Конкурс за 2009/2010 г. Теоретични разработки

оСВ* - органично сухо вещество в % от количеството СВ.

Табл.2

В практиката най- често за основна суровина при производството на биогаз се използват говежди или свински тор, като към тях се прибавят другите видове отпадъци. При такова смесване на различни материали значително нараства ефективността на биогазовото производство.

Основните фактори влияещи на производството на биогаз са вида на органичния материал, температурата, рН на средата и съдържанието на сухо вещество. Материали, съдържащи С и N в съотношение С: N от 20 до 25:1 са подходящи за производството на биогаз. Анаеробното разлагане протича в температурния диапазон 10 -35º С, като оптимума е 33-35 ºС.

Оптималният диапазон на рН е 6,5 – 7,5. Оптималното съдържание на сухо вещество в преработвания материал е 8 – 12%.

Основният елемент в една биогазова инсталация е ферментаторът. При всички видове ферментатори трябва да се спазват определени условия - анаеробна среда, гарантиран температурен режим, леко отвеждане на получения биогаз и на ферментиралата маса, поддържане на хомогенност на масата при престоя и във ферментатора.

• 
  През първата фаза бактерии преобразуват органичните съединения в органични водородни киселини и СО2.
  
• 
  През втората фаза метаногенните бактерии трансформират киселините от първата фаза в газови продукти – СН4, СО2. Полученият метан, излизащ от системата се акумулира и се използва като гориво.
  
• 
  През третия етап от процеса от СО2 и Н2 се образуват допълнителни количества СН4 и Н2О. Изследвания показват, че основното количество на получения метан произхожда от директно трансформиране на оцетна киселина, а останалото – от СО2
  

Принципът на работа на една биогазова инсталация е представен на фигура 1

В приемника за свежия отпадък 1 се извършва предварителната подготовка на суровината. От там същата се подава ежедневно с помпа 2 във ферментатора 3, където се поддържа хомогенността на ферментиращата маса. Във ферментатора има серпентина, по която се движи топла вода за поддържане на температурния режим. През отвеждащо устройство 4 ежедневно напуска ферментатора еквивалентно количество ферментирала биомаса (обеззаразена, обезмирисена, екологически тор за земеделието) и постъпва в торохранилище. Полученият биогаз може да се използва, като след изгаряне подгрява вода в котел 5 и тази топла вода след това се оползотворява. По-ефективно е обаче получения биогаз да преминава през пречиствателно устройство (филтър) и от там постъпва в газовия двигател 6. Последният задвижва генератора за ток 7, който произвежда електрическа енергия. Получената електроенергия задоволява собствените нужди или се включва в националната енергийна система 8. Горещата вода от охлаждането на двигателя (с температура около 90ºС, която е носител на много енергия), преминава през топлообменник, където става подгряване на “промишлената” вода. Посредством помпи тази вода се изпраща по предназначение. Част от нея се използва за поддържане на температурния режим на ферментатора, а останалата, като източник на топлина, може да служи за отопление на помещения (жилищни или производствени, в т. ч. и на оранжерии), за производствени нужди, с доподгряване (за което се използва също биогаз) за производство на пара и т. н. Сборният коефициент на полезно действие при такъв начин на оползотворяване на биогаза достига от 86 до 92%.

За да се оцени ефективността на производството на биогаз с отчитане на състоянието на стопанския живот и действащите норми в страната, е направен анализ на един вариант на производство и оползотворяване на енергията от биогазови инсталации. Анализът е направен на базата на конкретен обект - ЕТ "Диана МИ" с. Кортен, където има предпоставки и желание да се реализират биогазови инсталации.

Село Кортен се намира на 5 км северно от гр. Нова Загора. То е най-голямото село в община Нова Загора с около 2 150 жители. Традиционен поминък на населението е лозарството и винопроизводството и животновъдството.       

 
ЕТ "Диана МИ" е създадена през 1992 г. Фирмата е регистриран земеделски производител на първокачествено краве мляко от елитно стадо крави от породите Холщайн-Фризийско говедо, Черношарено говедо, Червеношарено говедо, Симентал, Българско кафяво говедо.

Във фермата се отглеждат 570 говеда и се обработва 9700 дка земя като на 2500 дка от тях се отглежда царевица за силаж.

Табл. 4.

Доходите от тор са определени по същия начин – като неплащане за купуване на минерални торове.

2. Производството на биогаз има изключително голям екологичен ефект.

