Renewable-energy-quick-guide

再生可能エネルギー-はじめに

• 再生可能エネルギー*とは、自然環境から、また自然に補給できる資源から自然に得られるエネルギーの形態を指す用語です。 これらには、太陽エネルギー、風力エネルギー、地熱エネルギー、水力、およびバイオマスが含まれます。

「再生可能エネルギー」という用語は、代替エネルギーと混同しないでください。代替エネルギーとは、ガソリンなどの通常の形態以外のエネルギー源を指し、より環境に優しい、または有害性が低いと考えられています。

再生可能エネルギーの利点

再生可能エネルギー源を使用する利点は次のとおりです-

• ほとんどのソースは可動部品をほとんどまたはまったく必要としないため、メンテナンスコストが低くなり、機械的損傷が少なくなります。
• 彼らは経済的であり、化石燃料に費やされるコストを削減することができます。
• それらは環境中の廃棄物をほとんどまたはまったく放出しません。
• 再生可能エネルギー源は枯渇しません。 したがって、これらは将来の見通しが良好です。

太陽エネルギーの源

このチュートリアルでは、再生可能エネルギーの5つの主要なソースについて説明します。 詳細については後続の章で説明しますが、各ソースについて簡単に説明します。

• 太陽エネルギー-太陽からのエネルギーは太陽エネルギーと呼ばれます。 太陽エネルギーは、アクティブソーラーまたはパッシブソーラーとして使用できます。 アクティブソーラーは、衣類の乾燥や空気の加温などの活動で直接消費されます。 テクノロジーは、この豊富なリソースを活用するための多くの方法を提供してきました。
• 地熱エネルギー-これは、地球の形成を通じて何百万年もの間地下に蓄えられた熱エネルギーを指します。 それは、地殻の下に存在する未利用の熱エネルギーの豊富な貯蔵を利用します。
• 水力-これは、今日世界中で発電に使用されている主要な再生可能エネルギー源です。
• 風力エネルギー-古代、風力エネルギーは帆に衝突して船を動かすために使用されていました。
• バイオマスエネルギー-エネルギー生成では、燃焼によってエネルギーを生成するために利用される廃棄物プラントを指します。

太陽エネルギー-はじめに

太陽エネルギーは、太陽からの熱と光を捕捉することによって得られるエネルギーです。 太陽からのエネルギーは、太陽エネルギーと呼ばれます。 テクノロジーは、この豊富なリソースを活用するための多くの方法を提供してきました。 温室効果ガスを排出しないため、グリーンテクノロジーと見なされます。 太陽エネルギーは豊富に利用可能であり、電気および熱源として長い間利用されてきました。

ソーラーエネルギー

ソーラー技術は、大きく分類することができます-

• アクティブソーラー-アクティブソーラー技術には、エネルギーを活用するための太陽光発電システム、集中型太陽光発電、太陽熱温水器の使用が含まれます。 アクティブソーラーは、衣類の乾燥や空気の加温などの活動で直接消費されます。
• パッシブソーラー-パッシブソーラー技術には、建物を太陽に向け、熱質量または光分散特性が良好な材料を選択し、空気を自然に循環させる空間を設計することが含まれます。

太陽エネルギーの変換

太陽エネルギーは、太陽からの熱と光を捕捉することによって得られるエネルギーです。 太陽光から電気を取得する方法は、太陽光発電法と呼ばれます。 これは、半導体材料を使用して実現されます。

太陽エネルギーを取得するもう1つの形式は、2つの形式のエネルギータッピング方法を提供する熱技術です。

• 1つ目は太陽熱の集中で、これは太陽エネルギーに焦点を合わせて熱タービンを駆動します。
• 2番目の方法は、太陽熱温水と空調にそれぞれ使用される加熱システムと冷却システムです。

日々の活動でそのエネルギーを利用するために太陽エネルギーを電気に変換するプロセスを以下に示します-

• 光子と呼ばれる太陽の光線の粒子を運ぶエネルギーの吸収。
• 太陽電池内部の太陽光発電変換。
• 複数のセルからの電流の組み合わせ。 単一のセルの電圧は0.5 V未満なので、このステップが必要です。
• 結果のDCからACへの変換。

次の章では、太陽エネルギーを電気に変換する太陽光発電の方法を学びます。

太陽エネルギー-太陽光発電効果

太陽光発電効果の概念を学ぶ前に、PNジャンクションの基本的な知識があることが不可欠です。

PNジャンクション

PNジャンクションは、米国のラッセルオブベル研究所によって発明されました。 これは、2つの半導体、つまりP型とN型の間の接合を指します。 ラッセルは、2つの半導体の接合部で、一方向のみの伝導を引き起こす興味深い挙動があることを発見しました。

P型半導体には、多数の電荷キャリアとして正孔（電子が存在しない）があります。 N型半導体は、多数電荷キャリアとして電子を持っています。

PNジャンクション

上記の図では、ジャンクションで-

• 余分な電荷は反対側のジャンクションに拡散し、p側のプラスがマイナスの電荷を獲得して中和します。
• 同様に、N側のマイナスはプラスの電荷を獲得し、中和します。
• これは、この領域を中性にするために余分な電荷が枯渇する両側でマージン（m）を形成し、平衡状態になります。 この領域は*空乏層*と呼ばれ、両側からの電荷はありません。
• 空乏層は潜在的な障壁を提供するため、それを克服するには外部電圧が必要です。 このプロセスは「バイアス」と呼ばれます。
• 伝導するには、*順方向バイアス*で、印加電圧は電子（負）をn接合から接合のp側に向かってポンピングする必要があります。 連続的な電流の流れにより、電子が絶えず正孔を満たし、空乏層を伝導することが保証されます。
• *逆バイアス*と呼ばれるプロセスで印加電圧を反転させると、正孔と電子が離れてドリフトし、空乏層が増加します。
• 外部負荷は太陽電池に接続され、正端子はN側ウェーハに、負端子はP側ウェーハに接続されます。 電位差は*太陽光発電*効果によって生じます。

光子によって変位された電子によって得られる電流は、大きな電位差を与えるのに十分ではありません。 したがって、電流はさらに衝突を引き起こし、より多くの電子を放出するために含まれます。

太陽光発電効果

太陽電池は、太陽エネルギーを取り込む際にp-n接合の概念を利用します。 次の図は、半導体のフェルミ準位を示しています。

太陽光発電効果

半導体が伝導するためには、電子は価電子帯から伝導帯へのエネルギーギャップを横切らなければなりません。 これらの電子は、原子価ギャップを移動して移動するためにいくらかのエネルギーを必要とします。 太陽電池では、太陽から放出される光子がギャップを克服するために必要なエネルギーを提供します。

