Шаблон статьи
Скачать статью в pdf.УДК 620.91:536.7
DOI: 10.15507/2658-4123.034.202403.474-494
Теплоэнергетические ресурсные потенциалы залива Кара-Богаз-Гол как «солнечного пруда»
Пенджиев Ахмет Мырадович
доктор технических наук, доктор сельскохозяйственных наук, доцент кафедры автоматизации производственных процессов Туркменского государственного архитектурно-строительного института (744025, Туркменистан, г. Ашхабад, ул. Б. Аннанова, 1), ORCID: https://orcid.org/0000-0002-6584-5851, Scopus ID: 57203910120, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Оразов Парахат Оразмухамедович
кандидат технических наук, ректор Туркменского государственного архитектурно-строительного института. (744025, Туркменистан, г. Ашхабад, ул. Б. Аннанова, 1), ORCID: https://orcid.org/0009-0000-8361-4523, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Аннотация
Введение. Использование экологически чистых инженерных систем, в частности солнечных энергетических технологий, способствует уменьшению энергозатрат, тем самым снижая себестоимость продукции и антропогенную нагрузку на окружающую среду.
Цель исследования. С помощью инновационных методик оценить тепловые ресурсные потенциалы солнечного излучения; рассмотреть солевые залежи залива в качестве тепловых аккумуляторов для разработки, внедрения и применения солнечных теплоэнергетических технологий; обосновать технико-экономическую целесообразность их использования в инженерных системах в заливе Кара-Богаз-Гол (Каспийский регион).
Материалы и методы. Методология основана на систематизированных теоретических расчетах валовых, технических, экономических и экологических потенциалов солнечного излучения с учетом природно-климатических условий. Методика расчетов базируется на методах математического моделирования процессов тепло-массообмена в гелиотехнических системах при преобразовании солнечной энергии в тепловую в соленом водоеме залива Кара-Богаз-Гол как «солнечного пруда». проведения многофакторного эксперимента по определению чистоты очеса льна-долгунца очесывающим устройством барабанного типа с размещенными на нем съемными гребенками.
Результаты исследования. Оценены солнечно-энергетические характеристики для внедрения различных инженерных аккумулирующих систем и технологий. Определены результаты аккумулирования в течение дня на солевой поверхности водоема: зимой – 1 009,0 Вт/м2 сут.; летом – 1 574,7 Вт/м2 сут. Доказано, что солнечно-энергетический потенциал преобразования в тепловую энергию меняется в пределах от 40 до 70 % в зависимости от сезона года, по теоретическим расчетам КПД солнечного пруда зимой составляет 11,4 %; летом – 14,6 %. Измерена средняя температура в летний период на солевой поверхности дна водоема, она составляет от 55,04 до 79,8 ºС, зимой от 20,0 до 25,6 ºС.
Обсуждение и заключение. Полученные результаты исследования вносят вклад в укрепление энергетической безопасности, развитие энергетических систем и производства автономных теплоэнергетических устройств на основе солнечной энергии, что снизит энергопотребление органического топлива и улучшит экологическую обстановку в регионе. Материалы статьи могут быть использованы при разработке проектно-сметной документации, составлении технико-экономического обоснования для создания различных солнечно-энергетических систем и технологий в Каспийском регионе.
Ключевые слова: солнечная теплоэнергетика, энергетические потенциалы, солнечный пруд, залив Кара-Богаз-Гол, Каспийское море, Туркменистан
Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Для цитирования: Пенджиев А. М., Оразов П. О. Теплоэнергетические ресурсные потенциалы залива Кара-Богаз-Гол как «солнечного пруда» // Инженерные технологии и системы. 2024. Т. 34, № 3. С. 474–494. https://doi.org/10.15507/2658-4123.034.202403.474-494
Заявленный вклад авторов:
А. М. Пенджиев – формирование основной концепции, научное руководство, цели и задачи исследования, проведение расчетов, подготовка текста, корректировка литературного анализа, доработка текста.
П. О. Оразов – анализ результатов исследований и обсуждение, формирование и корректировка выводов.
Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.
