авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 10 |

«РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК СЕВЕРО-ЗАПАДНЫЙ НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ ЦЕНТР РОССЕЛЬХОЗАКАДЕМИИ ЕВРО-АЗИАТСКАЯ АССОЦИАЦИЯ ИНЖЕНЕРОВ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА ...»

-- [ Страница 6 ] --

ISBN 5-88890-033-8. Экология и сельскохозяйственная техника. СПб, 2005.

Структура энергопотребления и прогноз потребностей сельского хозяйства в энергоресурсах (млн. т у.т.) Годы Показатели 1990 2002 2003 2005 Прогноз 1. Суммарное энергопотребление, 121.3 72,0 69,0 74,0 80, в т.ч.:

- в производстве 70,5 29,0 26,0 29,0 34, в т.ч. в животноводстве 15,4 7,5 8,5 8,0 8, - в быту и сфере услуг 50,8 43,0 43,0 45,0 46, 2. Структура энергоносителей:

- твердое топливо 45,3 25,3 23,1 23,0 23, - жидкое топливо 48,7 14,5 16,0 13,0 15, - газ 15,7 24,5 25,0 26,5 28, - электроэнергия 96,4/11,6 60,1/7,0 57,8/7,1 63,0/7,7 75,0/9, (млрд. кВтч/млн. т у.т.) - возобновляемые источники - 0,25 0,3 0,5 1, - растительные и древесные отходы 0,45 0,5 1,0 2, Техническое перевооружение систем энергообеспечения животноводческих ферм и других с.-х. объектов при широком использовании местных видов топлива и децентрализованных систем имеет большую перспективу.

В настоящее время из-за износа и аварийности сетей и систем энергоснабжения ферм, птицефабрик, теплиц и других объектов очень ощутим ущерб от перерывов, низ кого качества энергии и ее потерь.

Поэтому необходима реконструкция сетей и оборудования централизованных систем, а также создание децентрализованных систем энергообеспечения ряда сель ских объектов при широком использовании местных видов топлива (биомассы, древес ных и растительных отходов, торфа). Годовые запасы только растительных отходов превышают 10 млн. т у.т., и их эффективное использование во многих регионах может покрыть значительную часть (до 40%) энергобаланса ряда хозяйств и предприятий, со кратить наполовину число отключений электропитания и снизить зависимость от цен трализованного энергоснабжения.

При решении этой проблемы важная роль отводится разработке и освоению тех нологий и комплектов оборудования по переработке биомассы, торфа, растительных и древесных отходов в качественное жидкое и газообразное топливо (включая метод «быстрого пиролиза»).

В настоящее время проводится отработка технологии и оборудования техноло гической линии биофизической переработки древесных и растительных отходов в жид кое и газообразное топливо методом «быстрого пиролиза» с выходом жидкого топлива и газа в объемах до 40% от массы сухого органического вещества (опилок, лузги, тор ISBN 5-88890-036-2. Том 3.

фа). Опытная технологическая линия получения жидкого топлива и газа из опилок про ходит испытания.

Энергозатраты на реализацию технологии не превышают 20% от энергосодер жания получаемого жидкого и газообразного топлива, а возможная производительность оборудования – 1-2 тонны в сутки. Теплота сгорания получаемого жидкого топлива достигает – 40 КДж /кг, т.е. приближается по этому показателю к дизельному топливу.

В качестве сырья для технологий переработки растительной массы в жидкое и газообразное топливо и выработки электроэнергии в ряде районов можно использовать биомассу энергетических плантаций быстрорастущих деревьев, а также растительную массу некоторых культур (например - сорго).

В плане повышения надежности энергоснабжения сельских объектов, в первую очередь молочных ферм и птицефабрик, эффективности использования топлива (вклю чая местные топливные ресурсы) разработка и освоение на селе микро- и мини- ТЭЦ на базе дизельных и газотурбинных электростанций также имеет большую перспективу.

Кроме того, имеется возможность обеспечить независимое от централизованной систе мы энергоснабжение ряда сельских потребителей теплом и электрической энергией пу тем переоборудования имеющихся в хозяйствах котельных с низким коэффициентом использования топлива на комбинированное производство тепловой и электрической энергии с использованием паро- и газотурбинных установок.

Большие резервы экономии и эффективного использования топливно энергетических ресурсов заложены в освоении новых энергоэкономных технологий, автоматизированных электротехнологий, основанных на базе электрофизических ме тодов воздействия на биообъекты (животных, корма, растения, производимую про дукцию, а также воду, почву, воздушную среду).

Реализация электротехнологий и комплектов оборудования, адаптированных в современные технологии производства продукции животноводства и птицеводства обеспечит получение большого технологического и энергетического эффекта. Разрабо тано и проводится оснащение ферм новым оборудованием: энергоэффективной доиль ной установкой с молокопроводом УДМ-100 и УДМ-200, установками для охлаждения и упаковки молока в пакеты, электронагревательной установкой с жидкостным тепло носителем для обогрева животноводческих помещений.

Большие перспективы имеет реализация электрофизических методов в таких технологических процессах, как: электрообогрев и облучение животных;

электрофизи ческие методы обеззараживания воздуха, воды, кормов, помещений, продукции;

лече ния животных и др.

Важная роль в развитии этого направления принадлежит реализации электро технологий: электрифицированных и автоматизированных процессов создания микро климата в животноводческих и птицеводческих помещениях на базе децентрализован ных систем и оборудования с использованием систем и средств локального инфракрас ного обогрева молодняка животных и птиц;

хранения и переработки сельскохозяйственной продукции с использованием естественного холода и вакуумных методов;

средств обеззараживания помещений, кормов, воды, воздуха: энергоэконом ных систем освещения.

В настоящее время разработаны: энергоэкономная электротеплоутилизационная установка из новых материалов для систем микроклимата, системы и технические средства локального инфракрасного обогрева молодняка животных и птицы, вакуумная установка естественного холода для охлаждения сельхозпродукции, озонаторные уста новки широкого применения, энергоэкономные светильники с компактными лампами.

ISBN 5-88890-033-8. Экология и сельскохозяйственная техника. СПб, 2005.

Учитывая то, что все эти процессы являются энергоемкими, использование в них электрофизических методов позволит иметь значительную экономию топлива и снижение электропотребления в 1,5-3 раза.

Разработка и освоение систем и средств «малой энергетики» на базе использо вания традиционных видов топлива, возобновляемых источников энергии, местных энергоресурсов является важным дополнением к централизованному энергообеспече нию, а для ряда объектов может быть основным.

Это позволит обеспечить электроэнергией и теплом автономные и удаленные потребители, летние пастбища, кошары, отдельные дома и фермерские хозяйства, а также экономию традиционных закупаемых энергоресурсов при использовании комби нированных установок для энергообеспечения ряда сельских потребителей, в том числе животноводческих объектов.

Для села их развитие более актуально, так как сельские потребители как прави ло, небольшой мощности, в ряде случаев удалены от централизованных систем, а хо зяйства располагают собственными энергоресурсами, которые при освоении современ ных технологий могут быть преобразованы в качественные энергоносители, кроме того имеются все условия для широкого применения возобновляемых энергоресурсов.

«Малая энергетика» включает использование как разработанного, так и разра батываемого энергетического оборудования на базе: дизельных электростанций, рабо тающих как на дизельном, так и на полученном биотопливе, комбинированных ветро дизельных агрегатов и ветро-солнечно-дизельных электростанций, фотоэлектрических станций, мини-ГЭС и мини-ТЭЦ, ГТУ, энерготехнологических блоков для ферм и дру гого энергетического оборудования.

Для энергообеспечения автономных или удаленных потребителей в децентрали зованной зоне энергоснабжения, а также других потребителей, где это эффективно, перспективы использования возобновляемых источников и оборудования на их основе - достаточно широки. В первую очередь это касается ряда фермерских хозяйств, паст бищного животноводства, промысловых бригад, сельского подворья, садовых участков и др. Использование энергии возобновляемых источников позволит экономить тради ционные дефицитные энергоресурсы и улучшать экологию производства.

В настоящее время разработана целая гамма установок преобразования возобнов ляемых видов энергии в электрическую и тепловую для использования их в сельском хо зяйстве. Это - фотоэлектрические станции модульного типа с концентраторами излуче ния, солнечные коллекторы с концентраторами и вакуумными стеклопакетами, ветро энергетические установки мощностью от 0,1 до 100 кВт, микро- и мини - ГЭС и др.

Они предназначены для электро- и энергоснабжения фермерских хозяйств, от дельных сельских домов, промысловых бригад, садовых участков, и т.д. Наиболее эф фективно создание комбинированных солнечно-ветро-дизельных агрегатов, используе мых как автономно, так и в комбинации с традиционными системами, гарантирующих бесперебойное электроснабжение и экономию дизельного топлива (до 60%).

Перспективные исследования по развитию возобновляемой энергетики направ лены:

- по фотоэлектрическим системам - на разработку концентраторов, на повыше ние КПД солнечных элементов, реализацию новых (бесхлорных) технологий получения кремния, что позволит значительно уменьшить стоимость установок;

- по гелиоустановкам для прямого нагрева воды, воздуха - на поиск новых мате риалов, повышение долговечности, снижение стоимости и веса установки;

ISBN 5-88890-036-2. Том 3.