表面に入射した光子は、吸収、反射、または透過する可能性があります。 反射または透過した場合、電子を追い出す助けにはならず、無駄になります。 したがって、光子は、電子を移動させて価電子ギャップを越えて移動させるのに必要なエネルギーを提供するために吸収されなければなりません。

E〜ph〜が光子のエネルギーであり、EGがエネルギーギャップを横切る閾値エネルギーである場合、光子が半導体の表面に衝突するときの可能な結果は-

• * E〜ph〜<E〜G〜*-この場合、フォトンはしきい値に達せず、そのまま通過します。
• * E〜ph〜= E〜G〜*-光子には、電子を除去して正孔と電子のペアを作成するための正確なしきい値があります。
• * E〜ph〜> E〜G〜*-光子エネルギーがしきい値を超えています。 電子はエネルギーギャップを逆方向に移動するため、これは無駄ですが、電子と正孔のペアを作成します。

日射の吸収

ほとんどの場合、半導体の吸収係数は、太陽からのエネルギーの吸収効率を決定するために使用されます。 係数が低いと、吸収が低下します。 したがって、光子がどこまで進むかは、吸収係数（α）と放射の波長（λ）の両方の要因です。

\ alpha \：= \：\ frac \ {4 \ pi k} \ {\ lambda}

ここで、_k_は吸光係数です。

太陽エネルギー-太陽電池パネルの開発

ソーラーパネルを構築するには、前述のように、ドープシリコンで作られたいくつかのソーラーセルが必要です。 これらのセルは直列に接続され、結果の電流を加算します。 これは、モジュールと呼ばれるクラスター化されたセルのストリップを提供します。 単一のモジュールをソーラーパネルに組み込むか、大きなパネルが必要な場合は他のモジュールと組み合わせることができます。

ソーラーパネルは、太陽電池を挟むいくつかの層で構成されています。 これらの層は、壊れやすい細胞を保護するために使用されます。

レイヤーの図を以下に示します-

パネル

層は、次の部分で構成されています-

• カバーグラス-これはトップカバーであり、光が入るように透明です。 それは、細胞が機械的損傷から保護されます。 傷を防ぐために硬質ガラスでできています。
• 非反射層-シリコンはほとんどの太陽光を反射できます。 したがって、この層はこれに対抗し、光子の最大吸収を保証するために使用されます。 つまり、吸収を最大化するのに役立ちます。
• 連絡先グリッド-このレイヤーでは、セルの上部から下部につながるすべての連絡先が接続されています。 接点は、充電コントローラー、コンバイナーボックス、バッテリーストレージ、グリッドシステムなどのパネルの外部部品まで延びています。
• * PおよびNシリコンプレート*-この層は、実際にはNドープシリコン層とPドープシリコン層の2つの層の組み合わせです。 この層は、ソーラーパネルにその色を与えます。
• バックプレート-これは、結晶太陽電池パネルを支持するための硬質層です。 時には、柔軟な合成繊維が薄膜タイプのパネルに使用されることがあります。

アルミニウムフレームは、パネルを組み立て、耐候性にするために使用されます。 利点は-

• フレームは、屋根などの表面にパネルを取り付ける手段を提供します。
• フレームは、嵐などの極端な気象条件からパネルを保護するのに十分にタイトです。

太陽電池パネルは、埃の粒子が上に乗らないように常に注意を払う必要があります。 設置プロセス中、パネルは最大の光を受け取る角度で固定する必要があります。 無駄を避けるために、直接使用しない場合は、比例バッテリーを設置する必要があります。

太陽エネルギー-セル効率

効率とは、電力入力と電力出力の比率を指します。 太陽光発電の場合、効率とは、セルに入射する太陽エネルギーに対する電力に関する出力の比率です。

ここで、出力電力、p〜m〜=回路の電圧（v）*電流（I）（最大値）。

そして、入力電力P〜i〜=入射エネルギーG（Wm ^ -2 ^）*セルの表面積、A（m ^ 2 ^）。

したがって、効率は次のように計算されます-

\ eta \：= \：\ frac \ {P _ \ {m}} \ {G \：\ times \：A _ \ {c}}

ここで、P〜m〜は回路の最大電力でなければなりません。 これは、開回路の電圧（V〜oc〜）と短絡の電流（I〜sc〜）および曲線因子（FF）を使用して取得されます。

P _ \ {max} \：= \：V _ \ {OC} I _ \ {SC} FF

これらの測定値は、標準的な条件で測定する必要があります。 25°C、空気質量1.5gm ^ -3 ^、入射エネルギー、G 1000Wm ^ -2 ^。

太陽電池の出力に影響を与える要因は次のとおりです-

• 入射光の波長
• 電子と正孔の再結合
• 電気抵抗
• 温度
• フィルファクター
• 材料の反射率

したがって、電力を最大化するには、セルをより大きく満たすように構成する必要があります。 利用される表面積。 太陽電池の位置も、2つの理由で出力を決定します。 まず、角度はセルでの反射レベルを決定し、次に位置は午前9時から午後3時までの日射量を決定します。 効率を最大にするには、セルの影を避けることが重要です。

太陽エネルギー-太陽光発電の種類

太陽光発電技術は2つの技術を利用しています。結晶形およびアモルファスシリコン。 アモルファスはまだ新しい探査であり、最適なパフォーマンスを達成するために時間がかかる場合があります。

結晶細胞

結晶シリコン技術は、2種類の太陽電池を提供します-

• 単結晶セル-単結晶太陽電池は、アレイ内のすべてのウェーハを生産するために切り取られた単結晶シリンダーから構成されています。 ウェーハの形状は円形ですが、水晶ユーティリティの目的で他の形状のバリエーションにカットされることもあります。 均一な青色が特徴です。 他の機能が含まれます-
• 現在利用可能なすべてのPVテクノロジーの中で、比較的高い効率。
• 純粋に同じ結晶から開発されているため、最も高価なセル。
• セルは剛体であり、しっかりと配置され、剛体のバッキングに取り付けられている必要があります。
• 多結晶セル-これらは麦芽結晶セルとも呼ばれ、シリコンを四角い型に流し込んで作られます。 次に、得られたキャストは、いくつかの正方形のウェーハに切断されます。 正方形のブロックは、青色のバリエーションの配列で構成されるいくつかの結晶で構成されています。 これは、現在市場にあるいくつかのソーラーパネルの宝石のようなきらびやかな表面の背後にある技術です。 多結晶セルには、以下を含む明確な特徴があります-
• 単結晶セルに比べてわずかに効率が低下します。
• 単結晶よりも安い。
• 材料の無駄が少ない（精製シリコン）。
• 同じ仕様のソーラーパネルを考えると、多結晶パネルは単結晶パネルよりもわずかに幅が広くなります。

