Надежного электроснабжения зданий на основе возобновляемых источников энергии и централизованных сетей Гусаров В. А., к т. н. Заддэ В. В. (Гну виэсх)
| Вид материала | Документы |
- Программа подготовки: Энергоустановки на основе возобновляемых видов энергии Квалификация, 130.18kb.
- Магистерская программа: Энергоустановки на основе возобновляемых видов энергии Квалификация, 198.73kb.
- Программа подготовки: Энергоустановки на основе возобновляемых видов энергии Квалификация, 134.53kb.
- Учебный курс «Экология инженерных систем» Модуль 3 «Использование возобновляемых источников, 57.39kb.
- Нормативно-техническое регулирование в области возобновляемых источников энергии, 182.94kb.
- Краткий обзор тенденций, возможностей и препятствий на пути развития и использования, 1789.34kb.
- База знаний в области технологий и систем использования низкотемпературных и возобновляемых, 2680.76kb.
- Тема: нетрадиционные источники энергии, 237.02kb.
- Рабочей программы дисциплины Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии (наименование), 32.41kb.
- Виды нетрадиционных возобновляемых источников энергии и технологии их освоения Пицунова, 95.83kb.
1. Система надежного электроснабжения зданий на основе возобновляемых источников энергии и централизованных сетей
Гусаров В.А., к.т.н. Заддэ В.В. (ГНУ ВИЭСХ)
Для улучшения бытовых условий проживания населения и реализации энергосбережения предложено использовать два вида систем электропитания жилых домов с применением возобновляемых источников энергии. Первая предназначена для автономного варианта при отсутствии централизованной электросети.
Основным источником электроснабжения для данной разработки являются ветроэлектрическая установка, солнечная батарея и аккумуляторная батарея. В качестве резервного источника электроэнергии использован автоматизированный дизель-электрический генератор малой мощности (до 2,7 кВт), снабженный автоматикой, обеспечивающей самозапуск дизеля в случае снижения напряжения аккумуляторной батареи до определенного уровня.
Приведены результаты натурных испытаний экспериментального образца комплекта оборудования ветрофотоэлектрической установки с дизельным резервом. Среднесуточная выработка электроэнергии составила 3÷4 кВтч/сутки и в 2 раза снижен расход дизельного топлива.
Вторая система предназначена для энергосбережения в домах с централизованной электросетью. В комплект входят ограничитель мощности, инвертор напряжения, аккумуляторная батарея и солнечная батарея. Обеспечивается сглаживание пиков нагрузки на сеть и снижение себестоимости системы электроснабжения.
3. Газогенераторная энергетическая установка для производства электрической и тепловой энергии на возобновляемых местных ресурсах.
к.т.н. Брянцев В.А., Гвоздев А.Д. (ГНУ ВИЭСХ)
Приведено описание энергетического комплекса, использующего в качестве топлива местные возобновляемые ресурсы.
В качестве указанных ресурсов могут быть использованы: брикетированные древесные отходы; брикетированные отходы сельского хозяйства (растениеводства, животноводства и переработки), солома, лузга подсолнечника, риса, льняная костра, початки кукурузы и подсолнечника, шелуха зерновых культур, обезвоженный помет и навоз и проч.; каменный и бурый уголь, сланцы, торф; брикетированные и обезвоженные осадки иловых полей, очистных сооружений. Показана возможность создания в ближайшей перспективе пилотного образца газогенераторного энергокомплекса (ГЭК). Показана экономическая эффективность энергокомплекса.
В энергокомплекс входят: 1)установка по обезвоживанию влажного исходного ресурса; 2) установка по брикетированию; 3) газификатор твердого топлива для получения горючего генераторного газа; 4) система по очистке и охлаждению генераторного газа; 5) газопоршневая электростанция, адаптированная для работы на генераторном газе. Энергокомплекс может быть доукомплектовав биореактором для сбраживания отжатой влаги исходного сырого ресурса для получения жидкого удобрения.
4. Вихревая ветроустановка
В.В. Таныгин (ГНУ ВИЭСХ)
Вихревая ветроустановка (ВВУ) - принципиально новая система преобразования энергии ветра, отличающаяся конструкцией ветроколеса и системой приема воздушного потока обеспечивающей высокие показатели ветроустановки.
