Як вижити в умовах енергетичної кризи

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2008
Автори:	Хаврусь, В., Трипільський, А.
Формат:	Стаття
Мова:	Ukrainian
Опубліковано:	Інститут української археографії та джерелознавства ім. М.С. Грушевського НАН України 2008
Назва видання:	Україна. Наука і культура
Теми:	Світ науки та освіти
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/40886
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Як вижити в умовах енергетичної кризи / В. Хаврусь, А. Трипільський // Україна. Наука і культура. — 2008. — Вип 34. — С. 246-251. — Бібліогр.: 10 назв. — укp.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-40886
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-408862013-01-28T12:06:37Z Як вижити в умовах енергетичної кризи Хаврусь, В. Трипільський, А. Світ науки та освіти 2008 Article Як вижити в умовах енергетичної кризи / В. Хаврусь, А. Трипільський // Україна. Наука і культура. — 2008. — Вип 34. — С. 246-251. — Бібліогр.: 10 назв. — укp. 0206-8001 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/40886 uk Україна. Наука і культура Інститут української археографії та джерелознавства ім. М.С. Грушевського НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
topic	Світ науки та освіти Світ науки та освіти
spellingShingle	Світ науки та освіти Світ науки та освіти Хаврусь, В. Трипільський, А. Як вижити в умовах енергетичної кризи Україна. Наука і культура
format	Article
author	Хаврусь, В. Трипільський, А.
author_facet	Хаврусь, В. Трипільський, А.
author_sort	Хаврусь, В.
title	Як вижити в умовах енергетичної кризи
title_short	Як вижити в умовах енергетичної кризи
title_full	Як вижити в умовах енергетичної кризи
title_fullStr	Як вижити в умовах енергетичної кризи
title_full_unstemmed	Як вижити в умовах енергетичної кризи
title_sort	як вижити в умовах енергетичної кризи
publisher	Інститут української археографії та джерелознавства ім. М.С. Грушевського НАН України
publishDate	2008
topic_facet	Світ науки та освіти
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/40886
citation_txt	Як вижити в умовах енергетичної кризи / В. Хаврусь, А. Трипільський // Україна. Наука і культура. — 2008. — Вип 34. — С. 246-251. — Бібліогр.: 10 назв. — укp.
series	Україна. Наука і культура
work_keys_str_mv	AT havrusʹv âkvižitivumovahenergetičnoíkrizi AT tripílʹsʹkija âkvižitivumovahenergetičnoíkrizi
first_indexed	2025-07-03T23:05:03Z
last_indexed	2025-07-03T23:05:03Z
_version_	1836668843443879936
fulltext	Âÿ÷åñëàâ ÕÀÂÐÓÑÜ, Àíäð³é ÒÐÈÏ²ËÜÑÜÊÈÉ ²íñòèòóò ô³çè÷íî¿ õ³ì³¿ ³ìåí³ Ë.Â.Ïèñàðæåâñüêîãî ÍÀÍ Óêðà¿íè ßÊ ÂÈÆÈÒÈ Â ÓÌÎÂÀÕ ÅÍÅÐÃÅÒÈ×ÍÎ¯ ÊÐÈÇÈ Âñòóï Розвиток людської цивілізації разом зі зростаючими темпами виробництва призвів планету до стану, коли кількість запасів багатьох корисних копа� лин менша вже спожитої [1]. Останній тривожний сигнал про майбутнє планети надійшов 9 жовтня 2006 року, коли дослідницький центр США Global Footprint Network установив факт «екологічного дебіту», тобто меш� канці Землі споживають більше ресурсів, ніж планета може виробити [2]. За деякими оцінками [1], до 2020 року буде видобута вся наявна на пла� неті нафта, до середини нинішнього століття очікується вичерпання при� родного газу, і лиш запасів вугілля вистачить на понад 100 років. Перші ознаки нафтової кризи вже проявляються сьогодні, про що свідчить різке зростання ціни на сиру нафту з рівня не вище 30 доларів/барель в 2003 році до 60–70 доларів/барель на сьогоднішній час [3]. Очевидно, що в умовах зростання цін на паливо, в першу чергу і найбільше постраждають найбідніші країни, до яких слід віднести і Україну [4]. Крім економічних аспектів майбутньої паливної кризи, слід розглядати також набагато істотніші екологічні проблеми, викликані спалюванням вуглецьвмісних природних копалин. Внаслідок накопичення в атмосфері вуглекислого газу відбувається поглиблення парникового ефекту на пла� неті, свідченням чого є аномально теплі зими останніх років. Фактично, спалюючи накопичену протягом сотень мільйонів років органічну сирови� ну, людство повертає планету до стану, в якому вона була на момент за� родження життя на Землі. Виходячи з неминучості енергетичної кризи в найближчі кілька десятків років та викликаного нею поглиблення екологічних та економічних проблем, вже сьогодні необхідно впроваджувати відповідні рішення як на державно� му рівні, так і в приватному секторі. В цій статті у відповідних розділах роз� глянуті деякі практичні шляхи, які варто почати застосовувати на території України. На думку авторів, це дозволить в перспективі послабити за� лежність України від імпортованих енергетичних ресурсів, поліпшити еко� логію та сприяти розвитку малого бізнесу в глибинці України. 246 Ïàñèâíèé ñîíÿ÷íèé îá³ãð³â ïðèì³ùåíü Енергія Сонця є джерелом життя на нашій планеті. Сонце нагріває ат� мосферу та поверхню Землі. Поза атмосферою планети на кожен 1м2 поверхні, перпендикулярно орієн� тованої до напрямку променів Сон� ця, припадає близько 1366 Вт електромагнітного випромінювання. Реальне значення на поверхні пла� нети залежить від шляху, пройдено� го сонячними променями в атмос� фері та кута нахилу поверхні, де відбувається поглинання енергії. В сонячний зимовий день внаслідок проходження великої товщі атмос� фери це значення не перевищує 500–600 Вт, влітку ж завдяки знач� но коротшому шляху воно може ся� гати 1 кВт [3]. Значення потоку енергії, який припадає на одиницю поверхні, зале� жить від кута q між нею та напрямком розповсюдження сонячних променів: � = �ìàõ sin �, (1) звідки випливає, що при зменшенні кута від 90o до 0o потік зменшувати� меться від максимального значення �мах до нуля. Кут � періодично змінюється як внаслідок постійного обертання Землі довкола власної осі, так і довкола Сонця по орбіті, близькій до кругової. Вісь власного обертання Землі постійно нахилена до нормалі площини обертання Землі довкола Сонця під кутом �=23o27’. Як наслідок, в певному положенні північний полюс Землі максимально нахилений до Сонця, де спос� терігається літнє сонцестояння, в той час як південний — максимально віддалений від нього. Через півроку ситуація змінюється на протилежну з настанням в північній півкулі зимово� го сонцестояння. Відповідні дані на� ведені на рис.1. Аналіз кута між гори� зонтальною поверхнею та напрямком поширення променів Сонця в зеніті в моменти літнього та зимового сонце� стояння показує, що він залежить від географічної широти � місцевості, яка розглядається. З аналізу даних рис.1 випливає, що найнижча висота Сонця в зеніті над горизонтальною поверхнею на широті � становить 90о–� –� для зимового сонцестоян� ня, а найвища — 90о–�� для літньо� го сонцестояння. 247 Ðèñ.1. Çàëåæí³ñòü êóòà ì³æ ãîðèçîíòàëüíîþ ïëîùèíîþ íà ïîâåðõí³ Çåìë³ íà øèðîò³ � òà íàïðÿìêîì äî Ñîíöÿ â çåí³ò³ â³ä ïîðè ðîêó: çë³âà — ë³òíº ñîíöåñòîÿííÿ, ïðàâîðó÷ — çèìîâå ñîíöåñòîÿííÿ. � — êóò ì³æ â³ññþ âëàñíîãî îáåðòàííÿ Çåìë³ òà íîðìàëëþ äî ïëîùèíè ¿¿ îáåðòàííÿ äîâêîëà Ñîíöÿ Територія України розташована в поясі широт 44�52о, м.