна новинка животноводческой стоянки - станция очистки хозяйственнобытовой воды. Здесь производится биологическая очистка использованной воды, поступающей сюда из кухни, санузла, ванной. Очистка происходит при помощи специальных микробов. Затем вода стекает в дренажный колодец и может использоваться в технических нуждах, к примеру, для полива огорода, водопоя животных.

В перспективе не исключена возможность использования биогазовой установки для утилизации органических отходов и выработки электрической энергии.

Жилой дом собран из камышовых строительных панелей (КСП). Конструкция панели состоит из деревянного каркаса, заполненного матами из камыша и залитого жёстким пенополиуретаном (ППУ). Камышовые маты выполняют в панели роль армирующего и теплоизолирующего за-

полнителя. 94% удельного веса панели приходится на камыш и древесину.

Стандартный размер панелей 2,75 х 1,2 х 0,25 м, вес 120 кг. Панель толщиной 25 см по теплоэффективности равна 3 метрам кирпичной кладки.

Эта энергосберегающая строительная технология позволяет быстро строить и добиваться низкой себестоимости. Это экологичные и тёплые дома с эффектом «термоса», в которых зимой тепло, а летом прохладно, в них хороший воздухообмен, стены «дышат» и создаётся хороший микроклимат. Камышовая панель с пенополиуретаном имеет очень высокую шумоизоля-цию. При их использовании можно сэкономить на устройстве фундаментов в 2-3 раза благодаря низкому весу стен (дом 10х10 - примерно 5 тонн). Весь дом привозят на одной машине, не нужно дополнительных механизмов для погрузки, разгрузки, строительства. Для возведения стен не нужно песка, цемента, глины, а это опять экономия: транспортных расходов, трудозатрат, денежных средств. Уменьшается строительный объём, а это приводит к ускорению строительства. Кроме того, появляется дополнительный жилой объём благодаря меньшей толщине стены. Также стены имеют высокую теплотехничность, экономия на отоплении в 5-6 раз, можно строить в любое время года, нет «мокрых процессов».

Но самый главный аргумент из вышеперечисленного - это энергосбережение. Ведь мы знаем, что не за горами 2012 год, когда цены на газ и свет вырастут до европейского уровня.

Для примера возьмем два дома, сравнительный период - январь 2008 г., когда стоял 30-градусный мороз, усиленный нашими ветрами. Один дом из КСП толщиной 25 мм, а другой - шлакоблочный дом, облицованный керамическим кирпичом, толщина стен и фундамента - 58 см. Оба дома примерно равны по площади и расположены на двух уровнях. Шлакоблочный дом оборудован отопительным котлом мощностью 30 квт, воду доводили до кипения, но всё равно температура в доме не превышала 18 0С, оплата за газ у жильцов

составила 1700 рублей. В доме из панелей КСП в котле температура была 55-60 градусов, котел оснащен автоматикой, набирает определенную температуру и выключается,

в комнатах комфортная температура, оплата за газ в январе составила 300 рублей, это в 5,7 раз меньше. Подсчёты показывают, что экономия у жильца в доме из КСП составила 1400 рублей.

Причём экономия не только зимой, но и летом - на охлаждении воздуха (не надо включать приборы, охлаждающие воздух).

Сохранение тепла при использовании КСП происходит за счет жёсткого пенополиуретана, который является самым качественным в своём классе. Слой пенополиуретана (ППУ) всего в 5 см заменяет кирпичную кладку в 1,75 метра. ППУ состоит из мельчайших пластиковых шариков, заполненных газом, содержание закрытых ячеек составляет 90%. Достоинства этого материала:

• способность сохранять низкую теплопроводность (коэффициент -0,0204) в течение длительного времени;

• достаточную механическую прочность;

• применение в широком спектре температур (от -50 0С до +180 0С);

• биологически нейтрален;

• устойчив к микроорганизмам, гниению, плесени, к агрессивной промышленной атмосфере;

• по гигиеническим нормам разрешён для применения в жилищном строительстве.

Но не надо забывать и про свойства камыша: низкая теплопроводность (коэффициент -0,07) благодаря воздушным камерам; в вертикальном положении может выдерживать достаточную механическую нагрузку; в горизонтальном положении имеет определённую упругость; долговечен без доступа воздуха, хорошая звукоизоляция; не подвержен гниению.

