Пятница 09 мая 2025 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
Читайте также
Профессор МГУ утверждает: исследование глубин океана труднее полетов в космос Профессор МГУ утверждает: исследование глубин океана труднее полетов в космос Человек осваивает космос ещё менее века. А в океане работает, пользуется его дарами тысячи лет. Но наши знания о морях и океанах крайне скудны до сих пор, ненамного опережая представления…
Найденные в Венгрии десятки удлиненных черепов проливают свет на падение Рима Найденные в Венгрии десятки удлиненных черепов проливают свет на падение Рима Ученые исследовали человеческие останки из 96 захоронений на кладбище Мёж-Иксей-дуло в Венгрии, открыв важные сведения о падении Рима и значительных перемещениях населения на западе Венгрии. Исследование опубликовано в журнале PLOS…
Через 40 лет на Земле может начаться ледниковый период, прогнозируют ученые Через 40 лет на Земле может начаться ледниковый период, прогнозируют ученые Российскими учеными из Кольского научного центра РАН, в содружестве с коллегой из Финляндии, в ходе нового исследования сделано заключение, что примерно через 40 лет Землю может ждать начало нового ледникового…
Интернет и СМИ
Главное за сутки
Гладков: ВСУ в День Победы атаковали здание правительства Белгородской области Гладков: ВСУ в День Победы атаковали здание правительства Белгородской области Беспилотный летательный аппарат Вооруженных сил Украины атаковал здание правительства Белгородской области, пострадавших нет. Об этом сообщил в своем Telegram-канале губернатор региона Вячеслав Гладков. "В Белгороде беспилотник ВСУ атаковал здание правительства…
Мария Захарова указала на различия в заявлениях МИД Германии по случаю Дня Победы Мария Захарова указала на различия в заявлениях МИД Германии по случаю Дня Победы Официальный представитель МИД РФ Мария Захарова призвала Берлин после сообщения МИД ФРГ, выступившего за защиту "мира в Европе", для начала прекратить поддерживать киевских неонацистов, поставлять им оружие и дистанцироваться от…
Трамп пригрозил новыми санкциями, если прекращение огня на Украине не будет достигнуто Трамп пригрозил новыми санкциями, если прекращение огня на Украине не будет достигнуто Если на Украине не будет достигнуто 30-дневное прекращение огня, администрация Соединенных Штатов вместе с партнерами введет санкции. Об этом заявил американский президент Дональд Трамп в Truth Social. Он отметил, что…
Тема дня
Почему Зеленский так возненавидел День Победы Почему Зеленский так возненавидел День Победы

9 мая на Украине прекратили праздновать именно при Зеленском – на это не решился даже Порошенко* (вн...

Фото
Обнаружены первые ископаемые останки исчезающего тропического дерева Обнаружены первые ископаемые останки исчезающего тропического дерева

Впервые ученые обнаружили ископаемые останки находящегося под угрозой исчезновения живого тропическо...

Опрос

Какова, по вашему мнению, вероятность заключения мирного соглашения по украинскому кризису в 2025 году?

 

Анекдот дня

В детстве я мечтала о суперспособностях. Моя мечта сбылась и теперь я чувствую магнитные бури, заморозки и любые капризы природы.

Еще »

Этот сайт использует файлы «cookie» с целью повышения удобства его использования. Во время посещения сайта вы соглашаетесь с тем, что мы обрабатываем ваши персональные данные с использованием сервиса «Яндекс. Метрика». Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.

КАК ЗАРАБОТАТЬ НА ИИ ЕСЛИ ТЫ НЕ ПРОГРАММИСТ?
ПРОФЕССИИ, КОТОРЫЕ ВЫМРУТ ЧЕРЕЗ 5 ЛЕТ И ЧТО С ЭТИМ ДЕЛАТЬ?
Интересные материалы
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)".