Аспирантка Бабина Л.В.

ФБГОУ ВПО "Азово-Черноморская государственная

агроинженерная академия", Россия

Анализ способов резервирования летней доильной площадки

Электроснабжение летних доильных площадок осуществляется от трансформаторных подстанций 10/0,4кВ или передвижных электростанций.

Линии 10кВ, подающие электроэнергию к доильным площадкам, в большинстве своем имеют повышенную изношенность. Кроме того, сезонная работа летней доильной площадки способствует дополнительному снижению надежности системы электроснабжения. Так как на летних доильных площадках имеются процессы, требующие электроснабжения по первой категории, то для них требуется бесперебойное обеспечение энергией, что предполагает наличие резервного источника.

Для электроснабжения сельскохозяйственных потребителей первой категории необходимо использовать резервные источники электропитания:

§ традиционные (резервная сеть и жидкотопливный генератор ЖТГ (бензо- или дизель-электрический агрегат));

§ гибридные энергетические системы (ветро-дизельная электростанция, солнечно-дизельная);

§ аккумуляторные резервные электростанции.

На сегодняшний день наиболее распространены традиционные дизельные и бензиновые электростанции.

Дизельная электростанция или электроагрегат – это комплектная установка, состоящая из двигателя внутреннего сгорания и генератора, смонтированных на общей раме, укомплектованных щитом управления и вспомогательным оборудованием.

Дизельные электростанции производят качественную электроэнергию, что является их достоинством. Вместе с тем, эти источники энергии, так или иначе, загрязняют окружающую среду и изменяют природные условия, а топливо подвержено истощению. Кроме того, требуется время для пуска электростанции, что может выполнять только специально обученный квалифицированный персонал. Если не предусматривается постоянно дежурившего электромонтера, то бензиновая электростанция может быть введена в действие с большой (недопустимой) задержкой.

Гибридная энергетическая система подразумевает использование ветроэнергетической установки (ВЭУ) совместно с другими источниками энергии (дизель-генератор, солнечные модули, микроГЭС и т.п.). Эти источники энергии дополняют ветроэнергетическую установку с целью обеспечения бесперебойного электроснабжения потребителя в безветренную погоду.

Ветро-дизельные системы состоят из ветроэнергетической станции и дизель-электрической станции (ДЭС) с оптимально подобранными мощностями. Обычно дизель-генератор используется в сочетании с ветроэнергетической станцией в случае, когда целью использования последней является экономия дизельного топлива, стоимость которого с учетом расходов на доставку может быть очень высокой. Соотношение мощности компонентов системы зависит от схемы генерирования нагрузки и ресурсов ветра.

Режим одновременной параллельной работы ветроэнергетической станции и дизель-электрической станции оценивается как недостаточно эффективный способ использования ВЭУ, поскольку доля участия ветроэнергетической установки в системе по мощности не должна превышать 15-20% от мощности дизель-электрической станции. Такие режимы рекомендуется использовать для экономии топлива в гибридных установках большой мощности [1].

Для малых потребителей ветро-дизельная станция является не выгодной, так как не устраняется необходимость потребления дизельного топлива, требуется высококвалифицированный персонал для обслуживания станции и мощность ветроэлектростанции используется не полностью.

Ветро-солнечные системы. Электрическая энергия может быть получена за счет преобразования солнечного излучения фотоэлектрическими батареями. Несмотря на довольно высокую, в настоящее время, стоимость фотоэлектрических батарей, их использование совместно с ВЭУ в некоторых случаях может быть эффективным. Поскольку зимой существует большой потенциал ветра, а летом в ясные дни максимальный эффект можно получить, используя фотоэлектрические батареи, то сочетание этих ресурсов оказывается выгодным для потребителя [1]. Однако для летних доильных площадок применение ветро-солнечных систем неэффективно, так как электроэнергия необходима только летом.

Использование ветроустановок совместно с микроГЭС. В таких системах при наличии ветра ветроагрегат питает нагрузку, а излишки энергии используются для закачивания воды с нижнего бьефа на верхний. В периоды ветрового затишья энергия вырабатывается микроГЭС. Подобные схемы особенно эффективны при малых ресурсах гидроэнергии.

Летние доильные площадки могут располагаться вдали рек, поэтому использование ветроустановок совместно с микроГЭС в данном случае неэффективно. А также высокая стоимость строительства и обслуживания микроГЭС являются не выгодными.

Аккумуляторные резервные электростанции обеспечивают подачу питания на привод доильной установки и нормальное функционирование системы в случае исчезновения электропитания. Преимущество такой системы заключается в удобстве запуска резервной электростанции и бесшумная работа.

Зарядка аккумуляторов от сети не рациональна в связи с дороговизной электроэнергии, поэтому предлагается заряжать аккумуляторы от ветроустановки.

В течение бесперебойной работы основного источника электроснабжения, ветроустановка заряжает аккумулятор. За счет того, что аккумулирование энергии может длиться долгое время, то есть, все время, пока бесперебойно работает основной источник питания (надежность которого составляет не менее 0,95), мощность ветроэлектростанции может быть уменьшена в несколько раз. Учитывая, что период между отключениями основного источника электроэнергии составляет не менее двух недель, уменьшение мощности может быть значительным, в 10 и более раз [2].

Резервные ветроэлектростанции позволяют уменьшить размеры ветроколеса, выходную мощность, емкость аккумуляторов. Это в свою очередь позволит применять ветроэлектростанции не только на удаленных участках, но и для близко расположенных потребителей.

Таким образом, аккумуляторная резервная электростанция, заряжающаяся от ветроустановки, является оптимальным способом резервирования летней доильной площадки.

Литература

1. Каргиев В.М., Мартиросов С.Н., Муругов В.П., Пинов А.Б., Сокольский А.К., Харитонов В.П. Ветроэнергетика руководство по применению ветроустановок малой и средней мощности/ – Москва. – 2001.

2. Воронин С.М., Бабина Л.В. Перспективы резервных ветроэлектростанций.// Методы и технические средства повышения эффективности использования электрооборудования в промышленности и сельском хозяйстве. – Ставрополь: АГРУС – 2010 С.19-21.

3. Газалов В.С., Абеленцев Е.Ю. Состояние и перспективы всесезонного электрогелиоводоподогрева для сельскохозяйственных потребителей// Состояние и перспективы развития сельскохозяйственного машиностроения: материалы 3-й Междунар. науч.-практ. конференции в рамках 13-й Междунар. агропромышленной выставки «Интерагромаш-2010» (г. Ростов-на-Дону, ВЦ «ВертолЭкспо», 4-5 марта 2010г.). – Ростов н/Д: Донской ГТУ, 2010. – С.34-36