В январском выпуске Международного научного журнала «Альтернативная энергетика и экология» представлено восемь научных работ учёных из Узбекистана, Черногории, Азербайджана,  России, ЕС.

Выпуск посвящен актуальным проблемам энергосбережения утилизации энергии торможения транспортных средств, технологиям производства метанола из соломы и луговых трав, технологиям водородной энергетики: аспектам получения газообразного водорода при разложении углеводородов в низкотемпературной плазме, стимулированной ультразвуком; производству биоводорода, процессам сжигания водорода в среде кислорода, оценке возможности генерации водорода в растительно-микробном топливном элементе; аспектам солнечной энергетики оценке потенциала солнечной энергии для конкретного региона.

Материал может быть полезен ученым и аспирантам, работающим в области альтернативной энергетики и экологии.

На основе актинометрических и климатических данных, полученных из метеостанции Гузар (Кашкадарья) и спутниковых наблюдений, проведена оценка технического потенциала солнечной энергии Кашкадарьинского региона Республики Узбекистан. Изучены показатели солнечных фотоэлектрических станций с целью определения прогнозного показателя коэффициента замещения традиционных энергоресурсов в сельскохозяйственном и ирригационном секторах.

Также выполнены поисковые исследования по определению выработки солнечных фотоэлектрических станций, установленных под различным углом произвольной ориентации.

Согласно данным Минэнерго РУз, в Кашкадарьинском регионе на сегодняшний день фактическое потребление электрической энергии составляет 891797 и 882174 кВт∙ч в год (вместе взятое 1773971 кВт∙ч в год), для сельскохозяйственных и ирригационных сооружений соответственно. По предварительным укрепленным расчетам, количество сэкономленного условного топлива от использования солнечных фотоэлектрических станций для покрытия 50% энергопотребления (1773971∙0,5=886986 кВт∙ч в год) составляет 220 т.у.т. в год. При этом, удельная экономия природного газа составляет 189 тысяч Нм3 за год, и уменьшение выбросов СО2 в течение года при сжигании природного газа составляет 257 т CO2 соответственно. Установлено, что если учесть, что цена 1 т СО2 оценивается в среднем 15 долл. США, сэкономленная в государственном бюджете сумма за год составляет 39 тысяч долл. США, в том числе, за счет экономии природного газа 35154 долл. США и за счет уменьшения СО2 3855 долл. США соответственно.

Работа посвящена созданию растительно-микробных топливных элементов (РМТЭ). Разработана конструкция ячейки для РМТЭ, позволяющей изучить влияние конфигурации и материала  электродных систем на величины генерируемых в системе корнеобитаемая среда-растение биоэлектрических потенциалов (БЭП). Показана возможность использования разработанной технологии измерения БЭП для создания длительно работающих растительно-микробных топливных элементов, основанных на применении электрической активности растений в качестве электродвижущей силы. Электроды выполнены из различных углеродных материалов и нержавеющей стали. Созданные экспериментальные РМТЭ способны генерировать напряжения на уровне 230 мВ в почвенных системах и 150 мВ в гидропонных. Выходная мощность РМТЭ на основе почвогрунта составила порядка 50 мВт/м2 при нагрузке 10 кОм, которая не вызывала значительных отклонений в состоянии растений. Рассчитанный возможный выход водорода с 1 м3 корнеобитаемой среды составил 0,2 ммоль в течении суток. РМТЭ может стать перспективным источником зеленой энергии, комбинированным с производственными процессами получения растительной продукции и молекулярного водорода.

Областью исследования является экспериментальное изучение состава пара в результате сжигания водорода в среде кислорода с целью оценки недожога водорода. Анализируется имеющийся опыт экспериментальных исследований по сжиганию водорода в среде кислорода. Среди известных работ недожог водорода определялся после смешения диссоциированного пара с охлаждающим компонентом, что способствует его резкому снижению температуры. В результате это приводит к снижению числа рекомбинаций непрореагировавшего водорода в сторону образования пара, что приводит к повышенному содержанию водорода в паре. В ряде стран Европы и Азии большое число работ посвящено сжиганию различных видов топлива с добавками водорода в двигателях внутреннего сгорания. Целью статьи является дополнение и обобщение серии экспериментов, выполненных авторами статьи, по исследованию недожога водорода при сжигании в среде кислорода без использования охлаждающего компонента для смешения с диссоциированным паром. Применялось только внешнее охлаждение жаровой трубы экспериментальной установки. Данная постановка экспериментов выполнена впервые. Для условий экспериментов, проведенных авторами статьи приведена схема, составные части и измерительные средства экспериментальной установки. Приведены исходные данные по давлению и температуре водорода, кислорода, охлаждающей воды. Приведены основные выражения методики определения недожога водорода. Приведены основные результаты экспериментальных измерений. Показаны графические результаты измерения температуры пара по длине жаровой трубы экспериментальной установки, расходов водорода и кислорода, температуры и расхода охлаждающей воды, давления внутри жаровой трубы и в трубопроводе отбора пара на химический анализ. На основе обобщения серии экспериментов получен экспоненциальный характер снижения недожога водорода по длине жаровой трубы экспериментальной установки, что свидетельствует об интенсивных процессах рекомбинации водорода в сторону образования пара. Установлено, что за время 0,069с при движении диссоциированного пара внутри жаровой трубы длинной 980 мм недожог водорода уменьшается с 5,85 до 0,016 % масс при стехиометрическом сжигании и до 0,0138 % масс при избытке окислителя, равном 1,4.