- по ветроэнергетическим агрегатам – на совершенствование конструкции, сни жение нижнего предела скорости ветра до 2,5 м/с, при которых работает ветряк, что значительно увеличит время его использования в году;

- по микро-ГЭС (рукавные, свободнопоточные) – на повышение КПД и устойчи вости работы при пониженных скоростях потока воды (до 1 м/с);

- по биогазовым установкам - на интенсификацию процесса сбраживания отхо дов;

- по комбинированным установкам – на повышение времени их использования и надежности электроснабжения.

Степень роста объемов использования возобновляемых источников будет зави сеть от уровня снижения стоимости инвестиций на I кВт установленной мощности и себестоимости вырабатываемой энергии. Последние работы в этой области обнадежи вают: за последние 5 лет стоимость вырабатываемой энергии возобновляемыми источ никами снизилась в 2 раза, и эта благоприятная тенденция позволит в перспективе зна чительно расширить область их использования на селе.

Выбор систем энергоснабжения автономных объектов, а также других потреби телей будет определяться на основе технико-экономического расчета с учетом местных условий и наличия собственных энергоресурсов.

В последнее время стоимость передачи электрической энергии по воздушным 3х фазным линиям для сельских объектов возросла в 2,5-3 раза, что связано с резким рос том стоимости используемых материалов, и в первую очередь, цветных металлов (ме ди, алюминия), с большими потерями в ЛЭП, а также низкой надежностью электриче ских сетей и оборудования.

Создание электрифицированной мобильной техники также пока не получило широкого распространения в первую очередь из-за сложности системы и технических средств обеспечения ее электроснабжения.

Поэтому разработка комплектов оборудования для электроснабжения ряда сельских объектов и установок с использованием новых способов передачи электроэнергии, т.е. создания кабельных однопроводных линий – является перспективным и безусловно найдет широкое применение в сельской электрификации.

В ВИЭСХе разработана и испытана однопроводная ЛЭП, в которой положи тельные и отрицательные заряды от генератора к потребителю передаются в виде по ложительных и отрицательных полуволн реактивного емкостного тока. Этот способ использует два резонансных контура, соединенных однопроводной высоковольтной линией минимального сечения, выбранного по механической прочности.

В новом способе передачи энергии одиночный провод выполняет роль волново да, вдоль которого со скоростью света распространяются волны электромагнитного по ля, а реактивный ток в проводе замыкается в виде токов смещения в пространстве, ок ружающем проводник.

Первая однопроводная ЛЭП на напряжение 10 кВ мощностью 20 кВт испытана в Сибири по заказу 000 ''Сургут-Газпром".

Преимуществами нового метода передачи электрической энергии являются: ма лое содержание меди и алюминия в проводах, которое может быть снижено в 10 раз.

Электрическая энергия передается в резонансном режиме, потери энергии в ЛЭП малы и электроэнергию можно передавать на большие расстояния.

Создание кабельных однопроводных линий по сравнению с 3х фазной системой передачи энергии позволит сократить потери энергии и стоимость сооружения линий – на 30-40%.

ISBN 5-88890-033-8. Экология и сельскохозяйственная техника. СПб, 2005.

Важным направлением развития электрификации сельского хозяйства является расширение применения электрической энергии в мобильной энергетике и в первую очередь для электропривода рабочих органов мобильной техники, в том числе мобиль ных средств в животноводстве.

В этом плане перспективным направлением исследований является разработка и создание гибридных энергетических систем для мобильной техники с использованием двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и электропривода рабочих органов.

При этом для разных видов техники питание электроприводов рабочих органов может осуществляться как от генератора электрической энергии, сблокированного с ДВС, так и от аккумуляторных батарей.

Создание гибридных систем энергообеспечения мобильной техники (с ДВС и аккумуляторами), а также с блоком дизель + генератор для электропитания рабочих ор ганов этой техники, кроме реализации преимуществ электропривода, позволит эконо мить до 25% жидкого топлива, а также автоматизировать операции управления и регу лирования технологических процессов.

Важным направлением исследований по совершенствованию энергетической ба зы села является обоснование рациональной структуры энергобаланса регионов АПК с учетом наличия местных энергоресурсов, разработка методов и энергетическая оцен ки технологий с показателями энергоемкости производства основных видов сельхозпродукции.

Значимость энергетической оценки технологий производства сельскохозяйст венной продукции, особенно в условиях нестабильной экономики и цен, возрастает.

Оценка полных затрат энергии на производство продукции наиболее объективно отра жает общественные затраты, вложенные в производство данной продукции. Поэтому разработка единой методологии энергетической оценки, энергетических эквивалентов позволит обосновывать наиболее эффективные направления, технологии и технику в сельхозпроизводстве.

Создание системы энергосберегающей оптимизации отраслей сельхозпроизвод ства и рационализация структуры энергобаланса по регионам России позволит более полно использовать природный агроклиматический, почвенный и энергетический по тенциал регионов, более обоснованно применять агротехнологии. Результаты этих ис следований окажут важное влияние на решение задач рационального природопользова ния в целом и охрану окружающей среды.

В ближайшей перспективе должна быть разработана, методология энергетиче ской оценки технологий с учетом биоконверсии солнечной энергии, биоклиматическо го потенциала, обоснованы перспективные направления по разработке энергоэконом ных технологий производства сельхозпродукции, оценены природные механизмы энер гоэкономности систем и обосновано их использование в решении энергетических и аграрно-экологических задач.

Реализация стратегии развития энергетики сельского хозяйства и задач, выте кающих из основных направлений энергообеспечения села, освоения новых техноло гий, методов, систем энергообеспечения позволит достичь сбалансированности регио нов по производству, закупке и использованию энергоресурсов, повышения надежно сти энергоснабжения – снижения аварийности сетей и энергоустановок, экономии электрической энергии и топлива, снижения электро- и энергоемкости производства на 15-20%.

ISBN 5-88890-036-2. Том 3.

ЛИТЕРАТУРА 1. Концепция развития электрификации сельского хозяйства России. - М. МСХ, РАСХН, ВИЭСХ, 2002.

2. Концепция – прогноз развития животноводства России до 2010 года. - М.

МСХ, РАСХН, ФГНУ «Росинформагротех», 2002.

Получено 16.02.2005.

A. V. Tikhomirov, Cand. Sc. (Eng) All-Russia Research Institute for Electrification of Agriculture (VIESH), Moscow, Russia DEVELOPMENT OF POWER SUPPLY SOURCES AND IMPROVEMENT OF ENERGY-SUPPLY SYSTEMS FOR RURAL CONSUMERS Summary Development of power supply sources in rural areas includes the improvement of en ergy balance structure at each level - from power facilities up to the branch as a whole. The key issues in improving the power supply of rural consumers are the following:

- reconstruction and technical upgrading of power supply systems for rural consumers, providing the farms with electric power, heat, and fuel;

and the common use of local power resources;

- creation and introduction of new energy-saving technologies, automated electric technologies and processes, transferred into the perspective production "know-how" ;

- development and introduction of «small power engineering» systems and means on the basis of wide application of local and renewable power resources, and combined systems;

- design and realization of new ways of electrical energy transmission, including a sin gle-wire circuit, for power supply of rural plants and mobility;

- design and creation of hybrid power systems for mobile engineering with the use of internal combustion engines and electric drives of the working tools;

- power-oriented assessment of farming techniques and new machines and equipment.

Realization of the first direction provides upgrading of electrical networks, improving their reliability and lowering the losses;

development and introduction of decentralized en ergy-supply systems with the use of local power resources and wastes. In this respect, the technique of biomass, vegetative and wood waste processing into high-quality fuel and gas by «fast pyrolysis» method seems most perspective.

Introduction of new energy-saving technologies, electric technologies, and realization of electric and physical methods demonstrates significant technological and power effect. It concerns, first of all, microclimate control, heating and irradiation of animals and plants;

dis infection of premises, water, feeds, products;

battery-driven storing and processing of agricul tural products.

Design and introduction of «small power engineering» systems and means for energy supply of isolated and remote users provides the use of renewable and conventional power sources, and local fuels. The examples are diesel power stations, combined wind-diesel and solar-diesel power units, photoelectric stations and solar collectors, mini-hydroelectric power stations, mini-thermoelectric power stations, and others.

ISBN 5-88890-033-8. Экология и сельскохозяйственная техника. СПб, 2005.

In VIESH a new way of electrical energy transmission by a single-wire circuit, where two resonance circuits are used joined by a single-wire high-voltage line of minimum cross section selected by its mechanical strength, was designed. Its advantages include 10-fold lower copper and aluminum consumption, 30 % reduction of losses. The first line of the kind has been tested for the 20 kW power and 10 kV voltage in Siberia to the order of “Surgut-Gasprom” company.

The unified methodology of power-oriented assessment of new techniques, processes, machines and equipment is extremely important under conditions of unstable economy and prices. Estimation of the full power expenditure reflects the public production inputs in an unbiased manner.

Realization of development strategy of rural power engineering and energy conserva tion, introduction of new energy supply techniques, methods, and systems will allow reaching the harmony of regions and facilities in production, purchase and use of power resources, im proving electrical energy and fuel economy, lowering energy intensity of production by 15 20%.