Условно ВВУ состоит из двух элементов: статора и ротора. Статор представляет собой устройство для создания закрученного потока воздуха Ротор, как один из вариантов, представляет собой центробежное реактивное рабочее колесо, используемое как привод электрогенератора.
Ветроустановка может быть использована при создании установок, осуществляющих преобразование энергии воздушного потока. К основным достоинствам ВВУ можно отнести: отсутствие необходимости подъема установки на высоту, меньшее отчуждение территории под установку по сравнению с традиционными лопастными агрегатами, удобство монтажа и обслуживания.
5. Гелиоустановки в энергосистемах ноосферных зданий
к.т.н. Шеповалова О.В. , Джабарлы Г.В. (ГНУ ВИЭСХ)
Ноосферные здания являются перспективной конструкцией для гармоничной и комфортной жизни с точки зрения энергоэффективности, экологии, экономики, биоэнергетики и эргономики.
Ноосферные здания (разработка В.Н.Гребнева) – здания куполообразного типа, представляющие собой половину эллипса (яйца), разрезанного по меньшей плоскости симметрии, и эта плоскость является основанием здания.
Внутренняя конфигурация обеспечивает наиболее энергоэкономное распределение энергетических потоков энергосистем здания, существенно меньшие потребности в энергоресурсах для отопления и освещения.
Конструктивные особенности дают возможность создавать энергосистемы здания на базе солнечной энергии, объединить гелиоустановки и конструкцию здания, создать многообразие вариантов использования Солнца, гелиоустановок, обеспечивают их высокую эффективность.
Работы посвящены разработке гелиоустановок, совмещенных с конструкцией купола ноосферного здания, позволяющих обеспечивать жителей электроэнергией, теплом и освещением. Рассмотрен первый этап – гелиоустановка электроснабжения на основе тороидального концентратора.
6. Энергетические преимущества зданий из соломы
Широков Е.И. (Международная Академия Экологии, Центр Хабитат БелНИИПградостроительства, Белоруссия, «ЭкоГрадСтрой, г. Москва)
В настоящее время проблема строительства экономичного энергосберегающего малоэтажного жилья является очень актуальной и , по существу, приоритетной в государственной политике.
Очевидно, что существующие подходы в решении этой проблемы и существующие технологии не в полной мере отвечают современным требованиям по важнейшим параметрам, в частности энергоемкости жилья как в процессе строительства, так и в процессе эксплуатации, особенно с учетом тенденций роста стоимости энергоносителей (функционально-стоимостному анализу строительных технологий не уделяется достаточно внимания, в результате широко используются энергозатратные материалы и технологии строительства, реальные среднегодовые затраты энергии на отопление квадратного метра при выполнении современных требований составляют не менее 120 кВт*час (фактически- больше на 20-30%), хотя в соседних более северных странах (Швеция, Финляндия, Норвегия и др.) жилье строят в стандарте 60, 50, 40 кВт*час/кв.м и даже в стандарте «нулевого» энергопотребления – «на отопление ничего не тратится», но это требует дополнительных существенных затрат).
Вместе с тем, в Беларуси и странах СНГ по инициативе БО МАЭ и Центра Хабитат успешно реализованы ряд пионерных для СНГ проектов, которые показывают, что она располагает опытом и огромным потенциальными возможностями нетрудоемкого быстрого строительства малоэтажных экономичных энергосберегающих экодомов из местных природных материалов. Более того, эти проекты приводятся сейчас западными экспертами как эталонные примеры.
Строительство домов из соломенных блоков является перспективной технологией. Прежде всего это связанно с прекрасными теплоизоляционными свойствами, низким уровнем строительных затрат и простотой возведения.
Технология обеспечивает снижение по сравнению с доминирующими на рынке технологиями малоэтажного жилья энергоемкости строительства и строительных материалов – от 10 до 150 раз (показатель зависит от рельефа, расстояния от места производства/хранения материалов, применяемых технологий).
