Выращивание растений с целью получения энергииОпределяется общий к. п. д. использования солнечной энергии в простейшем квантовом процессе. Если порог фотосинтеза соответствует самому краю красного конца спектра (0,7 мкм), то значительная часть солнечной энергии (около 55%), приходящаяся на инфракрасную область спектра, остается неиспользованной. Более того, если процесс фотосинтеза в чем-то подобен фотоэлектрическому процессу, то и короткие волны в нем не участвуют. Для простоты предположим, что к фотосинтезу применим рассмотренный в гл. 8 метод расчета к. п. д. фотоэлектрического процесса, учитывающий граничную длину волны (там мы получили к. п. д. = 35%). Тогда максимальный к. п. д. использования растениями солнечной энергии оказывается не более 11%. Близкое к этому значение к. п. д. получают при выращивании растений в искусственных условиях, тогда как для естественных условий развития растений к. п. д. на порядок ниже, около 1%). Это и есть предел, к которому стремятся ученые, занимающиеся растениеводством и биологией почвы, и который дает нам надежду, что земля еще сможет нас прокормить,В этой книге нас интересует в основном возможность преобразования солнечной энергии. Мы можем извлекать энергию, накопленную в органических материалах растущих растений, путем их сжигания или использования какого-нибудь другого процесса их разложения. Так, при сжигании в воздухе мы получаем около 6 кВт-ч тепловой энергии на каждый килограмм сжигаемого растительного материала. При благоприятных условиях, например во влажном тропическом климате, такая культура, как растущий круглый год сахарный тростник, дает годовой урожай сухого органического продукта до 10 кг с 1 кв.м поверхности. При сжигании его в качестве топлива можно получить до 60 кВт-ч/кв.м энергии. При годовой интенсивности солнечной радиации около 2000 кВт-ч/кв.м это соответствует к. п. д. - 3%. Однако достигнуть такого максимального (теоретического) значения к. п. д. в реальных условиях даже при выращивании растений, специально предназначенных для топлива, невозможно. Во-первых, вследствие затенения одних растений другими при частой посадке к. п. д. изменяется в широких пределах. Другие причины носят еще более глубокий характер. Одна из них связана с углекислым газом. На открытом воздухе углекислый газ СО2 поступает к листьям растении благодаря перемешиванию воздушных масс. Этот процесс определяется характером потоков воздуха и значительно ускоряется при ветре. В спокойных условиях перемешивание происходит лишь в результате диффузии и тепловой конвекции потоков воздуха, а этого, как правило, далеко не достаточно. К ускоренному выращиванию растений сейчас проявляется огромный интерес. Для ежегодного получения 10 кг сухого топлива с 1 кв.м поверхности необходимо почти такое годовое количество СО2, которое соответствует ежедневному потреблению в среднем около 0,015 куб.м С02 с 1 кв.м поверхности. Это означает, что в период наибольшего роста растения ежедневная норма потребляемого ими С02 составляет не менее 0,04 куб.м на 1 кв.м поверхности. Если учесть, что концентрация С02 в атмосфере порядка 0,03%, то для обеспечения необходимых темпов роста растения понадобилось бы использовать весь СО2, содержащийся в воздухе от поверхности земли до высоты 130 м. Приведенные цифры показывают, что запасов СО2 не всегда оказывается достаточно для поддержания высоких темпов роста растений. Обратите внимание: поднятие и перемещение грузов различной весовой категории требует наличия в производственном цехе или на складе соответствующего оборудования, ручного, автоматического или полуавтоматического. Сейчас особенно востребованы тали, электротали, тельферы, основанием которых служит прочная кран-балка, способная выдержать многотонные нагрузки, поэтому такой тип грузоподъемного оборудования распространен практически повсеместно. |
||