アモルファス細胞

• 薄膜PV *-アモルファスフォームのシリコンを使用して太陽電池を作ることは、結晶フォームの課題を抑えるために専門家がまだ研究している新しい技術です。 この技術の特徴が含まれます-

• 彼らは両方の結晶形よりもはるかに安いです。
• 彼らは柔軟です。 したがって、この機能を最大限に活用するには、可動マウントが必要です。 ただし、表面の形状は、安全のためにパネルに対応する必要があります。
• セルの脱落による電力損失の影響を受けにくい。 さらに、薄暗い環境ではより強力です。
• 耐久性が低い。 特に安定性が得られる前の最初の1か月は、発電量が徐々に低下します。
• 電力生産の効率が最も低いため、より大きなスペースをカバー
• この新しい技術により、パネルを窓ガラスや曲面に取り付けることができます。

太陽光発電回路のプロパティ

太陽電池の等価回路は以下のとおりです-

太陽光発電回路

得られた電流、I〜ph〜=セルの面積*光の強度、H *応答係数、ξ。

与えられた、導体による抵抗による損失= R〜p〜

理想的でない導体による損失= R〜s〜

セルが電圧Vで電流Iを生成する場合、単一セルのIとUの関係は次のように表されます-

現在、$ I \：= \：I _ \ {ph} -I _ \ {o} [\ exp \ lgroup \ frac \ {\ lgroup U _ \ {cell} + I _ \ {cell} R _ \ {s} \ rgroup} \ {U _ \ {t}}-1 \ rgroup]-\ frac \ {\ lgroup U _ \ {cell} + I _ \ {cell} R _ \ {s} \ rgroup} \ {R _ \ {p}} $

熱電圧は$ U _ \ {t} \：= \：\ frac \ {qkT} \ {e} $で与えられます

温度はケルビン単位で、K = 1.38 ^ -23 ^（ボーマンの定数）、e = 1.602e ^ -19 ^。

最大のIとUを取得すると、最大の電力を得ることができます。

I〜max〜は、V = 0の場合に取得されます。 I = 0のときにV〜max〜が得られている間に短絡 開回路。

注-並列のセルでは電流が加算され、直列のセルでは電圧が加算されます。

地熱エネルギー-はじめに

地熱エネルギーとは、地球の形成を通じて何百万年もの間地中に蓄積される熱エネルギーを指します。 それは、地殻の下に存在する未利用の熱エネルギーの豊富な貯蔵を利用します。

• 地熱エネルギー*はサイト固有ですが、特に直接加熱に使用する場合は非常に安価です。 非常に高温で地下で発生するため、このソースからの電力を推定することは困難です。

地球の地殻には、数百万年にわたって蓄積された膨大な熱（熱）エネルギーがあります。 地殻と表面の間には大きな温度差があります。 温度差は、*地熱勾配*として知られています。 このエネルギーは岩を溶かすのに十分です。 マグマと呼ばれる溶融岩は、火山として地表の割れ目から噴出することがあります。 地熱エネルギーは電力に変換されます。

地熱エネルギー

高温の地熱流体の形で地熱鉱床が存在することは、良い場所の兆候です。 この場所には、水の注入を可能にする浅い帯水層が必要です。 固有の地熱製品は約300o Fである必要があります。

地熱エネルギーの利点

主な利点は次のとおりです-

• 熱は豊富な地下貯留層から得られるため、燃料は燃えません。 再生可能エネルギー源は、化石燃料が不足するリスクを解決できます。
• 排出がなく、10％の二酸化炭素を生成します。これは、植物が消費する量と比較するとごくわずかです。
• 他の再生可能エネルギー源（太陽光、風力、水）とは異なり、年間を通じて利用可能かどうか、また常に利用可能かどうかには影響されません。
• 地熱エネルギーは、特に温室の熱源として直接使用する場合は特に安価です。

地熱エネルギーの唯一の不利な点は、腐った卵の匂いが特徴的な硫化水素の放出です。

拡張地熱源（EGS）

一部の地熱源では、地熱鉱床を含む井戸に水が注入されます。 これらの堆積物の中では、水は過熱され、したがって蒸気に変わります。 水は非常に高い圧力の下でポンプで汲み上げられ、岩の割れ目を消費します。

低温の地熱エネルギーは、熱として直接利用されます。 温室には温度調節器としてこのエネルギーが供給されます。 この手法は、漁業や鉱物の回収にも使用されます。

地熱エネルギー-エネルギー抽出

原理は、水を蒸気に加熱することで熱エネルギーを使用することです。 地熱エネルギーは、地殻の下の高温を利用しています。 高温の蒸気または水は流体を加熱し、次に流体が膨張してタービンを回転させて発電します。

電気

利用される3つの形式があります。 彼らは次のとおりです-

乾式蒸気発電所

基本的に、乾式蒸気ステーションは、地層から流出する蒸気を利用して、タービンを回転させて電気を生成する二次流体を加熱します。 蒸気は、地熱プラント内の流体を膨張させるのに十分な高温の150度までの温度で発生します。 これは、地熱電気の最も古い技術の1つです。 二次流体の膨張により、タービンを回して電気を生成するために必要な機械的エネルギーが生成されます。

フラッシュ蒸気発電所

高圧下の井戸の水は、より低い圧力の領域に引き寄せられます。 この圧力シフトは、高温で蒸気を放出する水を蒸発させます。 この蒸気は水から分離され、発電機のタービンを回す流体を加熱するために使用されます。 この圧力では、ガスは非常に高温になります。

バイナリサイクル発電所

密度によって決定される沸点の違いを利用することが、最近使用された方法です。 システムでは、水よりも沸点がはるかに低い流体が使用されます。 この方法では、温度が58度の水を使用して、低沸点の二次流体を加熱します。 水は、沸点が低いために流体を加熱して蒸発させ、タービンを回転させて発電します。

地熱エネルギー-地球物理学

地球物理学は、地球とその環境の特性を扱う科学の分野です。 それは、磁場と重力場、地球の内部特性、水循環、鉱物堆積物の形成、および太陽地球の関係の研究です。

地球物理学は、地球の地殻の下で資源を見つけ、地震などの潜在的な脅威を特定することを専門としています。 また、採掘、石油掘削、地熱鉱床に最適なサイトを特定するための定性分析も必要です。

地球物理学の枝

地球物理学のさまざまな枝は-

• 固体地球の研究-固体地球の特性は、地殻構造の研究から地震の地震解析にまで及びます。 この支部は、石油と鉱物の鉱床を研究しています。 土壌サンプルは、異常な堆積物またはテクスチャーについて分析されます。
• 水の研究-これは新鮮な水と地表下の水に関する研究です。 水の研究は、水循環と地下水面を分析する水文学者によって行われます。 海洋学とその下の海洋と地面の研究もこのカテゴリーに分類されます。
• 空気の研究-空気は地球の主要成分です。 空気の研究は、気象条件の予測に役立ち、ハリケーンなどの極端な条件から保護します。
• 生命と地球物理学-生物と地球の相互作用は重要な要素です。 油の堆積は主に腐敗物質から生じることに注意することが重要です。 地下の条件を調査して、生物の存在に対する影響を評価します。

帯水層

帯水層と呼ばれるいくつかの岩は、水が自然に流れる良い環境を提供します。 これらの岩は多孔質で、流れる水をろ過します。 帯水層は、一定の水流を提供するために井戸が掘削される最高の場所です。 良い帯水層を作る岩は、砂、花崗岩、con岩、砂岩、および砕けた石灰です。

帯水層が地下水面の下にあるため、井戸から汲み上げられた水が降水によってすぐに補充されます。 帯水層は、地球の水循環を維持する上で非常に重要です。 非多孔質の岩に囲まれた帯水層に井戸が掘削されます。 これらの岩は、水を汲み上げるのに役立つ圧力を生成します。 これらの種類の井戸は、掘り抜き井戸として知られています。

水理地質試験

水文地質学では、帯水層のいくつかのテストを利用して、特性を把握します。 これらのテストは、コントロールウェルと呼ばれる管理された環境で実施されます。

3つの主要なテストは次のとおりです-

• 揚水試験-水が抽出され、一定間隔で井戸に戻されます。 変更の結果、隣接する井戸の挙動が記録されます。 このテストは、井戸を囲む帯水層の浸透性を決定するのに役立ちます。
• スラグテスト-スラグとは、水位の迅速な変化を意味します。 このテストでは、隣接するウェルへの影響と、元のレベルを回復するのにかかる時間を測定します。 これは、湖から汲み上げるか、水を井戸に汲み上げてレベルを大幅に変えることで達成できます。
• コンスタントヘッドテスト-これは、コントロールウェルと呼ばれる実験用ウェルを使用して行われます。 制御井では、熱ドローダウンを一定のレベルに維持できます。 効果は、隣接するウェルについて記録されます。 井戸から定期的に水を汲むと、地下水面が凹むことがあります。 これにより、うつ病を引き起こし、異常な流れを引き起こすことがあります。

水力発電-はじめに

水力発電（HEP）は、今日世界中で発電に使用されている主要な再生可能エネルギー源です。 物理学の基本法則を利用します。 高圧下の落下水は、高い運動エネルギーを持っています。 HEPステーションでは、落下する水がタービンを回します。 磁気誘導により、発電機はタービンの機械的エネルギーを電気に変換します。

Hidroelectric Power

水力発電所

それは、発電機のタービンを回すために高さから落ちるダム水を使用する技術です。 機械的エネルギーは電気的な形に変換され、全国のグリッドシステムに供給されます。 次の図は、水力発電所の概要を示しています。

HEP

水力発電所の位置は、最大の効率を得るための有効な水頭を決定するために専門家によって分析されなければなりません。 油圧システムは、ゆっくりと動く水流の概念を活用するためにも使用されます。

水力の利点の1つは、発電後に水を他の用途に利用できることです。 高い水流と水頭を持つ川は、水力発電のより良い源です。

流量とは、水が1秒間に川の特定の地点を通過する速度を意味します。 ヘッドとは、斜面の上部から発電所までの垂直距離を指します。

水のポテンシャルエネルギーを高めるために、大きな水滴のあるダムが建設されています。 吸気口は、圧力が最も高い底部に配置されます。 その後、水は重力により水圧鉄管を通って流れます。 このレベルでは、タービンを回すには運動エネルギーで十分です。

消費電力の見積もり

ダムの電力は、水と頭の流れという2つの要因で推定できます。

• *流量*は、特定の時間に川の特定のセクションを通過する量を意味します。 フローはm ^ 3 ^/sで与えられます。
• Head は、水が通る垂直距離です。

理論的には、電力は上記の要因に直接比例します。

*P = Q* H *c*

どこで、

• P -予想される電力
• Q -m ^ 3 ^/sのフロー
• H -m単位
• c -定数（密度*重力）

したがって、水の密度を1000gm ^ -3 ^として、重力1.9-

*P = 1000* 1.9 *Q* H *

発電機のタービンを回して電磁誘導を引き起こすにはエネルギーが必要です。

揚水は、水がタービンを通過した後、水をリサイクルするために使用される技術です。 特に、揚水によりダム全体の効率が向上します。

水力発電所には3つの主要なコンポーネントがあります。 彼らは-

• 最初は、水頭を作成するダムです。 水はダムの底から高速で落下し、タービンを回すための運動エネルギーを提供します。
• 2番目のコンポーネントはリザーバーです。 貯水池は、ダムの背後にある水が貯蔵される場所です。 貯水池の水は、ダム構造の他の部分よりも高い位置にあります。 貯水池内の水の高さは、その水が持つ潜在的エネルギーの量を決定します。 水の高さが高いほど、そのポテンシャルエネルギーは大きくなります。
• 3番目のコンポーネントは、電気が生成され、グリッドに接続される発電所です。

小規模インストールのリソース評価

ミニ水力発電所を設置する前に、利用できる近くのリソースを特定することが重要です。 かなり一定したフロー（m ^ 3 ^/s）の良いストリームは、活用する価値のあるリソースです。

流れの良い川は、水の速度を利用して水車を回すことができます。 山や丘の斜面は水力発電に最適です。 前に述べたように、おおよその出力を決定するには、川の水位と流量の両方を考慮する必要があります。

パラメータを知って、おおよその電力は次のように決定されます-

頭のフィート*メートルあたりのガロン単位のフロー/10 =ワット単位の電力

ヘッドには、均一な川のための圧力の単位もあります。

ホースチューブ法

この技術は、水中タービンの低流域での水頭の決定に使用されます。

ホースチューブ法の要件には、柔軟な配管（庭用馬が望ましい）、漏斗、および測定材料が含まれます。 川は、人が通り抜けるのに十分な浅さでなければなりません（開始する前に川の深さを確認してください）。 ホースチューブメソッドのインストール手順を以下に説明します。

最初に、ストリームが傾斜し始めるポイントからホースを伸ばします。 第二に、水の流れが止まるまでホースの端を持ち上げます。 垂直距離を取り、優先サイトに到達するまで他のセクションで同じことを繰り返します。 次の図は、各セクションのさまざまなヘッドを示しています。

頭の決定

ホース法

フローを決定する

国内の水力発電のための通常の流れの流れは、次の2つの方法によって決定することができます-

• フロート方式-この手法では、測定された重量のフロートがストリームの偶数部分で解放され、測定距離をカバーするのにかかった時間が記録されます。 メートル単位の距離は、速度を取得するのにかかった時間で割られます。 フロートが地面に触れないように注意してください。 ストリームベッドに触れるほど重すぎる場合は、小さいフロートを選択できます。
• バケット方式-これは、ストリームをき止めて、バケットに流用することで実現されます。 その後、満たすのにかかるレートが記録されます。 これは、ガロン/秒で行われます。 より正確にするために、標準的な尺度でバケットを使用します。

水力発電-タービンの種類

タービンには、インパルスタービンとリアクションタービンの2つの大まかな分類があります。 タービンの選択は、ヘッドと流量に依存します。 考慮すべきその他の要因は、深さ、コスト、および必要な効率です。

インパルスタービン

インパルスタービンでは、水の速度がタービンホイールのバケットに当たり、機械的エネルギーを生成します。 ホイールを回した後、タービンの底から水が流れ出します。

インパルスタービンでは、水の速度がタービンホイールのバケットに当たり、機械的エネルギーを生成します。 ホイールを回した後、タービンの底から水が流れ出します。

インパルスタービン

インパルスタービンの種類

インパルスタービンには2つのタイプがあります-

• ペルトンホイール-このタイプのホイールには、通気された空間に水を導くジェットがあります。 水がランナーのバケツに落ち、回転の瞬間を引き起こします。 このホイールにはドラフトチューブは必要ありません。 ターゴホイールと呼ばれるバリエーションが開発されました。これは、エッジに囲まれたファンブレードのように見えます。 水は単にファンを通って回転します。 高揚程と低流量用に設計されています。
• クロスフロー-ホイールは、細長いノズルと長方形の形状のドラム状のセクションを持っています。 開口部ガイド羽根はランナーに水を直接送ります。 水は入ったり出たりするときに、ブレードを2回流れます。

反応タービン

反応タービンでは、ランナーは流れの中心に位置するため、圧力と移動する水の影響の両方から動力が発生します。 これらは、主に高流量で低水頭に適しています。 水は一度に個々のブレードではなく、すべてのブレードに当たります。

反応タービン

反応タービンには3つのタイプがあります-

• *プロペラタービン*には、3〜6枚のブレードを持つランナーがあります。 ランナーのバランスを取るために、水は常に一定の圧力ですべてのブレードに当たります。 プロペラタービンには、電球、カプラン、チューブ、ストラフロなどのバリエーションがあります。
• * Francisタービン*は、9個以上の固定バケットを持つランナーを使用します。 一定の回転運動を作り出すために、水はタービンのすぐ上を流れることができます。
• 自由落下*タービンは、ほとんどのタービンで使用されるポテンシャルエネルギーではなく、水中の運動エネルギーを利用します。 それが、これらが一般に *kinetic タービンとして知られている理由です。 彼らは小川や川の自然な設定の下で動作します。 彼らはまた、海の潮で動作する場合があります。

水力発電-水力発電システム

一定の水流がある場合、水力発電は国内消費に利用できます。 ほとんどの場合、流れと落下は、従来のタービンを回すのに十分な電力を提供しません。 この問題を解決するために、今日、マイクロ水力システムと呼ばれる小さなシステムが市場で入手可能です。 システムは、川や小川に設置された小型発電機で構成され、インパルスタービンで稼働します。 実際、ほとんどがペルトンホイールを使用しています。

水力発電所のコンポーネント

以下は、マイクロ水力発電所の主要なコンポーネントです-

• 吸気-発電機の位置は吸気の近くでなければなりません。 これは、水をせき止めて必要な水頭を確立し、圧力を上げることで達成できます。
• ペンストック-それは、摂取量から重力落下の領域です。 マイクロ水力発電プロジェクトでは、タービンの吸気口からランナーまでのパイプが使用されます。
• タービン-使用するタービンのタイプは、ストリームのサイズと必要な出力に依存します。 ほとんどの小さな水力発電では、ペルトンホイールが効率的です。 低水頭の場合、水中反応タービンを使用できます。この場合、水圧によりブレードが回転します。
• コントロール-コントロールは、バッテリーの過充電を防ぎます。 過剰な電力をダンプ負荷に分散することにより、これを調整します。
• ダンプ負荷-これは、バッテリーが完全に再充電されたときに使用される代替の高抵抗の目的地です。 彼らは、給湯器や空調システムを含めることができます。
• バッテリー-マイクロハイドロシステムは、従来のACシステムのような大きな電力を生成しません。 多くの電力ニーズにそれを利用するためには、エネルギーの蓄積が必要です。 バッテリーは、必要な量の電力を保存する手段を提供します。 また、システム供給の停止時にエネルギーを供給します。
• 測定-これは、電源に対する電力使用量を監視するために重要です。 これは、重要なシステム特性の理解と障害の特定に役立つ場合があります。
• 切断-電気配線システムでは、過剰な電力供給に対するガードが必要です。 水力供給に接続されたガジェットの損傷を防ぐために、回路ブレーカーガジェットを主電源に取り付ける必要があります。

水力発電-油圧ラムポンプ

油圧ラムポンプは、物理学の基本法則の下で機能し、重力に逆らって水を揚力源の高さよりも高く持ち上げます。 このポンプは、燃料の燃焼などの外部エネルギー供給なしで動作します。 唯一のエネルギーは、汲み上げられる水の運動エネルギーです。 ヘッドが大きいほど、ポンプ距離は長くなります。

使い方？

ラムポンプの仕組みを理解するには、水撃原理の知識が重要です。

流体ハンマー-流体ハンマー効果は、流体（この場合は水）が強制的に停止されるか、その方向が突然変わると発生します。 圧力ショックが発生し、波が流体源に戻って伝導されます。 これは、タイヤとパイプが破裂または崩壊する危険な現象である可能性があります。