Прессованная солома на сегодня является наилучшим утеплителем, в ряде случаев, и несущим строительным материалом. Теплопроводность у стен, сложенных из соломенных блоков, намного ниже, чем у стен из общепринятых материалов. Коэффициент теплопроводности у тюка из пресс-подборщика (плотность ~80-100кг/м3) 0,05-0,06, что лучше, чем у дерева поперек волокон в 4 раза. Что касается кирпича, то в этом случае речь идет о семикратном превосходстве.
Только за счет повышенной теплоизоляции ограждающих конструкций расходы на отопление снижаются в три-пять раз. При стандартной толщине тюка в 0,4-0,5м только он дает сопротивление теплопередаче стены 7-9, что в три раза лучше нормы и, как правило, достаточно для создания энергопассивного (бестопливного) дома. На отопление соломенного дома уходит в 5-15раз меньше постоянно дорожающего топлива.
Эксперты считают соломенные дома более благоприятными для проживания, чем деревянные, что подтверждено исследованиями здоровья чернобыльских переселенцев в Белоруссии. Кроме того, солома с древних времен используется для защиты от геопатогенных воздействий.
7. Системы управления энергообеспечением зданий
Королев Ю.А. (ICS-групп, г. Москва)
Комплексные инженерные решения, предлагаемые компанией ICS основаны на интегральном подходе в создании систем Интеллектуального здания, что обеспечивает полный комплекс энергоэффективных и согласованных инженерных решений для современного здания и его энергообеспечения, нацеленных на долговременное управление и эксплуатацию.
При интегральном подходе Интеллектуальное здание представляет собой единую инженерно-коммуникационную сеть с единой системой закладных, с универсальной системой распределения сервисов.
При интегральном подходе все объединяется еще на стадии архитектурно-инженерного проекта. Такой подход сохраняет целостность. Предлагаемые решения обеспечивают возможность эксплуатировать различные объекты совместно по определенному унифицированному алгоритму. Наличие систем, унифицированных и состыкованных друг с другом, дает возможность оптимизировать энергозатраты.
8. Резонансная пожаробезопасная система электрического освещения зданий
к.т.н. Рощин О.А., к.т.н. Юферев Л.Ю. (ГНУ ВИЭСХ)
Для электрического освещения помещений, зданий и объектов разработано электрооборудование с резонансной системой питания светильников на светодиодах и с люминесцентными лампами электрической энергией высокой частоты по однопроводниковой линии
Система с электропитанием по одному проводу в резонансном режиме предназначена для освещения больших помещений, интерьеров подземных и наземных сооружений, вокзалов, железнодорожных станций, выставочных павильонов, вагонов, освещение жилых, спортивных, промышленных, железнодорожных и сельскохозяйственных объектов и помещений, удаленных улиц и железнодорожных станций.
Использование одиночного проводника в качестве волновода для передачи электромагнитной энергии на высокой частоте основаны на свойстве разомкнутой линии индуцировать на поверхности проводника электрические заряды, благодаря которым осуществляется передача электрической энергии.
Система работает следующим образом. Напряжение источника электрической энергии, подводимое к преобразователю напряжения, преобразуется в повышенное напряжение высокой частоты, и подается на однопроводную линию. К однопроводной линии подсоединены фонари. Лампы могут быть применены компактные люминесцентные или светодиодные
Резонансная система электроосвещения обеспечивает:
- передачу электрической энергии на большие расстояния без применения трансформаторных подстанций;
- снижение капитальных затрат на электроснабжение;
- уменьшение потерь в линии при передаче электроэнергии;
- исключение аварий на линии, связанных с погодными явлениями;
- принципиально отсутствуют короткие замыкания в проводах;
- получение экономии цветных металлов;
9. Автономные энергосберегающие тепловые насосы для отопления и горячего водоснабжения.
Д.т.н., проф. Свентицкий И.И.; Алхазова Е.О. (ГНУ ВИЭСХ)
В сельских поселениях, коттеджах, малых и средних городах как правило электроснабжение обеспечивают от центральной электросети, а теплообеспечение – от автономных котельных, которые не вырабатывают электрической энергии, используют теплоноситель только для получения горячей воды. При этом эксэргия теплоносителей практически не используется, и термодинамический КПД таких автономных котельных равен нулю. Автономные котельные, для повышения эффективности использования энергоносителей необходимо реконструировать в микро- и мини-ТЭС с когенерацией тепловой энергии.
