ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НЕТРАДИЦИОННЫХ И ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ В АГРОПРОМЫШЛЕННОМ КОМПЛЕКСЕ

PRACTICAL USE OF UNCONVENTIONAL AND RENEWABLE ENERGY SOURCES IN THE AGROINDUSTRIAL COMPLEX

Ekaterina Novikova

Student, department of industrial heat power engineering, Smolensk branch of the Moskow Energy institute,

Russia, Smolensk

Malik Mikhraliev

Master student, department of industrial heat power engineering, Smolensk branch of the Moskow Energy institute,

Russia, Smolensk

АННОТАЦИЯ

В статье исследованы возможности практического использования в отечественном агропромышленном комплексе нетрадиционных источников энергии. При написании статьи использовались монографический и абстрактно-логический методы исследования. По итогам исследования сделан вывод о перспективности применения нетрадиционной энергетики в составе комбинированных автономных систем.

ABSTRACT

The article explores the possibilities of practical use of non-traditional energy sources in the domestic agro-industrial complex. When writing the article, monographic and abstract-logical research methods were used. Based on the results of the study, it was concluded that the use of non-traditional energy as a part of combined autonomous systems is promising.

Ключевые слова: агропромышленный комплекс, нетрадиционная энергетика, комбинированное использование.

Keywords: agro-industrial complex, non-traditional energy, combined use.

Специфика агропромышленного производства, большой потенциал его развития в экономике современной России и высокие экологические требования к качеству сельскохозяйственной продукции открывают широкие возможности применения нетрадиционных и возобновляемых источников энергии (НВИЭ). Практика использования НВИЭ в отечественном агропромышленном комплексе показала, что обеспечить их эффективность возможно только в комбинированных автономных энергосистемах (КАЭС). При этом оптимальный состав энегропотребления обеспечивается за счет комбинирования традиционных и различных видов нетрадиционных   источников энергии, в зависимости от вида сельскохозяйственной продукции, определяющей специфику производственного цикла, климатических и географических условий региона применения и времени года.

В климатических зонах, благоприятных для использования энергии ветра и солнца, биогазовые установки следует дополнить ветроустановкой для выра­ботки электрической энергии и гелиоустановкой - для выработки теплоты. Та­кие установки рекомендуются для крупных сельскохозяйственных предприятий животноводства и птицеводства, поскольку только в этом случае могут быть рентабельны. Очевидным аргументом в пользу использования преобразователей солнечной энергии является то, что крупные животноводческие комплексы имеют большую площадь, следовательно, на их крышах достаточно места для размещения солнечных коллекторов. Одна из рекомендуемых схем с использованием солнечной энергии для обеспечения требуемого теплового режима в метантенке биогазовой установки приведена на рис. 1.

Рисунок 1. Схема комплексной солнечно-биогазовой установки: 1,9- теплообменники; 2 - метантенка; 3,5,7,8 - насосы; 4 - предохранительный клапан; 6 - отстойник; 10 - котел; 11,12,13 - вентили; 14,15 - регулирующие клапаны; 16 - компрессор; 17 - газгольдер; 18 - солнечные коллекторы , Г- газопровод, А-цикл антифриза

Серьезной проблемой, определяющей эффективность функционирования КАЗС с использованием НВИЭ, является возможность накапливания и сохранения энергии, с целью обеспечения равномерности режимов ее производства и потребления. Среди известных методов теплового аккумулирования значительный инте­рес представляет сорбционное аккумулирование. Тепловые потери при этом методе минимальны, аккумулирование энергии может осуществляться при температуре окружающей среды, а объемная плотность запасенной энергии будет достаточно высокой.

Кроме этого, сорбционные установки являются одновременно и термотрансформаторами, т.к. аккумулирование теплоты в них соче­тается с повышением ее потенциала. В летнее время такое предлагаемое обору­дование может использоваться для выработки холода.

Рабочие процессы в гелиоадсорбционных термотрансформаторах- аккумуляторах аналогичны процессам в гелиоадсорбционном холодильнике, предназначенном для выработки льда или непосредственного охлаждения питьевой воды. Результаты исследований термотрансформатора-аккумулятора могут быть применены при создании солнечного водоохладителя.

Трансформаторы тепла, работающие на явлениях сорбции, не имеют дви­жущихся частей, не производят шума, требуют минимального обслуживания, просты в управлении и, главное, позволяют использовать низкопотенциальное тепло вторичных ресурсов геотермальной и солнечной энергии.

Принципиальная схема адсорбционного термотрансформатора-регене­ратора сезонного действия приведена на рис. 2. Работает он в двух режимах: летнем и зимнем.

Рисунок 2. Схема адсорбиционного теплового насоса с использованием солнечной энергии и аккумуляторов для сезонного аккумулирования энергии: 1 - гелионагрева­тель; 2 - бак-аккумулятор; 3 - адсорбер; 4 - конденсатор; 5 - ресивер; 6 – потребитель теплоты; 7 - испаритель; 8 - грунтовый теплообменник (зимний режим, летний режим)

Летний режим: Адсорбционный тепловой насос работает только днем. Солнечное тепло от гелионагревателя 1 через краны Kl, К2, бак-аккумулятор 2, краны К6, К7 поступает в адсорбер, где происходит регенерация сорбента. Об­разовавшийся пар поступает в конденсатор 4, где конденсируется, и полученная при этом теплота конденсации поступает в грунтовый теплообменник 8 через краны К10 и Kl 1.

Зимний режим: Адсорбционный тепловой насос работает круглосуточно. Из ресивера 5 конденсат через кран К5 поступает в испаритель 7, где испаряет­ся за счет теплоты, поступающей из грунтового теплообменника 8 через краны К10, Kl 1. Пары из испарителя 7 поступают в адсорбер 3, где поглощаются сорбентом. Получаемая при этом теплота адсорбции может использоваться для нужд отопления потребителем 6 через краны К7, К6.

Таким образом можно утверждать, что в настоящие время существуют все условия для широкого практического внедрения КАЭС с использованием НВИЭ в отечественном агропромышленном комплексе. Сюда относятся благоприятная макроэкономическая ситуация; большое количество научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок в области создания КАЭС с использованием НВИЭ для агропромышленного производства; определенный практический опыт применения КАЭС в сельской местности и существование относительно надежных и эффективных систем аккумулирования энергии, произведенной нетрадиционными источниками.

Список литературы:

1. Васильев Ю.С., Елистратов В.В. Теоретические и прикладные аспек­ты комплексного использования возобновляемых источников энергии. Изв. РАН. Энергетика. № 3. 1999 – 24-31 с.
2. Земсков В.И. Возобновляемые источники энергии в АПК. / В.П. Земсков – С-Пб. Лань, 2014 – 368 с.