Енергията на биогазовите инсталации спада към възобновяемата (регенерираща) енергия. Биогазът може да се разглежда като продукт от трансформацията на слънчевата енергия. В резултат на ферментационните процеси преобразуваната и натрупана в растенията слънчева енергия се освобождава като нов вид енергоносител – биогаз. Много важно е, че процесът е практически неутрален по отношение на баланса на въглеродния двуокис в атмосферата. При изгарянето на получения биогаз в атмосферата се отделят само онези количества въглероден двуокис, които преди това, в резултат на фотосинтезата, са били използвани от растенията за произвеждане на биомаса. Освободеният след изгарянето на биогаза въглероден двуокис е в такова количество, че отговаря на ресурса на възобновяващата се биомаса и може да бъде включен непосредствено във фотосинтезата на растенията.

3. Чрез въвеждане на биогазовата технология се предотвратява увеличаването на количествата на метан в атмосферата, получаван така или иначе при неконтролируемите ферментационни процеси в отпадната биомаса. Трябва да имаме предвид, че при еднаква концентрация в атмосферата метанът има 30 пъти по- голям парников ефект, отколкото въглеродният двуокис.

4. Качествата на получения след ферментация в биогазовите инсталации тор се повишават. Редуцират се ароматните емисии, така че силно миришещите вещества са обработени до много висока степен. Така получения тор практически не мирише.

5. Полученият след производство на биогаз тор има по- добро хранително въздействие. 6. Ферментационния процес редуцира броя на патогенните микроорганизми, а с това се намалява и възможността за разпространяване на болести в природата.

7. Намаляване на разходите за минерални торове при торене на растенията, обусловено от комплексното действие на получения след ферментацията тор. Допълнителен ефект от това е опазването от замърсяване на питейната и на подпочвената вода.

8. В получения тор кълняемостта на плевелните семена е сведена до нула.

Това е солидна предпоставка за водене на земеделие без използване на пестициди.

9. Вместо простото (на пръв поглед) отстраняване на органичните отпадъци се произвежда енергия и се оползотворяват хранителните вещества. При това биогазовата технология носи идеята за опазващ околната среда оборот на материята (преработка на отпадъците) и за децентрализираното реализиране на отпадъчните органични маси.

10. Производството на биогаз има сериозно социално значение, защото чрез него селскостопанските райони придобиват значително по- различен вид и се повишава много тяхната икономическа значимост.

11. На фона на всичко това се създават солидни предпоставки за развитие на екологично земеделие и за организиране на селски туризъм, а той е немислим без чиста природа.

Всичко това са много сериозни аргументи за стимулиране на изграждането на биогазови инсталации.
Проблеми

• 
  Основна пречка за изготвяне на биогазови проекти в България, е че в момента не съществува законодателна рамка, насочена към производството на биогаз. Налице е Закон за възобновяемите и алтернативните енергийни източници и биогоривата, но той все още не предвижда никакви финансови стимули и облекчения при производството на биогаз.
  
• 
  Друга основна бариера е, че земеделските производители, индустрията и обществото като цяло са слабо информирани, относно биогазовите технологии и екологичните, социалните и икономическите ползи от прилагането им.
  

За преодоляване на съществуващите проблеми, отнасящи се до производството и употребата на биогаз в България, е необходимо активно участие на всички държавни институции, на обществото като цяло и на неправителствените организации. Трябва да се предостави информация, относно програмите, насърчаващи производството и употребата на биогаз. Ползата от това е за цялото общество.

Екоклуб към Американски колеж Аркус. Автори: Бранимира Весилева, Ивана Шидерова, Елица Петрова. Ръководители: М. Петърчева, С. Бочарова.

За съжаление България е сред европейските страни, с най-малко използване на възобновяема енергия. Но България има потенциала да произвежда 440 000 kWh геотермална енергия, 750 милиона kWh хидроенергия и 30,65 kWh от биомаса.

Използването на вятърната електоенергия е с много възможностти, защото построяването на вятърен парк сега може да се направи с турбини от 1,5 до 3 MW капацитет за всяка турбина. Тази мощност може да се достигне с диаметър на ротора от над 100 м и същата височина на колоните. Крайбрежните води на Черно море, акакто и накой други райони имат висок потенциал за вятърна енергия.
Климатичните промени през послдените години в България водят до увеличени ветрове и намалени дъждове. Това е свързано с големите температурни диспропорции ( които всъщност провокират движението на масите), причинено от глобалото затопляне и обезлесяването на страната ни.