Как правило, в микро- и мини-ТЭС выходит перепроизводство электрической энергии и недостаток тепловой энергии. В связи с этим при автономном энергообеспечении жилых и производственных помещений целесообразно применять тепловые насосы (ТН).
Современные конструкции обратимых ТН водо-водяного типа на каждый кВт*ч потребленной из сети электроэнергии могут продуцировать до 5,6 кВт*ч тепловой энергии для отопления и получения горячей воды. Разработана методика расчета мощности автономных микро- и мини-ТЭС с учетом использования ТН. Обоснована принципиальная возможность автономных ТН, не требующих подключения к электрической сети. Такой ТН содержит устройство, которое за счет использования теплоты окружающей среды непосредственно генерирует тепловую энергию. Получен патент.
Для дальнейшего совершенствования ТН разрабатывается методика определения эксэргии для различных типов энергоносителей, используемых в ТН. Ттрадиционно считают, что ТН и холодильные машины (ХМ) работают по обратному циклу Карно. Однако, исходя из этого принципа работы, не возможно объяснить высокую эффективность преобразования электрической энергии ТН в тепловую. Это можно объяснить, лишь приняв во внимание, что ТН и ХМ в качестве рабочего процесса используют фазовый переход – испарение-конденсация. Фазовые переходы являются высокоэнергоэффективными самоорганизующимися природными процессами. Отметим, что в природе благодаря фазовым переходам воды движется ее планетарный круговорот.
10. Энергосберегающие вакуумные стеклопакеты
К.т.н. Шеповалова О.В., Шлыкова Н.И. (ГНУ ВИЭСХ)
Здания, сооружения являются составляющей комплексных систем энергообеспечения. При правильной организации, конструировании можно добиться как снижения потерь, энергосбережения, так и получения дополнительной энергии, добиться существенного повышения энергоэффективности системы в целом и эффективного функционирования отдельных составляющих системы.
Одно из наиболее перспективных направлений – конструкции и технические средства на основе вакуумных стеклопакетов, разработанных в ВИЭСХ и ОАО «Плазма» (Рязань).
Основные достоинства ВСП для целей энергообеспечения: сверхвысокие теплотехнические характеристики; высокая прозрачность; долговечность при стабильности первых двух параметров.
Создание высокотехнологичных, функциональных технических средств на базе ВСП позволит: 1) снизить теплопотери через остекление при той же площади остекления, т.е. снизить энергозатраты на отопление и повысить экологические характеристики теплоснабжения; 2) увеличить площадь остекления при сохранении уровня энергозатрат или его понижении и т.о. выбирать площадь и размещение остекления исходя только из условий обеспечения максимально эффективного уровня комфорта, получения наилучших производственных показателе и параметров среды; 3) снизить энергозатраты на освещение, повысить уровень естественного освещения производственных помещений крестьянских и фермерских хозяйств; 4) расширить применение экологически чистых пассивных гелиосистем, включать пассивные гелиоконструкции практически во все сельские здания, сооружения, производственные помещения, уменьшив тем самым энергозатраты; 5) повысит срок службы конструкций.
Важное достоинство технических средств на базе ВСП – они могут быть выполнены как элементы конструкций зданий, сооружений, объединяя в себе несколько функций.
Представленные работы сконцентрированы на создании светопрозрачных ограждающих конструкций сельских зданий и сооружений различного назначения на базе ВСП. Мы считаем, что эти исследования являются основой для всех направлений создания конечных конструкций.
11. Отопительное оборудование с теплоаккумуляторами
Анисимов А.М. (ООО «Энергоресурс», Карелия)
Система отопления - одна из главных составляющих жилого дома. Электрическое отопление имеет несколько неоспоримых преимуществ перед другими видами. Вместе с тем, при организации отопления от электроэнергии, существует ряд проблем:
- постоянный рост стоимости электроэнергии;
- необходимость (в некоторых случаях) увеличения мощности подводящих электросетей
- повышение затрат за счет оплаты стоимости дополнительной электрической мощности, если имеющейся недостаточно для отопления.
