ElectroPLANT
ElectroPLANT - электростанция на основе электричества генерируемого растениями.
Актуальность
Актуальность проекта обусловлена поиском новых альтернативных энергоресурсов, снижающих ущерб окружающей среде, и стимулированием производства электрической энергии с использованием возобновляемых источников энергии. Одним из таких зеленых энергоресурсов являются растения, способные к биоэлектрогенезу в процессе развития.
Описание инновационной идеи
Инновационным направлением возобновляемой энергетики является применение гибридной технологии – выращивание сельскохозяйственно значимой растительной продукции и выработка электрического тока за счет активизации окислительных процессов в корнеобитаемой среде. В качестве нового возобновляемого энергетического ресурса рассматриваются электрогенные свойства растительного организма. Источником ЭДС выступают окислительно-восстановительные реакции в питательной среде с участием микроорганизмов и корневая система растений, обеспечивающая создание градиента электрических потенциалов в ризосферной зоне за счет транспорта ионов.
Цель
Развитие устройства – фитотопливного элемента для получения электроэнергии на основе градиента биоэлектрического потенциала, формируемого в прикорневой зоне растительных культур в процессе их развития применительно к различным системам культивирования и видам растений.
Описание продукта
Устройство фитотопливного элемента основано на разработанном нами методе неинвазивного контакта корневой системы растений с электропроводящим материалом. Для получения электроэнергии при культивировании растительной продукции используется градиент биоэлектрических потенциалов, создаваемый в корнеобитаемой среде. При этом растения являются источником электрогенеза за счет поглощения и транспорта минеральных веществ, воды, ионов корневой системой, выступающей в качестве ЭДС.
Использование предлагаемого технического решения позволяет получать экологически чистую возобновляемую электроэнергию, обеспечить стабильную и длительную генерацию напряжения в многосуточном режиме с ранних периодов вегетации, а также производить качественную безопасную растительную продукцию.
Характеристики фитотопливного элемента масштабируемого в электростанцию ElectroPLANT на данном этапе включают:
- Биосовместимые электроды, которые не влияют на качество растительной продукции.
- Разность потенциалов порядка 200-250 мВ при выращивании в почвенном субстрате и 100-150 мВ при культивировании методом панопоники с 3-5 дней вегетационного цикла.
- Выходная электрическая мощность на данном этапе порядка 10-30 мВт с м2 площади, занимаемой растениями. Нагрузка, на вызывающая деградацию растений - 10 кОм.
Анализ рынка
Проект может быть интересен тепличным хозяйствам, производителям фитотехкомплексов, для применения в сложных природных и климатических условиях (включая арктические), в удаленных населенных пунктах, в том числе в территориально изолированных от единой энергетической системы России энергорайонах, для эффективного использования в регионах местных видов топлива и энергии для производства тепловой и электрической энергии, решения экологических и социальных проблем.
Оценочный объем рынка после НИОКР составляет 115 млн. руб. (2 тыс. теплиц (1537 га)* + 135,6 тыс. фермерских хозяйств (24 млн. 107 тыс. га)* + 146 млн. чел.* 0,005 м2 → 257 млн. м2 посевных площадей (*-Росстат)). Потенциальная доля создаваемого продукта на рынке «растительного электричества» составляет 100 %.
Применение
Технология фитотопливного элемента предназначена для использования в агропромышленном комплексе для обеспечения автономного питания маломощных потребителей электрической энергии - различных датчиков и сенсоров, светодиодного освещения, насосов, охранных систем и др.
Фитотопливные элементы ElectroPLANT могут быть использован как для создания маломощных необслуживаемых источников возобновляемой электроэнергии, способных частично обеспечить жизнедеятельность растений за счет снабжения электропитанием насосов капельного полива, циркуляционных насосов, источников света на основе светодиодов, различных датчиков параметров окружающей среды и физиологического состояния растений, так и для применения в научных исследованиях в области растениеводства, агрофизики, биофизики растений в качестве биосенсора для мониторинга состояния растительного организма и корректировки технологий выращивания.
Вконтакте