АНАЛІЗ АЛЬТЕРНАТИВНИХ ДЖЕРЕЛ ЕНЕРГІЇ ДЛЯ ТЕРМОРЕГУЛЯЦІЇ ПОВІТРЯ У ТВАРИННИЦЬКИХ ПРИМІЩЕННЯХ
Ключові слова:
мікроклімат, сонячна енергія, вітроенергетика, біоенергетика, геотермальні системи, біогаз, рекуперація тепла, енергоефективність, сталий розвиток
Анотація
У статті проаналізовано альтернативні джерела енергії, що можуть використовуватися для терморегуляції повітря у тваринницьких приміщеннях. Розглянуто ефективність сонячної та вітрової енергетики, біомаси, біогазових технологій, теплових насосів і систем рекуперації тепла. Оцінено їхній вплив на енергоефективність тваринницьких господарств, потенціал зниження витрат на енергоресурси й екологічні переваги. Визначено основні переваги й обмеження застосування кожного виду енергії, враховуючи їхню доступність та можливість інтеграції в сучасні аграрні технології. Встановлено, що геотермальні системи є одним із найбільш стабільних та перспективних рішень для терморегуляції, оскільки не залежать від сезонних змін і забезпечують високу енергоефективність у довгостроковій перспективі.
Посилання
1. Атлас енергетичного потенціалу відновлюваних джерел енергії України / ред. С. О. Кудря. 3-тє вид., оновл. Київ : Інститут відновлюваної енергетики НАН України, 2024.
2. Kudria S., Ivanchenko I., Tuchynskyi B., Petrenko K., Karmazin O., Riepkin O. Resource potential for wind- hydrogen power in Ukraine. International Journal of Hydrogen Energy. 2021. Vol. 46, № 1. P. 157–168. https://doi. org/10.1016/j.ijhydene.2020.09.211.
3. Atelge M.R., Krisa D., Kumar G., Eskicioglu C., Nguyen D.D., Chang S.W., та ін. Biogas production from organic waste: Recent progress and perspectives. Waste and Biomass Valorization. 2018. https://doi.org/10.1007/ s12649-018-00546-0.
4. Lim T., Baik Y.-K., Kim D.D. Heating performance analysis of an air-to-water heat pump using underground air for greenhouse farming. Energies. 2020. Vol. 13, № 15. P. 3863. https://doi.org/10.3390/en13153863.
5. Hayat M.B., Ali D., Monyake K.C., Alagha L., Ahmed N. Solar energy – A look into power generation, challenges, and a solar-powered future. International Journal of Energy Research. 2018. Vol. 42, № 10. P. 3452–3475. https://doi.org/10.1002/er.4252.
6. Alkilani M.M., Sopian K., Alghoul M.A., Sohif M., Ruslan M.H. Review of solar air collectors with thermal storage units. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2011. Vol. 15, № 3. P. 1476–1490. https://doi. org/10.1016/j.rser.2010.10.019.
7. Hafez A.Z., Yousef A.M., Soliman A., Ismail I. A comprehensive review for solar tracking systems design in photovoltaic cell, module, panel, array, and systems applications. IEEE Photovoltaic Specialists Conference (PVSC). 2018. https://doi.org/10.1109/PVSC.2018.8547901.
8. Saidur R., Abdelaziz E.A., Demirbas A., Hossain M.S., Mekhilef S. A review on biomass as a fuel for boilers. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2011. Vol. 15, № 5. P. = 2262–2289. https://doi.org/10.1016/j. rser.2011.02.015.
9. Basu P. Biomass gasification, pyrolysis and torrefaction: practical design and theory. Academic Press, 2018.
10. Owamah H.I., Dahunsi S.O., Oranusi U.S., Alfa M.I. Fertilizer and sanitary quality of digestate biofertilizer from the co-digestion of food waste and human excreta. Waste Management. 2014. Vol. 34, № 4. P. 747–752. https:// doi.org/10.1016/j.wasman.2014.01.017.