Применяя для целей отопления стационарные теплоаккумуляторы СТЭ можно решить вышеназванные проблемы полностью или частично. СТЭ использует для целей отопления электроэнергию, вырабатываемую в ночное время. Стоимость её в 2-6 раз, в зависимости от региона, ниже стоимости дневной электроэнергии и централизованного отопления от котельных на твердом или жидком топливе.
Если отсутствуют электрические сети необходимой мощности и нет средств на их прокладку и выкуп дополнительной электрической мощности, для отопления дома можно установить стационарный теплоаккумулятор СТЭ типа «печь», работающий от низкого (экономного) ночного тарифа на электроэнергию и древесного топлива.
Существует ещё один путь снижения стоимости отопления при использовании стационарных теплоаккумуляторов СТЭ типа «печь» и типа «стена». Если вблизи дома есть возможность установить ветроэлектростанцию, фотоэлектрическую установку или проточную гидроэлектростанцию даже небольшой мощностью 1,5-5 кВт, то это может стать хорошим подспорьем к эффективной работе теплоаккумулятора. При использовании ВЭС и ГЭС только на отопление, можно не применять систему регулирования частоты и значительно уменьшить стоимость энергии от ВЭС и ГЭС.
Стационарные теплоаккумуляторо СТЭ типа «печь» и «стена», кроме выше названных преимуществ, имеют одно неоспоримое, по сравнению с другими централизованными или индивидуальными системами отопления: СТЭ типа «печь» и СТЭ типа «стена» устанавливаются, как правило, в перегородках жилого дома в удаленных от наружных стен местах, что даёт значительную экономию тепла (установка батарей отопления под окнами вызывает его потери (до 40%) через наружные стены).
Еще одним важным моментом при использовании теплоаккумуляторов является то, что в помещениях возникает естественный теплообмен и циркуляция воздуха. Пламя открытого огня в СТЭ типа «печь» создает дополнительное ощущение уюта и спокойствия, что положительно влияет на здоровье.
Кроме общего повышения комфортности в здании появляется теплая стенка с температурой поверхности до 65˚С у которой можно, при необходимости, и согреться. Если её облицевать тальковым камнем (талькохлорит, талькокарбонат) из которого выполнено теплоаккумулирующее рабочее тело СТЭ, то можно получить дополнительный оздоровительный эффект.
Специалисты финских фирм, уже полтора века занимающихся изготовлением печей и каминов из талькового камня, утверждают, что длина тепловой волны исходящей от него находится в гармонии с длиной волны энергетического поля человека. Перед источником тепла, выполненным из талькохлорита уставший эмоционально или физически человек может очень быстро восстановить свои силы.
Следует отметить, что это первые российские теплоаккумуляторы данного типа. Стоимость их в два раза ниже, чем у импортных аналогов, широко применяемых в нашей стране.
12. ПРИМЕНЕНИЕ ЛУЧИСТЫХ ИНФРАКРАСНЫХ
ЭЛЕКТРООБОГРЕВАТЕЛЕЙ В БЫТОВЫХ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ
УСЛОВИЯХ
Д.т.н. Расстригин В.Н. (ГНУ ВИЭСХ)
Основными преимуществами лучистого обогрева является энергосбережение за счет снижения температуры общего отопления помещений и поддержание требуемой температуры воздуха только в зоне нахождения рабочих и обслуживаемых мест при обеспечении равномерного температурного фона по высоте производственных и бытовых помещений,
Для локального обогрева такого типа помещений эффективно применение лучистых инфракрасных электрообогревателей типа ЛЭО мощностью 0,25; 0,75; 1,5 и 3 кВт, разработанных ВИЭСХом совместно с микроэлектронной фирмой «ОНИКС», имеющих напряжение питания 220 В переменного тока и температуру излучающей поверхности до 450 °С.
В зависимости от типа помещений лучистые электрообогреватели могут быть использованы в единичном исполнении или в комплекте с щитом автоматического управления.
