Renewable energy sources for backup energy supply of small wastewater plants and individual households
These researches concern the use of renewable sources of electricity during emergency shutdowns for uninterrupted operation of water management systems. The ability to purify drinking water during a power outage requires a backup power source. A mobile power plant, which is usually used as a backup...
Gespeichert in:
| Datum: | 2023 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Kyiv National University of Construction and Architecture
2023
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://es-journal.in.ua/article/view/276900 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Environmental safety and natural resources |
Institution
Environmental safety and natural resources| id |
es-journalinua-article-276900 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Environmental safety and natural resources |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2023-04-10T08:49:02Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
renewable energy sources backup power supply critical infrastructure hydroelectric power plant sewage treatment plant |
| spellingShingle |
renewable energy sources backup power supply critical infrastructure hydroelectric power plant sewage treatment plant Voloshkina, Olena S. Zhukova, Olena H. Tkachenko, Tetiana M. Sviatohorov, Illia O. Renewable energy sources for backup energy supply of small wastewater plants and individual households |
| topic_facet |
відновлювані джерела енергії резервне енергопостачання критична інфраструктура гідроелектростанція очисна станція renewable energy sources backup power supply critical infrastructure hydroelectric power plant sewage treatment plant |
| format |
Article |
| author |
Voloshkina, Olena S. Zhukova, Olena H. Tkachenko, Tetiana M. Sviatohorov, Illia O. |
| author_facet |
Voloshkina, Olena S. Zhukova, Olena H. Tkachenko, Tetiana M. Sviatohorov, Illia O. |
| author_sort |
Voloshkina, Olena S. |
| title |
Renewable energy sources for backup energy supply of small wastewater plants and individual households |
| title_short |
Renewable energy sources for backup energy supply of small wastewater plants and individual households |
| title_full |
Renewable energy sources for backup energy supply of small wastewater plants and individual households |
| title_fullStr |
Renewable energy sources for backup energy supply of small wastewater plants and individual households |
| title_full_unstemmed |
Renewable energy sources for backup energy supply of small wastewater plants and individual households |
| title_sort |
renewable energy sources for backup energy supply of small wastewater plants and individual households |
| title_alt |
Відновлювані джерела енергії для резервного енергопостачання малих очисних споруд та окремих домогосподарств |
| description |
These researches concern the use of renewable sources of electricity during emergency shutdowns for uninterrupted operation of water management systems. The ability to purify drinking water during a power outage requires a backup power source. A mobile power plant, which is usually used as a backup power source during blackouts and emergencies, is known to cause environmental pollution and greenhouse gas emissions. The use of wind energy for these purposes requires the location of wind stations next to small treatment plants and households in order to quickly switch to autonomous mode, which does not always meet the territorial requirements and wind resources of the region. Open areas for the location of solar panels make the use of this type of renewable sources as a reserve in the conditions of military operations in Ukraine not quite suitable. On the basis of foreign experience in the use of small hydroelectric power plants (MHPs) and with different layouts of their location when working at sewage treatment plants, four possible options for providing electricity to sewage treatment plants and households during a blackout are proposed for the conditions of Ukraine. The option of the location of the MHP, which uses the energy of water transported through pipelines and which has successfully proven itself at operating treatment plants, is considered. Variants of using the pressure of an artesian well are proposed: MHP located in a vertical well that supplies artesian water under pressure; when an active artesian well supplies water under natural pressure at a constant flow rate to an above-ground (or underground) tank that simultaneously supplies normal household needs and a connected turbine-powered alternator. In addition, an option for the location of the MHPS was considered for the treatment and further use of rainwater sewage, including for the use of rainwater collected from "green roofs" in a tank-reservoir. The peculiarities of using this scheme are that it is easy to combine it with the case of using energy obtained from artesian wells. The proposed technological solutions allow for significant energy savings, including in places where high-quality water supply from artesian wells is possible, depending on the hydrogeological conditions of the area. |
| publisher |
Kyiv National University of Construction and Architecture |
| publishDate |
2023 |
| url |
https://es-journal.in.ua/article/view/276900 |
| work_keys_str_mv |
AT voloshkinaolenas renewableenergysourcesforbackupenergysupplyofsmallwastewaterplantsandindividualhouseholds AT zhukovaolenah renewableenergysourcesforbackupenergysupplyofsmallwastewaterplantsandindividualhouseholds AT tkachenkotetianam renewableenergysourcesforbackupenergysupplyofsmallwastewaterplantsandindividualhouseholds AT sviatohorovilliao renewableenergysourcesforbackupenergysupplyofsmallwastewaterplantsandindividualhouseholds AT voloshkinaolenas vídnovlûvanídžerelaenergíídlârezervnogoenergopostačannâmalihočisnihsporudtaokremihdomogospodarstv AT zhukovaolenah vídnovlûvanídžerelaenergíídlârezervnogoenergopostačannâmalihočisnihsporudtaokremihdomogospodarstv AT tkachenkotetianam vídnovlûvanídžerelaenergíídlârezervnogoenergopostačannâmalihočisnihsporudtaokremihdomogospodarstv AT sviatohorovilliao vídnovlûvanídžerelaenergíídlârezervnogoenergopostačannâmalihočisnihsporudtaokremihdomogospodarstv |