В данной работе проведены экспериментальные исследования процесса получения водорода и наночастиц серебра с использованием интенсивной ультразвуковой кавитации, воздействующей на плазменный разряд в среде жидких углеводородов.

Было показано, что ультразвуковое воздействие выше порога кавитации интенсифицирует теплои массообменные процессы в обрабатываемой среде, а в сочетании с электрическим разрядом, способствующим появлению ионизованного состояния вещества (плазмы), такое воздействие способно разлагать сложные молекулы углеводородов до атомарного состояния с последующей рекомбинацией и образованием простых молекул.

Эксперименты по получению водорода и наночастиц проводились на специальной установке для реализации акустоплазменного разряда в жидкости. Установка включает в себя ультразвуковой генератор, пьезокерамический преобразователь, источник питания плазменного разряда, реакционную камеру, разрядные электроды.

Результаты анализа газообразных продуктов реакции методом газовой хроматографии показывают, что при акустоплазменном разложении углеводородов происходит образование практически чистого водорода (90-95%); в состав выделяющегося газа входят также пары исходных углеводородов.

Одновременно с получением водородосодержащего газа, при разложении углеводородов в плазменном разряде под действием ультразвуковой кавитации происходит образование наночастиц серебра. Синтезированные наночастицы были выделены и исследованы с помощью метода просвечивающей электронной микроскопии для установления формы и размера наночастиц.

Исследование наночастиц методом электронной микроскопии показало, что при синтезе получаются частицы в основном сферической формы. Размер синтезированных наночастиц составляет 30-40 нм. Методом электронной микроскопии показано также, что при агрегации частицы не укрупняются в размерах, а образуют составные ассоциаты. Важно отметить также, что преимуществом данного метода для синтеза наночастиц является их активированная поверхность, обладающая высокой реакционной способностью в результате воздействия интенсивного ультразвука.

Полученные наночастицы и их агломераты могут быть также использованы в качестве функциональных материалов, наполнителей, компонентов композиционных материалов.

Биологическое производство водорода из сточных вод производства конфитюра оценивали в непрерывном режиме в анаэробных биофильтрах с восходящим потоком жидкости. Сточные воды подвергались предварительной обработке в аппарате вихревого слоя ферромагнитных частиц (АВС) в течение 1 мин и 3 мин при мощности АВС 14 кВт. Исследования проводили при постепенном снижении HRT в биофильтрах с 5.6 до 1.8 и 1.3 суток, что соответствовало OLR 2,0; 6,3; 8,8 кг ХПК/(м³ сутки). Предобработка в АВС привела к изменению ряда физико-химических характеристик субстрата: незначительному увеличению растворенного ХПК, повышению содержания растворимых сахаров, уксусной кислоты, а также снижению концентрации пропионовой, масляной и капроновой кислот. Показано, что за счет истирания стальных игл в предобработанном субстрате увеличивалась концентрация железа. Несмотря на то, что наибольший выход водорода наблюдали в реакторе без предварительной обработки субстрата в АВС, предобработка способствовала значительному увеличению выхода метана, возможно, за счет увеличения содержания железа в сточной воде. Таким образом, предобработка в АВС может быть перспективным методом улучшения процесса получения метановодородного биогаза (биогитана) из сточных вод.

Получение удобных для хранения, транспортировки и использования энергоносителей для прямого использования в энергетике, либо малоэнергозатратного преобразования в месте потребления, в водородное топливо является одной из актуальных задач. Лауреат Нобелевской премии Джорж Ола с сотрудниками показал, что универсальным продуктом для крупномасштабного промышленного получения водорода является метанол, требующий наименьших энергетических затрат на преобразование.

Однако получение метанола из ископаемых топлив (угля, газа, нефти) сопровождается эмиссией парникового газадиоксида углерода. Избежать этого эффекта можно путем использования в качестве сырья для его производства быстрорастущих растительных масс, находящихся в карбоновом равновесии с биосферой (сколько диоксида углерода выделилось при использовании, столько же поглощается при росте растений).