Теоретичен потенциал на вятърната енергия в България

Ние искаме да направим екологична кампания за популяризиране на вятърната енергия на 22 април, Деня на Земята.

Българите, поради много субективни и обективни причини имат много по-ниско ниво на екологична култура в сравнение с граждани на други страни от Европейския съюз и света.

В сравнение със страни с висока екологична култура и опит, в нашата тези идеи не са били добре представени и гражданите не се интересуват от глобалните екологични проблеми.

За да разпространим информация за алтернативните начини за произвеждане на енергия, направихме план за действие.

Предварителна подготовка /продължителност – 1.5 месеца/

1. Определяне на деня, часа и мястото – центъра на града, пред градината на факултета по изкуства към Университет „Св. Кирил и Методий”, 12.00, 22 април, Деня на Земята

2. Избор на лого на кампанията – „Да бъдем като Дон Кихот през 21 век”. Логото идва от философията на героя Дон Кохот – мечтите променят човешкото в Човека.

3. Изработка на 299 малки въртележки от рециклирана хартия – подобни на детски играчки (вижте снимките), които ние сложихме на бамбукови пръчки

4. Изработване на рекламна дъска с надпис на бял плат „Да бъдем като Дон Кихот през 21 век”.

5. Събиране на информация за вятърната енергия. Произвеждане и принтиране на 3000 флаери с информация за създействието на вятърната енергия и на нейните екологични преимущества. Текстът на флаера е приложен по-долу.

6.Изпращане на писмо до отдел екология на кметство Велико Търново за предстоящото събитие.

7. Даване на прес-конференция относно екологичната кампания.
II. Стъпка

Самата акция /продължителност – 2.30 ч/

1.Кампанията ще започне в 11 ч., като всички малки вятърни въртележки ще бъдат поставени в градината пред факултета.

2.Членовете на еко-клуба ще бъдат облечени в сини тениски

3.Рекламната дъска с надписа ще бъде поставена да виси в градината

4. В 12 ч. ще започне разпространяването на флаери, които са на български и английски език с информация за ролята на спестяването на енергия. На всяко дете, които минава ще бъде давана хартиена въртележка.

5. Ще бъдат давани интервюта за медиите. Медиите са най-достъпния и популярен източник на информация и влияние. Тяхното използване и рекламирането са важни за екологичната култура на българските граждани.
III.Стъпка

Дългосрочният ефект

Очаквани ефекти:

1. Гражданите и гостите на Велико Търново ще бъдат провокирани от идеята за нестандартна екологична кампания и ще получат информация за неща, които не саим известни.

2.Хората ще се замислят за алтернативните начини за добив на енергия.

3.Флаерите ще повишат екологичното образование на хората.

4.Хората ще знаят практическите ползи от използването на вятърна енергия.

5.Очакваните резултати в по-голямата си част са свързани с това хората да се замислят за нивото на екологичното си съзнание

• 
  Вятърната енергия е за предпочитане, защото е в големи количества, евтина е и е неизчерпаем източник, не води до замърсяване на води или климатични аномалии
  

• 
  През последните 20 години цената на вятърната енергия е спаднала с 85%. Вятърната енергия е за предпочитане, защото е по-евтина в сравнение с други технологии за производство на енергия.
  

• 
  Вятърните технологии използват енергията на въздушните маси, които са резултат на движението на Земята и движението, причинено от нагряването на Земята от слънцето.
  

• 
  Вятърният генератор е независим и неговата енергия може да бъде използвана за зареждане на батерии, за осветяване на паркове, гаражи, сгради, за загряване на вода в бойлер, за доставяне на енергия за климатици и офис оборудване.
  

• 
  Вятърната енергия се смята за технология от зелен клас, заради минималното си въздействие върху околната среда. Вятърната енергия изобщо не замърсява въздуха. envoirment.
  

• 
  Малки европейски страни започнаха да строят вятърни турбини в плитки океански води, за да се снабдяват с електричество.
  

• 
  Вятърните мелници са използвани около 200 години пр. Хр. да мелят зърно и да помпат вода.
  

• 
  Малките вятърни турбини са може би най-евтиния начин за доставяне на енергия, който не е свързан с електропреносната мрежа.
  

• 
  В САЩ малка вятърна енергийна система струва около $3,000-5,000 за всеки киловат от капацитета си или около $40,000 за нормална 10kW система.
  