フルイドハンマー

• 水は、ヘッドからの運動エネルギーとともに入口（5）からポンプに流れ込み、バルブ（6）を閉じます。
• 6が閉じ、3が最初に閉じた状態で、水は水撃音を発し、パイプ内の圧力を高め、バルブ（3）を開いて水を出口（1）に送ります。
• 流れは丘を上がっているので、水はゆっくりと流れ、3を閉じてすぐに再び戻ります。
• ウォーターハンマーが蓄積し、パイプを介して複製し、吸引力を生成して廃棄バルブ6を開きます。

このプロセスは、毎回圧力が高まりながら繰り返されます。

ラベル2は、空気を含む圧力コントローラーです。 6近くになり水が3を通過するたびに衝撃を緩和します 破裂につながる可能性のある衝撃から配管を保護し、ポンプ効果を支援します。 ラムの効率は60〜80％です。 これは、汲み上げられる水の垂直高さに依存するため、汲み上げられる水の比率を直接反映していません。 言い換えれば、これは水撃効果からのエネルギーに対するポンピング効果の効率です。

解決された例1

85％の効率で評価されたタービンの推定出力を計算します。 川の流れは毎秒80立方メートルで、取水口は発電機のタービンの位置から147メートルのところにあります。

*_ソリューション_* -

電力は、W =効率*ヘッド*流量*密度*重力で与えられます

水の特定の密度をSI単位に変換すると、1000kgm ^ -3 ^になります

式の値を代入する-

P = 0.85 1000 80 9.81 147

P = 97メガワット

解決された例2

特定の日に受け取った実際の電力が1,440,000kWhだったとすると、発電機の効率を計算します。 重力を9.81 ms ^ -2 ^と仮定します。 水の比重1 gcm ^ -3 ^。

*_ソリューション_* -

与えられた：1日の供給= 288000 kWh

電力= 1440000/24

60mW

効率=電源/予想電力 *100

60/97* 100

システムの効率は66.67％です。

風力エネルギー-はじめに

古代では、風が船の帆を動かすのに使用されました。 この章では、風力エネルギーを使用して電気を生成する方法について説明します。

• タービン*は、風の運動エネルギーを有用な機械的エネルギーに変換します。 このエネルギーは、機械的な形で使用したり、発電機のタービンを回して電力を供給したりできます。 水力発電システムと同様に、風力エネルギーは、風の運動エネルギーを機械エネルギーに変換することで利用されます。

風力タービンは、水平軸風力タービンと垂直軸風力タービンの2つのタイプに大きく分類されます。 風力タービンが設置された広い地域、つまり風力発電所は今日ますます出現しています。

風力エネルギー

風の特徴

風には一般的な特徴がありますが、他の特徴は現場により固有のものです。 サイト固有の特性には、次のものが含まれます-

• 平均風速-これは、分布を与えるものではありませんが、年間風力発電量を推定します。
• 風速分布-年間、日中、季節の特性という3つの側面があります。 サイトを選択する際には、風速の変動と広がりを理解することが必要です。
• 乱流-これは予測不可能なパターンでの風の混oticとした動きです。 乱流は、ブレードのエネルギー生成と疲労に影響を与える風の動きの特性が絶えず変化するために発生します。
• 長期変動-不規則な風は予測できないエネルギー供給を引き起こします。 風力タービンを設置する前に、一定の風の流れについて面積を調べる必要があります。
• 風向の分布-これは、特に水平軸タイプの場合、ブレードの位置決めにおいてより重要です。
• 風のせん断-せん断は、風速、速度、または最大速度が発生する高さの変化です。

風速パターン

風のパターンは重要であり、多くの場合、*風のスペクトル*を使用して分析されます。 風のスペクトルの高い値は、指定された時間間隔での風速の大きな変化を表します。 グラフで表される場合、ピークは時間とともに発生する乱流を表します。

風速分布

3つの分布があります-

• 日中-日中と夜間の温度差が原因。
• うつ病-沿岸地域に沿って4日間隔で発生します。
• 年次-分布は緯度に依存します。

風力エネルギー-基本理論

風力エネルギーを理解するために、質量保存とエネルギー保存の理論に同意します。 以下に示すダクトは、タービンのブレードに出入りする風を表すと想定されています。

風

速度V〜a〜は、V〜1〜とV〜2〜の平均であると想定されます。 チューブの口での運動エネルギーは次のように与えられます-

KE = 1/2 mV ^ 2 ^

変化したエネルギーのKE = 1/2 mV〜1〜^ 2 ^-1/2 mV〜2〜^ 2 ^

1/2 m（V〜1〜^ 2 ^-V〜2〜 2 ^）

m = p.A.V〜a〜でKEが変化するため、Pk = 1/2 p.A.V〜a〜（V〜1〜^ 2 ^-V〜2〜 2 ^）

さらに簡素化すると、推定風力エネルギーは次のように与えられます-

KE、pk = 0.5925 * 1/2pAV〜1〜^ 3 ^

ブレード要素理論

ブレード要素理論では、風力タービンブレードの特定の部分の流れが隣接する部分に影響を与えないと想定しています。 ブレード上のこの区画は、環と呼ばれます。 運動量は、*年輪*ごとに計算されます。 結果として得られる値はすべて合計され、ブレード、したがってプロペラ全体を表します。

各環では、均等に分布した速度が誘導されたと想定されます。

動的マッチング

動的流入モデルは、ブレード要素と運動量理論による推定を改善するために組み込まれました。 基本的な流れ理論の概念は、ブレードの乱流の影響を推定するのに役立ちます。 掃引領域には動的な状態が与えられ、推定平均速度の導出に役立ちます。

BEM理論は定常風でのみ推定値を与えますが、乱流が発生しなければならないことは明らかです。 ただし、これは基本的な動的流入モデルによって説明され、より現実的な推定値を提供します。

特に水平軸タイプで生成される風力エネルギーは、先端速度、使用されるブレードの総数、および翼のある側面の揚抗比の積であることが知られています。 平衡状態の新しい定常状態への再調整は、*動的流入法（DIM）*によって十分に説明されています。

動的流入方法

DIMは動的後流理論としても知られ、通常は安定していない誘導流に基づいています。 動的な流れへの影響を考慮して、ローターに垂直な流入を計算します。

これは単に、後流効果、または単にブレードの回転によって引き起こされるローターと垂直に整列した空気の速度を考慮に入れます。 ただし、接線速度は安定していると仮定しています。 これは「後流効果」と呼ばれ、その抵抗により風力タービンの効率が低下します。

