Основной тенденцией последних лет в энергообеспечении потребителей, находящихся вдали от централизованных систем газоснабжения, является широкое применение децентрализованных систем, использующих пропан-бутановые смеси сжиженного углеводородного газа на нужды основного или резервного газоснабжения. Системы автономного энергоснабжения потребляют сжиженный углеводородный газ, с принудительным переводом его из жидкого состояния в газообразное, применением специализированных промышленных электрических испарителей, характеризующихся значительной материалоемкостью. В этой связи целью данной работы является разработка новой конструкции промышленного электрического испарителя с минимальной материалоемкостью. В целях повышения эффективности разработки новых ресурсоэнергосберегающих ПЭИ предлагается универсальный метод, который опирается на системный подход при разработке сложных технических устройств с заранее установленными требованиями, базирующийся на методических разработках по созданию новых технических моделей и конструкций. При системном подходе к созданию ресурсосберегающего испарителя сжиженного углеводородного газа в статье предлагается определенный алгоритм действий, позволяющий установить минимально допустимые значения управляющих параметров, что позволит создать модель промышленного электрического испарителя с минимальной материалоемкостью. В результате создана модель, на основе которой разработана конструкция промышленного электрического испарителя сжиженных углеводородных газов, отличающаяся минимальными показателями материалоемкости и высокой эффективностью теплообмена. Использование системного подхода в процессе разработки новых устройств существенно снижает вероятность негативных последствий при реализации инвестиционных проектов, сопряженных с высоким уровнем рисков, что, в свою очередь, способствует увеличению надежности капитальных вложений в новые технические устройства, особенно в условиях венчурного финансирования.
В работе предложена гипотеза, предполагающая, что сокращение облачности в настоящее время обусловливается уменьшением потока воздуха и растворенных в нем водяных паров через слой парниковых газов вследствие увеличения их температуры на 1,1 °С в связи с потеплением. Увеличение температуры парниковых газов в настоящее время приводит к повышению их кинематической вязкости и аэродинамических потерь, по сравнению с доиндустриальным периодом (1959 год). Целью работы является разработка механизма уменьшения облачности, связанного с повышением температуры парникового газа в атмосфере Земли и потеплением климата. Получено выражение по оценке аэродинамических потерь, из которого следует, что значение объемного расхода воздуха с растворенными в нем водяными парами при его течении в среде парникового газа уменьшается при увеличении температуры атмосферы в результате потепления климата. Следствием этого является уменьшение облачности на всех высотных отметках. Повышение температуры атмосферы в будущем периоде времени приведет к еще большему снижению потока воздуха и растворенных в нем водяных паров и, как следствие, к уменьшению облачности на всех высотных отметках и ускорению темпа потепления климата.
Работа посвящена исследованию текущего состояния и перспектив развития фотосолнечных электростанций, учитывая отечественные и иностранный опыт эксплуатации. Представлены ключевые принципы функционирования трех типов фотосолнечных электростанций. Определен основной тренд применения объектов гелиоэнергетики на изолированных территориях в виде автономных гибридных энергетических комплексов. Сущность данных комплексов заключается в комбинировании дизельных и фотосолнечных электростанций, имеющих высокую степень автоматизации технологических процессов. Представлен мировой перечень крупнейших фотосолнечных электростанций по установленной мощности до 2245 МВт. Приведен обзор отечественных предприятий по производству фотоэлектрического оборудования и строительству объектов гелиоэнергетики. Идентифицированы шесть направлений развития гелиоэнергетической отрасли: повышение энергоэффективности фотоэлектрических модулей, расширение масштабов строительства объектов гелиоэнергетики, развитие систем накопления электроэнергии, необходимость снижения стоимости элементов фотосолнечных электростанций, цифровизация технологических процессов управления и перекрестное использование технологий. Отмечено, что фотоэлектрические модули модернизируются в сторону разработки модулей с повышенным КПД в виде комбинированного применения перовскита с кремнием, технологий HJT и HIT и использованием двухсторонних модулей. Результаты работы могут быть применены в разработке или актуализации стратегий развития энергетических систем регионов и стран.
В работе приводятся причины и механизм уменьшения облачности в атмосфере Земли, описываются количественные связи между повышением температуры, долговременными выбросами парниковых газов и количеством облаков в атмосфере. Подготовленное научное предположение позволяет обосновать все особенности и климатические феномены, связанные с сокращением количества облаков во временной период образования парникового слоя, которые ранее не находили научного объяснения. Целью работы является исследование физических процессов, приводящих к уменьшению количества облаков, при повышении температуры и содержания парникового газа в атмосфере Земли. По результатам работы подготовлено научное предположение, согласно которому сокращение количества облаков происходит за счет уменьшения расхода воздуха с растворенными в нем водяными парами, поднимающегося вверх от поверхности земли, через слой искусственно образованного в настоящий временной период парникового газа с повышенным содержанием углекислого газа, полученного путем промышленного сжигания углеродосодержащего топлива. При этом постепенное формирование слоя парникового газа с повышенным содержанием углекислого газа, начиная от доиндустриального периода, обусловило повышение температуры парникового газа в настоящий период времени, в том числе и на k-й отметке стояния облаков. Повышение температуры парникового газа привело к уменьшению его плотности и, как следствие, к уменьшению перепада давления между отметками стояния облаков и поверхностью земли. Уменьшение перепада давления приводит к такому же снижению величины расхода воздуха с растворенными в нем водяными парами, поднимающегося вверх от поверхности земли, через слой искусственно образованного в настоящий временной период парникового газа с повышенным содержанием углекислого газа. При этом на отметках нижнего яруса за счет увеличения отношения перепада давлений происходит более значительное уменьшение величины расхода воздуха, с растворенными в нем водяными парами, а следовательно, и количества облаков по сравнению с отметками среднего и верхнего ярусов в настоящий временной период.