Львів — на ши� роті поблизу 50о (точне значення 49о49’). Відповідно, для Львова висо� та Сонця в зеніті становить близько 17о під час зимового сонцестояння та 64о — літнього. При незмінному �мах в (1) це відповідає приблизно потрійно� му перевищенню потоку тепла опівдні в момент літнього сонцестояння порівняно з зимовим. В зв’язку з цим постає задача максималізації спожи� вання тепла природного освітлення в зимову пору року, коли надходжен� ня тепла від Сонця мінімальне. Найпростіший в конструктивному вирішенні шлях до цього — розташу� вати освітлену променями Сонця по� верхню вертикально по напрямку схід�захід. В цьому випадку кут між нею та напрямком до Сонця в зеніті становитиме �� (для Львова — 73о) для зимового сонцестояння та �� (для Львова — 26о) — літнього. Одер� жані значення кутів вказують на те, що взимку в сонячний день з від� повідним чином розташованої верти� кальної поверхні теоретично можна одержувати потужність в понад 3 ра� зи вищу, ніж з горизонтальної. Наведені вище оціночні розра� хунки підтверджують доцільність орієнтації будинків до півдня, що ши� роко застосовувалось в будівництві приватного житла в Україні до почат� ку 20�го століття. Проведені нами спостереження вказують на те, що переважна більшість «теплих хат» на території України до часів індуст� ріалізації будувалася з врахуванням наступних вимог, які забезпечували максимальне споживання сонячного тепла в зимовий час: 1. Будинок розташовували довгою стороною по напрямку схід–захід. 2. Більшість вікон в будинках роз� ташовували з південного боку, невели� ку кількість по напрямках на схід та захід, з північного боку кількість вікон була мінімальна або їх узагалі не було. Такий підхід забезпечував додатковий обігрів приміщень в зимовий час через південні вікна та мінімальну втрату тепла через північні. 3. Для багатьох будинків минуло� го є традиційною наявність піддаш� ку — суттєвого виносу даху з півден� 248 Â. ÕÀÂÐÓÑÜ, À. ÒÐÈÏ²ËÜÑÜÊÈÉ Ðèñ.2. Çàñòîñóâàííÿ ï³ääàøê³â, õàðàêòåðíèõ äëÿ óêðà¿íñüêîãî áóä³âíèöòâà ìèíóëèõ ñòîë³òü, ÿê êîìïîíåíò³â åíåðãîçáåðåæåííÿ îäíîïîâåðõîâèõ ïðèâàòíèõ áóäèíê³â. Ë³âîðó÷: ñõåìà áóäèíêó ç ï³ääàøêîì âçäîâæ äîâøî¿ ÷àñòèíè áóäèíêó, îð³ºíòîâàíî¿ íà ï³âäåíü. Ïðàâîðó÷ (ðèñ. âçÿòî ç [5]): õàòà â Íîâîñàíæàðñüêîìó ðàéîí³ Ïîëòàâñüêî¿ îáëàñò³ ного боку. Це дозволяло в зимовий час утруднити розсіювання тепла з південної стіни будинку внаслідок конвекції, чим зберегти тепло всере� дині приміщення. Влітку така кон� струкція забезпечувала прохолоду в приміщенні внаслідок затінення піддашком південної стіни будинку. Відповідні дані наведені на рис.2. Слід зауважити, що наведені ви� моги сьогодні забуті та практично не враховуються в сучасному приватно� му будівництві, а тепловий обігрів приміщень здійснюється лише за ра� хунок спалювання вуглецьвмісних природних копалин. Крім відповідної орієнтації бу� динків для споживання сонячного тепла через вікна будинків, варто розглянути його споживання відповідними пристроями на стінах між вікнами. Широко відомим таким пристроєм є стіна Тромба, в якій со� нячна радіація поглинається верти� кальною, оберненою на південь бе� тонною стіною під склом. Тепле повітря, розташоване між ними, над� ходить через отвори в житлове приміщення та розподіляється шля� хом природної конвекції. Однак, не� доліком такої стіни є те, що в морозні дні система матиме високі втрати че� рез скло, яке контактує з теплим повітрям, а також існує можливість охолодження приміщення в нічний час