Все эти свойства камыша, дерева и пенополиуретана, дополняя и усиливая друг друга, создают отличный строительный материал КСП, доступный по цене, экономичный при стройке, приводящий в конечном итоге к энергосбережению, экономии, уменьшению трудозатрат и транспортных перевозок, ускорению строительства.

Такого рода экологические животноводческие стоянки и фермы при материальной поддержке государства являются необходимой составляющей современного сельскохозяйственного производства.

• высокие звукоизоляционные свойства;

• долговечность (срок службы 40-50 лет);

Литература

1. Соловьев, А.А. Императив возобновляемой энергетики [Текст] / А.А. Соловьев // Современное состояние, проблемы и перспективы использования ВИЭ: региональный науч.-практ. семинар, 8-9 октября 2009 г. - Элиста: КГУ, 2009. - С. 141-145.

2. Макаров, А.А. Перспективы развития энергетики России [Текст] / А.А. Макаров // Вестник РАН. - 2009. - № 3. - С. 206-215.

3. Ресурсы и эффективность использования возобновляемых источников энергии России [Текст] / П.П. Безруких и др. - СПб.: Наука, 2002. - 314 с.

Сведения об авторах

Эвиев Валерий Андреевич - д-р техн. наук, профессор кафедры «Агроинженерия» Калмыцкого государственного университета (г. Элиста). Тел. 8(84722) 3-40-30; 8-917-688-85-81.

Манджиева Тамара Владимировна - канд. экон. наук, доцент кафедры «Агроинженерия» Калмыцкого государственного университета (г. Элиста).

Тел. 8(84722) 3-40-30; 8-917-680-18-31.

Очиров Батр Владимирович - директор ООО «Аранзал» (г. Элиста).

Тел. 8(84722) 3-40-30.

Манджиев Виктор Сарангович - гл. менеджер ООО «Аранзал» (г. Элиста).

Тел. 8(84722) 3-40-30.

Information about the authors Eviev Valeriy Andreevitch - Doctor of Technical Sciences, professor of the department of agroengineering, Kalmytsky State University (Elista). Phone: 8(84722) 3-40-30; 8-917-688-85-81.

Mandgieva Tamara Vladimirovna - Candidate of Economic Sciences, assistant professor of the department of agroengineering, Kalmytsky State University (Elista).

Phone: 8(84722) 3-40-30; 8-917-680-18-31.

Ochirov Batr Vladimirovitch - director of “Aranzal” (Elista). Phone: 8(84722) 3-40-30.

Mandgiev Viktor Sarangovitch - general manager of “Aranzal” (Elista).

Phone: 8(84722) 3-40-30.

УДК 631.371:621.07

Обсуждается возможность повышения эффективности процесса преобразования энергии лучистого излучения в энергию течений в солнечных электростанциях с искусственным ветром. На лабораторной модели анализируются факторы, способствующие достижению оптимальных условий управления процессами концентрации тепловой энергии солнечной радиации в энергию вихревых потоков.

Ключевые слова: альтернативные источники энергии, солнечно-ветровые энергоустановки, искусственный ветер.

The opportunity of the increase of the efficiency of the process of transformation of radiant radiation energy on the energy of currents in solar power stations with artificial wind is discussed. On laboratory model the factors promoting achievements of optimum conditions of management by processes of concentration of thermal energy of solar radiation in energy of vortex streams are analyzed.

Key words: alternative energy sources, power plant, solar and wind installation, artificial

wind.

Для возобновляемой энергетики особую актуальность имеют инновационные разработки, позволяющие создавать условия для преодоления основных недостатков преобразователей солнечной энергии -низкой плотности и непостоянства излучения. Среди способов преобразования солнечной энергии без должного изучения до сих пор остаются энергетические установ-

ки, в которых создаются искусственные ветровые потоки, инициированные коротковолновой составляющей солнечного излучения. Первые предложения создать солнечно-ветровую электростанцию относятся к 1903 году [1]. Впоследствии появились работы, в которых описывались различные конструкции подобных электростанций, получившие название «solar

Ecological materials of construction and renewable energy sources in the farming industry and building

Текст научной работы на тему «Экологические строительные материалы и возобновляемые источники энергии в сельскохозяйственном производстве и строительстве»