В. И. Русан, д-р техн. наук, профессор Институт энергетики АПК НАН Республики Беларусь, Минск, Республика Беларусь КОНВЕРСИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ В АПК БЕЛАРУСИ В докладе излагаются потенциал и перспективы применения возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в АПК, проводится анализ их характеристик и областей ис пользования. Важное внимание уделяется научно-техническому обеспечению конвер сии и использования ВИЭ, при этом наиболее перспективным представляется их ком бинированное использование.

Научно-техническое обеспечение использования ВИЭ осуществляется в рамках научно-технических программ и инновационных проектов. В этом направлении выпол нены исследования по обоснованию и разработке рациональных систем энергообеспе чения АПК за счет включения в энергетический баланс местных энергоресурсов и ВИЭ, разработаны гелиоводоподогрватели и фотоэлектрические изгороди, теплогене раторы на местных видах топлива и микроГЭС и др. Проводятся фундаментальные ис следования по разработке научных основ создания систем производства и аккумулиро вания ВИЭ с использованием композиций на основе гидридообразующих и сорбцион ноемких материалов (в виде вторичных химических энергоносителей на основе водорода). В результате исследований разработаны оптимальные композиционные со ставы, обеспечивающие эффективное функционирование систем аккумулирования из быточной энергии от возобновляемых источников. Практической целью работы явля ется создание аккумуляторов водорода, внедрение которых позволит обеспечить энер гообеспечение автономных потребителей топливом для бытовых нужд и сельскохозяйственной техники на основе ВИЭ.

В настоящее время выполнены разработки низкооборотного магнитодинамиче ского генератора переменного тока, который будет использоваться в гидро- ветро- и других энергетических установках;

технологии и оборудования для получения высоко эффективного гранулированного топлива из растительной биомассы и отходов сель ISBN 5-88890-036-2. Том 3.

хозпредприятий, лесной и деревообрабатывающей промышленности;

универсальных горелочных устройств для сжигания различных видов топлива;

высокоэффективных теплогенераторов на местных видах топлива для сушки сельхозпродукции;

систем ком бинированного использования и аккумулирования ВИЭ и др.

После распада СССР Республика Беларусь оказалась в сложной энергетической ситуации, которая характеризуется новыми геополитическими и энергоэкономически ми условиями, недостающими ресурсами углеводородного топлива, основная часть ко торого импортируется и составляет более половины всего импорта.

При этом, неуклонный рост потребления электрической и тепловой энергий, ог раниченность и постоянное истощение запасов традиционных топливно энергетических ресурсов (ТЭР) остро ставят в Республике проблему поиска альтерна тивных источников энергообеспечения.

Среди альтернативных источников энергообеспечения особая роль принадлежит возобновляемым источникам энергии (ВИЭ), так как их освоение для нашей страны имеет важное значение.

Мировой опыт показывает, что в подобной ситуации возможны два пути (чаще всего совместные) решения возникшей проблемы. С одной стороны, должны внедрять ся энергосберегающие технологии, оборудование и т. п., обеспечивающие меньшее удельное потребление энергоресурсов;

с другой стороны, необходимо использовать ВИЭ и за счет этого уменьшать относительную долю традиционных источников в об щем энергобалансе.

Эти источники могут быть использованы для энергообеспечения объектов АПК, небольших производств, комплексов и отдельных зданий объектов социально культурного назначения, особенно при комплексном их применении, в т.ч. с энергоус тановками на органическом топливе. Использование ВИЭ особенно важно, так как они дают реальную экономию топлива и, как правило, являются экологически чистыми.

Проведенные исследования позволили определить потенциал и направление ис пользования ВИЭ в Беларуси.

Основными технологическими путями развития данного направления являются:

• малая гидроэнергетика, • ветроэнергетика, • гелиоэнергетика, • использование геотермальных вод, • бионергетика.

Энергетический потенциал реализации направлений.

Малая гидроэнергетика. Теоретический потенциал всех учитываемых водото ков Республики Беларусь составляет 850 МВт, технически возможный на сегодняшний день - 520 МВт (что составляет около 10% от общей выработки электроэнергии), эко номически и экологически целесообразный - около 300 МВт. На конец 2001,г. в энерго системе Беларуси эксплуатировалось 11 малых ГЭС общей мощностью 10 МВт со среднегодовой выработкой электроэнергии 33 млн. кВт-ч, что составляет 0,1 % от об щего потребления в стране.

Ветроэнергетика. На территории Республики выявлено 1840 площадок для размещения ветроустановок с теоретически возможным энергетическим потенциален 1600 МВт и годовой выработкой электроэнергии 6,5 млрд. кВт.ч. Технически возмож ное и экономически целесообразное использование потенциала ветра по пессимистиче ISBN 5-88890-033-8. Экология и сельскохозяйственная техника. СПб, 2005.

ской оценке не превысит 5% от установленной мощности электростанций энергосисте мы, т.е. может составить 300-350 МВт или 1,0-1,5 млрд. кВт-ч.

Гелиоэнергетика. Республика Беларусь, расположенная между 51° и 56° север ной широты, относится к районам, находящимся в нижней части полосы умеренной солнечной радиации (30-60°). По метеорологическим данным в Республике Беларусь в среднем 250 дней в году пасмурных, 185 с переменной облачностью и 30 ясных, а среднегодовое поступление солнечной энергии на земную поверхность, с учетом ночей и облачности, составляет 2,8 кВт.ч/м2, а с учетом КПД преобразования 12 % - 0,3 кВт.ч/сут./м2. Общий потенциал солнечной энергии в Республике Беларусь оценивается в 2,7106 млн. т.у.т в год;

технически же возможный составляет 0,6 106 млн.

т.у.т в год.

Геотермальные воды. По данным Института геологических наук НАН Беларуси в республике известны два перспективных района для извлечения геотермальной энер гии с плотностью запасов более 2 т у.т./м2.

В целом прогнозные ресурсы геотермальной энергии в Беларуси оцениваются в 100 млрд. т.у.т., однако высокая минерализация термальных вод, низкая производи тельность имеющихся скважин, их малое количество и в целом слабая изученность си туации не позволяют рассчитывать на освоение этого вида возобновляемой энергии в течение ближайших 10-15 лет.

Биоэнергетика. В настоящее время общий топливно-энергетический потенциал биотоплива оценивается для Республики Беларусь в 3,5-4,0 млн. тонн в год.

Основная часть биотоплива, которая может быть вовлечена в топливно энергетический баланс для промышленной выработки электроэнергии и тепла, - это древесно-топливные ресурсы «чистых» лесных территорий, потенциал которых состав ляет более 1,6 М т.у.т/год с прогнозом роста до 2,5 М т.у.т/год к 2015 году.

Использование технологии выращивания быстрорастущих кустарниковых и тра вянистых энергорастений с коротким сроком ротации повысит ресурс биотоплива в объеме на 0,6-0,8 М т.у.т/год.

Использование лигнина, в том числе отвального, как топлива, позволит вовлечь в топливный баланс страны 100-110 тыс. т.у.т/год. В дальнейшем возможно использо вание горючей части коммунальных отходов, отходов торфяной промышленности, от ходов, получаемых при мелиоративных работах, расчистке территорий под новое строительство, и осадков городских стоков, что позволит заместить до 960 тыс. тут/год импортируемого топлива. Энергетический потенциал биомассы лесных территорий, загрязненных радионуклидам, составляет 240 тыс. тут/год. Значительны также топлив ные ресурсы отходов растениеводства и животноводства (до 1 М тут/год). Наиболее благоприятные ресурсные, физические и технологические свойства имеет древесная масса, которая на ближайшую перспективу может стать основным топливом биоэнер гетики.

Основные пути реализации данных направлений.

Малая гидроэнергетика.

Кроме строительства новых малых и микро ГЭС, суммарная мощность которых оценивается свыше 300МВт различного типа, развитие данного направления может ид ти по пути:

- восстановление ранее существовавших малых ГЭС путем капитального ремон та и частичной замены оборудования;

- сооружение новых малых ГЭС путем их пристройки к плотинам водохранилищ неэнергетического (комплексного) назначения, на промышленных водосбросах.

ISBN 5-88890-036-2. Том 3.

Единичная мощность гидроагрегатов малых ГЭС должна лежать в диапазоне от 50 до 500 кВт. Как правило, все восстанавливаемые и вновь сооружаемые малые ГЭС должны работать параллельно с энергосистемой, что позволит значительно упростить схемные и конструктивные решения.

Ветроэнергетика. Энергетическая программа Республики Беларусь до 2010 г.

основными направлениями использования ветроэнергетических ресурсов на ближай ший период предусматривает их применение для привода насосных установок и в каче стве источников энергии для электродвигателей. Эти области применения характери зуются минимальными требованиями к качеству электрической энергии, что позволяет резко упростить и удешевить ВЭУ. Особенно перспективным считается их использова ние в сочетании с малыми гидроэлектростанциями для перекачки воды. Применение ВЭУ для водоподъема, электроподогрева воды и электроснабжения автономных потре бителей позволит получить к 2010 г до 15 МВт установленной мощности, что обеспе чит экономию 9 тыс. т.у.т в год.

Гелиоэнергетика.

• Преобразование солнечной энергии в тепловую энергию с использованием:

- гелиоподогревателей питательной воды на котельных;

- высокоэффективных двухконтурных гелиосистем для сельского хозяйства с тепловой мощностью от 0.5 до 20 кВт на основе новых композиционных материалов;

- установок для интенсификации процессов сушки.

