Пятница 01 декабря 2023 года

 

Вы здесь:  Главная» Все новости» Наука» Свет солнца поможет сохранить вечную мерзлоту


Свет солнца поможет сохранить вечную мерзлоту

Вторник, 12 Сентября 2023 12:09

Отказ от аккумуляторов в пользу тепловых насосов с регулируемой мощностью снизил стоимость охладительных установок на солнечной энергии на 44%. Эти устройства становятся популярны в северных регионах, где их используют для сохранения вечной мерзлоты. При этом несколько маломощных тепловых насосов, использующих энергию от солнечных батарей на охлаждение грунта, оказались на 30–35% эффективнее одного высокомощного. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Energies.

 

Из-за климатических изменений увеличивается количество тепла, поступающего на планету с солнечными лучами. Повышение температуры приводит к таянию вечной мерзлоты в северных регионах. В результате грунт становится нестабильным и менее прочным, что приводит к повреждению и обрушению зданий и сооружений. Например, таяние вечной мерзлоты изменило морфологию почвы в Альпах, в результате чего в 2016 году деформировался фундамент Рифуджио Казати — четырехэтажного здания, используемого альпинистами в качестве места для отдыха. Кроме того, из-за роста температуры люди тратят все больше электричества на охлаждение помещений.

 

В ответ на усугубление этой энергетической проблемы ученые разработали «охладители» на солнечных батареях. Эти устройства используют солнечную энергию для замораживания грунта и охлаждения помещений. Так, солнечная батарея генерирует энергию, за счет которой тепловой насос качает воду и охлаждает фреон — хладагент, использующийся в кондиционерах и холодильниках. Холодный фреон отбирает тепло у грунта. При этом в яркий день избыточная энергия запасается в аккумуляторах и используется позже, например, в облачную погоду. Однако высокая стоимость аккумуляторов мешает массовому использованию «охладителей». Поэтому исследователи предложили установку с тепловым насосом, который работает с разной частотой в зависимости от объемов вырабатываемой энергии. Такую нагрузку называют адаптивной. Так, в яркий день насос работает на полную мощность, а в облачный, когда энергия генерируется в меньшем количестве, — слабее. Тем не менее, остается неясным, какие установки выгоднее использовать в северных регионах: на аккумуляторах или с насосами, работающими с разной частотой.

 

Ученые из Московского государственного технического университета имени Н. Э. Баумана (Москва), Северного (Арктического) федерального университета имени М. В. Ломоносова (Архангельск) и Федеральной политехнической школа Лозанны (Швейцария) проверили эффективность охладительных установок на солнечных батареях в зависимости от принципа их работы и наличия аккумуляторов. Для этого авторы использовали разнообразные метеорологические данные с временным разрешением в один час, собранные в северной Норвегии в течение года. С помощью расчетов исследователи сопоставили погодные условия с качеством работы устройств. 

 

Адаптивные установки с тепловым насосом показали большую эффективность, чем классические аналоги с аккумуляторами. Так, адаптивные системы снизили стоимость охлаждения на 44%, сохранив качество промерзания почвы. При этом замена одного теплового насоса высокой мощности на много маленьких маломощных увеличила время работы системы на 30–35%, так как установка начинала генерировать энергию при меньшем освещении. Устройство работало в более широком диапазоне освещенности, что улучшило качество промерзания почвы. Несмотря на то, что системы без аккумуляторов работали лучше, ученые считают, что аккумуляторы небольшой емкости могут улучшить работу установки в плохую погоду. В таком случае даже в дождь установки продолжат охлаждать грунт за счет запасенной в аккумуляторах энергии.

 

«В дальнейшем мы планируем построить установку для стабилизации береговых обрывов и создать для Арктики технологию строительства на легких фундаментах. Поскольку мы сильно уменьшили слой грунта, который оттаивает в течение теплового сезона, появилась возможность отказаться от свай, а значит, ускорить и удешевить строительство на вечной мерзлоте», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Егор Локтионов, кандидат технических наук, старший научный сотрудник С(А)ФУ имени М. В. Ломоносова.