13. Определение потребностей в энергии для основных объектов сельских населенных пунктов
К. т. Н. Маркелова Е.К., К. э. н. Тузова Р.В. (ГНУ ВИЭСХ)
Определение объемов электро и энергопотребления, на перспективу по
стране, округам, поселениям, отдельным объектам ранее определялись по
статистической информации (анализ динамических рядов), по нормативам,
для характерных моделей, и плановым показателям развития села. В настоящее время:
- статистическая информация видоизменились, отсутствуют данные об объемах электропотребления на предприятиях сферы культурно-бытового потребления, нет данных об объемах потребления ТЭР.
- возникли новые потребители энергии - коттеджи (жилой сектор), сфера трудовой занятости сельского населения (доля ЛПХ в суммарном производстве с.х. продукции составляет более 50%, а доля крестьянских хозяйств -7%) имеет тенденцию к росту.
- состояние энергоснабжения - изношенность линий электропередач, огромная стоимость строительства и подключения объектов к ЛЭП; вызывает необходимость обоснования автономных источников энергоснабжения.
Решение этих вопросов требует наличие информации о мощностях и объемах потребления полной энергии в бытовом секторе села.
В ГНУ ВИЭСХ разработаны модели энергопотребления для наиболее распространенных объектов энергопотребления села. Модели энергопотребления разработаны на основании типовых проектов, обработки экспериментальных и статистических показателей, для жилого сектора села, а также для предприятий сферы трудовой деятельности - ЛПХ и крестьянских хозяйств. Для каждой модели определен круг энергопотребляющих процессов, набор электроприемников, их установленная мощность, число часов использования, годовое потребление энергии; и разработаны графики электропотребления.
Для жилого сектора разработано 5 моделей. Диапазон мощности и объёмов энергопотребления от 2-3 кВт и 15-16 тыс.кВт·ч для самого низкого уровня электрификации до 17-60 кВт и 18-70 МВт·ч годового энергопотребления для наиболее высокого уровня электрификации.
Для ЛПХ в зависимости от энергонасыщенности и количества животных установленная мощность и объёмы энергопотребления находятся в пределах от 0,8 кВт и 100кВт·ч до 10 кВт и 2500-3000кВт·ч годового электропотребления.
По фермерским хозяйствам - размерам, направленности и специализации, статистической информации не достаточно, поэтому нами разработаны модели для начальных форм организации и ведения хозяйств. В работе рассмотрены хозяйства КРС молочного направления на 10,15 и 30 коров и мясного направления на 15,20 и 30 голов КРС; а также хозяйства
свиноводческого направления на 4,6 и 8 свиноматок и поросят на
выращивании и откорме соответственно 40,60 и 80 голов. Для всех моделей
предусмотрено максимальное оснащение производственных процессов
электрифицированным оборудованием, в реальных же условиях
установленные мощности и объемы энергопотребления могут быть меньше
предусмотренных в моделях. Установленные мощности электрооборудования в свиноводческих хозяйств колеблется от 12 до 19 кВт, годовое электропотребление от 11 до 19 тыс. кВт·ч. В фермах молочного направления соответственно 8-13 кВт и 5-9 тыс. кВт·ч, фермах по откорму КРС 5-6 кВт и 3-4,6 тыс. кВт·ч.
Указанный подход, а именно разработанные модели позволяют сформировать любой набор объектов, определить их нагрузки и объемы энергопотребления, подобрать мощности и вид энергоснабжающего оборудования, использовать при определении объемов энергопотребления в бытовом энергопотребления на среднесрочную перспективу.
14. ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ УСТАНОВКИ ДЛЯ ВОДОСНАБЖЕНИЯ В БЫТУ
К.т.н. Беленов А.Т., Метлов Г.Н. ((ГНУ ВИЭСХ)
Водоподъемные энергосберегающие установки предназначенные для подачи воды в отдельно–стоящие дома не подключенные к централизованным системам водоснабжения.
Все эти установки условно можно разделить на два класса:
1 - не имеющие централизованного электроснабжения; 2 - имеющие централизованное электроснабжение.
Установки являются частью системы «умный дом» и обеспечивают не только подачу воды из водоисточника в разводящую сеть дома, но и минимизируют расход электроэнергии на эти цели и защиту от аварийных ситуаций.