• Преобразование солнечной энергии в электрическую энергию включая:

- автономные источники питания мощностью от нескольких Вт до 3-5 кВт (бы товая аппаратура, освещение, энергообеспечение жилого дома, линий связи и т.д.);

- модульные фотоэлектрические установки для нужд сельскохозяйственных по требителей мощностью 0.5, 1 кВт на элементах нового поколения;

электрические станции мощностью до 1000-1500 кВт для энергообеспечения на селенных пунктов, многоквартирных жилых домов.

• Совместное производство тепловой и электрической энергии.

• Использование солнечной энергии в системах кондиционирования.

• Прямое использование солнечной энергии в комбинированных системах ос вещения с использованием световодов.

Биоэнергетика:

• изучение процессов и создание основ технологий подготовки, переработки и конверсии биотоплива в энергетическую продукцию;

• отработку использования биотоплива в промышленных масштабах для про изводства электроэнергии и тепла;

• разработку и строительство новых высокоэффективных газотурбинных, па рогазовых-газопаровых электроэнергетических установок малой и средней мощности на биотопливе и смешанных видах топлива.

Научно-техническое обеспечение использования ВИЭ осуществляется в рамках научно-технических программ и инновационных проектов. В этом направлении выпол нены исследования по обоснованию и разработке рациональных систем энергообеспе чения АПК за счет включения в энергетический баланс местных энергоресурсов и ВИЭ, разработаны гелиоводоподогрватели и фотоэлектрические изгороди, теплогене раторы на местных видах топлива, микроГЭС и др. Проводятся фундаментальные ис следования по разработке научных основ создания систем производства и аккумулиро вания ВИЭ с использованием композиций на основе гидридообразующих и сорбцион ISBN 5-88890-033-8. Экология и сельскохозяйственная техника. СПб, 2005.

ноемких материалов (в виде вторичных химических энергоносителей на основе водо рода). В результате исследований разработаны оптимальные композиционные составы, обеспечивающие эффективное функционирование систем аккумулирования избыточ ной энергии от возобновляемых источников. Практической целью работы является соз дание аккумуляторов водорода, внедрение которых позволит обеспечить энергообеспе чение автономных потребителей топливом для бытовых нужд и сельскохозяйственной техники на основе ВИЭ.

В настоящее время выполнены разработки инфракрасных теплоизлучателей на генераторных газах;

низкооборотного магнитодинамического генератора переменного тока, который будет использоваться в гидро-ветро- и других энергетических установ ках;

технологии и оборудования для получения высокоэффективного гранулированного топлива из растительной биомассы и отходов сельхозпредприятий, лесной и дере вообрабатывающей промышленности;

универсальных горелочных устройств для сжи гания различных видов топлива;

высокоэффективных теплогенераторов на местных видах топлива для сушки сельхозпродукции;

систем комбинированного использования и аккумулирования возобновляемых источников энергии и др.

Весьма перспективными представляются проводимые исследования по культи вированию и полной переработке культуры рапса с целью использования в качестве дизельного биотоплива и получения высокоэффективных кормовых добавок. Для реа лизации этого направления выполняется ряд научно-исследовательских проектов.

Использование ВИЭ при всей их привлекательности с точки зрения экологии и независимости от централизованного энергоснабжения имеет определенные проблемы.

Одной из основных трудностей при создании энергетических установок для решения задач энергоснабжения автономных потребителей теплом и электрической энергией является несогласованность графиков подвода и потребления энергии. Неравномерный характер режимов работы ветровых и солнечных энергоустановок требует создания системы аккумулирования энергии, позволяющей удовлетворить нужды потребителя по необходимому ему графику нагрузки. Одним из перспективных путей решения этой задачи является использование водородных систем аккумулирования. С этой целью разработаны научные основы создания интегрированной системы автономного энерго снабжения с использованием методов водородной энергетики. На основе исследований разработана экспериментальная интегрированная система автономного энергоснабже ния, состоящая из ВЭУ мощностью 2 кВт, ФЭС мощностью 0,4 кВт, электролизера производительностью 360 л/час, металлогидридных модулей-аккумуляторов, электро химического генератора и блока управления.

Для повышения эффективности использования неравномерного потенциала ВИЭ возникла необходимость в разработке эффективных низкооборотных генераторов для гидро- и ветроэнергетических установок, которая стала возможной только с производ ством постоянных магнитов с высоким магнитными характеристиками. С этой целью разработан низкооборотный магнитодинамический генератор переменного тока мощ ностью 15кВт. Проведенные испытания показали, что разработанная конструкция гене ратора представляется перспективной. В гидро- и ветроэнергетических установках с использованием этого генератора возможно осуществить прямое (безредукторное) со единение с двигателем, что значительно упрощает конструкцию установки, повышает надежность ее работы, снижает металлоемкость в 1,5 раза и эксплуатационные затраты на 30%.

Для разработки эффективных технологий использования биомассы в энергети ческих целях проводится обоснование технологий анаэробной переработки и утилиза ISBN 5-88890-036-2. Том 3.

ции органосодержащих отходов промышленного и сельскохозяйственного производст ва с оценкой природозащитного, агрохимического и энергосберегающего эффектов.

Выполнен комплекс исследований процесса анаэробной переработки жидких органосо держащих отходов на лабораторной биогазовой установке. Разработана схема ком плексной технологической линии утилизации животноводческих отходов, которая включает анаэробное сбраживание, механическое обезвоживание субстрата и термиче скую сушку кормовых добавок.

В институте выполняются исследования по разработке технологии для получе ния высокоэффективного гранулированного топлива из растительной биомассы и отхо дов сельскохозяйственных предприятий, лесной и деревообрабатывающей промыш ленности. Цель работы - получение гранулированного топлива из растительной био массы для котлов малой и средней мощности (0,05-1,0 МВт), которые в основном используются на предприятиях агропромышленного комплекса, лесной промышленно сти, в фермерских и личных хозяйствах. Новизна разработки заключается в получении топлива с малой гигроскопичностью и исключении применения герметичной его упа ковки и специальных условий для хранения, а также высокой энергоемкости производ ства (использование образующейся в процессе термообработки горючей газовой смеси и генерируемого водяного пара для собственного энергообеспечения). Производство экологически чистое. Изготовленный экспериментальный образец технологической ли нии прошел исследовательские испытания. Разработанный технологический регламент предписывает использование в линии в основном отечественного оборудования с обес печением качества гранулированного топлива, соответствующего европейским стан дартам (например: DIN51731).

Реализацию имеющегося потенциала ВИЭ намечается осуществлять за счет их комплексного использования путем создания пилотных проектов автономных систем энергообеспечения типа «Ферма», «Дом», «Деревня», «Энергоэффективная зона» и др.

Широкое использование ВИЭ - существенная возможность, которая позволит Беларуси чувствовать себя более уверенно в любой кризисной ситуации, связанной с обеспече нием энергоносителями.

Максимальное использование в сельском хозяйстве местных видов топлива и ВИЭ наряду с реализацией мероприятий по энергосбережению, позволит к 2010 году снизить потребление ввозимых в республику энергоносителей на 15-20%, а в более да лекой перспективе (2015-2020 гг.) - на 40-45%.

ЛИТЕРАТУРА 1. Закон Республики Беларусь энергосбережении». Мн.

«Об – //Энергоэффективность, № 7, 2000.

2. Русан В. И. Аграрная энергетика: оборудование, экономия энергоресурсов и прогноз развития. – Мн.: РУП «БНИВНФХ в АПК», 2001.

3. Концепция государственной целевой программы «Энергетическая безопас ность Республики Беларусь». – Мн.: НАН Беларуси, 2003.

Получено 16.02.2005.

ISBN 5-88890-033-8. Экология и сельскохозяйственная техника. СПб, 2005.

V. I. Rusan, DSc (Eng) Institute of Energetics of Agro-Industrial Complex, National Academy of Sciences of Belarus, Minsk, Republic of Belarus MODERNIZATION AND PROSPECTS OF RENEWABLE ENERGY SOURCES APPLICATION IN AGRO-INDUSTRIAL COMPLEX OF BELARUS Summary In the report the potential and prospects of renewable energy sources (RES) in the agro-industrial complex (AIC) of Belarus are discussed, RES features and fields of use are analyzed. The paper focuses on scientific and engineering support of RES conversion and ap plication, with their hybrid use showing the most promise.

Scientific and engineering support of RES use is realized within the framework of re search programs and innovation projects. In this respect efficient and sustainable energy sup ply systems for agro-industrial complex, which include local power resources and renewable energy sources in the energy budget, have been substantiated and developed. Solar water heaters, photoelectric fences, heat-generators on local fuels, and micro hydropower stations have been designed. Basic research is conducted to elaborate the fundamentals for production and accumulation of RES systems with the use of compositions on the basis of hydride forming and sorption materials (as hydrogen-based derivative chemical energy carriers). Con sequently, optimal compositions have been developed, which ensure efficient performance of surplus energy accumulating systems from renewable energy sources. The practical aim is to design hydrogen accumulators for the RES-based power supply of autonomous users to meet the household and farm machinery needs.