11. Калетнік Г., Яропуд В. Research of pressure losses and justification of forms of side-evaporative heat exchangers channels in livestock premises. Przegląd Elektrotechniczny. 2023. Vol. 99, № 7. P. 247–252. https://doi. org/10.15199/48.2023.07.46.
12. Safijahanshahi E., Salmanzadeh M. Performance simulation of combined heat pump with unglazed transpired solar collector. Solar Energy. 2019. Vol. 180. P. 575–593. https://doi.org/10.1016/j.solener.2019.01.038.
13. Hao X., Li J., van Loosdrecht M.C.M., Jiang H., Liu R. Energy recovery from wastewater: Heat over organics. Water Research. 2019. Vol. 161. P. 74–77. https://doi.org/10.1016/j.watres.2019.05.106.
14. Novo A.V., Bayón J.R., Castro-Fresno D., Rodríguez-Hernández J. Review of seasonal heat storage in large basins: Water tanks and gravel-water pits. Applied Energy. 2010. Vol. 87, № 2. P. 390–397. https://doi.org/10.1016/j. apenergy.2009.06.033.
15. Mun H.S., Dilawar M.A., Jeong M.G., Rathnayake D., Won J.S., Park K.W., et al. Effect of a heating system using a ground source geothermal heat pump on production performance, energy-saving, and housing environment of pigs. Animals. 2020. Vol. 10, № 11. P. 2075. https://doi.org/10.3390/ani10112075/.
16. Kordana-Obuch S., Wojtoń M., Starzec M., Piotrowska B. Opportunities and challenges for research on heat recovery from wastewater: Bibliometric and strategic analyses. Energies. 2023. Vol. 16, № 17. P. 6370. https://doi. org/10.3390/en16176370.
17. Alshehri F., Beck S., Ingham D., Ma L., Pourkashanian M. Comparisons between ground and air source heat pumps in hot/dry climates: Saudi Arabia as a case study. Journal of Building Engineering. 2019. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2019.100825.
18. Alberti L., Antelmi M., Angelotti A., Formentin G. Geothermal heat pumps for sustainable farm climatization and field irrigation. Agricultural Water Management. 2017. Vol. 197. P. 19–32. https://doi.org/10.1016/j. agwat.2017.10.009.
19. Patel P.D., Srivastava A.K., Chauhan H.D., Ankuya K.J., Prajapati R.K., Paregi A.B. Geothermal ventilation system for animal house: A new approach. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences. 2018. Vol. 7, № 6. P. 1850–1859. https://doi.org/10.20546/ijcmas.2018.706.220.
2. Kudria S., Ivanchenko I., Tuchynskyi B., Petrenko K., Karmazin O., Riepkin O. Resource potential for wind- hydrogen power in Ukraine. International Journal of Hydrogen Energy. 2021. Vol. 46, № 1. P. 157–168. https://doi. org/10.1016/j.ijhydene.2020.09.211.
3. Atelge M.R., Krisa D., Kumar G., Eskicioglu C., Nguyen D.D., Chang S.W., та ін. Biogas production from organic waste: Recent progress and perspectives. Waste and Biomass Valorization. 2018. https://doi.org/10.1007/ s12649-018-00546-0.
4. Lim T., Baik Y.-K., Kim D.D. Heating performance analysis of an air-to-water heat pump using underground air for greenhouse farming. Energies. 2020. Vol. 13, № 15. P. 3863. https://doi.org/10.3390/en13153863.
5. Hayat M.B., Ali D., Monyake K.C., Alagha L., Ahmed N. Solar energy – A look into power generation, challenges, and a solar-powered future. International Journal of Energy Research. 2018. Vol. 42, № 10. P. 3452–3475. https://doi.org/10.1002/er.4252.
6. Alkilani M.M., Sopian K., Alghoul M.A., Sohif M., Ruslan M.H. Review of solar air collectors with thermal storage units. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2011. Vol. 15, № 3. P. 1476–1490. https://doi. org/10.1016/j.rser.2010.10.019.
7. Hafez A.Z., Yousef A.M., Soliman A., Ismail I. A comprehensive review for solar tracking systems design in photovoltaic cell, module, panel, array, and systems applications. IEEE Photovoltaic Specialists Conference (PVSC). 2018. https://doi.org/10.1109/PVSC.2018.8547901.