В установках работающих от автономных энергоисточников солнце, ветер, ДВС, существенную роль играет эффективность используемого водоподъемного оборудования и его способность работать в условиях низкого качества электроэнергии. С этой целью были проведены работы по повышению параметров вибрационных электронасосов. Разработаны конструкции новых вибронасосов с существенно более высокими параметрами и к.п.д. около 50%, которые способны сохранять работоспособность в широком диапазоне питающего напряжения 160÷240 В.
Основная идея установок состоит в возможности использования двухставочного тарифа электроэнергии и использования для этих целей программируемых логических контроллеров серии ПЛК фирмы ОВЕН.
Как известно при двухставочном тарифе, стоимость ночной (с 23 час. до 7 час.) электроэнергии почти в четыре раза ниже, чем электроэнергии, потребляемой в дневное время. Кроме того, в ночное время, в связи с существенным снижением нагрузки на сеть, как правило, улучшаются параметры по напряжению электроэнергии. Это характерно особенно для сельских электросетей, когда из-за пиковых перегрузок происходит снижение питающего напряжения, зачастую ниже допустимых пределов. Пониженное напряжение в «пиковые» часы электропотребления, может отрицательно сказаться на работе подающих насосов и других бытовых установок с двигательным приводом. Как правило, эти установки, работая в автоматическом режиме в «пиковые» часы электропотребления, могут оказаться неработоспособными из-за срабатывания каких-либо систем защиты двигателей, а при их отсутствии может произойти перегорание обмоток двигателей из-за недопустимо высоких перегрузок при чрезмерной продолжительности протекания пусковых токов.
Таким образом, работа систем подачи воды (холодной и горячей) в ночное время представляется достаточно перспективной. Для осуществления этой идеи в составе установки должны быть задействованы два основных элемента: 1 - накопительный резервуар, позволяющий работать подающим насосом в ночное время; 2 - программируемый таймер, обеспечивающий принудительное включение насосов в «ночное» время.
15. электрифицированные технологии в пчеловодстве
Д.т.н. Краусп В.Р. (ГНУ ВИЭСХ)
Пчеловодство старинная отрасль сельского хозяйства, которая с позиций электрификации, автоматизации и информатизации недостаточно освоена и изучена.
Электрификация пчеловодства развивается традиционными путями. Электрифицируют освещение, силовые процессы. В ряде случаев применяют нагревательные установки на 22 В – обогреватели помещений пчеловода, зимних хранилищ для пчел (омшанников), павильонов и на 12 В – для обогрева ульев. Используют электроножи для распечатки сотов.
Дальнейшее развитие электрификации идет в направлении облегчения труда пчеловода при откачке меда, при разборке ульев во время осмотров, при транспортировке ульев, меда и других грузов. Создаются электрифицированные медогонки, дозаторы меда при расфасовке, устройства для натягивания проволоки на рамки, электронаващиватели рамок.
Автоматизация пчеловодства на пасеках при производстве продукции пчеловодства находится в начальных стадиях развития. Внедряются системы автоматизации следующих технологических операций: регулирования температуры обогрева ульев; поддержания заданных температурных режимов в омшаннике в зимний период; регулирования уровня воды в групповых поилках для пчел в весенний период; стабилизации температуры подогрева воды в поилках; обеспечения заданной температуры в воскотопках с электронагревом при первичной перетопке воскосырья; поддержание температуры роспуска меда в бидонах и др.
Автоматизация развивается в направлении создания приборов оценки качества и расфасовки меда в мелкую тару, создания систем искусственного осеменения маток, приготовления инвертированного сахарного сиропа для подкормки пчел и других направлений, облегчающих труд пчеловодов и улучшающих качество продукции.
Информатизация пчеловодства – новое направление, еще не получившее должного развития и применения. В дальнейшем открываются большие перспективы применения информационных технологий в пчеловодстве. Прежде всего, это компьютерные системы наблюдения за развитием и жизнью пчелиной семьи без вмешательства и раскрытия улья. Исследуются и создаются системы контроля температурных режимов в улье в летнее и зимнее время, телеконтроль наличия и количества засеянных рамок с расплодом, контроль за состоянием семьи перед роением и во время роения. Развиваются методы оценки состояния семей по спектрам звуковых частот. Так, частота 240 Гц указывает на роение, 184 Гц – о приеме матки и около 300 Гц - о болезни, о заклещёванности семьи пчел.