The examples of recent developments are: a low-speed magnetodynamic AC genera tor, which will be used in the hydro- and wind-driven power plants;

technologies and equip ment to produce highly effective granulated fuel from the plant biomass and farm, timber and wood processing industry wastes;

general-purpose burners for different fuel types combus tion;

high-performance heat-generators working on local fuels for agriproducts drying;

hybrid systems for RES use and accumulation, and others.

Е.В. Халин, канд. техн. наук Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ВИЭСХ), Москва ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ КОММУНИКАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА Под интеллектуальными коммуникационными технологиями обеспечения элек тробезопасности сельскохозяйственного производства понимается совокупность ин формационных, компьютерных и телекоммуникационных технологий формирующих автоматизированную среду сбора, передачи, хранения, переработки и предъявления специалисту по электробезопасности данных и знаний в виде надежной информации, необходимой для принятия своевременных рациональных решений на соответствую щих уровнях управления и приобретения персоналом устойчивых навыков и знаний по ISBN 5-88890-036-2. Том 3.

электробезопасности сельскохозяйственного производства в среде целевых экспертных систем.

Характерной особенностью современного общества является наличие системы глобальной коммуникации как объединения информационных и компьютерных сетей с телекоммуникационными системами и сетями, применение знаний для повышения про изводительности и качества во всех сферах производства, использование сетевых реше ний для повышения скорости, надежности и снижения расходов на получение требуемых результатов [1]. Расширяется традиционное представление о сугубо информационном аспекте управленческих процессов в создании безопасных условий труда в сельскохо зяйственном производстве с переходом к новой информационно-коммуникационной их трактовке. Между тем к основным причинам не высоких темпов освоения новых инфор мационных технологий по безопасности производства, на ряду с недостатками информа ционных носителей в части оперативности, полноты, достоверности сведений, и тради ционных фрагментарных подходов к автоматизации организационных задач обеспечения безопасности производства, можно отнести неумение представлять конкретные техноло гии управления состоянием безопасности и условиями труда к виду пригодному для ин форматизации, опасение утери производственной информации, опасение сокращения ра бочих мест при применении новых технологий [4].

Главная цель построения интеллектуальной информационно-коммуникационной технологии обеспечения электробезопасности сельскохозяйственного производства (ИКТ ОЭСХ) состоит в повышении эффективности работ по созданию электробезопас ных условий труда на основе современных программных и вычислительных средств, распределенной обработки информации, распределенных баз данных и знаний, различ ных информационно-вычислительных и коммуникационных сетей путем организации рациональных информационных потоков и обработки сведений, обеспечивающих про изводственные потребности специалистов по электробезопасности на различных уров нях управления сельскохозяйственным производством. ИКТ ОЭСХ может быть пред ставлена как совокупность информационно-технологических процессов и коммуника ционных систем, в которых ручные и хорошо формализуемые операции выполняются ПЭВМ, а функции принятия решений, как результат совместного взаимодействия поль зователя (специалиста по электробезопасности (СЭБ)) и ПЭВМ, или в виде трех базо вых элементов, обеспечивающих информационно-технологических процессов, автома тизированных рабочих мест специалистов по электробезопасности (АРМ СЭБ) и авто матизированных рабочих мест ответственных за подготовку и аттестацию персонала по электробезопасности сельскохозяйственного производства (АРМ ОПЭБ).

В качестве главного элемента новой информационно-коммуникационной техно логии обеспечения электробезопасности сельскохозяйственного производства рассмат ривается автоматизированное рабочее место специалиста по электробезопасности в со ставе автоматизированного рабочего места специалиста по охране труда, представ ляющее собой проблемно ориентированный программно-технический комплекс на базе персональной ЭВМ, вынесенный на рабочее место конечного пользователя - непро граммиста и автоматизирующий в режиме диалога его конкретные профессиональные и производственные функции. АРМ ОПЭБ может рассматриваться как отдельный эле мент ИКТ ОЭСХ или как программный комплекс в составе АРМ СЭБ.

Персональные информационные системы при своей реализации требуют реше ния двух проблем - формализации знаний и организации взаимодействия специалиста с ПЭВМ. Эти системы должны развиваться в направлении усиления их диалоговых воз ISBN 5-88890-033-8. Экология и сельскохозяйственная техника. СПб, 2005.

можностей, создания интеллектуального механизма принятия решений, смысловой об работки информации, и ее оценки с адресацией конкретному пользователю. Контроль за состоянием, поиск причин, ухудшающих условия труда в электроустановках, приня тие решений по повышению электробезопасности и нормализации условий труда в электроустановках - трудоемкие, длительные процедуры, сопровождающиеся тяжелы ми рутинными операциями по работе с нормативно-инструктивной документацией и специальной литературой. Любое качественное решение формируется как итог интел лектуального анализа результатов квалифицированными специалистами, число кото рых в области электробезопасности производства крайне недостаточно.

Основная задача при создании систем, обладающих способностью к накопле нию, обобщению и использованию знаний специалистов в различных областях элек тробезопасности (охраны труда), заключается в формализации процедур принятия ре шений по обеспечению электробезопасных условий труда, обучения персонала, оценки устойчивости его навыков, умений, компетенции с использованием знаний в их естест венной форме с учетом неполноты и неточности данных. В этих условиях технология экспертных систем, каждая из которых строится и наполняется в зависимости от по ставленной задачи, рассматривается как одно из наиболее перспективных программно логических средств накопления, обработки и распространения знаний по электробезо пасности производства, сочетающее информационно-справочные функции с функция ми принятия решений [2, 3].

Проблема эффективного использования персональных компьютерных систем решается интеллектуализацией интерфейса пользователя с техническими средствами инфокоммуникационной технологии путем создания гибких диалоговых систем, орга низованных по модульному принципу, с применением психологически корректных процедур представления возможностей и поддержания механизмов функционирования элементов и всей информационно-коммуникационной технологии, методов и средств самообучения СЭБ. Процесс проектирования технологии организуется только совмест но с пользователями с одновременным проектированием средств взаимодействия, с применением процедур автоформализации знаний.

Автоматизированные рабочие места ИКТ ОЭСХ в информационно вычислительных сетях персональных ЭВМ создаются как интеллектуальные помощни ки специалистов по электробезопасности (охране труда), инструмент накопления опыта работников и обеспечивают принятие безошибочных экономически целесообразных решений по созданию электробезопасных условий труда на рабочих местах, профес сиональную подготовку персонала по электробезопасности, качество которых нараста ет по мере накопления знаний в экспертных системах АРМ.

Рассмотрен подход к процессу принятия решений специалистом по электробезо пасности, состоящий в интеграции процесса формирования решений с процессом обу чения специалистов, принимающих решения, то есть на АРМ СЭБ реализована техно логия, позволяющая синтезировать процессы обучения и принятия решений. Процесс обучения рассматривается как получение специалистом, работником знаний, умений, навыков, компетенции, необходимых для принятия решений в его профессиональной сфере, формирующих или не ухудшающих электробезопасные условия труда.

С практической точки зрения информационно-коммуникационная технология ОЭСХ представляет собой совокупность автоматизированных процессов транспорти ровки, обмена и обработки информации о состоянии электробезопасности и условиях труда, реализованных на современных технических средствах и описанных в виде сис темы информационно-технологических структур. Инфокоммуникационная технология ISBN 5-88890-036-2. Том 3.

ОЭСХ должна обеспечить оперативность сбора и обработки данных, достоверность и требуемую полноту выходной информации, эффективность применения технических средств и комплексность автоматизации обработки, выполнения всех операций при минимальных стоимостных и трудовых затратах и устранить противоречия в сущест вующих информационных системах организации электробезопасных условий труда.

Разработанная инфокоммуникационная технология базируется на простом и привычном общении пользователя с персональной ЭВМ и исключает посредников при удовлетворении информационных потребностей. При выработке решений реализуется переход от пассивных данных к активным знаниям, организующий качественно новую основу эффективной информационно-коммуникационной технологии, обеспечивающей требуемый уровень электробезопасности производства, что можно рассматривать как определенный вклад в решение глобальной проблемы создания системы экологической безопасности производственных процессов.


ЛИТЕРАТУРА 4. Мартынов Л.М. Методология управления организациями в инфокоммуника ционной среде. – СПб.: Изд-во СПбГУЭФ, 2003. – 180 с.

5. Дженксон П. Введение в экспертные системы. Пер с англ. – М.: Издатель ский дом «Вильямс», 2001. – 624 с.

6. Люгер Д. Ф. Искусственный интеллект: стратегии и методы решения слож ных проблем. Пер. с англ. - М.: Издательский дом «Вильямс», 2001. – 864 с.

7. Халин Е.В. Информационная технология обеспечения безопасности произ водства. М.: ВИНИТИ, 1997. – 172 с.

Получено 03.02.2005.

