Электротехнологии, электрооборудование и энергоснабжение агропромышленного комплекса. Рубрика в журнале - Агротехника и энергообеспечение
Автономный модуль электрического озонатора воздуха
Статья научная
Предлагается конструкция автономного модуля электрического озонатора воздуха на коронирующем разряде, который предназначенный для улучшения показателей качества воздушной среды в животноводческом помещении. По результатам экспериментальных исследований была выявлена зависимость конструктивных параметров автономного модуля электрического озонатора воздуха на изменение концентрации озона. Установлено, что показатель концентрации озона возрастает при увеличении рабочего напряжения на излучателе и уменьшении расстояния между электродами излучателя (разрядный промежуток). Выявлено, что для предлагаемой конструкции автономного модуля электрического озонатора воздуха максимальные значения концентрации озона (до 10 мг/м3) можно получить при подаче рабочего напряжения 30 кВ на излучатель и выставлении зазора между электродами излучателя (разрядного промежутка) в районе 25 мм. Изучив основные показатели газового состава воздушной среды в ходе экспериментальных исследований в животноводческом помещении, были получены следующие результаты (до/после озонирования воздушной среды): озон, мг/м3 (0,0015/0,026); сероводород, мг/л (0,16/0,0003); аммиак, мг/л (0,13/0,005); углекислый газ, мг/л (10/0,2); кислород, % (21,1/21,7).
Бесплатно
Анализ эффективности применения ветро-солнечной установки в условиях Белгородской области
Статья научная
Работа направлена на выполнение анализа эффективности применения ветро-солнечной установки в условиях Белгородской области с помощью установленной системы мониторинга. Была рассмотрена ветро-солнечная установка в составе ветрогенератора ВЭУ 2000 и двух модулей солнечных батарей TSM-110. В ходе выполненного анализа было произведено сравнение паспортных характеристик установки с полученными с помощью системы мониторинга данными. В ходе анализа данных было выявлено, эффективности применения ветро-солнечной установки зависит от ряда факторов. Полученные данные показывают несоответствие между заявленным паспортным номинальными значениями и реальными данными (предполагаемая годовая выработка должна составить 2891 кВт∙ч, а в реальности равна 1322 кВт∙ч). Годовая выработка энергии во многом зависит от распределения по скоростям и направлениям местных ветров, а так же от места расположения ветро-солнечной установки.
Бесплатно
Аспекты влияния фотоэлектрических станций на работу сельских электрических сетей
Статья научная
Фотоэлектрические установки влияют на работу сельских электрических сетей по ряду аспектов, среди которых потери и качество электроэнергии, электробезопасность, равномерность графика нагрузки и другие. Имеется необходимость оценки данного влияния, корректировка нормативных документов, связанных с применением фотоэлектрических установок, так как бесконтрольный рост их количества и мощности в структуре сельских электрических сетей может привести к выходу из строя трансформаторов и линий электропередачи, несанкционированной подаче напряжения, другим негативным последствиям. Также может наблюдаться и положительное влияние в части снижения отклонения напряжения у удалённых потребителей, повышения качества электроэнергии по другим показателям, снижение потерь электроэнергии. Выполненные расчёты для примера электрической сети, содержащей ТП 10/0,4 кВ, ЛЭП 0,4 кВ и нагрузку в виде группы жилых домов показали, что применение ФЭУ приводит к сокращению потерь электроэнергии в силовом трансформаторе и их стоимости на 10-12%. Пиковые значения потребляемой мощности снижаются на 6-8%. Неравномерность графика нагрузки увеличивается, что показывает увеличение значения коэффициента его формы с 1,111 до 1,184.
Бесплатно
Статья научная
Электромагнитные реле управления ТЭН инкубаторов для яиц птиц являются одним из наиболее ответственных компонентов. Ограниченный ресурс реле - наиболее частая причина поломок инкубаторов. Цель исследования - поиск возможностей повышения длительности безотказной работы реле за счет изменения температурных режимов инкубации при отсутствии негативного воздействия на зоотехнические показатели инкубации яиц. Исследование проводилось в 2022 году в инкубатории Московского зоопарка. В результате исследования было установлено, что расширение границ температурного режима инкубации, при сохранении средней температуры, позволяет снизить количество переключений электромагнитных реле управления ТЭН инкубаторов и, как следствие, продлить их срок эксплуатации. При ресурсе реле 1х105 циклов, срок эксплуатации при предустановленном температурном режиме 37,7-37,8ºС составляет 1,2 года и может быть увеличен до 3,6 года при предустановленном диапазоне 37,0-38,5 ºС.