 

Материал предоставлен пресс-службой Российского научного фонда

 
 

 

 

 

Николаева Мария Опубликовано в Наука   Теги Новости
Главное за сутки
МО РФ сообщило об уничтожении безэкипажного катера ВМС Украины МО РФ сообщило об уничтожении безэкипажного катера ВМС Украины Самолеты авиации Черноморского флота уничтожили следовавший к Крыму украинский морской дрон, сообщили в Минобороны России. "Около 08:00 мск в западной части акватории Черного моря был обнаружен следовавший в направлении Крымского…
Задержан подозреваемый в терактах на железной дороге и военном аэродроме в Рязанской области Задержан подозреваемый в терактах на железной дороге и военном аэродроме в Рязанской области Силовики задержали подозреваемого в организации терактов на железной дороге и на военном аэродроме в Рязанской области по заданию военной разведки Украины, сообщили РИА Новости в пресс-службе СК и в ФСБ.…
Путин подписал указ о создании холдинга для управления аэропортом Пулково Путин подписал указ о создании холдинга для управления аэропортом Пулково Президент России Владимир Путин подписал указ, по которому все сто процентов долей кипрской компании в уставном капитале "Воздушных ворот Северной столицы" (управляющей компании аэропорта Пулково) передают в собственность "Холдинга ВВСС",…
Интернет и СМИ
Читайте также
Neurology: ученые США выявили самый первый признак деменции Neurology: ученые США выявили самый первый признак деменции Учеными Калифорнийского университета выявлен самый ранний признак болезни Альцгеймера, самой часто встречаемой разновидности деменции. Правда, заметить его могут только врачи. Как рассказывают специалисты в материале для журнала Neurology, высокий риск…
Interesting Engineering: учёные представили породы собак через 10 тысяч лет Interesting Engineering: учёные представили породы собак через 10 тысяч лет Ветеринары и генетики из Basepaws, компании по генетическому тестированию домашних животных в Калифорнии, используют передовые методы искусственного интеллекта, чтобы представить, какими могут стать собаки через 10 000 лет. Эти прогнозы…
BMJ: Изменение образа жизни избавляет от симптомов нижних мочевыводящих путей BMJ: Изменение образа жизни избавляет от симптомов нижних мочевыводящих путей Учеными, представляющими Бристольскую медицинскую школу, найден способ избавления больных без медикаментов от симптомов патологии нижних мочевыводящих путей (СНМП).* Материалы исследования обнародованы в British Medical Journal (BMJ). СНМП, поясняют специалисты, это…
Тема дня
Бессильный бойкот гордых шпрот Бессильный бойкот гордых шпрот

Главы лимитрофных прибалтийских дипломатий и примкнувший к ним Кулеба явно не верят в то, что слово ...

Фото
Npj Digital Medicine: ИИ с точностью 95% выявляет послеродовое кровотечение Npj Digital Medicine: ИИ с точностью 95% выявляет послеродовое кровотечение

Новое исследование, опубликованное в журнале npj Digital Medicine, раскрывает потенциал искусственно...

Опрос

Примут ли прямое участие в военном конфликте Израиля и сектора Газа третьи страны?

Да, примут. - 46.4%
Нет, только опосредованно. - 46.2%
Затрудняюсь ответить. - 3.5%

Всего голосов:: 485

 

Анекдот дня

Специалисты установили, что Тык - это прозвище древнего ученого. Его методом многие в научном мире пользуются до сих пор.

Еще »
Комментарии для сайта Cackle
Ученые выяснили, как мозг реагирует на привлекательные лица
Как снизить риск рака — рассказали ученые
СМИ2
Мы на одноклассниках
 

 

МЫ ВКОНТАКТЕ

Свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-83392 от 07.06.2022, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи,

информационных технологий и массовых коммуникаций. При использовании, полном или частичном цитировании материалов

planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с точкой зрения редакции.

На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии предоставления

информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей сети "Интернет",

находящихся на территории Российской Федерации)".