E. V. Khalin, Cand. Sc. (Eng) All-Russia Research Institute for Electrification of Agriculture (VIESH), Moscow, Russia INTELLECTUAL COMMUNICATION TECHNOLOGIES FOR PROVIDING ELECTRICAL SAFETY IN AGRICULTURAL PRODUCTION Summary The main aim of an intellectual information and communication technology, which would provide electrical safety of agricultural production (ICT PEAP), is to create electrically secure working conditions on the basis of current programming and computing equipment, distributed information processing, distributed databases and knowledge base, different in formation, computing, and communication networks through organizing efficient information flows and data processing that would meet the production requirements of specialists for elec trical safety at different levels of agricultural production management. ICT PEAP may be pre sented [1] as an aggregate of information and technological processes and communication systems, where manual and well-formalizable operations are performed by personal com puters;

and the functions of decision-making are a result of joint activity of a user (electrical safety specialist) and a personal computer, or [2] as three basic elements – the supply of in formation and operational procedures, automated worksites for electrical safety specialists and ISBN 5-88890-033-8. Экология и сельскохозяйственная техника. СПб, 2005.

automated worksites for persons in charge of training and certifying the electrical safety per sonnel in agricultural production.

Personal information systems, when implemented, require two problems to be solved:

knowledge formalization and organization of expert-PC interaction. These systems should develop toward the enhancement of their dialog opportunities, creating an intellectual deci sion-making mechanism, concept information processing and its evaluation addressing to a specific user.

The main aim of creating the systems with the ability to accumulate, generalize and use the specialists’ knowledge in different branches of electrical safety (labor protection) is to formalize the processes of decision-making concerning electrically secure labor conditions, to train the personnel, evaluating the stability of their skills, knowledge and competence, with the knowledge being used in its natural form, and considering the data incompleteness and inaccuracy. In these conditions, the technology of expert systems, each of them being con structed and filled according to the defined objectives, is considered one of the most prospec tive programs and logical means of accumulating, processing and distributing knowledge about electrical safety in production, combining informative and reference functions with the decision-making.

The information and communication approach allows formulating in a modern way the content of an electrical safety specialist’s work. The difference between this content and the traditional one may be defined as much more formalized as to the methods and procedures of data and knowledge processing and much more intellectual as to the usage of knowledge for making decisions.

В.Н. Судаченко, канд. техн. наук;

Н.В. Зуев, канд. техн. наук;

С.Е. Лыков ГНУ Северо-Западный научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства (СЗНИИМЭСХ), Санкт-Петербург В.В. Шаркова Санкт-Петербургский государственный аграрный университет (СПбГАУ), Санкт-Петербург ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ВЕТРОДИЗЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ Разработана методика расчета основных экономических показателей ветроди зельных комплексов. Были проведены расчеты в соответствии с методикой для ветро дизельных комплексов мощностью 30 и 50 кВт. По результатам расчетов подтверждена экономическая эффективность ветродизельных комплексов. При наиболее характерной для прибрежных зон РФ среднегодовой скорости ветра 6 м/с использование ветроди зельных комплексов обеспечивает стоимость энергии 1,7-2 руб. за 1 кВт·ч, срок оку паемости 4-7 лет. Максимальная экономия дизельного топлива при этом может соста вить 80-85 % при одновременном снижении уровня загрязнения окружающей среды.

ISBN 5-88890-036-2. Том 3.

ВВЕДЕНИЕ Ветродизельные комплексы (ВДК) могут успешно конкурировать с дизельными электростанциями (ДЭС) при энергоснабжении объектов, удаленных от центральных электросетей. Эффективность ВДК определяется в основном среднегодовой скоростью ветра и стоимостью дизельного топлива (с учетом затрат на доставку). Разработана простая методика расчета основных экономических показателей данных комплексов, которая была реализована в приложении «Microsoft Excel». Для ВДК рассчитаны сле дующие основные экономические показатели: стоимость 1 кВтч вырабатываемой энер гии, срок окупаемости и доля сэкономленного топлива.

Исходные данные для расчета:

• зависимость выработки электроэнергии ветроэнергетическим агрегатом от скорости ветра, • среднегодовая скорость ветра, • затраты на обслуживание ВДК (принимались 1000$ в год), • срок службы ВДК (принимался – 20лет), • стоимость ВДК (включая расходы на фундамент и монтаж, но без стоимости ДЭС), • КПД аккумуляторной батареи (принимался 80%), • КПД инвертора (принимался 90%).

НАЗНАЧЕНИЕ ВДК Экономические расчеты сделаны для ВДК мощностью 30 (ВДК-30 кВт) и 50 кВт (ВДК-50 кВт).

ВДК могут эффективно применяться в районах со среднегодовой скоростью ветра выше 5 м/с. Мощность 30-50 кВт в настоящее время является наиболее востребо ванной для автономного энергоснабжения. В частности, наиболее распространенная мощность дизельной станции в России 30-100 кВт. Путем использования 3-х ВДК – кВт или 50 кВт можно создать локальную сеть мощностью до 100-150 кВт.

Возможные объекты применения ветроэнергетической установки:

• труднодоступные районы, такие как острова и горы;

• сельскохозяйственные объекты;

• районы Крайнего Севера;

• пограничные, радарные и навигационные посты;

• метеорологические станции;

• коттеджи и загородные дома.

СОСТАВ. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВДК Основное оборудования ВДК состоит из следующих частей:

• ветроэнергетический агрегат;

• мачта;

• электрические шкафы;

• аккумуляторная батарея;

• дизельная электростанция;

• контейнер для размещения оборудования (может отсутствовать).

В табл. 1 представлены основные технические характеристики ВДК.

В табл. 2 дана стоимость комплектующих и стоимость работ. Для простоты стоимостные расчеты будем проводить в долларах США.

ISBN 5-88890-033-8. Экология и сельскохозяйственная техника. СПб, 2005.

Таблица Основные технические характеристики ВДК № Характеристика ВДК ВДК-30 кВт ВДК-50 кВт Номинальная мощность ВА 30 кВт 50 кВт Расчетная скорость ветра 10 м/с 11,5 м/с Диаметр 14 м 14 м Количество лопастей 4 2 Емкость АКБ 400В/210 А·ч 400В/280 А·ч Мощность ДЭС 40 кВА 60 кВА Регулятор Ценробежно-пружинный Механизм ориентации Виндрозный Тип генератора Синхронный бесконтактный с пост. магнитами Тип электрической схемы С инвертором на IGBT-транзисторах Таблица Стоимость комплектующих и работ, долл. США № Параметр ВДК-30 кВт ВДК-50 кВт Номинальная мощность ВДК 1 30кВт 50кВт Комплект ВДК 2 78000 Изготовление фундамента 3 8000 Монтаж и доставка комплектующих 4 4000 Итого с учетом монтажа 90000 НДС 16200 Итого с НДС 106200 ВЫРАБОТКА ЭНЕРГИИ На рис. 1 приведена зависимость годовой выработки электроэнергии ветроэнер гетическим агрегатом мощностью 30 кВт и 50 кВт от среднегодовой скорости ветра.

Для ветроэнергетического агрегата 30 кВт характеристика получена по результатам сертификационных испытаний фирмы «Pitch Wind», для ветроэнергетического агрегата – 50 кВт рассчитана.

ISBN 5-88890-036-2. Том 3.

Выработка энергии ветроэнергетическим агрегатом ВДК-50 кВт МВт•ч в год ВДК-30 кВт 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 Среднегодовая скорость ветра, м/с Рис. 1. Зависимость годовой выработки электроэнергии ветроэнергетическим аг регатом от среднегодовой скорости ветра СТОИМОСТЬ ЭНЕРГИИ При расчете стоимости 1 кВт·ч энергии в затраты на сооружение ВДК не вклю чается стоимость ДЭС, так как рассчитывается стоимость той части энергии, которую вырабатывает ВДК. Стоимость энергии, которую вырабатывает ДЭС, надо считать от дельно. На рис. 2 изображена зависимость стоимости 1 кВт·ч электроэнергии, выраба тываемой ВДК, от среднегодовой скорости ветра. Стоимость электроэнергии в расчетах приведена на основании цен за 2003 г.

Для сравнения можно рассчитать стоимость 1 кВт·ч для ДЭС. Стоимость ди зельного топлива с учетом доставки в труднодоступные районы может составлять от 10 до 30 руб. Таким образом, стоимость 1 кВт·ч ДЭС стоит: минимум 3 руб., макси мум 9 руб. Можно учесть стоимость ДЭС, стоимость ее обслуживания и рост цен на топливо, это сделает стоимость энергии, вырабатываемой ДЭС, еще больше.


ISBN 5-88890-033-8. Экология и сельскохозяйственная техника. СПб, 2005.

Стоимость 1 кВт·ч электроэнергии, руб.

ВДК – 30 кВт ВДК – 50 кВт 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 Среднегодовая скорость ветра, м/с Рис. 2. Зависимость стоимости 1 кВт·ч электроэнергии от среднегодовой скоро сти ветра СРОК ОКУПАЕМОСТИ ВДК позволяет экономить дизельное топливо. Срок окупаемости наступает то гда, когда расходы, связанные с сооружением ВДК, сравняются со стоимостью топли ва, которое было сэкономлено ВДК за это время (рис. 3).

Стоимость дизельного топлива, руб 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 С реднегод овая скорость ветра, м/с Срок окупае мости, года ВДК- 30 кВт 10 15 20 25 ВДК- 50 кВт 10 15 20 25 Рис. 3. Зависимость срока окупаемости в годах от среднегодовой скорости ветра и стоимости дизельного топлива ISBN 5-88890-036-2. Том 3.

Экономически обоснованная доля сэкономленного топлива составляет 80-85 %.

