Рассмотрены условия и схема приведения системы уравнений Максвелла, являющейся базовой моделью взаимодействия солнечного излучения, к канонической форме, которая может иметь вид уравнений параболического типа (для проводящих сред), гиперболического типа (для диэлектриков) или смешанного типа (для неидеальных диэлектриков). Также приведены характерные примеры неприводимости уравнений для магнитных и электрических полей к канонической форме в связи с нелинейной зависимостью электрических характеристик среды от напряженности полей или пространственных координат. Проведен анализ расчета напряженностей магнитного и электрического полей в случае неоднородной проводимости в приближении плоской электромагнитной волны.

Рассмотрена перспектива использования земель Чернобыльской зоны отчуждения для размещения фотоэлектрических солнечных станций. Сделан общий обзор и определены тенденции развития фотоэнергетики в Европе и Украине. Проведён анализ государственных программ и мероприятий по перспективам развития и увеличения доли возобновляемой энергетики, в частности фотоэнергетики, в энергобалансе страны. Дана оценка теоретического солнечного потенциала Чернобыльской зоны и условия, при которых он может быть использован в солнечной энергетике. Предварительные расчеты годовой и сезонной выработки ФЭСС, в случае установки ее в Чернобыльской зоне, на этапе проектирования выполнены с помощью известных методик программного моделирования.

Проведены расчеты для определения теплового потока и распределения температуры внутри энергоактивного ограждения. Рассмотрены особенности теплопередачи в данном ограждении в летний период при реализации двух вариантов режима: теплоизоляционного и со съемом тепла при наличии вентиляции. Известно, что наличие конвекции в зазорах приводит к интенсификации процесса теплопередачи через ограждение. Эффективность функционирования систем энергообеспечения, работающих на альтернативных источниках энергии, зависит от выбора конструкции энергоактивных ограждений, которые используются как элемент преобразования поступающей энергии. При оптимальном выборе конструкции энергоактивного ограждения, инновационная система позволяет в 3 раза уменьшить энергозатраты на горячее водообеспечение.

С помощью имитационной модели анализируются режимы работы автономной ветроэлектрической системы с использованием асинхронного генератора. Данная модель позволяет получить характеристики работы системы (напряжение, ток на нагрузке, частота сети) при переменных нагрузках и переменной скорости ветра на первом этапе исследований. Имитационная модель имеет в составе блок «ветротурбина», посредством которого можно получить механический момент, подаваемый на вал электрогенератора в зависимости от входной скорости ветра. Данная имитационная модель была разработана на основе программного обеспечения SymPowerSystem-Matlab согласно натурному эксперименту и адекватно отображает процессы, протекающие в системе.

Серьезным аргументом в пользу принятия положительного решения о строительстве ВЭС в зоне отчуждения является наличие электроэнергетической и дорожной инфраструктуры, однако ветровой энергетический потенциал территории зоны отчуждения до сих пор не был определен. В статье получены предварительные оценки ветрового энергетического потенциала территории Чернобыльской зоны отчуждения на базе имеющихся в ИВЭ НАН Украины данных измерений скорости ветра. Использованы данные измерений скорости ветра на двух близлежащих метеостанциях за период 1970–2011 гг. Расчет выполнен для современной модели ВЭУ Vestas V110-2.0 MW мощностью 2 МВт с высотой оси ротора 125 м, специально разработанной для площадок с пониженной скоростью ветра.

Рассмотрен вопрос о взаимном влиянии климата планеты, процессов горения и эффективности использования топлива. Атмосферный воздух, выступающий окислителем в процессах горения, отличается наличием в нем водяного пара, абсолютное содержание которого определяется температурой воздуха и его относительной влажностью. Исследовано влияние влажности атмосферного воздуха на основные теплотехнические энергетические характеристики топлива: теоретическую температуру горения, низшую и высшую теплоту сгорания. Доказано уменьшение значений каждой из перечисленных характеристик с ростом влагосодержания воздуха. Выполнен термодинамический анализ зависимости КПД использования топлива от параметров воздуха горения при варьировании его температуры и влажности. Впервые установлено, что нагрев воздуха до 373 К, обеспечивающий монотонное повышение КПД и сокращение расхода топлива в случае сухого воздуха горения, снижает КПД в случае влажного воздуха. При этом негативное влияние увлажнения воздуха горения тем сильнее, чем выше его температура и относительная влажность – вплоть до насыщения воздуха (достижение точки росы). Десять основных климатических зон Земли резко отличаются друг от друга температурно-влажностными характеристиками и их влиянием на горение органического и альтернативного топлива. Установлена взаимосвязь климатических факторов и процессов горения с позиции энергоэффективности и экологических последствий, включая анализ возникновения парникового эффекта и оценку вклада отдельных парниковых газов (СО2) в глобальное потепление.

