Электротехнологии, электрооборудование и энергоснабжение агропромышленного комплекса. Рубрика в журнале - Агротехника и энергообеспечение
Технологические параметры инфракрасной сушки растительного сырья
Статья научная
В статье рассматриваются ключевые технологические параметры инфракрасной (ИК) сушки растительного сырья — одного из наиболее перспективных энергосберегающих методов термической обработки. На основе анализа научных трудов и диссертационных исследований, в частности работ Авророва Г.В. и Афонькиной В.А., определены основные режимы и условия, влияющие на эффективность и качество процесса сушки. Особое внимание уделено параметрам, связанным с применением карбоновых инфракрасных нагревателей, которые обладают высокой степенью черноты, направленным излучением и возможностью точного регулирования длины волны. Установлено, что при соблюдении оптимальных параметров ИК-сушки (температура облучения 40–50 °C, длина волны 9 мкм, удельная мощность 300–400 Вт/м², расстояние от нагревателя до продукта 10–15 см) достигается снижение энергозатрат в 4–6 раз по сравнению с конвективной сушкой и сохранение до 60 % термолабильных компонентов, включая витамин С и эфирные масла.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматривается концепция гибридной ветроэнергетической установки, объединяющей горизонтально-осевой и вертикально-осевой ветрогенераторы на одной мачте. Проведен сравнительный анализ конструктивных особенностей обоих типов установок. Горизонтально-осевые генераторы эффективны при высоких скоростях ветра на значительной высоте, тогда как вертикально-осевые устойчиво работают при нестабильном ветре и его малых скоростях, располагаясь ближе к земле. Совмещение этих установок позволяет более полно использовать ветровой ресурс на разных высота и при различных скоростях ветра, что способствует увеличению коэффициента использования установленной мощности (КИУМ) до 0,4–0,5. Предложенное техническое решение обеспечивает более стабильную выработку электроэнергии и устойчивость системы к изменяющимся погодным условиям. Выделены перспективы дальнейших исследований, включая аэродинамическое моделирование и оценку вибрационных нагрузок на мачту.
Бесплатно
Увеличение надежности электроснабжения агропромышленного комплекса
Статья научная
Цель работы. Увеличить надежность электроснабжения предприятий агропромышленного комплекса Материалы и методы. Для этого были рассмотрены категории надежности электроснабжения. Определено время перерыва электроснабжения для каждой категории. Рассмотрено какие сельскохозяйственные предприятия относятся ко всем имеющимся категориям надежности. Был проведен экономический расчёт для оценки материального ущерба от перерывов электроснабжения. В результате расчета было выяснено, что даже небольшой по времени перерыва электроснабжения ведет к большим денежным убыткам. Результаты исследования. На основании этого был сделан вывод, что во избежание перебоев в электроснабжении необходимо использовать два независимых источника питания с автоматическим переключением нагрузки на неповрежденную линию. Рассчитан экономический ущерб от перерыва в электроснабжении. Составлена блок-схема, определяющая целесообразность установки двух независимых источников электроснабжения предприятия с целью минимизации экономического ущерба.
Бесплатно
Увеличение пропускной способности сети электроснабжения агропромышленного комплекса
Статья научная
Цель работы. Рассмотреть проблему ограниченной пропускной способности линий электропередачи (ЛЭП). Также рассмотреть конкретный случай перегрузки ЛЭП из-за недостаточной пропускной способности. Методы и материалы. В ходе работы описаны стандартные и относительно новые способы, позволяющие увеличить пропускную способность ЛЭП. За основу выбран один из перспективных способов, после чего произведён сравнительный расчёт, показывающий преимущество предлагаемого решения. Также произведено моделирование магнитных полей вокруг проводов линии электропередачи. Результаты исследования. Итогом работы является подтверждение факта преимущественного использования предлагаемого решения. Также итогом является моделирования распределения потенциала.