Если увеличить долю сэкономленного топлива выше 85 %, то часть энергии ветроэнер гетической установки будет пропадать, при этом эффективность использования ВДК снижается. При расчете срока окупаемости сравниваются два альтернативных вариан та. Первый вариант – присутствует только ДЭС, второй вариант – ВДК (ветроэнергети ческий агрегат работает совместно с ДЭС). В обеих вариантах присутствует ДЭС, по этой причине в стоимость ВДК стоимость ДЭС не включается.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ДОЛИ СЭКОНОМЛЕННОГО ТОПЛИВА Доля сэкономленного топлива зависит от количества используемых ветроэнер гетических агрегатов в составе ВДК и энергопотребления объекта. Для определения доли сэкономленного топлива, можно использовать табл. 3.

Таблица Доля сэкономленного топлива (в %) ISBN 5-88890-033-8. Экология и сельскохозяйственная техника. СПб, 2005.

В таблице отсутствие данных свидетельствует о том, что выгоднее подыскать менее мощный ВДК. В правой части отсутствие данных свидетельствует о том, что вы годнее подыскать более мощный ВДК или использовать более 3-х ветроэнергетических агрегатов в составе ВДК.

ВЫВОДЫ 1. Несмотря на высокую стоимость оборудования для ВДК, фундамента и мон тажа, данные комплексы отличаются экономической эффективностью при среднегодо вых скоростях выше 5 м/с.

2. На примере сравнения ветроэнергетических агрегатов 30 кВт и 50 кВт с оди наковым диаметром турбины, можно сделать вывод, что установка более мощного ге нератора позволяет слегка поднять экономическую эффективность ВДК в целом.

3. При наиболее характерной для прибрежных зон Российской Федерации среднегодовой скорости ветра 6 м/с ВДК-30кВт обеспечивает: выработку энергии – не менее 72 МВт-ч в год, стоимость энергии 2 руб. за 1 кВт·ч, срок окупаемости 5-7 лет.

4. При среднегодовой скорости ветра 6м/с ВДК-50 кВт обеспечивает: выработ ку энергии – не менее 96 МВт-ч в год, стоимость энергии 1,7 руб. за 1кВт·ч, срок оку паемости 4-6 лет.

5. При использовании трех ветроэнергетических агрегатов 30 кВт возможно создание ВДК с установленной мощностью до 100 кВт с годовой выработкой энергии порядка 250 МВт-ч в год при среднегодовой скорости ветра 6 м/с (с учетом выработки части энергии ДЭС).

6. При использовании трех ветроэнергетических агрегатов 50 кВт возможно создание ВДК с установленной мощностью до 150 кВт с годовой выработкой энергии порядка 350 МВт-ч в год при среднегодовой скорости ветра 6 м/с (с учетом выработки части энергии ДЭС).

7. Обоснованная максимальная экономия дизельного топлива для ВДК может составить 80-85 %.

Получено 03.03.2005.

V.N. Sudachenko, Cand. Sc. (Eng);

N.V. Zuev, Cand. Sc. (Eng);

S. E. Lykov North-West Research Institute of Agricultural Engineering and Electrification, St-Petersburg, Russia V.V. Sharkova St-Petersburg State Agrarian University, Saint Petersburg, Russia FEASIBILITY STUDY OF WIND-DIESEL COMPLEXES APPLICATION Summary A hybrid wind-diesel system (HWDS) can successfully compete with a diesel genera tor (DG) in power supply of the users located far from the electrical grid. Efficiency of HWDS is defined basically by average annual wind speed and the diesel fuel cost (delivery expenses included). A simplified calculation technique for basic economic parameters of HWDS was developed with the use of Microsoft Excel spreadsheets, namely: the cost of one kW·h of generated energy, a payback period, and fuel economy.

ISBN 5-88890-036-2. Том 3.

The basic data for calculation are:

Power curve of wind turbine from wind speed;

Average annual wind speed;

Maintenance expenditure;

Service life;

Installation cost.

Economic calculations were made for HWDS with the capacity of 30 kW (HWDS-30 kW) and 50 kW (HWDS-50 kW). Using three HWDS-30kW or HWDS-50 kW a local grid with the capacity up to 100-150 kW may be created.

Based on calculation results the following conclusions are made:

Despite of high equipment, foundation and installation cost of HWDS, these sys tems demonstrate economic efficiency at average annual wind speeds above 5 m/s;

Comparing HWDS-30 kW and HWDS-50 kW with identical turbine diameter, it is possible to make a conclusion that an installation with more powerful generator allows to increase slightly the economic efficiency of HWDS as a whole;

At the average annual wind speed of 6 m/s, which is most typical for the coastal zones in the Russian Federation, HWDS-30 kW provides no less than 72 MW·h per year energy generation, 2 roubles per one kWh energy cost, 5 to 7 years pay-back pe riod;

At the average annual wind speed of 6 m/s, which is most typical for the coastal zones in the Russian Federation, HWDS-50 kW provides no less than 96 MW·h per year energy generation, 1,7 roubles per one kWh energy cost, 4 to 6 years pay-back period;

Using three wind-driven power plants with 30 kW capacity each, a HWDS with the established capacity up to 100 kW with annual energy generation about 250 MWh per year may be created at average annual wind speed of 6 m/s;

Using three wind-driven power plants with 50 kW capacity each, a HWDS with the established capacity up to 150 kW with annual energy generation about 350 MWh per year may be created at average annual wind speed of 6 m/s;

Substantiated maximal economy of diesel fuel for HWDS can reach 80 to 85 %.

Andres Annuk, Jaan Lepa, Veli Palge, Tonis Peets Estonian Agricultural University, Tartu, Estonia ENERGY ESTIMATION PRODUCED BY WIND GENERATORS ABSTRACT Utilization of wind energy in the inland of Estonia has a long tradition. There has al ways been a great need for wind turbines with the production capacity of up to some 20 kW.

They should be positioned on tall masts on higher locations. The method for projecting the possible amount of annually produced electricity based on a wind generator curve and a wind speed frequency distribution curve is explained. This helps to choose the generator type and the site for a wind turbine. Under inland conditions it is necessary to use wind generators with the energy output on at the wind speed of 2,5 to 3,0 m/s (low start-up wind speed).

ISBN 5-88890-033-8. Экология и сельскохозяйственная техника. СПб, 2005.

INTRODUCTION Usually, in technical specifications of wind generators the dependence of output ca pacity on the wind speed is presented in diagrams or tables.

Nowadays, in the countries where the wind energy is widely applied (Denmark, Ger many, USA, etc.) the use of wind plants, which are incorporated with relatively high capacity wind units, is recommended [1]. Up to now in Hiiumaa (Tahkuna) only one modern wind unit with the capacity of 150 kW and the annual output of 325 MW·h has been working. In Octo ber 2002, a wind plant with three 600 kW capacity wind units with the total capacity of 1, MW was opened in Virtsu [2].

Still in Estonia there may be found enthusiasts, who, on their own initiative, build wind units – mainly for heating rooms. There is a keen interest in small-scale wind units in the country, because the buildings with bigger wind units cannot be realized for technical and financial reasons. However in Estonia we can find places where no electrical supply network is in place, and its construction is unprofitable. In this case small-scale wind units will be in dispensable.

Continuous growth of electricity prices has forced us to think about some possibilities to produce electricity, even partly, for our own needs. Estonian specialists in the area of re newable energetics [3] have written about this topic to the press. Most of the authors prefer more windy islands and coasts for establishing wind units. Wind units in the inlands are gen erally not spoken about. However, two centuries ago many windmills, mostly used to produce flour, were there in the inland Estonia. The authors of the present article have studied the wind in Tartu and are of the opinion that it is also possible to build wind units here, far from coast.

MODELLING A WIND GENERATOR CHARACTERISTICS Taking into consideration the above-mentioned and the measured values, the authors are trying to present a simple method for projecting an amount of electricity based on a wind generator curve and a wind speed frequency distribution curve [4].

Analysis of the wind generator characteristics shows, that it is possible to model them with sufficient exactness with polynomial of the 5…6 power in Excel spreadsheet.

The authors have tried to find an appropriate wind generator for individual users with relatively moderate regional wind conditions and produce electricity at the minimum wind speed of 3 m/s. Proper equipment turned out to be a Jacobs wind generator with the nominal capacity of 17,5 kW (5), the low start-up energy output at the wind speed of 2,5 m/s. In Fig. the characteristic curve points for this generator and curve modelling polynomial are pre sented.

ISBN 5-88890-036-2. Том 3.

Capacity, kW 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 Wind speed, m/s Fig. 1. The characteristic curve points for Jacobs 17,5 kW wind turbine, modelling the polynomial of the sixth power Polynomial equation is as follows:

P = 3 10 5 v 6 0.0014v 5 + 0.0226v 4 0.1456v 3 + 0.4632v 2 0.3685v 0.0273, where P – capacity, kW;

– wind speed, m/s.

The correlation coefficient R2 = 0.9951.

MODELLING OF FREQUENCY DISTRIBUTION OF WIND SPEED In order to project the amount of electricity in the given countryside area, we need to know the frequency distribution of wind speed. In Ain Kulls thesis “Estonian wind atlas” (4) the wind data from main places in Estonia are registered.