Поступила в редакцию 20.11.2023; поступила после рецензирования 22.01.2024;
принята к публикации 29.01.2024
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Пенджиев А. М. Экоэнергетический потенциал Туркменистана // Альтернативная энергетика и экология. 2017. № 16–18. С. 133–147. https://doi.org/10.15518/isjaee.2017.16-18.133-147
2. Kosarev A. N., Kostianoy A. G., Zonn I. S. Kara-Bogaz-Gol Bay: Physical and Chemical Evolution // Aquatic Geochemistry. 2009. Vol. 15. P. 223–236. https://doi.org/10.1007/s10498-008-9054-z
3. Пенджиев А. М., Астанов Н. Г. Теоретические и методические расчеты потенциалов солнечно-энергетических ресурсов на Юго-Восточных Каракумах // Альтернативная энергетика и экология. 2014. № 7 (147). С. 65–86. EDN: SCLGTX
4. Penjiyev A. M. Wave Energy Resources of the Caspian Sea on the Coast of Turkmenistan // Applied Solar Energy. 2022. Vol. 58. P. 306–310. https://doi.org/10.3103/S0003701X22020141
5. Rghif Y., Colarossi D., Principi P. Salt Gradient Solar Pond as a Thermal Energy Storage System: A Review from Current Gaps to Future Prospects // Journal of Energy Storage. 2023. Vol. 61. Article no. 106776. https://doi.org/10.1016/j.est.2023.106776
6. Dincer I., Erdemir D. Solar Pond Systems // Solar Ponds: Systems and Applications. 2023. P. 83–122. https://doi.org/10.1007/978-3-031-45457-8_3
7. Odilova S., Sharipova Z., Azam S. Investing in the Future: A Systematic Literature Review on Renewable Energy and its Impact on Financial Returns // International Journal of Energy Economics and Policy. 2023. Vol. 13, No. 4. P. 329–337. https://doi.org/10.32479/ijeep.14375
8. Пенджиев А. М., Оразов П. О. Солнечный город – Аркадаг // Инженерные системы и сооружения. 2023. № 2 (52). C. 30–38. EDN: MVBRCY
9. Перспективы строительства опытно-промышленного солнечного пруда в Крыму / О. С. Попель [и др.] // Энергетическое строительство. 1992. № 2. С. 9–14.
10. Sodha M. S., Tiwari G. N., Nayak J. K. Shallow Solar Pond Water Heater: An Analytical Study // Energy Conversion and Management. 1981. Vol. 21, Issue 2. P. 137–139. https://doi.org/10.1016/0196-8904(81)90035-2
11. Дубковский В., Денисова А. Использование солнечных прудов в комбинированных энергоустановках // Экотехнологии и ресурсосбережение. 2000. № 2. С. 11–13. URL: https://www.nkj.ru/archive/articles/5426/ (дата обращения: 25.06.2024).
12. Некоторые результаты теоретического и экспериментального исследования теплового режима соляного солнечного бассейна / Ю. У. Умаров [и др.] // Гелиотехника. 1973. № 2. С. 60–65.
13. Monjezi A. A., Campbell A. N. A Comprehensive Transient Model for the Prediction of the Temperature Distribution in a Solar Pond Under Mediterranean Conditions // Solar Energy. 2016. Vol. 135. P. 297–307. https://doi.org/10.1016/j.solener.2016.06.011
14. Advances in Solar Pond Technology and Prospects of Efficiency Improvement Methods / O. V. Mbelu [et al.] // Sustainable Energy Research. 2024. Vol. 11. Article no. 18. https://doi.org/10.1186/s40807-024-00111-5
15. Finite Element Modelling of the Thermal Performance of Salinity Gradient Solar Ponds / A. Anagnostopoulos [et al.] // Energy, 2020. Vol. 203. Article no. 117861. https://doi.org/10.1016/j.energy.2020.117861
16. Thermal-Salinity Performance and Stability Analysis of the Pilot Salt-Gradient Solar Ponds with Phase Change Material / M. R. Assari [et al.] // Sustainable Energy Technologies and Assessments. 2022. Vol. 53. Article no. 102396. https://doi.org/10.1016/j.seta.2022.102396
17. The Investigation of Heat Storage Efficiency of Salt Gradient Solar Pond with and Without Phase Changing Materials / H. Sogukpinar [et al.] // Environmental Progress & Sustainable Energy. 2023. Vol. 42, Issue 4. Article no. e14085. https://doi.org/10.1002/ep.14085
18. Thermal-Salinity Performance and Stability Analysis of the Pilot Salt-Gradient Solar Ponds with Phase Change Material / M. R. Assari [et al.] // Sustainable Energy Technologies and Assessments. 2022. Vol. 53. Article no. 102396. https://doi.org/10.1016/j.seta.2022.102396
19. Monjezi A. A., Campbell A. N. A Comprehensive Transient Model for the Prediction of the Temperature Distribution in a Solar Pond under Mediterranean Conditions // Solar Energy. 2016. Vol. 135.P. 297–307. https://doi.org/10.1016/j.solener.2016.06.011
20. Adediji Y. A Review of Analysis of Structural Deformation of Solar Photovoltaic System under Wind-Wave Load // Engineering Archive. 2022. https://doi.org/10.31224/2273
21. The Application of an Enhanced Salinity-Gradient Solar Pond with Nucleation Matrix in Lithium Extraction from Zabuye Salt Lake in Tibet / Q. Wu [et al.] // Solar Energy. 2022. Vol. 244. P. 104–114. https://doi.org/10.1016/j.solener.2022.08.031
22. Пенджиев А. М. Математическое моделирование микроклимата в солнечной теплице траншейного типа // Альтернативная энергетика и экология. 2010. № 7. С. 88–96. URL: https://clck.ru/3Bi4fy (дата обращения: 25.06.2024).
23. Пенджиев А. М. Основы геоинформационной системы в развитии солнечной энергетики Туркменистана // Наука. Мысль: электронный периодический журнал. 2015. № 12. С. 29–45. URL: https://clck.ru/3BmGZu (дата обращения: 25.06.2024).
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.
