Solaculture Fluidynamic Concentrators
Pabellones Solaculture array soportados por aros de alambre
Los arreglos de Solaculture recolectan y concentran de forma fluida la energía solar térmica directa y difusa absorbida por las regiones terrestres cubiertas. Las tomas de aire de los generadores de combustible compartido impulsados por el 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 se calienta convectivamente por la tierra durante su viaje a las tomas. La pérdida de calor de las plantas y la tierra al ambiente local es principalmente por convección y evaporación, ambas se evitan mediante el paso del aire hacia el interior a través de los doseles porosos y por el flujo de la capa límite a lo largo de las superficies internas del dosel. La entrada de aire a través de las cubiertas evita el escape de aire y gas, enfría las cubiertas y reduce la resistencia del flujo de aire a lo largo de los interiores del dosel.
Los arreglos de Solaculture recolectan y concentran el agua de la atmósfera y de las precipitaciones extraídas a través de las marquesinas. El agua puede ser utilizada 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 los calentadores alimentados con “aire” de las matrices de Solaculture contienen 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 combustible suministrado. . El porcentaje de agua en el escape es mucho mayor de lo que la atmósfera puede contener como vapor y gran parte de ella 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 la planta. Los sistemas Solaculture pueden ser productores netos de agua y producir agua destilada para una variedad de usos.
Solacultura de reciclaje de agua. Las aguas residuales, procedentes de las aguas residuales municipales, la ganadería 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 las matrices de Solaculture para el crecimiento de plantas, algas y para la producción de biocombustibles. Los arreglos de Solaculture se evaporan, concentran y condensan el agua para su reutilización.
Los arreglos de Solaculture recolectan y concentran biogás (metano / hidrógeno) extrayendo aire atmosférico a través de toldos porosos para evitar el escape de gas a través de los doseles y para permitir que cualquier biogás y oxígeno producido en las regiones cubiertas se concentre y dirija a las entradas 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, reservorios, minas de carbón, pilas de carbón, arenas de alquitrán, regiones de pozos de petróleo y gas, rumiantes u otras fuentes.
Los arreglos de Solaculture pueden producir biogás in situ en cooperación con las comunidades microbianas que ocurren y prosperan en el entorno local en lugar de retirar y transportar plantas a instalaciones de procesamiento remotas para la conversión a biocombustibles.
La forma más económica de reducir el CO 2 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 dramáticamente el CO 2 atmosférico.
El metano atmosférico es una preocupación en el cambio climático y muchas fuentes existentes, como rellenos sanitarios, regiones productoras de petróleo y gas, estanques de aguas residuales, lotes de alimento para animales y turberas pueden ser capturadas económicamente por los arreglos Solaculture.
Los concentradores fluidinámicos 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 plantas mejorando el entorno de la planta mediante un mejor control de la luz solar, el agua, el aire, el CO 2 . y la 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 las plantas y sus productos de descomposición, Solaculture puede satisfacer mejor las necesidades de la vida con beneficios climáticos adicionales.
Las cubiertas porosas transparentes de bajo costo (<$ 1 / m 2 ) tales como Agribon AG-19 se usan actualmente para aumentar los rendimientos de los cultivos y se pueden usar toldos similares en las matrices 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. Las tierras de bajo costo, inadecuadas para la agricultura convencional pueden hacerse productivas con Solaculture.
Solacultura para vertederos
Vertederos pueden cubrirse con matrices de Solaculture y el “gas de vertedero” emitido se puede utilizar para combustible de los generadores impulsados por combustible.
Una muy baja presión subatmosférica (ΔP <1mbar) creada bajo las marquesinas por las entradas de aire del motor causa la entrada de aire atmosférico a través del medio de la cubierta microporosa. Los medios de cobertura de hileras porosas transparentes, como Agribon AG-19, se utilizan actualmente como cubiertas de cultivos y están disponibles por <$ 1 / m 2 .
Los toldos bajos del túnel pueden ser apoyados por aros de alambre periódicos. La varilla de alambre de acero de 3/16 “de diámetro se usa comúnmente y cuesta alrededor de $ 0.35 / lb en la cantidad de compra.
La concentración solar fluodinámica de Solaculture es mucho menos costosa que la concentración solar radiativa y ofrece muchos beneficios adicionales. Los concentradores solares fluidinámicos de Solaculture pueden tener relaciones de concentración mucho más altas que los concentradores solares de radiación, 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 impulsado por un motor cofuellado desde un conjunto 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 el aire calentado por energía solar, biogás y agua. Una radiación solar neta de 1kw / m 2 produce una entrada térmica de 100MW.
Los arreglos de Solaculture pueden usar energía solar para aumentar la temperatura promedio del relleno sanitario y, por lo tanto, 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 ser de gran valor en la evaporación y concentración del agua, el calor, la producción de cultivos y los biocombustibles.
La EPA de EE. UU. Estima una emisión de metano de 5 Tg y una emisión equivalente de 100 Tg CO 2 de los vertederos de EE. UU. En 2012, aproximadamente el 18% de las emisiones de metano antropogénico de EE. UU. En 2012.
El valor anual del metano de vertedero de EE. UU. (5 Tg) es de ~ $ 220 mil millones.
Los costos del límite del relleno sanitario a menudo superan los $ 50.00 / m 2 . El medio de cobertura de fila microporosa utilizado para la protección de cultivos (Agribon AG-19) cuesta ~ $ 0.5 / m 2. Y está ampliamente disponible.
La EPA de los EE. UU. Estima que el costo del pozo de metano del relleno sanitario es de ~ $ 6.00 / m 2 y hay un costo de extracción adicional asociado con la plomería y los sopladores.
Los toldos 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 tapas y pozos convencionales y pueden proporcionar agua fresca y calor además de combustible.
Solaculture ofrece una solución rentable a un problema ambiental.
Los procesos industriales de biocombustibles 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 demoran varios años en demostrar su fracaso, y muchos de ellos se muestran 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 hacen un combustible más económico, ¿no se utilizarían para alimentar el proceso?
Los agricultores han aprendido a usar la energía solar de manera rentable y Solaculture ofrece a los agricultores una gama muy amplia.
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Fuente del gráfico: SolarLove 
Fuente de la carta: Clean Technica