В ГНУ ВИЭСХ помимо разработки и выпуска широкоприменяемого высокоэффективного электрифицированного оборудования для пчеловодства, разрабатывают автоматизированные технологии.
Для получения максимального количества продукции должно быть согласованное развитие семьи пчел и кормового, медового конвейера в той местности, где расположена пасека. Поэтому первоначально должен быть изучен и освоен медовый конвейер цветущих растений, а затем выбрана и отработана автоматизированная технология содержания пчел.
Например, для Московской области, где ранней весной цветет много ивы, культурных садов и одуванчика, летом в июне мало цветов (провал в медосборе), а в июле много цветов кипрея, василька лугового и осота, разработана и освоена на практике в 2000 году автоматизированная технология получения майского и июльского меда: Назовем ее автоматизированная технология получения майско-июльского меда, или сокращенно «АТ-МИМ-2000».
В докладе подробно рассмотрен один из способов получения весеннего меда с применением технологии АТ-МИМ-2000 для Центральной и Северной зон России. «АТ-МИМ-2000» дает возможность получить высококачественный весенний мед, который откачивают в Московской области в первых числах июня. Сильные семьи дают по 2 магазина весеннего меда.
16. Утилизация органических отходов с получением моторного топлива
Евграфов И.В., Кондратьев Ф.Ф., Костяной А.А. (ГНУ ВИЭСХ)
В настоящее время перед нами стоит проблема: постоянный рост потребности в жидком топливе в условиях ограниченности сырья и технологий для его рентабельного производства.
Задача:
Получение синтетических моторных топлив из альтернативного сырья
В настоящее время большое количество реакторов газификации не доведены до реализации и рентабельны в настоящее время только крупномасштабные проекты. Связанно это с высокими затратами на очистку и охлаждение синтез газа. Характерной особенностью представленной схемы переработки иловых остатков сточных вод в жидкое топливо является двух стадийный процесс газификации. Система представляет собой последовательное включение двух резонансных объемов, в которых энергия сжатого газа дутья переходит в энергию ударных волн с частотой повторения 20кГц,что значительно повышает глубину переработки твердого сырья в первом объеме реактора. В качестве дутья в этой системе оптимально использовать смесь пара и СО2 .Реакций в процессе газификации более 200 полезных 3-12 и они обратимы поэтому введен второй объем реактора резонансно настроенный на тот же наминал частоты. В нем за счет аэродинамических особенностей осаждается шлам который газифицируется и после чего выводится а продукты газификации (синтез газ, метан, оксиды серы, азота, сажа и пр.) компримируются для введения на следующую стадию.
На стадии очистки за счет воздействия уже двух частот происходит коагуляция механических включений микро дисперсной водой образованной биением струи высокими частотами, генерируемыми азотом на форсунке . Основным фактором коагуляции дисперсных включений и сорного газа является установленный баланс между высокими и низкими частотами. При этом создаются условия не только для очистки газа от твердой фазы но и интенсифицируется процесс растворения оксидов серы, азота и фосфора в воде с дальнейшим их связыванием с золой. Высокие частоты генерируются в форсунках, низкие вводятся через волновод , обрабатываемый продукт вводится через форсунку . Данный процесс очистки является экономичным и эффективным, что повышает рентабельность газификации, делая ее доступной для средних и даже малых производств.
Конверсия синтез газа в моторное топливо осуществляется путем использования высокоэффективной технологию "GTL" , разработанную компанией "Энергосинтоп". Технология позволяет получить на выходе бензин, соответствующий нормам ЕВРО-3.
Выводы:
В предлагаемой технологии переработки ИОСВ, часть получаемых горючих газов используется на собственные технологические нужды. Таким образом, процесс является энергетически самодостаточным и не требует подвода дополнительной энергии из вне.
Так как сырьем являются отходы, основным фактором, определяющим затратность процесса, являются расходы на эксплуатацию оборудования.