• 
  Едно обикновено семейство използва около 9400 киловат /часа енергия за година. Вятърна турбина с капацитет 10kW, която е инсталирана на място, където вятърът е със средна скорост 20 км/ч генерира около 10 000 киловат/часа за година.
  

• 
  Вятърна турбина, която е добре разположена, може да намали сметката ви за електричество с приблизително 80%.
  

• 
  Ферма за птици в Мастаун, Канада, произвежда 75% от електричеството си с 3 турбини, които захранват домакинствата на двама собственици с електричество.
  

• 
  Безопасни ли са вятърните турбини за хората, животните и екосистемите? Да, безопасни са. По-вероятно е дърво да падне върху къщата ви, отколкото да бъдете наранени по някакъв начин от турбината.
  

• 
  Германия е страната, която произвежда най-много вятърна енергия.
  

ПГСГ "Арх. Г. Козаров", Сливен, Автори: Анета Койчева, Мария Георгиева

здраве = редуциране на рисковете

екология = намаляване натоварването на природата

Значението на екологичната сграда днес също съответства на тези два основни аспекта. Тя е сграда, която създава комфортна и здравословна среда за обитаване, има ниски експлоатационни разходи и не натоварва околната среда. Финансовите проблеми и климатичните промени налагат да се променят приоритетите на строителството. Европейският съюз определи 2011г. като краен срок за всички страни членки за въвеждане на система за сертифициране на сградите, което да даде оценка за тяхната енергийна ефективност. Най-характерният белег на екологичното строителство е стремежът към максимална енергийна ефективност. Най-високата категория нискоенергийна сграда е т. нар. пасивна къща. Основен принцип за изграждане на сградите от този тип е да се постигне минимално излъчване на енергия. Задължителните елементи на пасивните къщи са: супер изолация и компактна форма, южна ориентация и липса на засенчване, енергийноефективни профили за дограма и стъклопакет, плътност на строителната обшивка, пасивно предварително затопляне на свежия въздух, високоефективно използване на топлия отработен въздух чрез топлобменник (рекуператор), доставка на топла вода чрез използване на възобновяеми източници, слънчеви колектори или термопомпи, енергоспестяващи домакински уреди. В Германия, Швейцария, Австрия и др. принципите на пасивната къща са дотолкова утвърдени, че вече може да се говори за масовост. Данъчната политика на държавите е с преференциално отношение към този тип сгради.

Екоорганизациите също подкрепят пасивните сгради. Съвременния човек може да постигне уют, комфорт и модерни условия за живот чрез екологичното строителство. Едновременно с това той запазва природните ресурси с основната идея да останем да живеем на планетата Земя и тя да остане такава каквато я познаваме възможно най-дълго време.

През м. март 2008г., с ученици от специалност Строителство и архитектура, 9 клас бе проведен бинарен урок на тема „Глобални проблеми на човечеството”. Урокът съчетаваше основни знания от учебния предмет География и икономика - „Демографски проблеми и демографска политика” и учебния предмет Биология и здравно образование - „Човешката дейност и биосферата. Биосферата, човекът и неговото здраве”. Избраният формат бе урок под форма на телевизионно предаване. Телевизията бе наименована като B.G. TV (Building Geodesy TV –Строителство Геодезия ТВ), а предаването - Днешното утре (Tomorrow- today). Учителите бяха водещи, а учениците- гости и участници в предаването. Дискутирани бяха теми свързани с еволюция на човешкото влияние върху биосферата, замърсяване на природните ресурси, теорията на Малтус за връзка между населението и общественото благосъстояние, състоянието на човешките ресурси в света, демографската ситуация в България.

С цел урока да бъде интересен и полезен за учениците бе вмъкнат и елемент, показващ равнището им на младеене на английски език. Това бе интервю с ученик в ролята на специален гост от Европарламента в Брюксел. Въпросите отправени към него са относно ангажиментите на България като страна член на Европейския съюз в областта на екологията и как според Брюксел българите се справят със задачата да се грижат и опазват природата си.

Основните акценти от урока бяха показани на компютърна презентация, с ефектно подбрани снимки.

Учениците бяха мотивирани, включиха се активно в подготовката и осъществяването на този урок. Изработиха доклади по съответните теми, представиха ги уверено. Смело влязоха в ролята на специалисти в областта на екологията и демографските проблеми.