8. Saidur R., Abdelaziz E.A., Demirbas A., Hossain M.S., Mekhilef S. A review on biomass as a fuel for boilers. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2011. Vol. 15, № 5. P. = 2262–2289. https://doi.org/10.1016/j. rser.2011.02.015.
9. Basu P. Biomass gasification, pyrolysis and torrefaction: practical design and theory. Academic Press, 2018.
10. Owamah H.I., Dahunsi S.O., Oranusi U.S., Alfa M.I. Fertilizer and sanitary quality of digestate biofertilizer from the co-digestion of food waste and human excreta. Waste Management. 2014. Vol. 34, № 4. P. 747–752. https:// doi.org/10.1016/j.wasman.2014.01.017.
11. Калетнік Г., Яропуд В. Research of pressure losses and justification of forms of side-evaporative heat exchangers channels in livestock premises. Przegląd Elektrotechniczny. 2023. Vol. 99, № 7. P. 247–252. https://doi. org/10.15199/48.2023.07.46.
12. Safijahanshahi E., Salmanzadeh M. Performance simulation of combined heat pump with unglazed transpired solar collector. Solar Energy. 2019. Vol. 180. P. 575–593. https://doi.org/10.1016/j.solener.2019.01.038.
13. Hao X., Li J., van Loosdrecht M.C.M., Jiang H., Liu R. Energy recovery from wastewater: Heat over organics. Water Research. 2019. Vol. 161. P. 74–77. https://doi.org/10.1016/j.watres.2019.05.106.
14. Novo A.V., Bayón J.R., Castro-Fresno D., Rodríguez-Hernández J. Review of seasonal heat storage in large basins: Water tanks and gravel-water pits. Applied Energy. 2010. Vol. 87, № 2. P. 390–397. https://doi.org/10.1016/j. apenergy.2009.06.033.
15. Mun H.S., Dilawar M.A., Jeong M.G., Rathnayake D., Won J.S., Park K.W., et al. Effect of a heating system using a ground source geothermal heat pump on production performance, energy-saving, and housing environment of pigs. Animals. 2020. Vol. 10, № 11. P. 2075. https://doi.org/10.3390/ani10112075/.
16. Kordana-Obuch S., Wojtoń M., Starzec M., Piotrowska B. Opportunities and challenges for research on heat recovery from wastewater: Bibliometric and strategic analyses. Energies. 2023. Vol. 16, № 17. P. 6370. https://doi. org/10.3390/en16176370.
17. Alshehri F., Beck S., Ingham D., Ma L., Pourkashanian M. Comparisons between ground and air source heat pumps in hot/dry climates: Saudi Arabia as a case study. Journal of Building Engineering. 2019. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2019.100825.
18. Alberti L., Antelmi M., Angelotti A., Formentin G. Geothermal heat pumps for sustainable farm climatization and field irrigation. Agricultural Water Management. 2017. Vol. 197. P. 19–32. https://doi.org/10.1016/j. agwat.2017.10.009.
19. Patel P.D., Srivastava A.K., Chauhan H.D., Ankuya K.J., Prajapati R.K., Paregi A.B. Geothermal ventilation system for animal house: A new approach. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences. 2018. Vol. 7, № 6. P. 1850–1859. https://doi.org/10.20546/ijcmas.2018.706.220.
Опубліковано
2025-04-30
Як цитувати
Ковязін, О. С., Чижиков, І. О., Дереза, С. В., & Пастушенко, А. С. (2025). АНАЛІЗ АЛЬТЕРНАТИВНИХ ДЖЕРЕЛ ЕНЕРГІЇ ДЛЯ ТЕРМОРЕГУЛЯЦІЇ ПОВІТРЯ У ТВАРИННИЦЬКИХ ПРИМІЩЕННЯХ. Науковий вісник Таврійського державного агротехнологічного університету, 15(1), 61-67. https://doi.org/10.32782/2220-8674-2025-25-1-6
Розділ
Галузеве машинобудування
