Concentradores Fluidinámicos Solaculture
Toldos de matriz Solaculture soportados por aros de alambre
Las matrices de Solaculture recogen y concentran de manera fluida la energía solar térmica directa y difusa absorbida por las regiones terrestres cubiertas. Las tomas de aire de los generadores co-alimentados por motor se utilizan para crear presiones ligeramente subatmosféricas dentro de las regiones cubiertas por telas microporosas transparentes (cubiertas de cultivos). La presión subatmosférica provoca la entrada de aire atmosférico y dirige el aire dentro de las matrices hacia las entradas de aire del motor. El aire es calentado por convección por la tierra durante su viaje a las tomas. La pérdida de calor de las plantas y la tierra hacia el medio ambiente local se debe principalmente a la convección y la evaporación, ambas se evitan por el paso interno de aire a través de los toldos porosos y por el flujo de la capa límite a lo largo de las superficies internas del toldo. La entrada de aire a través de las cubiertas evita el escape de aire y gas, enfría las cubiertas y reduce el arrastre del flujo de aire a lo largo de los interiores del dosel.
Las matrices de Solaculture recolectan y concentran el agua de la atmósfera y de las precipitaciones extraídas a través de los toldos. El agua puede usarse para el crecimiento de las plantas. El vapor de agua emitido por las plantas y la tierra local se concentra y se dirige a las tomas de aire del motor. El escape de los motores de combustión interna o externa o calentadores alimentados con “aire” de las matrices de Solaculture contiene vapor de agua de la atmósfera local, el agua evaporada de las plantas y la tierra y el agua de combustión del biogás producido dentro de la matriz y del cofuel suministrado . El porcentaje de agua en el escape es mucho mayor de lo que la atmósfera puede contener como vapor y gran parte de él se condensa al salir. Se puede recolectar agua adicional con intercambiadores de calor de bajo costo. Parte del calor, el agua y el CO 2 pueden devolverse a la matriz para el crecimiento de las plantas. Los sistemas Solaculture pueden ser productores netos de agua y producir agua destilada para una variedad de usos.
Reciclaje de agua Solaculture. Las aguas residuales de las aguas residuales municipales, la cría de animales y la agricultura causan un exceso de nutrientes en las vías fluviales, lagos y océanos. El agua y los nutrientes pueden tener un gran valor en los arreglos de Solaculture para el crecimiento de plantas, algas y para la producción de biocombustibles. Las matrices de Solaculture se evaporan, concentran y condensan el agua para su reutilización.
Las matrices de Solaculture recolectan y concentran biogás (metano / hidrógeno) extrayendo aire atmosférico a través de toldos porosos para evitar que el gas escape a través de los toldos y permitir que cualquier biogás y oxígeno producido en las regiones cubiertas se concentre y dirija a las tomas de aire del motor. El biogás puede provenir de procesos microbianos dentro de la tierra asociados con plantas, vertederos, sitios de remediación, aguas residuales, basura, pantanos, pantanos, depósitos, minas de carbón, pilas de carbón, arenas alquitranadas, regiones de pozos de petróleo y gas, rumiantes u otras fuentes.
Las matrices de Solaculture pueden producir biogás in situ en cooperación con las comunidades microbianas que se producen y prosperan en el entorno local en lugar de eliminar y transportar plantas a instalaciones de procesamiento remotas para convertirlas en biocombustibles.
La forma más económica de reducir el CO2 atmosférico es aumentar la materia vegetal y almacenar los productos de descomposición resultantes en la tierra local. El “Evento Azolla” de hace 50 millones de años es un ejemplo de cómo este proceso puede reducir drásticamente el CO2 atmosférico.
El metano atmosférico es una preocupación en el cambio climático y muchas fuentes existentes, como los vertederos, las regiones productoras de petróleo y gas, los estanques de aguas residuales, los lotes de alimentación animal y las turberas pueden ser capturados económicamente por los arrays de Solaculture.
Los concentradores fluidos dinámicos de Solaculture pueden proporcionar alimentos, agua, electricidad, combustible y calor a bajo costo, y Solaculture puede aumentar el crecimiento de las plantas y las regiones donde se pueden cultivar las plantas al mejorar el ambiente de la planta a través del control mejorado de la luz solar, el agua, el aire, el CO 2 , y temperatura. Al utilizar también la tierra local para el almacenamiento a corto y largo plazo de combustible, calor, agua y para el secuestro de CO 2 a través de plantas y sus productos de descomposición, Solaculture puede satisfacer mejor las necesidades de la vida con la adición de beneficios climáticos.