И така вече през пролетта на 2009г., пред същите ученици бе отправено предизвикателство за ново участие в нетрадиционен урок – обединяващ елементи от общообразователната подготовка и от професионалната. През м. март бе „излъчено” поредното предаване на B.G. TV - Днешното утре. Темата – „Екологичното строителство – с поглед в бъдещето”. Той съчетава елементи от учебния предмет Биология и здравно образование и предметите от професионална подготовка - строителни материали, сградостроителство, технология на строителството. Те се изучават по учебен план в 9. и 10.клас на специалност Строителство и архитектура.

Темата на предаването бе интересна и особено актуална в света на строителната индустрия. Дискутирани бяха теми свързани със същността и значението на екологичното строителство, възможностите на пасивната къща, ролята й за опазването на околната среда, водещите фирми в България в областта на екологичното строителство, изграждащи се проекти на пасивни къщи в България.

Какво бе различното? Водещите на предаването бяха трима-преподавателите и ученик от класа. Гостите на предаването- учениците в ролята на министри, еколози, строителни инженери, архитекти, мениджъри, строителни предприемачи, репортери смело и убедително демострираха знания, стил на поведение и екипна работа.

Показани бяха и равнището им на владеене на чужди езици – успешно осъществени интервюта на английски и немски език в областта на екологичното строителство. Ученици в ролята на арх. Тим Гюнтер - консултант от „Senior Experten Service”и главният мениджър на „Panasonic” обясниха значението и перспективите на екологичното строителство и постиженията на техните фирми в тази област.

Наред с компютърната презентация, бе използвана и озвучителна техника. Показвани бяха музикални клипове, репортаж, дори и реклама. Предаването имаше своеобразно начало и край. Декорът на “студиото” бе подходящо аранжиран. Използвана бе мултимедийната зала на гимназията, която е съоръжена с необходимата аудио-визуална и озвучителна техника. Ученици имаха и ролята на тон-режисьори и управител на пулт. Задачата на озвучителите бе доста сложна, тъй като се налагаше бърза реакция при превключване на отделните клипове, слайдове, включване на микрофони и коригиране височината на тона.

Каква е следващата ни задача?Да покажем на практика как да реализираме поне една от идеите на екологичното строителство.В нашето училище има доста примери.

По проект „Модернизиране на системата на професионалното образование” бе подменена старата амортизирана дървена дограма с дограма с пластмасов профил и стъклопакет. Установихме, че само това е намалило с около 15% разходите за отопление. Предстои цялостно обследване енергийната ефективност на училищната сграда, което смятаме да реализираме отново по европейски проекти. Демонстрирайки световните тенденции в областта на екологичното строителство и стеснявайки кръга до нашият дом и нашето училище, ние искаме да приобщим учениците към идеята за пестене на енергия като по този начин сме полезни на себе си и в по-глобален мащаб на природата. Целта ни е приключвайки професионалното си обучение нашите ученици да са получили знания и умения освен в чисто технически план и да се превърнат в специалисти , които имат грижата да съхранят природата и нейните ресурси. Тези позния ще ни бъдат основата, на която ще изградим умения, с които всеки един ученик ще може да оцени енергийната ефективност на собственото си жилище.Това със сигурност ще го накара да се замисли какъв ще бъде икономическият ефект за семейството му, ако се приложат топлоенергийни мероприятия и възможност за съхраняване на климата като цяло.

За нас преподавателите остана удовлетворението- че сме избрали вярната посока.И да отправяме поглед към следващото предизвикателство..До нови срещи!

Building

Geodesy TV chanel
ДНЕШНОТО УТРЕ

Екологичното строителство – с поглед в бъдещето

1. Възможностите за реализация на младите специалисти в строителния бизнес

2. Екологичното строителство – предимства

3. Животът в бъдеще – технологии, уют, комфорт

(доклад на тема:Нискоенергийните къщи)

(доклад на тема:Екоорганизациите подкрепят пасивните сгради)

(интервю с Тим Гюнтер)

• 
  Еко къщата – има ли тя аналози в България;
  
• 
  Градини на покрива – това само демонстрация на благосъстояние ли е или такова е бъдещето на урбанизираните територии
  

.

До нови срещи:!

СОУ "Св.П.Евтимий", Пловдив, автор Веселина Бойчева-Чапанова

Урокът е подходящ за приложение в задължителната и свободно избираема подготовка.

При темите: Опазване на околната среда - 5 клас ;6 клас; или други класове

Възраст: 10-17 год.

Продължителност: два учебни часа.

Мото: „Бъдещето на планетата е бъдещето на днешните ученици”

„Всеки трябва да мисли глобално и да действа локално”, за да подобрим среда, в която живеем.