Бесплатно
Устройство мониторинга загрузки маломощных электрогенераторов
Статья научная
Представлен способ увеличения срока службы электрогенератора с помощью устройства мониторинга загрузки. Произведён анализ средств автоматизации и систем мониторинга для контроля мощности и загрузки электрогенераторов малой мощности. Выявлена актуальность разработки устройства мониторинга загрузки электрогенераторов (УМЗЭГ). В ходе анализа литературных источников было выявлено, что системы мониторинга для контроля загрузки являются критически важными инструментами для пользователей электрогенераторных установок. Однако существующие решения для генераторов малой мощности не предполагают контроля пофазной загрузки. Контроль пофазной загрузки генератора с помощью УМЗЭГ позволяет снизить несимметрию токов и напряжений на этапе подключения новых нагрузок, что повышает ресурс генератора. Применение данного устройства способствует повышению надёжности, снижению затрат, обеспечению безопасности работы генераторного оборудования.
Бесплатно
Статья научная
В статье реализована физическая модель термоэлектрической сушильной установки на базе термоэлектрических модулей Пельтье, работающих в режиме теплового насоса с рекуперацией и утилизацией теплоты отработанного сушильного агента (воздуха) в процессе сушки. В ведении описана актуальность процесса сушки и цель исследования. В материалах и методах описана характеристика конвективных сушильных установок, основные параметры сушки, традиционные методы интенсификации процесса сушки, и оценка применения термоэлектрических модулей и сборок на базе элементов Пельтье. В результатах и их анализе представлена функциональная схема термоэлектрической сушильной установки, термоэлектрическая сборка на базе элементов Пельтье, а также физическая модель термоэлектрической сушильной установки. Проведен процесс сушки, представлены: графики изменения температуры в характерных точках установки от времени, изменения относительной влажности воздуха от времени, технические характеристики физической модели сушильной установки, а также массы яблок, до и после сушки с расчетом количества испаренной влаги. Недостатками известных серийно выпускаемых конвективных сушильных установок является сброс вместе с влажным воздухом в окружающее пространство теплоты, полученное от электронагревателя. Таким образом, физическая модель термоэлектрической сушильной установки снижает затраты электроэнергии на проведение процесса сушки путем использования части теплоты удаляемого сушильного агента при конвективной сушке до 20% от общего потребления установки и обеспечивает более равномерный процесс сушки продукта за счет наличия боковых воздушных каналов и более эффективной организации движения воздуха в рабочей камере, что подтверждается результатами проведенных испытаний, а также позволяет уменьшить установленную мощность нагревателя по сравнению с традиционными серийно выпускаемыми малогабаритными установками.
Бесплатно
Статья научная
Несимметрия токов и напряжений является одной из причин снижения качества электроэнергии и надёжности электроснабжения сельских потребителей. Её наличие связано с тем, что электроприёмники сельских потребителей по большей части являются однофазными. Добиться их равномерного распределения по фазам практически невозможно. Эта проблема вносит свой негативный вклад и в снижение ресурса работы электрооборудования, особенно электрогенераторов, используемых для резервного электроснабжения сельских потребителей. Несимметрия приводит к механической вибрации и быстрому перегреву ротора генератора. Усугубляется проблема тем, что генераторы небольшой мощности, используемые в рассмотренном случае, не оснащаются устройствами мониторинга и индикации загрузки по фазам и перегрузки. Оператор, обслуживающий генератор не видит возникшей проблемы с несимметрией, или перегрузкой по одной из фаз до тех пор, пока это не приведёт к отключению защитой, или выходу из строя генератора. Поэтому актуальной является задача создания средств мониторинга и индикации пофазной нагрузки и перегрузки электрогенераторов. Для этого, в первую очередь, следует разработать требования к таким устройствам, что и выполняется в настоящей работе.
Бесплатно
Цифровая система управления энергоэффективной облучательной установки для гидропоники
Статья научная
В статье рассмотрена разработка цифровой системы управления энергоэффективной светодиодной облучательной установки для гидропоники. Гидропоника является одним из приоритетных направлений в развитии аграрной сферы, позволяющей повысить скорость роста, урожайность различных сельскохозяйственных культур. Предложена цифровая система управления энергоэффективной облучательной установки для гидропоники на базе микроконтроллера ATmega8L-8PU, который будет управлять работой энергоэффективной светодиодной облучательной установки, что позволит снизить затраты на потребление электроэнергии в 2,7 раз по сравнению с традиционными лампами ДНаТ, а также увеличить количество ярусов у одной установки и этим повысить высевную площадь 1,6 раз. Номинальная температура нагрева светодиодов составляет 400С поэтому они не обжигают растения, что позволяет устанавливать их на высоте 10-15 см от высеянных семян с возможностью постепенного увеличения высоты подвеса до 25 см, а уменьшение электропотребления дает возможность в дальнейшем укомплектовать установку альтернативными экологически чистыми источниками энергии: солнечными или ветряными батареями. Целью работы является разработка цифровой системы управления энергоэффективной облучательной установки для гидропоники.