В настоящей работе обосновывается возможность решения этой проблемы при помощи новой технологии получения метанола из соломы и сена быстрорастущих луговых трав.

Представлен технологический комплекс для производства метанола из соломы и сена луговых трав, включающий: прямоточный реактор, с псевдоожиженным слоем, паровой котел утилизатор, установки для удаления избытка углекислого газа из синтезированного газа моноэтаноламином и производства метанола из синтез газа и другого вспомогательного оборудования.

Температура в реакторе 700° C, в обогревателе реактора 800° C. Выход синтез-газа 1,529 кг/с, его теплота сгорания 12939 кДж/кг. Доля синтез-газа, поступающего на обогрев реактора 0,332 от общего выхода, а на производство метанола 0,668.

Мощность парового котла-утилизатора 2219 кВт. Выход метанола 0,56 кг/с, его теплота сгорания 20 мДж/кг. Для производства 1 кг метанола требуется 1,78 кг люцерны.  Годовой расход люцерны 31536 т, воды  - 16685 т. Годовое производство метанола 17660 т. Термический КПД (брутто) процесса переработки люцерны в метанол 58%.

Работа посвящена разработке механизма возвращения механической энергии, потраченной при торможении транспортного средства, потерянной при передаче на корпус и пропорциональной потере объема горючего двигателя. Вывод механической энергии из тормозной системы колес осуществляется тросом, имеющим связь с дополнительным элементом между корпусом и вращающимися колесами. Этот элемент является дополнительным весом, который увеличивает колесную систему в незначительном объеме и весе – всего на несколько %. Другой конец троса связан со специальным пружинным накопителем механической энергии. От механической силы тяги троса сжимается пружинная система специальной конструкции и происходит накопление механической энергии в объеме приблизительно 60-70% тормозной энергии. Этот же конец троса связывается также с муфтой свободного хода и возвратной пружиной. После передачи механической энергии трос с помощью возвратной пружины вместе с тормозным диском (дополнительный элемент) свободно возвращаются в исходное положение. Накопитель механической энергии имеет конструкцию из пружин, выполненных из доброкачественной стали. Можно создать конструкцию, накапливающую энергию всех четырех колес транспортного средства одной пружиной. Для конструкции, исследованной в работе, выбрана пружина из углеродистой стали с использованием характеристики данной стали. Установленный в конструкции электрогенератор, механически связанный с накопителем механической энергии, вращением ротора под действием сил пружин преобразовывает механическую энергию в электрическую. Электроэнергия от электрогенератора направляется для сбора в аккумуляторных банках.

Пятый Международный Форум - Симпозиум по безопасности и экономике водородного транспорта - IFSSEHT-2020, посвященный памяти академика НАН Армении профессора, доктора физико-математических наук Мишика Айразатовича Казаряна

 Шестой всемирный Конгресс "Альтернативная энергетика и экология" - WCAEE-2022

Хорватия нарастит ВИЭ; 
За последние полгода ОПЕК нарастила экспорт на объем,
     сопоставимый с добычей Нигерии и Венесуэлы; 
Микроорганизм из нефти Самотлора поможет бороться с раком; 
G20 договорилась о снижении парниковых выбросов; 
Норвегия почти полностью перешла на электромобили; 
Метан объединил 100 стран; 
Министры ОПЕК+ подстраховались на случай падения; 
Обратный маятник: цены н а уголь стали возвращаться к норме; 
Более сорока стран взяли обязательства по переходу
       к устойчивому земледелию; 
К 2030 году капитальные и операционные расходы в прибрежной ветроэнергетике вырастут на 70% – Rystad Energy; 
Регуляторы повысили прогнозы цен на нефть; 
В сентябре нефтедобыча в Норвегии выросла на 19% 
      в годовом выражении; 
Shell не хочет быть королевской компанией; 
ОАЭ призывают инвесторов соблюдать энергобаланс; 
МАГАТЭ о ценит подготовку к сбросу воды с АЭС “Фукусима”; 
Rystad Energy: В 2021 году доля электрокаров в глобальных
     продажах новых легковых авто увеличится с 5,3% до 1 0,3%; 
Европейский инвестиционный банк профинансирует      строительство малых ГЭС в итальянской Тоскане: 
Разочарование в Глазго; 
ADNOC инвестирует рекордные 6 млрд. долларов 
       в буровое оборудование; 
Qatar Energy, Pavilion Energy и Chevron подготовили методику
       подсчета CO² для поставок СПГ; 
За 2021 г. цены на пластики в Европе выросли более чем на 50%.