Бесплатно
Выравнивание графика электрической нагрузки фермы КРС с применением накопителя электроэнергии
Статья научная
Графики электрических нагрузок ферм КРС имеют выраженные пики утреннего и вечернего максимума, обоснованные суточной сезонностью технологического процесса. Максимальная потребляемая мощность может превышать минимальную в 3 и более раз. Как утренний, так и вечерний максимумы нагрузок ферм КРС происходят в зоны суток, когда стоимость электроэнергии наиболее высока, так как определяется по тарифу пиковой зоны. Уменьшить неравномерность графика потребляемой из сети электроэнергии и снизить стоимость электроэнергии позволяет применение накопителей электроэнергии (НЭ). Для оценки возможных эффектов по выравниванию графика и экономии на стоимости электроэнергии необходимо определить временные зоны, в которые рационально осуществлять зарядку НЭ с потреблением электроэнергии от сети и их разрядку с выдачей электроэнергии, компенсирующей пиковое потребление фермы. В статье приведён пример графика электрической нагрузки фермы до и после применения НЭ, определены параметры НЭ, экономия от его применения.
Бесплатно
Статья научная
Создание устойчивой экономически эффективной системы электроснабжения высшей категории надёжности Андреевский крест поселений с общей сетевой мощностью до 15 МВт, являющейся электрическим клеточным автоматом планетарной энергетической сети клеточных автоматов - экосферно-совместимых самоокупаемых бессмертных поселений типа ПАОЭ Святой крест на 600 родовых поместий сети поселений Sharupich.net, на сегодняшний день, является основой разработки, строительства и эксплуатации сетей электроснабжения, позволяющей через угловую и центральную подстанцию подключать соседние поселения, расположенные на одной диагонали, а через соседние подстанции 110/35/10 кВ потребителей на линии одного сектора, обеспечить постоянное (не отключаемое) электроснабжение.
Бесплатно
Использование искусственной нейронной сети при прогнозировании электрической нагрузки
Статья научная
Каждый год наблюдается рост развития с последующим увеличением потребности в электрической энергии. В связи с этим необходимо прогнозировать количество потребителей и спрос на электроэнергию, чтобы поставщики электроэнергии могли предоставлять электроэнергию по мере необходимости и минимизировать отключения. При прогнозировании используется метод искусственной нейронной сети (ИНС), работающей по методу Backprop. Преимуществом этого метода является удобство в формулировании данных прогнозистов, а также гибкость в изменении. Используются алгоритм обучения Левенберга-Марквардта, переменная скорость обучения по Грейденту и квази-Ньютону. Наиболее точные результаты можно увидеть, если посмотреть на наименьший средний процент ошибок, полученный на всех трех алгоритмах обучения. Результаты обучения с помощью trainlm, traindx и trainbfg показывают, что результирующая ошибка достаточно мала и составляет 0,194%, 0,15% и 0,14%. Результаты обучения показывают, что искусственная нейронная сеть (ИНС) хорошо подходит для применения в прогнозировании.
Бесплатно
Статья научная
В данной работе рассматривается применение систем солнечного охлаждения как альтернативный вариант решения основных экологических и энергетических проблем. Описываются принципы работы, основные преимущества и недостатки концентраторов солнечного излучения. Проанализированы их оптимальность и актуальность использования на сегодняшний день. Приведены примеры работ по повышению холодопроизводительности систем солнечного охлаждения с помощью параболоидных концентраторов. Предложена установка на принципе комбинированного абсорбционного охлаждения. Изложен принцип работы данной установки и показаны отличительные особенности от других абсорбционных систем солнечного охлаждения. Выполнен теоретический расчёт цикла данной установки и определен её энергетическая эффективность. Разработана 3D модель текущей установки в комплексном облачном инструменте.
Бесплатно
Статья научная
В настоящее время для повышения надежности электроснабжения распределительных электрических сетей 6-10 кВ в них внедряются реклоузеры, реализующие функции сетевого секционирования и резервирования линий электропередачи, что при возникновении аварийных режимов работы сети позволяет значительно снизить время и количество перерывов в электроснабжении потребителей. В данной работе представлено исследование режимов работы кольцевой электрической сети 10 кВ, запитанной от подстанции «Куликовская» 110/35/10 кВ, находящейся в зоне эксплуатационной ответственности филиала ПАО «Россети Центр» - «Орелэнерго», по допустимым отклонениям напряжения при нормальном режиме работы и аварийных ситуациях, возникающих на участках сети и при отказах источников питания. На основании проведенного расчета параметров рассматриваемой электрической сети 10 кВ выявлено, что в различных режимах отклонение напряжения от номинального не выходит за рамки, установленные ГОСТ 32144-2013, что позволяет продемонстрировать эффективность внедрения реклоузеров. Полученные в работе параметры режимов работы электрической сети 10 кВ могут быть использованы при разработке устройства бесканального дистанционного мониторинга и контроля выключателей в отходящих линиях электропередачи.
Бесплатно
Исследование электропотребления приусадебного участка с применением устройства ТЭМП-3
Статья научная
Анализ параметров электропотребления приусадебных участков, сельских жилых домов, позволяет более точно прогнозировать потребляемую такими объектами мощность, более рационально указывать присоединяемую мощность при подаче заявки на технологическое присоединение к электрическим сетям. В статье приведены отдельные результаты анализа электропотребления приусадебного участка, включая сельский жилой дом. Измерения проводились с применением таймера-электросчётчика мобильного портативного ТЭМП-3, что позволило получить мгновенные и среднеквадратичные значения напряжения, потребляемой мощности. На основе анализа результатов измерений выполнено сравнение значений фактически потребляемой и расчётной мощности объекта, выявлены искажения качества электрической энергии. Показана возможность, с применением ТЭМП-3, получать сведения о графиках работы отдельных электроприёмников, моментах времени их включения и отключения, продолжительности работы. Это может быть использовано в ходе энергетических обследований различных электропотребителей.
Бесплатно
Статья научная
Рост и развитие растений зависит от фотохимических процессов, происходящих в их клетках, что невозможно без влияния энергии оптического излучения. Применение светодиодных источников в установках для облучения растений, по сравнению с газоразрядными лампами, обладает рядом преимуществ. При облучении растений следует учитывать, что различные виды и сорта растений на различных этапах своего развития требуют различных параметров качества фотосинетически активной радиации, а спектр излучения воспринимается пигментным комплексом растения. Параметры спектра такого излучения оказывает влияние на биохимические реакции, физиологические процессы, происходящие в растении, а также развитие растения в целом. Предлагается конструкция установки для облучения растений с применением светодиодов, а также методика расчета спектрального состава излучения. Приведены результаты численного моделирования по определению оптимального количественного состава излучающих светодиодов с учетом высоты подвеса облучательной установки. По результатам расчетов рекомендуется количественный состав светодиодов для заданного значения минимальной облученности.
Бесплатно
Статья научная
На основе аналитического способа разработана математическая модель процесса тепло-и массообмена в гелиотеплицах-сушилках в режиме теплица. Показана возможность аппроксимации сложных передаточных функций более простыми, удобными для практических целей. Полученная система дифференциальных уравнений вполне описывает теплообменные процессы в гелиотеплице и аккумуляторах тепла. Время запаздывания регулируемой величины в аккумуляторах тепла из-за незначительности по сравнению с временем переходных процессов не учитывается.
Бесплатно
Моделирование переходных процессов в цепях формирования высоковольтных импульсов
Статья научная
В статье рассмотрено решение проблемы наличия в цепях создания высоковольтных импульсов формирующих разрядных промежутков. Такие цепи используются в установках электрогидравлического удара, которые используются для приготовления питательных растворов, очистки сточных вод, разрушения горных пород и т. д. Наличие формирующих разрядных промежутков создает опасность эксплуатации установки, что накладывает ограничения по использованию данной технологии. Целью работы является изучение возможности формирования импульсов без использования формирующих разрядных промежутков. В результате работы проведено моделирование цепей без формирующих разрядных промежутков с использованием различных источников питания и сделаны выводы о достоинствах и недостатках использования в схеме тех или иных источников питания, а также сообщены планы дальнейшего исследования на экспериментальной установке.
Бесплатно
Моделирование энергетических режимов теплицы
Статья научная
Рассматриваются вопросы повышения энергоэффективности и улучшения качества автоматического регулирования температуры воздуха в промышленных теплицах. Целью проводимых исследований является улучшение энергоэффективности систем надпочвенного обогрева промышленных теплиц путем совершенствования известных линейных методов автоматического регулирования по отклонению и возмущению за счет дополнительного использования данных краткосрочного метеорологического прогноза по предстоящему изменению наружной температуры воздуха. Для решения проблемы наличия транспортного запаздывания в объекте управления при выработке управляющего сигнала в цепи компенсации возмущения помимо сигнала датчика наружной температуры учитываются также данные прогноза изменения наружной температуры, освещенности и скорости ветра на определенный предстоящий интервал времени, что позволяет заблаговременно осуществлять соответствующее компенсирующее управляющее воздействие. Предлагаемый метод управления может быть использован при регулировании температуры воздуха в зданиях и сооружениях с повышенными требованиями к параметрам микроклимата.
Бесплатно
Статья научная
Развитие цифровизации, автоматизации сельских электрических сетей требует особого внимания к обеспечению функциональности трансформаторных подстанций 6-20/0,4 кВ. Таких трансформаторных подстанций в распределительном сетевом комплексе насчитывается более 475 тысяч штук. В последнее время появилось большое количество оборудования для обеспечения наблюдаемости в электрических сетях 0,4-20 кВ. В статье приведен обзор оборудования, представленного на рынке Российской Федерации для автоматизации трансформаторных подстанций 6-20/0,4 кВ. Описаны перспективные функции цифровой трансформаторной подстанции 6-20/0,4 кВ. Сделан вывод о том, что оборудование, представленное на рынке, не обеспечивает выполнения большинства функций, необходимых для реализации цифровой трансформаторной подстанции 6-20/0,4 кВ. Предложена концептуальная структурная схема цифровой трансформаторной подстанции 6-20/0,4 кВ и дано краткое описание ее работы.
Бесплатно
Обзор современных видов рекуператоров для ферм КРС
Статья научная
В работе определено что такое рекуператор и его основные виды, такие как пластинчатый рекуператор, роторный рекуператор, рециркуляционный рекуператор, рекуператор с тепловыми трубками, камерный рекуператор, кровельный рекуператор, водный рекуператор. Проведен анализ рекуператоров, выявлены преимущества и недостатки каждого вида. Указан способ работы выбранных рекуператоров. Установлены наиболее эффективные типы рекуператоров. Определены те типы, которые больше всего подходят для использования в сельском хозяйстве, в отрасли животноводства. На фермах содержащих КРС наиболее подходящими являются пластинчатый, роторный, камерный, кровельный рекуператоры. Это обосновано тем, что у данных типов рекуператоров нет больших сложностей с установкой оборудования, довольно простое обслуживания по отношению к другим типам, а в большинстве случаев независимость от электроэнергии и высокое КПД.
Бесплатно
Статья научная
Тепловая сушка, являясь составной частью многих технологий, относится к числу наиболее энергоемких технологических процессов. На сушку зерна, древесины, бумаги, тканей, овощей и фруктов, а также других материалов в России ежегодно затрачивается несколько миллионов тонн условного топлива. Широкая распространенность процессов сушки и низкие (30 - 35 %) коэффициенты полезного использования энергии в них обусловливают актуальность энергосбережения в сушильных установках. Производство сушеных фруктов и овощей является одним из наиболее экономичных способов переработки сырья. Сушеные плоды и овощи обладают высокой энергетической ценностью, так как содержат значительное количество химических элементов и сохраняют свои свойства на долгое время. Они занимают меньший объем для хранения, имеют долгий срок годности и могут использоваться как сырье для производства пищевых концентратов в различных отраслях пищевой промышленности. В бытовых и сушилках малой производительности, как правило, применяют конвективный способ нагрева продукта. В процессе сушки происходит удаление влаги из продукта до достижения влажности 10-12 % для овощей и 18-25 % для фруктов. Известные бытовые электросушилки для пищевых продуктов в рабочем режиме сбрасывают с влажным воздухом в окружающее пространство и тепло, полученное от электронагревателя, которое является ценным объектом снижения затрат в процессе сушки. Таким образом, недостатком известных сушилок является большие потери тепловой энергии, уносимые с влажным воздухом в окружающее пространство. Также к их недостаткам следует отнести неравномерность нагрева слоев продукта за счет застаивания воздуха и уменьшения его температуры по мере продвижения снизу-вверх, в результате чего продукты на нижних поддонах сушатся быстрее, чем на верхних.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрена структура и объемы энергопотребления сельскохозяйственными предприятиями РФ. Проанализирована фактическое потребление энергоресурсов в АПК. Рассмотрена структура потребления энерго- и электроэнергии на нужды предприятий. Приведены сравнительные показатели энергетической эффективности сельскохозяйственного производства в РФ и странах Европы. Обоснована актуальность снижения энергоемкости технологических процессов. АПК. Рассмотрен механизм и стадии биохимической переработки органических отходов. Определен характер изменения кислотности сбраживаемой массы в зависимости от температуры. Выявлены температурные режимы основных этапов разложения сырья. Доказана целесообразность ограничения температуры процесса посредством утилизации части выделяющейся тепловой энергии. Предложена конструкция энергоэффективного теплоутилизатора с теплообменной поверхностью в слое сырья и оснащенного устройством автоматического управления его температурой и влажностью. Целью работы является анализ механизма биохимических реакций, сопровождающих сбраживание органических материалов, обоснование целесообразности использования выделяющейся тепловой энергии и разработка устройства для его эффективной реализации. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: - проанализировать структуру и объем энергопотребления в сельском хозяйстве; - рассмотреть современные технологии переработки сельскохозяйственных отходов для получения тепловой энергии; - проанализировать механизм и стадии соответствующих биохимических реакций; - разработать энергоэффективное устройств для переработки органических отходов в производственных условиях.
Бесплатно
Обоснование необходимости разработки систем удаленного мониторинга состояния зерновой насыпи
Статья научная
Временное хранение зерновых культур на удаленных не электрифицированных складах зачастую приводит к порче урожая и унижению его качества. Снижение данного вида потерь может быть обеспечено за счет внедрения систем удаленного мониторинга и раннего предупреждения о возможных аварийных ситуациях. Электропитание такого вида оборудования целесообразно производить за счет применения возобновляемых источников энергии и местной генерации. Целью данной работы является обзор различных методов послеуборочного хранения зерна, применяемых мелкими сельскохозяйственными производителями, систем мониторинга состояния зернового слоя и возможности его автономного энергоснабжения. В исследовании обсуждаются различные потери зерна, возникающие на различных этапах послеуборочной обработки и хранения зерна. На основании проведенной работы сформулированы выводы о необходимости разработки и внедрения систем мониторинга зерновой насыпи, хранящейся на складах, удаленных от систем централизованного электроснабжения.
Бесплатно
Статья научная
В условиях роста сбора зерновых в России и недостатка мощностей для хранения, возникает необходимость обеспечить сохранность урожая на базе аграрных хозяйств. Цены на зерновые являются сезонными. Многие производители стараются хранить урожай у себя до повышения цены, повышая тем самым рентабельность. Возможность осуществлять послеуборочную обработку и хранение урожая в условиях собственных хозяйств позволяет производителю значительно снизить себестоимость производства. Необходимость проведения сушки зерна в кратчайшие сроки диктуется соблюдением требований сроков безопасного хранения и обеспечением сохранности урожая. Ограничения для производителей при обработке зерна могут обуславливаться ограниченными ресурсами на покупку сушильного оборудования, площадей, для размещения складов промежуточного хранения, энергетических мощностей. В данной работе произведен обзор применяемых технологий хранения зерна; выполнено сравнение установок, используемых для сушки зерна активным вентилированием при напольном хранении; приведены возможные направления для совершенствования рассматриваемых установок; сделаны выводы о целесообразных направлениях дальнейших исследований. Применение электрофизических способов воздействия может позволить сократить удельные затраты при увеличении производительности оборудования. Кроме того, должна быть решена задача рационального размещения установок и режимов их работы с учетом указанных выше ограничений.
Бесплатно