Бесплатно
Цифровое управление биодинамическими системами освещения в птичниках
Статья научная
Целью работы является анализ цифровых элементов современных систем управления биодинамическим освещением птичников и разработка рекомендаций их по проектированию. В работе использовались элементы методов системного и математического анализа, компьютерного моделирования, сведения из теории электро- и светотехники, автоматического управления. Для изменения освещенности и спектрального состава излучения светодиодных светильников в системах управления биодинамическим освещением целесообразно использовать ШИМ-управление световыми потоками светодиодов белого теплого и холодного света с частотой ШИМ-сигнала более 1 кГц и разрядностью не менее 10-ти бит. Оперативное управление и изменение настроек системы освещения рационально производить с помощью сенсорных панелей оператора или ПЛК с сенсорным экраном. Связь между цифровыми элементами системы управления рекомендуется осуществлять по интерфейсу RS-485. Для систем программного управления параметрами биодинамического освещения следует использовать цифровой ПИ-регулятор с обратной связью через датчик освещенности. При этом нужно предусмотреть апериодический цифровой фильтр сигнала измерений освещенности с постоянной времени около 125 мс.
Бесплатно
Экоэнергетика и экотехнологии для сельского хозяйства
Статья научная
В России выбран путь масштабной модернизации производства продовольствия с применением ресурсосберегающих технологий и экологизации аграрного сектора. Агропромышленный комплекс становится всё более энергоёмким. Потребление различных видов энергоресурсов возрастает под влиянием роста механизации растениеводства и животноводства, увеличения расхода электроэнергии в жилищном и коммунальном хозяйстве сельской местности. Обеспеченность сельского хозяйства перспективной техникой составляет сейчас главную проблему для реализации устойчивого развития страны, повышения конкурентноспособности российского АПК [2, 1, 3]. Для производства экологичной сельхозпродукции, необходима разработка энергонасыщенной экологической сельхозтехники пятого поколения и соответствующих ей интенсивных машинных технологий, использующих только экологичную тепловую и электрическую энергию. Сейчас делается большая ставка на традиционные возобновляемые источники энергии: - использование энергии ветра, течений, морских волн, солнца и т.п. Но, эта энергия обеспечит, в лучшем случае, не более 2-15% потребности в энергетике. Эти источники энергии не решат энергетические проблемы в сельском хозяйстве в глобальном масштабе из-за их большой стоимости, сложности конструкции, зависимости от наличия ветра или солнца и отрицательного влияния на окружающую среду. Необходимы инновационные технологии для разрешения этих проблем в энергетике сельского хозяйства.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается методика экспериментального определения частотных характеристик трансформаторов, применяемых для гальванической развязки и нормализации сигнала с шунта при контроле несинусоидальных токов в цепях с тиристорными регуляторами. Актуальность работы обусловлена необходимостью оценки частотных характеристик трансформаторов для обеспечения точности измерения тока (включая форму осциллограммы) при исследовании переходных процессов в трехфазном асинхронном электроприводе с устройством плавного пуска (софтстартером). Приведены экспериментальные данные исследования трансформатора типа ТВК-70Л2. Анализ его частотных характеристик показал, что в диапазоне частот от 50 до 1000 Гц вносимые искажения амплитуды измеряемого сигнала не превышают 0,68 %, а фазовый сдвиг составляет менее 3,7 градусов. Таким образом, искажения сигнала незначительны, а предложенное техническое решение пригодно для использования в исследованиях переходных процессов, формируемых в электроприводе с устройствами плавного пуска.