| first_indexed |
2025-07-17T11:19:02Z |
| last_indexed |
2025-07-17T11:19:02Z |
| _version_ |
1850411118834483200 |
| spelling |
es-journalinua-article-2769002023-04-10T08:49:02Z Renewable energy sources for backup energy supply of small wastewater plants and individual households Відновлювані джерела енергії для резервного енергопостачання малих очисних споруд та окремих домогосподарств Voloshkina, Olena S. Zhukova, Olena H. Tkachenko, Tetiana M. Sviatohorov, Illia O. відновлювані джерела енергії резервне енергопостачання критична інфраструктура гідроелектростанція очисна станція renewable energy sources backup power supply critical infrastructure hydroelectric power plant sewage treatment plant These researches concern the use of renewable sources of electricity during emergency shutdowns for uninterrupted operation of water management systems. The ability to purify drinking water during a power outage requires a backup power source. A mobile power plant, which is usually used as a backup power source during blackouts and emergencies, is known to cause environmental pollution and greenhouse gas emissions. The use of wind energy for these purposes requires the location of wind stations next to small treatment plants and households in order to quickly switch to autonomous mode, which does not always meet the territorial requirements and wind resources of the region. Open areas for the location of solar panels make the use of this type of renewable sources as a reserve in the conditions of military operations in Ukraine not quite suitable. On the basis of foreign experience in the use of small hydroelectric power plants (MHPs) and with different layouts of their location when working at sewage treatment plants, four possible options for providing electricity to sewage treatment plants and households during a blackout are proposed for the conditions of Ukraine. The option of the location of the MHP, which uses the energy of water transported through pipelines and which has successfully proven itself at operating treatment plants, is considered. Variants of using the pressure of an artesian well are proposed: MHP located in a vertical well that supplies artesian water under pressure; when an active artesian well supplies water under natural pressure at a constant flow rate to an above-ground (or underground) tank that simultaneously supplies normal household needs and a connected turbine-powered alternator. In addition, an option for the location of the MHPS was considered for the treatment and further use of rainwater sewage, including for the use of rainwater collected from "green roofs" in a tank-reservoir. The peculiarities of using this scheme are that it is easy to combine it with the case of using energy obtained from artesian wells. The proposed technological solutions allow for significant energy savings, including in places where high-quality water supply from artesian wells is possible, depending on the hydrogeological conditions of the area. Дані дослідження стосуються питань застосування відновлюваних джерел електроенергії під час аварійних відключень для безперебійної роботи водогосподарських систем. Можливість очистки питної води під час відключення електроенергії вимагає наявності резервного джерела живлення. Відомо, що мобільна електростанція, яка зазвичай використовується як резервне джерело живлення під час блекауту та надзвичайних ситуацій спричиняє забруднення навколишнього середовища та викиди парникових газів. Застосування вітрової енергії для даних цілей вимагає розташування вітрових станцій поруч з малими очисними спорудами та домогосподарствами задля оперативного переходу в автономний режим, що не завжди відповідає територіальним вимогам та вітровим ресурсам регіону. Відкриті ділянки для розташування сонячних панелей роблять використання цього типу відновлюваних джерел в якості резервного в умовах воєнних дій в Україні не зовсім придатним. На основі закордонного досвіду застосування малих гідроелектростанцій (МГЕС) і при різних схемах їх розташування при роботі на очисних спорудах запропоновано для умов України чотири можливих варіанти забезпечення електроенергією очисних споруд та домогосподарств під час блекауту. Розглянуто варіант розташування МГЕС, яка використовує енергію води, що транспортується по трубопроводах, і який успішно зарекомендував себе на діючих станціях очистки. Запропоновано варіанти використання напору артезіанської свердловини: МГЕС, що розташована у вертикальній свердловині, яка подає артезіанську воду під тиском; коли на діючій артезіанській свердловині вода під природним тиском при постійній витраті подається в наземний (або підземний) резервуар, з якого одночасно забезпечуються звичайні побутові потреби та під’єднаний генератор змінного струму, який працює від турбіни. Крім цього, розглянуто варіант розташування МГЕС для очистки та подальшого використання стічних вод дощової каналізації, в тому числі і для використання дощової води, зібраної з «зелених покрівель» у бак-резервуар. Особливості використання даної схеми полягають в тому, що її легко поєднати до випадку застосування енергії, що отримується з артезіанських свердловин. Запропоновані технологічні рішення дозволяють забезпечити значне енергозбереження, в тому числі в місцях, де можливе якісне водопостачання з артезіанських свердловин в залежності від гідрогеологічних умов місцевості. Kyiv National University of Construction and Architecture 2023-03-29 Article Article application/pdf https://es-journal.in.ua/article/view/276900 10.32347/2411-4049.2023.1.5-16 Environmental safety and natural resources; Vol. 45 No. 1 (2023): Environmental safety and natural resources; 5-16 Екологічна безпека та природокористування; Том 45 № 1 (2023): Екологічна безпека та природокористування; 5-16 2616-2121 2411-4049 10.32347/2411-4049.2023.1 uk https://es-journal.in.ua/article/view/276900/271696 Copyright (c) 2023 Voloshkina O., Zhukova O., Tkachenko T., Sviatohorov I. http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |