Энергоустановки на основе возобновляемых видов энергии. Рубрика в журнале - Агротехника и энергообеспечение
Многоагрегатная ветроэнергетическая установка для районов с низким ветровым потенциалом
Статья научная
В большей части территории России наблюдаются низкие среднепериодические скорости ветра. Ветроэнергетические установки (ВЭУ) рассчитаны на узкий диапазон скоростей ветра. Для повышения эффективности работы ВЭУ в расширенном диапазоне скоростей ветра предлагается совместить ВЭУ с разными параметрами с генератором с помощью аддитивного гидравлического блока. Скорость ветра является нерегулярной, поэтому необходимость аккумулирования энергии приобретает все большее значение. Предлагается добавить в конструкцию ВПУ с классической схемой промежуточное звено в виде гидромодуля, состоящего из гидронасосов, гидросумматора, гидрогенератора и гидроаккумулятора. В данной работе представлены результаты исследования работы ветроэнергетических установок с разными параметрами, обоснована перспективность использования многоагрегатной ветроэнергетической установки для повышения эффективности использования энергии ветра для районов с низким ветровым потенциалом. Проведены вычисления аккумулирования излишков энергии. Мощность на выходе генератора МАВЭУ при скоростях ветра 4-5 м/с более чем в 2 раза больше, чем в ВЭУ с отдельными генераторами, при скоростях ветра до 7 м/с мощность многоагрегатной ВЭУ примерно в 2-3 раза больше, чем сумма мощностей отдельных ВЭУ.
Бесплатно
Обогрев и охлаждение животноводческих помещений с использованием геотермальной и внепиковой энергии
Статья научная
Анализ исследований отечественных и зарубежных авторов и предварительные собственные исследования свидетельствуют о перспективах применения геотермальных систем микроклимата, работающих на принципе использования относительного постоянства температуры толщи земли. В статье представлен расчёт основных конструктивных параметров геотермальной системы охлаждения воздуха в животноводческом помещении, которая в отличие от традиционных систем, не использует ископаемое топливо, чтобы выработать тепло. Используется энергия толщи земли, а электроэнергия необходима для работы вентиляторов, компрессоров и насосов. Выполнен расчет охладительной установки, а также определены расход и скорость потока воды, проходящей по теплообменнику и зонду. Представлена технологическая схема комбинированной установки обогрева и охлаждения животноводческих помещений с использованием геотермальной энергии и внепиковой электрической энергии. Внепиковая электроэнергия по дешевому тарифу используется для подогрева и аккумуляции горячей воды в режиме отопления помещений. Описан принцип работы схемы в режимах обогрева и охлаждения животноводческих помещений. Рассмотрены виды грунтовых теплообменников (зондов), которые могут применяться для подобных технических решений. Внедрение такой системы на молочно-товарной ферме 200 голов обеспечит снижение энергозатрат на поддержание микроклимата в течение года до 35 % в сравнении с традиционными системами.
Бесплатно
Оптимизация конструкции фотоэлектрического теплового модуля
Статья научная
Фотоэлектрические тепловые модули (ФЭМ) являются преобразователями солнечной энергии. Область их применения достаточно обширна и охватывает практически все отрасли промышленности, начиная от сельского хозяйства и заканчивая ракетно-космической техникой. Использование таких источников имеет следующие преимущества: используемая энергия постоянно возобновляется и ресурсы ее не ограничены, оказывается незначительное воздействие на окружающую среду, вследствие отсутствия вредных выбросов и отходов, характеризуются доступностью для населения. Однако, возобновляемые источники имеют и значительные недостатки, которые не позволяют использовать их для генерации высоких мощностей. Главными недостатками этих источников является низкий КПД и зависимость от географических и климатических условий, а также уровня инсоляции (для фотоэлектрических модулей). В настоящее время во многих странах мира развиваются технологии, которые позволяют повысить КПД этих источников и увеличить их мощность. Исследования идут в направлении совершенствования конструкции источников, а также материалов, которые входят в их состав. Эти требования обусловлены необходимостью получения большей мощности от фотоэлектрического теплового модуля при меньшей его стоимости. В ходе исследования был проведена оценка параметров, влияющих на эффективность солнечного коллектора, было проанализировано влияние теплоизоляции различных видов на эффективность солнечного коллектора, а также был выполнено моделирование теплового потока в стенке корпуса абсорбента.
Бесплатно
Расчет температуры в цилиндрическом биогазовом реакторе
Статья научная
В статье приведены результаты теоретических исследований по влиянию величины мощности дополнительных источников теплоты для подогрева сырья на распределение температуры в биогазовом реакторе. Расчетные зависимости были получены на основе решения уравнения теплопроводности Фурье в слоистых средах. Рассматривалась одномерная задача. На наружной поверхности стенки принимались граничные условия третьего рода. Между внутренней поверхностью стенки и внутренним объемом биомассы внутри реактора обеспечивались условия сопряжения температурных полей и тепловых потоков четвертого рода. Получены аналитические соотношения для расчета температурных полей внутри биореактора цилиндрической формы, а также расчетные формулы оценки мощности равномерно распределенных внутри рабочего объема дополнительных (сторонних) источников теплоты для подогрева массы в биореакторе. Установлено, что необходимая для обеспечения разницы температур мощность дополнительных (сторонних) источников теплоты не зависит от радиуса рабочего объема биореактоа и определяется такими параметрами, как теплопроводность биомассы и высота биореактора, а также практически не зависит от толщины стенки реактора, но существенно зависит от температуры наружной среды вне реактора.
Бесплатно
Системы вентиляции теплиц на основе термоприводов и возобновляемых источников энергии
Статья научная
В данной статье описана актуальность вентиляции теплиц, а также значимость вентиляции теплиц. Перечислены методы вентиляции теплиц, способы естественной (ручная и при помощи термоприводов) и механической (приточная, вытяжная, с рециркуляцией прямая и последовательная) вентиляции теплиц. Раскрыта актуальность использования термоприводов в рамках естественной вентиляции теплиц, а также принцип устройства термоприводов, перечислены достоинства данного метода вентиляции теплиц. Представлена созданная авторами система механической вентиляции теплиц на основе возобновляемых источников энергии, преимущества, а также электросхема данной системы. Описана работа системы механической вентиляции теплиц на основе возобновляемых источников энергии с использованием солнечной панели, аккумуляторной батареи, контроллера заряда аккумуляторной батареи, реле-регулятора ТРМ-501 с термопарой, а также двумя вентиляторами вентиляции теплиц. Раскрыт вопрос использования реле-регуляторов с термопарами при механической вентиляции теплиц, а также преимущества использования автоматизированных систем управления микроклиматом теплицы. Разбирается вопрос использования и актуальность использования нескольких источников питания, таких как солнечная панель и централизованное подключение к сети электроснабжения при механической вентиляции теплиц. Подведены выводы по вышеперечисленным вопросам.
Бесплатно
Фермерская солнечная зарядная электростанция для электротранспорта
Статья научная
В настоящее время активно развивается использование электротранспорта, который может применяться, в том числе, и на фермах для наблюдения за качеством выпускаемой продукции, контроля технологических процессов и др. В этой связи появляется необходимость создания высокоэффективных и надёжных станций зарядки аккумуляторных батарей для такого электротранспорта. Использование солнечной энергии для сельскохозяйственных нужд становится все более актуальным. Солнечные фотоэлектрические модули, представляют собой конструкцию объединённых между собой фотоэлементов. Они преобразуют солнечную энергию в постоянный электрический ток благодаря фотоэлектрическому эффекту. Солнечные фотоэлектрические модули могут использоваться в зарядных станциях для зарядки аккумуляторов электротранспорта, что обеспечивает экономию энергоресурсов и сокращение денежных затрат. В статье рассмотрена технология зарядки аккумуляторных батарей электротранспорта от солнечных фотоэлементов. Солнечная электростанция размещается рядом с сельскохозяйственным производством. Предлагаемая фермерская солнечная электростанция может быть установлена в помещении гаража, причём электронно-преобразующие устройства должны быть защищены от внешнего воздействия дождя и снега и располагаться внутри помещения, тогда как сами солнечные модули должны находится на открытом пространстве и не затеняться деревьями и различными конструкциями. Количество модулей солнечной электростанции, определяется необходимой мощностью зарядки.
Бесплатно
Статья научная
Применение теплофотоэлектрических солнечных модулей и установок предусматривает комплексное энергоснабжение удаленных объектов сельскохозяйственного назначения их обеспечение как электрической, так и тепловой энергией, которая поступает на объекты в виде горячей воды для горячего водоснабжения и отопления.Развитие солнечной генерации на базе параболоцилиндрических концетраторных модулей активно ведется во многих странах. Системы на основе солнечных концентраторных модулей достигают значительной производительности в регионах, где уровень прямой инсоляции особенно высок. Для повышения эффективности использования солнечного излучения, концентраторы оснащаются специальными следящими системами, обеспечивающими ориентацию концентраторов в направлении Солнца.Продление среднее суточного времени активной работы концентратора без физического увеличения его угловой апертуры позволяет использование жалюзийных гелиостатов.В работе приведены результаты экспериментального исследования макета концентраторного солнечного модуля с жалюзийным гелиостатом с угловой апертурой 36˚ и теплофотоэлектрическим приемником солнечного излучения. Установлено, что тепловой КПД теплофотоэлектрического приемника находится в пределах 60…70%. Соотношение тепловой мощности PVТ-приемника к электрической при значениях прямой инсоляции 800±100 Вт/м2 находится в пределах от 1:1 до 5:1.
Бесплатно