Анализ гидрогеологических и геолого-геотермических условий Чернобыльской зоны отчуждения показал, что для данной территории наиболее приемлемой является теплонасосная геотермальная технология. При этом в качестве низкопотенциального источника тепла рассматривается теплота подземных вод верхних слоев Земли. Предложен вариант сокращения потребления природного газа действующей котельной, расположенной в г. Чернобыле, за счёт геотермальной установки с тепловым насосом. Выбран продуктивный водоносный горизонт и определены его эксплуатационные характеристики на основе опытных испытаний. Прогнозная тепловая мощность одной скважины, оборудованной на эоценовый водоносный горизонт, с учетом использования геотермального теплового насоса типа «вода – вода» в зависимости от ее дебита составит 0,1 0,5 МВт.

В статье рассматриваются технологии добычи и использования низкопотенциальной теплоты верхних слоев Земли, описываются схемы децентрализованного теплоснабжения объектов с помощью скважинных теплообменников и геотермальных тепловых насосов. Указаны преимущества и недостатки распространенных конструкций скважинных теплообменников в экономическом и экологическом аспектах. Обращается внимание на перспективную конструкцию скважинного теплообменника с использованием грунтовых термосифонных тепловых труб. Рассмотрены теплофизические свойства рабочих тел, применяемых в грунтовых термосифонах, и приведены результаты испытания экспериментального образца. Такие конструкции скважинных теплообменников не требуют наличия насоса и могут применяться для теплоснабжения объектов небольшой установленной мощности.

В работе обоснован метод аппроксимации кривых, описывающих процесс продуцирования водорода а с-социацией микроорганизмов при ферментации целлюлозосодержащего сырья в зависимости от изменяемой концентрации ионов водорода и субстрата. Показано, что концентрация сырья (отходов кукурузы) больше 50 г/дм3 приводит к изменению рН среды и описывается полиномом третьей степени. Рациональными параметрами ферментативного процесса получения водорода являются значения рН в диапазоне 6 8 при концентрации субстрата в границах 40 60 г/дм3.

В статье исследовано влияние извлечения ингибиторов на метаноге нез куриного помета. Предложен новый подход к удалению аммонийного азота из жидкой фазы путем сорбции аммиака из газовой фазы нелетучим сорбентом, который находится непосредственно в реакторе, но не контактирует с субстратом. Эффективность данного метода показана как на растворах, которые моделируют субстрат с высокой концентрацией ингибитора, так и при непосредственно метановой ферментации куриного помета в полунепрерывном режиме.

В работе представлены результаты частичной и полной газификации куриного и перепелиного пометов. Установлено, что в карбонизованом помете содержание питательных веществ (фосфора и калия) выше, чем в свежем. Зола, полученная в результате полной газификации помета, рассматривается как комплексное минеральное удобрение. Полученные результаты свидетельствуют о возможности утилизации помета по автотермической технологии частичной газификации.

Рассмотрен режим регулирования мощности малой ГЭС по водотоку реки как вариант эффективного использования гидроэнергетического ресурса с учетом природоохранных и экологических требований. Разработаны теоретические положения выбора проектных параметров малой ГЭС при экологических ограничениях на использование стока воды реки для производства электроэнергии. Выполнена количественная оценка энергетических показателей эффективности работы малой ГЭС в целом и отдельных гидроагрегатов в составе станции. Определены значения возможного изменения производительности малой ГЭС при применении в гидроэнергетических расчетах усредненных параметров распределения стока воды реки.

Проведен анализ развития рынка возобновляемой энергетики в мире и в Украине. Отмечена динамика постоянного роста установленных мощностей объектов возобновляемой энергетики. Рассмотрены варианты стимулирования развития возобновляемой энергетики и приведен пример Украины, где действует «зеленый» тариф на электроэнергию, который повышает интерес частных инвесторов к данной отрасли. Отмечены основные планы развития возобновляемой энергетики, которые демонстрируют реальную перспективу развития данной отрасли. Показаны возможности замещения традиционных энергетических ресурсов возобновляемыми источниками энергии в общем энергобалансе Украины.