Перспективы внедрения светодиодного освещения в сельскохозяйственную технику на примере комбайна

При работе в ночное время или при недостаточной видимости комбайн должен быть оборудован лобовым и общим освещением, обеспечивающим видимость пути, фронта работ и прилегающих к нему участков; освещением рабочих органов и механизмов управления; задним сигнальным светом; аварийным освещением. Зарубежные заводы-производители начали внедрять для освещения светодиодные прожектора.

Цель работы . Доказать экономическую эффективность внедрения светодиодного освещения в комбайн.

Для достижения данной цели предлагаем решение следующих задач :

• 1)    обосновать потери из-за недостаточного освещения;

• 2)    сравнить технические характеристики имеющегося источника света с рекомендуемым;

• 3)    рассчитать дополнительный доход от реализации мероприятия и срок окупаемости.

Использование светодиодов в освещении комбайна позволяет уменьшить потери зерна за счет увеличения видимости фронта работ при тех же электротехнических характеристиках комбайна, что позволяет не пересматривать электрическую схему комбайна. Использование ламп накаливания неэффективно из-за короткого срока горения и маленького светового потока для ламп А12-45+40, применяемых на отечественных комбайнах, которые имеют световой поток 600 люмен, срок наработки 72 часа. Такие лампы в эксплуатации не позволяют с 100%-й точностью определить, что находится перед машинистом – яма или рабочая поверхность, с которой необходимо собрать урожай.

С применением лампы для комбайна P43T 4*5W заметно снизится энергопотребление [2]. Аккумулятору не грозит разрядка, несмотря на включенные в течение нескольких дней лампы.

Особенности лампы P43T 4*5W:

• 1.    Лампа P43T 4*5W – устройство, имеющее отличные яркостные показатели, световой поток составляет 2000 люмен.

• 2.    Обеспечение прекрасного отвода тепла.

• 3.    Характеризуются высокой надежностью. Срок эксплуатации достигает 50 тысяч часов.

Коэффициент цветопередачи светодиодных ламп лучше ламп накаливания или галогенных ламп, что в реальных условиях позволяет различить углубление на поверхности земли и преграды перед техникой, заблаговременно избежав поломок комбайна и не останавливая работы по сбору урожая. Каждая остановка работы в поле для ремонта сельскохозяйственной техники увеличивает убытки.

Стоит отметить травматизм в сельскохозяйственном производстве. На долю сельскохозяйственных машин приходится 16% от всех травм на производстве, причем среди них 52 % происходят при работе на тракторах, 16,8 % – при работе на комбайнах, 11,1 % – при работе на машинах для приготовления и переработки кормов. Подавляющее большинство пострадавших получили травмы в сумеречное и темное время суток.

Предлагаем внедрить светодиодные лампы в прожектора комбайна, используемые для обеспечения хорошего освещения рабочей зоны комбайнером. Пример расчета произведен на примере автопарка совхоза, с количеством комбайнов двадцать штук. Предлагаем рассмотреть замену ламп А12 45 40 на светодиодные лампы P43T 4*5W.

По фактическим данным, потери из-за недостаточной освещенности составляют 3%. Средний показатель урожайности зерна в Российской Федерации – двадцать пять центнеров зерна с одного гектара площади. Исходя из этих данных, выведем потери на 1000 га

LQ = к x S x У ,                                           (1)

где к - коэффициент потерь урожая при плохой освещенности;

S - площадь поля, га;

• У – урожайность с одного гектара, ц.

LQ = 0,03 x 1000 x 2,5 = 75 .

Потери составляют 75 тонн зерна с 1000 га.

С внедрением светодиодного освещения ожидается получить дополнительную продукцию 75 т зерна с 1000 га, и, соответственно, величина дополнительного дохода определится

Д = Ц x Q, где Д - дополнительный доход, руб.;

• Ц – стоимость 1 тонны зерна, руб.;

Q - объем зерна, т.

Дополнительный доход составит 450000 рублей.

Расчет капитальных вложений К определяется выражением (3). Сравнительная характеристика капиталовложений приведена в таблице.

К = ^ • С л + К м,                                          (3)

где N - число ламп в прожекторе, шт.;

С Л - цена лампы, руб.;

К М - затраты на монтаж лампы, руб.

Стоимость электроэнергии q общ . , вырабатываемой генератором комбайна, определяется выражением

q общ. = Q т. ч. • ап. п. г. • Ст, где   QT.4. - расход топлива в час комбайном, л;

• а п . п . г . — коэффициент расхода топлива на генератор;

С т - цена топлива, руб/л.

Стоимость 1кВт/ч электроэнергии (q 1 кВт / ч ) определяется выражением

_         __ ^общ.(^\ q1 кВт / ч =     ,(°)

где    Р_г . - мощность генератора, кВт.

Годовые эксплуатационные расходы в системе облучения определяются выражением [1]

Э = аам ■ (N-Сл) + N-qi кВт / ч ■ Рл -Т + ^-(Сл + Сзам) + т • С4, где аам- норма амортизационных отчислений;

• q 1 кВт / ч — цена электроэнергии, руб/кВт - ч;

• Р Л - мощность лампы, кВт;

• Т - число часов горения лампы, ч;

• т - срок службы лампы, ч;

• т - количество чисток ламп и светильников в году, шт.;

• С _зам - стоимость замены ламп, руб.;

С _ч - стоимость одной чистки ламп, руб.

Критериями выбора оптимального варианта является срок окупаемости у _ К2  К 1 > у

И 1- И 2+ Д - инв , где   К2 , К1 - соответственно капиталовложения по вариантам, руб.;

• И 1 , И ₂ - соответственно годовые эксплуатационные расходы, руб/год;

• Д – дополнительный доход , руб/год;

Т_инв - срок окупаемости приемлемых для инвестора, лет.

Результаты экономического сравнения источников света

Технико - экономические параметры	Тип ламп, установленных в прожекторе
	А12 45 40	P43T 4*5W
Количество прожекторов установленных на комбайнах, шт.	120	120
Установленная мощность, кВт	0,04	0,02
Годовое потребление электроэнергии, кВтч	3456	1728
Капитальные вложения, руб.	3000	90000
Годовые эксплуатационные расходы, руб/год В т.ч.:	87153	22544
- затраты на электроэнергию	6393	3196
- амортизационные отчисления	3000	3600
- затраты на замену ламп	63360	1347
- затраты на чистку ламп	14400	14400
Годовая экономия электроэнергии, кВтч	-	1728
Годовая экономия затрат на электроэнергию, руб.	-	64609
Дополнительный доход от реализации мероприятия	-	450000
Срок окупаемости затрат, лет	-	0,2

Выводы. Оснащение комбайнов светодиодными лампами повышает качество производства работ со снижением потерь зерна с 1000 га (экономия достигает 60–75 т), обеспечивает получение дополнительного дохода в размере 360–450 тыс.руб/год.