1 / 21

UVOD

Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo CO 2 FOTOBIOREAKTORSKI PANEL S KONTINUIRANIM SHRANJEVANJEM BIOMASE DIPLOMSKA NALOGA VISOKOŠOLSKEGA STROKOVNEGA ŠTUDIJA Marjan Čuk Mentor: izr. prof. dr. Iztok Golobič, univ. dipl. inž. Ljubljana, 29.12. 2008. UVOD.

kaiya
Download Presentation

UVOD

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Univerza v LjubljaniFakulteta za strojništvoCO2 FOTOBIOREAKTORSKI PANEL S KONTINUIRANIM SHRANJEVANJEM BIOMASEDIPLOMSKA NALOGA VISOKOŠOLSKEGA STROKOVNEGA ŠTUDIJAMarjan ČukMentor: izr. prof. dr. Iztok Golobič, univ. dipl. inž.Ljubljana, 29.12. 2008 1

  2. UVOD - možnost uporabe CO2 fotobioreaktorskega panela,- možnost zbiranja, shranjevanja in razgradnja ogljikovega dioksida,- intenzivna uporaba modrozelenih alg ,- pretvorbo ogljika iz ogljikovega dioksida v organsko vezani ogljik,- kontinuirano shranjevanje nastale biomase. 2

  3. PROBLEM OKOLJA - globalne klimatske spremembe in njihove nepredvidljive posledice - vse težje obvladljive emisije ogljikovega dioksida ,- vsak dan v ozračje spustimo ogromne količine CO2, plina, ki povzroča učinek tople grede, - zemeljska klima vedno bolj turbulentna in nepredvidljiva,- nismo pripravljeni opustiti dosedanjega lagodnega načina življenja. 3

  4. uporaba CO2 fotobioreaktorskega panela, • odstranjevanje CO2 iz zraka ali dimnih plinov, • kultura alg veže CO2 iz zraka ali iz zmesi dimnih plinov in zraka • ogljik iz plinskega ogljikovega dioksida pretvarjali v organsko vezani ogljik, • možnost zbiranja, shranjevanja in razgradnja ogljikovega dioksida, • - sistem, ki bo omogočal kontinuirano shranjevanje nastale biomase, • - pridobivamo bioplin in biognojilo. ZMANJŠEVANJE CO2 EMISIJ 4

  5. ZMANJŠEVANJE CO2 EMISIJ - dobra stran izdelka je, da tehnologija za vezavo CO2 iz zraka ni zapletena in je predvsem zelo poceni, - pravzaprav obstaja že na milijone let, imenuje pa se alga, - modrozelene cepljivke so najbolj učinkoviti producenti O2 na našem planetu, - alge so veliko bolj učinkovite kot drevesa. 5

  6. SESTAVA IN LASTNOSTI OZRAČJA - sestava atmosfere (vrsta in koncentracija plinov) - fizikalne lastnosti atmosfere (temperatura, vlažnost, tlak, gostota, prosojnost) - dogajanja v ozračju (transportni pojavi in mešanje - turbulenca) - množina zraka (masa, višina atmosfere) 6

  7. CO2 - je eden od najpomembnejših toplogrednih plinov -letna emisija je 840 milijard ton, - v majhni količini (0,03 %) je navzoč v Zemljinem ozračju, - ob normalnih pogojih brezbarven plin, brez vonja, rahlo kislega okusa, - ni strupen, - znižuje za življenje potrebno koncentracijo kisika. 7

  8. FOTOSINTEZA - fotosinteza je biokemijski proces,- rastline izrabljajo energijo svetlobe za pridelavo hrane,- pri fotosintezi se sprošča kisik,- rastline pretvarjajo svetlobno energijo v kemično, - fotosinteza narašča z jakostjo svetlobe. Osnovna formula fotosinteze: 6CO2 + 6H2O + 2878,66 J sončne energije = C6H12O6 + 6H2O + 6O2 8

  9. FOTOSINTEZA - v fotosintezi rastline izrabljajo energijo sončnega sevanja za:- oksidacijo vode (pri tem se sprošča kisik) in - redukcijo ogljikovega dioksida v organske spojine (nastajanje sladkorjev).- energija svetlobnega sevanja povzroča premike elektronov znotraj atomov in molekul- okoljski dejavniki, ki vplivajo na fotosintezo:- svetloba,- koncentracija ogljikovega dioksida,- temperatura,- vodni status,- prehranjenost z mineralnimi hranili. 9

  10. - alge so različne, od mikroskopskih enoceličnih organizmov do velikih večceličnih, • čeprav nimajo tako kompleksne zgradbe kot kopenske rastline, poteka fotosinteza na enak način, • - vse alge ob fotosintezi sproščajo kisik. FOTOSINTEZA FOTOSINTEZA PRI ALGAH 10

  11. ALGE – RASTLINE 21. STOLETJA - označujemo skupino organizmov, - značilni prebivalci vodnih ekosistemov in vlažnih predelov, - med alge v širšem pomenu besede prištevamo tudi cianobakterije, - enostavna zgradba, hitra rast, - prilagajanja ekstremnim ekološkim razmeram, - alge najdemo tudi v okoljih, kjer drugi organizmi ne preživijo. 11

  12. IDEJNA ZASNOVA - fotobioreaktor 12

  13. IDEJNA ZASNOVA - fotobioreaktor • a) Velikost panela • - CO2 fotobioreaktorski panel velikosti 1 m2 • - panel s prostornino 0,1m3 ima maksimalno 30% bio kulture (30l) • primer: panel 10 m2 • b) Vezava CO2 iz ozračja • - 1 kg alg porabi 1 kg CO2/dan • 30 kg alg porabi 30 kg CO2/dan • 300 kg alg porabi 300 kg CO2/dan • - 109500 kg CO2/10m2 v 1 letu • c) Produkcija biomase • - 1 liter kulture alg je produkcija 675mg biomase v 1 dnevu • - 30l/m2 kulture alg je produkcija 20250mg = 20,25g biomase v 1 dnevu • - 300l/10m2 kulture alg je produkcija 202500mg = 202,5g biom. v 1 dnevu • d) Kalorična vrednost • - 20,25g biomase v 1 dnevu = 84 kalorijam = 20,06J • - 202,5g biomase v 1 dnevu = 844 kalorijam = 201,5J • - 73548 J/10m2/leto = 7354,8 J/m2/leto 13

  14. IDEJNA ZASNOVA - posoda – gojišče, - CO2 fotobioreaktorski panel , - zbiralnik biomase, - pri razpadu biomase dobimo bioplin in biognojilo. 14

  15. IDEJNA ZASNOVA Shema CO2 fotobioreaktorskega sistema 15

  16. IDEJNA ZASNOVA Izvedba prekata >> ne rabimo črpalke a) Pretok iz gojišča v fotobioreaktor, b) Pretok iz fotobioreaktorja v zbiralnik biomase - rezervoar: 16

  17. IDEJNA ZASNOVA Vgradnja fotobioreaktorja v stanovanjski soseski (vgradnja na streho objekta) 17

  18. IDEJNA ZASNOVA Vgradnja fotobioreaktorja v stanovanjski soseski (vgradnja na teraso pred objekt) 18

  19. PREDLOGI, REŠITVE - shranjevanja CO2 v fotobireaktorskem panelu, - kultura alg CO2 porablja za svoje prehranjevanje in razmnoževanje,- CO2 fotobioreaktorski panel bi lahko imela vgrajena vsaka stanovanjska hiša, - vgradnja blizu dimnika, kjer bi bili dimni plini vodeni v fotobioreaktor, - vgradnja sistema v večje tovarne oziroma proizvodne obrate, kjer izpuščajo večje količine ogljikovega dioksida, - biomaso bi lahko shranjevali na oceansko dno – morje, 19

  20. PREDLOGI, REŠITVE • konstruirati in preračunati vsak sestavni element sistema posebej, • upoštevati moramo nekatere vplive, kot so temperatura, tlak, količina pretoka in dovod svetlobne energije, • prevelika teža panela;problem obremenitve strehe: • - ustrezna konstrukcija, • - količino polnila zmanjšamo, • - odločimo se za vgradnjo pred hišo – na tla... 20

  21. ZAKLJUČEK - podnebje na Zemlji se spreminja po naravi, s trendi segrevanja in ohlajanja, ki so del normalnih klimatskih ciklov, - večina opaženega segrevanja je posledica človekovih dejavnosti, - brez mikrobne aktivnosti ne bi imeli rastlin in če ne bi imeli rastlin, ne bi imeli kisika, - v delu je prikazana idejna zasnova CO2 fotobioreaktorja in pripadajočega sistema, - CO2 fotobioreaktor vežeiz ozračja ogljikov dioksid, - pripomoremo k zmanjšanju onesnaževanja okolja, - zasnoval sem sistem, kjer bi pridobivali bioplin in biognojilo. 21

More Related