Бесплатно
Статья научная
Несимметричная нагрузка приводит к механическим вибрациям ротора электрогенератора, его перегреву. В конечном итоге это влечёт за собой сокращение ресурса, или выход из строя электрогенератора. Для снижения несимметрии применяются симметрирующие устройства, рациональное распределение нагрузки между фазами, другие меры. В том числе предлагаются способы и устройства мониторинга загрузки генератора для своевременного реагирования на несимметрию. Все эти меры не лишены недостатков и допускают ту, или иную степень несимметрии. Рассмотрен способ, заключающийся в установке на вводе ЭГ трёхфазного и однофазного инверторных устройств, осуществляющих последовательное преобразование напряжения из трёхфазного переменного сперва в постоянный, а затем в трёхфазный, или однофазный переменный соответственно. Это позволяет при любой несимметрии подключенной нагрузки получать симметричные ток и напряжение на вводе ЭГ. Для частичной реализации способа разработан экспериментальный образец инверторного устройства, обеспечивающего возможность подключения к трёхфазному ЭГ однофазной нагрузки с мощностью, превышающей допустимую на одну фазу, или даже сопоставимой с трёхфазной мощностью ЭГ. Проведены предварительные лабораторные испытания устройства, которые подтвердили его функциональность и показали высокие значения КПД, достигающие более 95%.
Бесплатно
Электрическая схема прототипа цифровой трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ
Статья научная
Трансформаторные подстанции (ТП) 10/0,4 кВ являются одним из важнейших элементов систем электроснабжения сельских потребителей. Их совершенствованию посвящено много работ, однако вопросам автоматизации ТП внимания уделяется недостаточно. ТП 10/0,4 кВ редко оснащены системами мониторинга и управления их оборудованием. Это приводит к необоснованному повышению времени восстановления электроснабжения потребителей. Развитие цифровизации распределительных электрических сетей, особенно в сельской местности, требует перехода от традиционных трансформаторных подстанций 10/0,4 кВ к цифровым решениям, обеспечивающим наблюдаемость, управляемость оборудования ТП и надёжность электроснабжения потребителей. В статье приведена электрическая схема и обоснованы функциональные возможности прототипа цифровой трансформаторной подстанции (ЦТП) 10/0,4 кВ, приведены основные направления автоматизации ЦТП и структура реализуемых при этом функций.
Бесплатно
Энергосбережение в зданиях с использованием солнечной энергии
Статья научная
Рассмотрена конструкция пассивной солнечной системы для отопления и вентиляции сельскохозяйственных зданий и сооружений, позволяющая экономить топливно-энергетические ресурсы. Использование солнечной энергии в сельскохозяйственных построек и позволит экономить традиционные дефицитные энергоресурсы, себестоимость вырабативаемой продукции будет низким чем естественным отоплением, строительство таких систем не дороже и прост чем с отопительными системами.
Бесплатно
Этапы интеграции возобновляемых источников энергии в энергосистему
Статья научная
На протяжении нескольких лет многие зарубежные страны внедряли в систему электроснабжения возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Опыт внедрения может быть в нашей стране, находящейся на первоначальном этапе использования ВИЭ. Обсуждение внедрения ВИЭ всё еще часто страдает от заблуждений, что может способствовать медленному развитию ВИЭ. Целью работы является рассмотрение этапов интеграции возобновляемых источников энергии в общую энергосистему страны. Для достижения цели использованы методы графического представления информации, методы статистического анализа, сопоставления и систематизации данных, анализа нормативно-технической документации. В статье описаны 4 этапа внедрения ВИЭ, исходя из выбранных критериев уровня интеграции. Россия только начинает свой путь внедрения ВИЭ с энергосистему страны. Но уже на этом этапе стоит предусмотреть меры для дальнейшего развития этой отрасли, чтобы снизить влияние проблем, возникающих при переходе на следующий этап.
Бесплатно
Эффективные гелиоопреснительные установки в Узбекистане
Статья научная
В настоящее время в мировой практике накоплен значительный опыт по разработке и созданию опытных и промышленных образцов опреснительных установок, производящих пресную воду для бытового и технологического использования. Среди многочисленных методов опреснения соленых вод некоторые доведены до стадии промышленного внедрения, а другие находятся на стадии поисковых исследований. Из анализа существующих методов, выявлено, что основным методом опреснения является термический метод. Однако опреснение соленых вод термическим способом требует большого количества традиционных энергоресурсов, проблема обеспечения которых не менее важна, чем водоснабжение. В связи с этим представляет практический интерес применение нетрадиционных источников энергии для опреснения соленых вод, в первую очередь энергии солнечного излучения. В связи с этим, изучение возможности использования технологий гелиоопреснения воды для обеспечения питьевой водой, является актуальной задачей.
Бесплатно