発電

風の運動エネルギーは、風力タービンによって電気に変換されます。 彼らは風向を検出するために、センサーなどの固有の技術とともに、風車で使用される古代の概念を使用します。 一部の風力タービンは、強風の場合にローターとブレードを損傷から保護するために停止するブレーキシステムを備えています。

ブレードを発電機に適した速度に加速するために、ローターシャフトに接続されたギアがあります。 発電機の内部では、電磁誘導（機械的エネルギーから電気への基本的な変換方法）が発生します。 シャフトは、電線コイルに対して円筒磁石を回転させます。

風力発電所のタービンからのすべての電気は、グリッドシステムに同化され、高電圧に変換されます。 これは、実際には、グリッドシステムで電気を伝送する従来の手法です。

これは幅の広いブレードから生じるノイズによって決定される必要がありますが、大きな表面の先端のブレードが必要です。 風力発電所には最大100台の発電機が搭載されている場合があり、騒音が大きくなります。

風力エネルギー-風力タービンの種類

風力タービンには大きく2つの分類があります-

• 水平軸風力タービン（HAWT）
• 垂直軸風力タービン（VAWT）

この2種類の風力タービンについて少し詳しく説明します。

水平軸風力タービン

水平軸

これらは風車のようなタービンで、シャフトの上部が風の方向を向いています。 それらは風に向けられなければならないので、より小さなタービンは構造に取り付けられた風向計によって導かれます。 大型のタービンには、タービンを回すためのサーボ付きの風センサーがあります。

また、低速回転を加速して発電機タービンに十分な強度を持たせるために、ギアボックスが装備されています。 ブレードは、風の回転モーメントによる破損や曲がりを避けるのに十分な硬さです。

このタイプはタワーに取り付けられています。したがって、彼らは高速風を経験します。 スイープ領域を減らすためにわずかに曲げられています。 掃引面積が小さいと抵抗が減少し、疲労や故障の原因となる可能性があります。

垂直軸風力タービン

垂直軸

メインルートは垂直シャフトに取り付けられています。 これにより、水平風力タービンに関連する困難が解消されます。 サブタイプが含まれます-

ダリウス風力タービン

これはエッグビータータービンとも呼ばれ、巨大なエッグビーターに似ています。 効率的ですが、停止時間が長くなる可能性があり、そのため信頼性が低下します。 堅牢性（ローター領域に対するブレード領域）を改善するには、3つ以上のブレードを使用する必要があります。

Savonious Wind Turbine

これらのタイプは、ダリウスタービンよりも高い信頼性を持っています。 問題は、タワーの上にマウントできないことです。 したがって、彼らは乱流と不規則な風のパターンにさらされています。 それらはドラッグタイプのタービンであるため、HAWTと比較すると効率が劣ります。 利点は、極端な乱流に耐えることができることです。

ほとんどのVAWTは自己起動できず、外部エネルギーを必要とするため、衝撃を与えます。 最適なパフォーマンスを得るには、VAWTを屋上に取り付ける必要があります。 屋根は風をブレードに導きます。

バイオエネルギー-はじめに

• バイオマス*とは、生物と最近死んだ生物を意味します。 すでに化石燃料に変換されている生物は含まれません。 エネルギー生成では、燃焼によってエネルギーを生成するために利用される廃棄物プラントを指します。

バイオ燃料への変換方法は多数あり、主に*化学、熱*および*生化学*に分類されます。 これは最も古く、最も広く普及している再生可能エネルギー源です。 さまざまな変換方法があります。

直接燃焼*は伝統的に木材燃料を使用して行われていました。 *熱分解（木炭の製造プロセス）、発酵、嫌気性消化などの高度なプロセスにより、これらのソースはより濃厚で輸送しやすいオイルやエタノールなどの形態に変換されます。 石炭は熱分解プロセスの産物であり、酸素の非存在下で燃焼させることで物質を強化します。

バイオエネルギー

• バイオ燃料*は、バイオマス由来の燃料を指す用語です。 前述のように、バイオマスは生と死の両方の有機物であり、植物から有機廃棄物までさまざまです。 ほとんどの場合、石油や砂糖が豊富なバイオマスはエネルギー生産に最適です。

「バイオエネルギー」という用語は、生きているか死んでいる生物から得られるエネルギーを指します。 これには化石燃料は含まれません。 バイオ燃料は、発生源または世代別に分類できます。

発生源によるバイオ燃料の分類

• 木材燃料-木、低木、または低木に由来。 木材燃料の例には、木炭と木材が含まれます。
• アグロ燃料-枯れた作物などの農産物のバイオマスまたは穀物などの他の植物の部分から得られます。 農業燃料は主に砂糖と油料作物から得られます。
• 市の副産物-主要な町から収集された廃棄物に由来。 一般廃棄物には2つのカテゴリがあります。 固形廃棄物バイオ燃料は、産業または商業施設からの固形廃棄物の直接燃焼から得られます。 液体/ガス廃棄物のバイオ燃料は、収集された廃棄物の発酵から得られます。

発電によるバイオ燃料の分類

• 第一世代-エンジンで燃焼するために油に圧搾された砂糖植物油および動物性脂肪から処理されるか、同じ目的で発酵およびエタノールに処理されます。 最終製品は、オイル、バイオディーゼル、アルコール、合成ガス、固体バイオ燃料、バイオガスです。
• 第二世代-セルロースおよび廃棄物（非食品）由来。 この廃棄物は、作物と木材の茎、バイオ水素、バイオアルコール、ジメチルホルムアミドDMF、木材ディーゼル、混合アルコール、およびバイオジメチルエーテルDMEに由来します。
• 第3世代-藻類で発見され、低コストで高エネルギーを生産すると考えられています。 藻類からのエネルギーは、オイルゲーとして知られています。

バイオエネルギー-バイオマス生産

有機材料は、バイオエネルギーとして知られる使用可能な形に変換されます。 エネルギー生産のプロセスで使用される材料は、原料と呼ばれます。

バイオマスをよりよく理解するために、最初にさまざまなソースを調べます。

バイオマス生産とは、有機物の量の増加を指します。 これは、特定の地域または人口に有機物が追加されることです。 バイオマスは、植物や動物が成長するにつれて補充されるため、再生可能エネルギーと見なされます。

生産には2つの形態があります-

• *一次生産*とは、光合成による植物によるエネルギーの生成を指します。 生成された余剰エネルギーは保存され、生態系の総バイオマスになります。 一次生産は、特定の年の総森林面積から推定できます。
• *二次生産*は、有機体が生体組織に吸収されることです。 動物による摂取、すなわち 他の動物または植物のいずれかでの給餌。 また、微生物による有機物の分解も伴います。 二次生産は、年間の総肉生産量として推定できます。