The frequency distribution of wind speed in Tartu is modelled by the polynomial of the sixth power (Fig. 2):

f n = 0.0017v 6 0.0866v 5 + 1.6112v 4 13.111v 3 + 38.035v 2 + 10.261v + 32.318, (1) where the correlation coefficient R2 = 0.9989.

In scientific sources concerning wind speed distribution, the modelling by Weibulls distribution curve is recommended. The authors have found the following formula:

(v c ) (vn c) ( b 1) [ na ]b b Wn = k {( ) [[ e ] ]}, (2) a a where - k = 1000 - the transition index per thousand, a = 5,2, b = 2,14 and c = 0,002.

ISBN 5-88890-033-8. Экология и сельскохозяйственная техника. СПб, 2005.

Frequency, per thousands 0 2 4 6 8 10 12 14 Wind speed, m/s Fig. 2. Wind speed distribution in Tartu and its modelling by the polynomial of the sixth power Fig. 3 presents the modelling of actual distribution curve by Weibulls distribution curve.

Wn fn 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 vn Fig. 3. Modelling the wind speed distribution in Tartu by Weibulls distribution curve PROJECTING THE AMOUNT OF PRODUCED ELECTRICITY To determine an approximate amount of electrical energy the following is considered.

If the dependency of wind generator capacity on wind speed and the wind speed distribution in the given region (e. g. per thousand from total yearly hours) are known, we get total ap pearance time of corresponding wind speed:

t vn = 8. 76 f n, (4) where 8,76 – value per thousand in hours (8760/1000);

fn - wind speed occurrence frequency per thousands from total yearly hours.

ISBN 5-88890-036-2. Том 3.

Knowing the occurrence time tvn of some wind speed and the generator capacity Pn at the same wind speed v, we can calculate the produced energy per year on this wind speed level Ws = P n t vn (5) and the total energy produced per year on several wind speed levels W = W s = Pn t vn. (6) The wind speed is known to be higher in upper air horizons, and in the corresponding scientific sources (6) the following formula is recommended:

h v2 = v1 ( 2 )k, (7) h where v1 - wind speed, on base level (e. g. h1 = 10 m), v2 – wind speed on new calcu lated high level h2, k – Hellmann’s index, (for Estonian inland conditions the value 0,29 is recommended [7]).

Table 1 gives the calculations for the Jacobs generator under Tartu conditions.

Table Prognosis of produced energy under Tartu region wind conditions On 25 m height Wind Wind speed Given energy Capacity Actual speed distribution on 10 m Wind speed Given capac- Given energy kW time t m/s ‰ height kW·h m/s ity kW kW·h 0 0 0 0 0 0 1 0 69 604.44 0 1.3 0 2 0 123 1077.48 0 2.6 0 498. 3 0.7 164 1436.64 1005.65 3.9 0.92 1457. 4 1.0 170 1489.20 1489.20 5.2 1.68 2834. 5 1.8 160 1401.60 2522.88 6.5 3.03 4938. 6 2.8 131 1147.56 3213.17 7.8 5.262 7085. 7 4.2 86 753.36 3164.11 9.1 8.487 7464. 8 5.7 48 420.48 2396.74 10.4 12.576 6086. 9 8.0 26 227.76 1822.08 11.7 17.171 3951. 10 10.3 12 105.12 1082.74 13.0 17.5 1839. 11 13.7 7 61.32 840.08 14.3 17.5 1073. 12 17.5 2 17.52 306.60 15.6 17.5 306. 13 17.5 1 8.76 153.30 16.9 17.5 153. 14 17.5 1 8.76 153.30 18.2 17.5 153. 15 17.5 0 0 0 19.5 17.5 16 17.5 0 0 0 20.8 17.5 17 17.5 0 0 0 22.1 0 18 17.5 0 0 23.4 0 Total 8760 18149.85 37842. From potential maximum 0.1184 0. If the generator worked on the nominal load all year round, the energy amount would be 153,3 MW·h.

Obviously, on the Tartu wind speed measuring site of 10 m high it is about 18 MW·h or 11,8% from maximum (Table 1). Working under the same conditions of 25 m high it ISBN 5-88890-033-8. Экология и сельскохозяйственная техника. СПб, 2005.

would be ~ 37,8 MW·h or 25% from the maximum (Table 1). On the height of 50 m it is theo retically possible to produce 57 MW·h. As the real measuring data in Tartu on the latter heights are lacking, the calculations are only theoretical.

CONCLUSION 1. The calculations have shown it is possible to get considerable amount of wind en ergy in Tartu region.

2. There is a real need for wind turbines with the production capacity of up to 20 kW in the country. Though there come up technical and economic problems, its production in Es tonia should be seriously calculated.

3. Inland wind generators should be placed on taller masts on higher locations.

4. The presented methods, although approximate ones, can be recommended for choosing the site for a wind turbine and generator type.

5. For inland conditions the wind generators working at the low start-up wind speed of 2,5…3,0 m/s are advised.

REFERENCES 1. Paju R., Kraav R. (2002) Tuulepargid Eestis. Elektriala, 3, 20-27.

2. Reinap, A. (2002) Virtsu tuulikud annavad poole taastuvenergiast. Postimees, 238, 8.

3. Tomson, T. (2002) Viketuulikud. Keskkonnatehnika, 4, 45.

4. Kull, A. (1996) Eesti Tuuleatlas. Magistrit, Tartu, 78.

5. http://www.windturbine.net 6. Recent Developments in Wind Power. De Renzo. J. (ed). (1982) Energoatomizdat.

Moscow. (in Russian).

7. Annuk, A and Tomson, T. (2004) Tuulest saadavast vimsusest Kagu-Eestis.

Kuuenda konverentsi kogumik. Peatoim. Tiit, V. Taastuvate energiaallikate uurimine ja kasu tamine. Tartu: (In edition).

А. Аннук, канд. техн. наук;

Я. Лепа, канд. техн. наук;

В. Пальге;

Т. Пээтс, канд. техн. наук Эстонский сельскохозяйственный университет, Тарту, Эстония МЕТОД ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ГОДОВОЙ ВЫРАБОТКИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ВЕТРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЕЙ Эстония имеет давние традиции использования энергии ветра. Большинство специалистов по ветроэнергетике считают, что ветроагрегаты могут быть эффективны ми на островах и на морском побережье. О применении энергии ветра на внутренних территориях никто не упоминает. Однако еще два века назад в Эстонии работали вет ряные мельницы. Авторы данной статьи исследовали потенциальные запасы энергии ветра в окрестностях города Тарту, и рекомендуют устанавливать ветроустановки ма лой мощности (около 20 кВт) не только на морском побережье, но и во внутренней час ти страны.

Авторы представляют несложный метод прогнозирования количества электро энергии, вырабатываемой ветроэлектроустановками, который основан на использова нии характеристики ветроустановки и частотной характеристики скорости ветра. Ха ISBN 5-88890-036-2. Том 3.

рактеристику ветроустановки возможно смоделировать с достаточной точностью поли номом шестой степени в таблицах Excel. Авторы нашли приемлемый ветрогенератор для индивидуального использования в условиях умеренных скоростей ветра. Это вет рогенератор Якобса с номинальной мощностью 17,5 кВт, с низкой начальной скоро стью ветра 2,5 м/с. Чтобы определить количество электроэнергии, производимой уста новкой в данной местности, необходимо знать частотные характеристики скорости вет ра, которые моделировали для природных условий г. Тарту полиномом шестой степени. Коэффициенты корреляции были для обоих полиномов высокие R2 0,995.

В научных источниках рекомендуют описывать частотную характеристику фор мулой Вейбулла. Авторы подобрали соответствующую формулу и характеристику.

Для определения приблизительного количества электроэнергии требуется сле дующее: если известна зависимость мощности генератора от скорости ветра и частот ная характеристика скорости ветра в данной местности (например, в тысячных долях от годовых часов), мы получаем время постоянства данной скорости ветра:

t vn = 8, 76 f n, где 8,76 – величина в тысячных долях часов астрономического года (8760/1000);

fn -- частота проявления определенной скорости ветра в тысячных долях часов астроно мического года.

Зная частоты проявления определенной скорости ветра tvn и мощность генерато ра Pn для данной скорости ветра, можно вычислить количество энергии, которое может быть выработано при разных скоростях ветра:

P t W=.

n vn Известно, что в верхних слоях атмосферы скорость ветра выше, чем в низких слоях. В научной литературе рекомендуют следующую формулу для пересчета скоро сти ветра:

h v2 = v1 ( 2 )k, h где v1 - скорость ветра на начальной высоте (10 м);

v2 – скорость ветра на иссле дуемой высоте h2;

k - коэффициент Хельмана (для внутренних территорий Эстонии он составляет не менее чем 0,29).

Если бы генератор работал целый год при номинальной мощности, то годовой объем произведенной электроэнергии составил 153,3 МВтч.

В окрестностях Тарту на высоте измерения ветра 10 м может быть выработано 18 МВтч электроэнергии или 11,8 % от максимально возможного количества. При ус тановке ветрогенератора на высоте 25 м может быть произведено 37,5 МВт.ч. электро энергии или 25% от максимально возможного количества, а для высоты 50 м этот пока затель составит 57 МВт.ч.

Получено 26.01.2005.

ISBN 5-88890-033-8. Экология и сельскохозяйственная техника. СПб, 2005.



Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 10 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.