Las cubiertas de filamentos porosos transparentes de bajo costo (<$ 1 / m 2 ) como Agribon AG-19 se usan actualmente para aumentar los rendimientos de los cultivos y se pueden usar cubiertas similares en los arreglos de Solaculture. Solaculture es especialmente atractivo para regiones fuera de la red y residencias independientes, incluida la provisión de agua, reciclaje de agua y conversión de energía de aguas residuales, basura y desechos agrícolas. La tierra de bajo costo, inadecuada para la agricultura convencional, puede ser productiva con Solaculture.
Solacultura para vertederos
Rellenos sanitarios puede cubrirse con matrices de Solaculture y el “gas de relleno sanitario” emitido puede usarse para reabastecer los generadores impulsados por motores.
Una presión subatmosférica muy leve (ΔP <1mbar) creada debajo de las marquesinas por las tomas de aire del motor provoca la entrada de aire atmosférico a través de los medios microporosos de la marquesina. Los medios transparentes de cubierta de fila porosa como Agribon AG-19 se utilizan actualmente como cubiertas de cultivo y están disponibles por <$ 1 / m 2 .
Las cubiertas bajas del túnel pueden ser soportadas por aros de alambre periódicos. El alambrón de acero de 3/16 “de diámetro se usa comúnmente y cuesta ~ $ 0.35 / lb en cantidad de compra.
La concentración solar fluida dinámica de Solaculture es mucho menos costosa que la concentración solar radiactiva y ofrece muchos beneficios adicionales. Los concentradores solares fluidos dinámicos de Solaculture pueden tener relaciones de concentración mucho más altas que los concentradores solares radiativos, y pueden ser mucho más eficientes. Las matrices de Solaculture pueden usar radiación solar directa y difusa, y no requieren seguimiento o espaciado.
La extracción de aire para un generador accionado por motor cofueled de una matriz Solaculture de 10 hectáreas (100,000 m 2 ) a través de un conducto de 1 m 2 produce una relación de concentración de 100,000 para aire calentado con energía solar, biogás y agua. Una radiación solar neta de 1kw / m 2 produce una entrada térmica de 100MW.
Las matrices de Solaculture pueden usar energía solar para aumentar la temperatura promedio del vertedero y así aumentar la productividad microbiana y la evaporación del agua contenida, un proceso que requiere una gran cantidad de energía térmica.
Gran parte de los EE. UU. Recibe 2.000kwh / m 2 / año de radiación solar, por lo que la energía solar puede tener un valor considerable en la evaporación y concentración de agua, calor, cultivos y producción de biocombustibles.
La EPA de EE. UU. Estima 5 Tg de emisiones de metano y 100 Tg de emisiones equivalentes de CO2 de los vertederos de EE. UU. En 2012, aproximadamente el 18% del total de emisiones de metano antropogénico de EE. UU. En 2012.
El valor anual de metano en vertederos de EE. UU. (5 Tg) es de ~ $ 220 mil millones.
Los costos de la tapa del relleno sanitario a menudo superan los $ 50.00 / m 2 . Los medios de cobertura de fila microporosos utilizados para la protección de cultivos (Agribon AG-19) cuestan ~ $ 0.5 / m 2 y están ampliamente disponibles.
La EPA de EE. UU. Estima que el costo del pozo de metano en los vertederos es de ~ $ 6.00 / m 2 y existe un costo adicional de extracción asociado con la plomería y los sopladores.
Las marquesinas de Solaculture se pueden colocar en vertederos operativos o cerrados para la producción de energía.
Los sistemas Solaculture ofrecen costos y tiempos de construcción más bajos que los conjuntos de tapa y pozo convencionales y pueden proporcionar agua dulce y calor además del combustible.
Solaculture ofrece una solución rentable a un problema ambiental.
Los procesos de biocombustibles industriales están asociados con microbios, enzimas y métodos costosos y patentados que se utilizan para racionalizar los trenes de procesos que cuestan decenas de millones de dólares y tardan varios años en demostrar el fracaso, y muchos de los que están en la nómina son reacios a cuestionar. No podemos obtener más energía de las plantas que la resultante de la luz solar local. Eliminar las plantas y enviarlas a una instalación remota para la producción de biocombustibles implica costos que son difíciles de racionalizar.
Las instalaciones industriales de procesamiento de biocombustibles consumen grandes cantidades de dinero de los contribuyentes, además de ser grandes usuarios de gas natural y electricidad, a menudo producidos a partir del carbón.
Si los procesos de biocombustibles industriales realmente produjeran combustible más económico, ¿no se utilizarían para alimentar el proceso?
Los agricultores han aprendido a utilizar la energía solar de manera rentable y Solaculture ofrece a los agricultores un rango muy ampliado.
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