внаслідок зворотного потоку повітря. З метою запобігання таким втратам нами пропонується моди� фікація стіни Тромба, відповідні дані наведені на рис.3. Головною від� мінністю нашої схеми є наявність в прошарку між стіною 1 та склом 4 пофарбованої в чорний колір метале� вої пластини 3 з термопарою 5, під� ключеною до системи регулювання 6. Під час поглинання сонячного вип� ромінювання відбувається нагрів ме� талевої пластини 3, температура якої визначається термопарою 5. При до� сягненні певної температури, регуля� тор вмикає вентилятор 7 для обду� вання пластини 3 холодним повітрям, розташованим внизу приміщення. Прогріте повітря надходить через верхній циліндричний отвір 2, розта� шований вгорі стіни. Коли темпера� тура пластини падає нижче заданої, вентилятор 7 відключається та потік повітря з приміщення припиняється. Для зниження втрат через теплове випромінювання в конструкції, як ßÊ ÂÈÆÈÒÈ Â ÓÌÎÂÀÕ ÅÍÅÐÃÅÒÈ×ÍÎ¯ ÊÐÈÇÈ 249 Ðèñ.3. Ïðèíöèïîâà òåõíîëîã³÷íà ñõåìà àâòîìàòè÷íîãî ðåãóëþâàííÿ ïàñèâíî¿ ñèñòåìè ñîíÿ÷íîãî îïàëåííÿ (íà îñíîâ³ ñò³íè Òðîìáà): 1 — ìàñèâíà ñò³íà ïðèì³ùåííÿ; 2 — öèë³íäðè÷íèé îòâ³ð â ñò³í³; 3 — ñâ³òëîïîãëèíàþ÷à ìåòàëåâà ïëàñòèíà; 4 — ñêëî; 5 — òåðìîïàðà äëÿ âèçíà÷åííÿ òåìïåðàòóðè ìåòàëåâî¿ ïîâåðõí³; 6 — òåðìîðåãóëÿòîð; 7 — âåíòèëÿòîð äëÿ íàãí³òàííÿ ïîâ³òðÿ ç ïðèì³ùåííÿ â ïðîñò³ð ì³æ ìåòàëåâîþ ïëàñòèíîþ òà ñò³íîþ ïðèì³ùåííÿ; 8 — ç’ºäíóâàëüí³ äðîòè і вікнах будинку, варто передбачити використання селективного скла 4, яке є прозорим для сонячного випроміню� вання в одному напрямку та непрозо� рим для теплового в зворотному. Перевагою такої системи є від� сутність контакту нагрітого від мета� левої поверхні 3 повітря зі склом 4, що знижує втрати тепла, а також наявність додаткового утеплення стіни будинку елементами схеми. Зауважимо, що пасивний сонячний обігрів приміщень може бути лише суттєвим доповненням до тра� диційних способів опалення, а не їх заміною. Â³òðîâà åíåðãåòèêà Аналіз наявних в Україні пропозицій вітрових систем для приватного спо� живача вказує на слабкий розвиток ринку та високі ціни. Вартість типової установки потужністю 1–1.5 кВт, які можна одержати лише при но� мінальній потужності вітру (10 м/с), становить 2–3 тис. євро. При цьому вартість генератора з орієнтовним строком служби 20 років становить близько половини вартості установки, решта вартості припадає на конвер� тер та акумулятори. Строк служби акумуляторів не перевищує 3–4 роки, що робить вироблену таким шляхом електроенергію невигідною принаймні до здешевлення установки вдвічі. Для широкого застосування вітроустановок в приватних господа� рствах пропонуємо наступні заходи: 1. Налагодження виробництва та випуску вітроустановок на основі на� явних сьогодні зразків без конвер� терів та акумуляторів. Одержана «брудна» електроенергія має бути спрямована безпосередньо на спеціально розроблені електричні обігрівачі всередині приміщень, які є основними споживачами згенерова� ної енергії; 2. За потреби, запропонований в попередньому пункті підхід можна мо� дифікувати, спрямовуючи надлишок електроенергії на електроліз водного розчину з метою одержання водню. Одержаний водень зберігається в газ� гольдері об’ємом кілька кубометрів та дозволяє одержувати з кожного 1 м3 газу близько 3 кВт�год тепла як для приготування їжі, так і для обігріву приміщень паливними комірками при безвітряній погоді. Такий підхід перед� бачає дотримання відповідних заходів безпеки при роботі з воднем. Ðîçâ’ÿçàííÿ òðàíñïîðòíèõ ïðîáëåì øëÿõîì ðîçâèòêó