バイオマスは、特定の環境で生きている生物と死んでいる生物の質量として測定できますが、生産量を推定するのは困難です。 追加のバイオマスの一部は自然のプロセスによって置き換えられた可能性がありますが、それは体積の増加としてのみ推定できます。

熱の直接燃焼

熱の直接燃焼は、初期文明以来、バイオマスをエネルギーに変換する最も古い方法です。 熱化学変換（燃焼）は、さまざまな原料を使用してさまざまな方法で実現できます。

スタンドアロン燃焼

バイオマスベースの発電機は、植物油に由来するディーゼルを使用してディーゼル発電機に燃料を供給します。 発電機は有機ディーゼルを燃焼させてエネルギーを生成し、電気を生成します。

• 熱および発電所の組み合わせは、電気と有用な熱エネルギーを同時に生成することが知られています。 セラミック産業は、粘土タイルなどの製品の乾燥に熱を利用します。
• 一部の発電所では、バイオマスを使用して水を加熱し、発電用の蒸気を生成しています。 バイオマスは、水を沸騰させるのに十分な熱を生成するために燃やされます。
• 都市固形廃棄物プラントは、固形廃棄物を燃やして発電します。 固形廃棄物には、プラスチックや合成繊維からの有毒ガスがほとんど含まれているため、このタイプは批判を受けやすいです。

バイオマス共燃焼

スタンドアロンの燃焼とは別に、バイオマスは他の化石燃料と混合し、燃やしてエネルギーを生成することができます。 これは、同時焼成と呼ばれます。

• バイオマスは石炭として直接燃やすことができます。 これは直接燃焼と呼ばれます。
• その他の場合、バイオマスは最初にガスに処理され、次に合成ガスに変換されます。
• 3番目のケースは、化石燃料を別の炉で燃焼させ、生成されたエネルギーを使用して蒸気発電所で水を予熱する場合です。

燃焼の種類

燃焼のさまざまな種類は-

• 固定床燃焼-これは、最初に固体バイオマスを小片に切断し、次に平らな固定面で燃焼させる方法です。
• 移動床の燃焼-この方法では、火格子は灰を残したまま、常に均等に移動するように設定されています。 燃料は燃焼レベルで燃えます。
• 流動床燃焼-燃料は砂と混合した高圧下で沸騰します。 砂は熱を均等に分散するのに役立ちます。
• バーナー燃焼-この方法では、木粉と細かい粉塵が液体燃料と同様のバーナーに入れられます。
• ロータリー炉燃焼-キルン炉は、水分含有量の高い有機物を燃焼させるために使用されます。 食物残渣や他の湿った農場廃棄物などの廃棄物は、この方法で燃やされます。

熱分解

• 熱分解*は、完全な燃焼を引き起こす可能性がある、酸素なしで非常に高い温度で燃焼することによるバイオ燃料の処理の別の形態です。 これは、不可逆的な物理的および化学的変化を引き起こします。 酸化またはハロゲン化プロセスがないため、燃焼、共燃焼、またはガスへの変換に使用できる非常に高密度のバイオ燃料が得られます。

• *遅い熱分解*は約400oCで起こります。 それは固体炭を作るプロセスです。
• *高速熱分解*は450oC〜600oCで発生し、有機ガス、熱分解蒸気、および木炭が生成されます。 蒸気は、凝縮によってバイオオイルとして液体の形に処理されます。 これは、さらなる反応を防ぐために1秒以内に行わなければなりません。 結果として得られる液体は、木質バイオマスよりも濃い茶色の液体であり、エネルギーの点で同等の含有量を持っています。

バイオオイルには多くの利点があります。 輸送、燃焼、保管が簡単です。 多くの種類の原料を熱分解により処理して、バイオオイルを生成できます。

以下の図は、熱分解を通じてエネルギーをバイオ燃料から使用可能な形に変換するプロセスを説明しています。

熱分解

アルコール発酵

アルコール発酵は、糖をセルロースに変換するプロセスです。 このプロセスでは、副産物としてエタノールと二酸化炭素が生成されます。 このプロセスは酸素の非存在下で行われるため、嫌気性と見なされます。 パンを焼いてアルコール飲料を製造することとは別に、このプロセスはアルコール燃料を生産します。 アルコール発酵の化学式は次のように与えられます-

$ C _ \ {6} H _ \ {12} O _ \ {6} + yeast \ longrightarrow \：2C _ \ {2} H _ \ {5} OH + 2CO _ \ {2} $

サトウキビは、特に乾燥環境におけるこのプロセスの主な原料です。 トウモロコシや砂糖のビットは、温帯地域で使用されます。

製品の応用

製品には、次のアプリケーションがあります-

• *アセトン*は、食品添加物の製造、接着剤の溶解、塗料の薄化、グリース除去剤、および化粧品に使用される製品です。
• *水素*は、電力業界で冷却剤として使用されています。 また、エネルギー生産用の水素電池でも使用されています。
• *ブタノール*はエタノールよりも優れた燃料を提供します。 また、塗料、化粧品、樹脂、染料、ポリマー抽出物、合成繊維の製造の原料としても使用されます。
• *エタノール*は、燃料、塗料成分、防腐剤の添加剤として使用されます。 アルコール飲料にも使用されています。

バイオガスの嫌気性消化

• 嫌気性消化*は、酸素の不在下で有機物を分解してバイオガスを生成する生物学的プロセスです。 酸生成細菌やアセトゲンなどの微生物は、生分解性物質をバイオガスに変換します。 エネルギー源であるだけでなく、廃棄物の堆積方法および環境保全技術でもあります。

二酸化炭素とメタンを生成するこの変換の主な方程式は次のとおりです-

$ C _ \ {6} H _ \ {12} O _ \ {6} \ longrightarrow \：3CO _ \ {2} + 3CH _ \ {4} $

ステップバイステップのプロセスは以下に説明されています-

• *ステップ1 *-変換のために有機物をかなりの分子に分解します。 このプロセスは加水分解として知られています。
• *ステップ2 *-アシドゲンは分解された物質に作用し、アンモニア、CO2、硫化水素とともに揮発性脂肪酸（VFA）に変換します。 このプロセスは酸生成と呼ばれます。
• *ステップ3 *-VFAはさらに酢酸、二酸化炭素、水素に分解されます。
• *ステップ4 *-最終段階では、上記の排出物を組み合わせて、メタノール、二酸化炭素、および水を生成します。

嫌気性消化