âåëîñèïåäíîãî ñïîëó÷åííÿ Автомобільний транспорт є великим споживачем рідкого палива та від� повідно першорядним забруднювачем навколишнього середовища у великих містах. З настанням енергетичної кризи виникне проблема пересування грома� дян всередині міст. Тому в ході плану� вання та будівництва нових районів, а також реконструкції старих, треба пе� редбачити створення розвиненої мережі велосипедних доріжок та стоянок для велосипедів, подібно до того, як це ро� биться в Німеччині. Це дасть змогу од� ночасно вирішити кілька проблем: поліпшення екологічної ситуації, зни� ження навантаження на громадський транспорт, зменшення кількості автомобілів на дорогах тощо. 250 Â. ÕÀÂÐÓÑÜ, À. ÒÐÈÏ²ËÜÑÜÊÈÉ Â³äíîâëåííÿ ë³ñ³â В умовах скорочення сільськогоспода� рського виробництва в Україні вивільнюються великі площі, придатні для насадження лісів з метою заміщення деревиною через 20–30 років імпорто� ваних джерел енергії. Такий підхід по� руч з відсутністю затрат на щорічну об� робку орних земель має кілька суттєвих переваг для майбутнього України: 1. Деревину можна використову� вати не лише шляхом спалювання для обігріву приміщень, а й як хімічну си� ровину, в тому числі для синтезу рідкого палива; 2. Деревина є якісним екологічно чистим будівельним матеріалом; 3. В лісових зонах можна очікувати суттєвого поліпшення екологічної ситу� ації, додатковою перевагою чого може стати розвиток «зеленого туризму». Âïðîâàäæåííÿ íàâ÷àëüíîãî êóðñó «Â³äíîâëþâàíà åíåðãåòèêà» Зазначені вище заходи, хоч і є доволі простими, але вони мають бути відомі та почати використовуватись вели� кою кількістю людей. Саме тому слід впровадити для викладання в школі курс «Відновлювана енергетика». За основу такого курсу можна взяти ма� теріали дистанційного навчання DIERET [3]. Технології Інтернет від� кривають широкий доступ до ма� теріалів, виданих наприкінці минуло� го століття, актуальність застосуван� ня яких щодня зростає [3, 6–10]. Ïåðåë³ê ïîñèëàíü 1. Î.Â.Êðûëîâ. Îãðàíè÷åííîñòü ðåñóðñîâ êàê ïðè÷èíà ïðåäñòîÿùåãî êðèçèñà // Âåñòíèê Ðîññèéñêîé Àêàäåìèè íàóê, òîì 70, ¹ 2, 2000 ã., ñ. 136–146. 2. Äèâ. íàïð. ïîâ³äîìëåííÿ Ìàéäàí-²ÍÔÎÐÌ «Ïëàíåòà Çåìëÿ âïåâíåíî êðîêóº äî ñàìîçíèùåííÿ». Ïîñò³éíà àäðåñà â ²íòåðíåò³ — http://maidan.org.ua/static/news/ 2006/1161796047.html 3. Emil Bedi, Gunnar Boye Olesen, and Raymond Myles DIERET (Distant Internet Education on Renewable Energy Technologies). Àäðåñà â ²íòåðíåò³ — http: //www.inforse.org/europe/dieret/. Ðîñ³éñüêîþ ìîâîþ êóðñ äîñòóïíèé çà àäðåñîþ: http://www.ecomuseum.kz/dieret/htm1 4. Äèâ. íàïð. ïîâ³äîìëåííÿ Ìàéäàí-²ÍÔÎÐÌ «Áëåð çàêëèêàâ äî òåðì³íîâèõ çà- õîä³â ïðîòè ïîòåïë³ííÿ». Ïîñò³éíà àäðåñà â ²íòåðíåò³ http://maidan.org. ua/static/ news/2006/1162247586.html 5. Â.Ï.Ñàìîéëîâè÷ Óêðà¿íñüêå íàðîäíå æèòëî (ê³íåöü Õ²Õ–ïî÷àòîê ÕÕ ñò.). — Ê., Íàóêîâà äóìêà, 1972. — 24 ñ. Àäðåñà â ²íòåðíåò³ — http://www.hllab.dp. ua/Store/texts/jitlo/ bud.htm 6. Ï.Ð.Ñàáàäè. Ñîëíå÷íûé äîì: Ïåð. ñ àíãë. Í.Á.Ãëàäêîâîé — Ì., Ñòðîéèçäàò, 1981. — 114 ñ. 7. ß.È.Øåôòåð. Èñïîëüçîâàíèå ýíåðãèè âåòðà. — Ì., Ýíåðãîàòîìèçäàò, 1983. — 200 ñ. 8. Ïîä ðåä. Ý.Â.Ñàðíàöêîãî, Ñ.À.×èñòîâè÷à. Ñèñòåìû ñîëíå÷íîãî òåïëî- è õëàäî- ñíàáæåíèÿ. — Ì., Ñòðîéèçäàò, 1990. — 324 ñ. 9. Â.Ä.Ëåâåíáåðã. Ýíåðãåòè÷åñêèå óñòàíîâêè áåç òîïëèâà. — Ë., Ñóäîñòðîåíèå, 1987. — 104ñ. 10. Í.Â.Õàð÷åíêî. Èíäèâèäóàëüíûå ñîëíå÷íûå óñòàíîâêè. — Ì., Ýíåðãîàòîìèçäàò, 1991. — 208 ñ. ßÊ ÂÈÆÈÒÈ Â ÓÌÎÂÀÕ ÅÍÅÐÃÅÒÈ×ÍÎ¯ ÊÐÈÇÈ 251

Як вижити в умовах енергетичної кризи

Репозитарії

Схожі ресурси