IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Идеология искусственного облучения биологических объектов в контролируемой и регулируемой среде предполагает минимизацию расхода энергии. Положительные результаты в этом направлении могут быть достигнуты применением технических средств стабилизации и регулирования энергетических параметров облучательных установок для растений.

Селекционные климатические установки (СКС) относятся к тому разряду потребительских энергоустановок, где на оптические электротехнологии расходуется существенная часть потребляемой электроэнергии. Существенное повышение эффективности применения технологий с оптическим излучением в СКС да­ет внедрение устройств стабилизации параметров облучательных установок [4].

В соответствии с данными биологических исследований [2] заданная спектральная плотность и интенсивность излучения газоразрядных ламп (ГЛ) являются важнейшими параметра­ми радиационного режима селекционных климатических со­оружений (СКС).

Но до настоящего времени не выработана четкая методика оценки влияния на продуктивность растений колебаний спек­тра и интенсивности излучения, поступающего от ГЛ. Поэто­му при оценке технико-экономических показателей стабили­зации параметров ГЛ ограничимся учетом материальных и энергетических потерь, вызванных перерасходом электроэнергии, увеличением установленной мощности и сокращением срока службы ГЛ.

Экономический эффект от внедрения устройств стабили­зации в действующие облучательные установки СКС будет определяться разностью между затратами на стабилизацию параметров ГЛ и дополнительными затратами, обусловлен­ными нестабильностью U_c.Тогда экономию от внедрения стабилизации Э_с в общем виде можно представить как

Э _с = З_л — (Е_иК_с + И_с),(1)

где З_д — дополнительные затраты, обусловленные нестабиль­ностью Uс, руб.;

К_с— капитальные затраты на стабилизацию параметров ГЛ, руб.;

Е_и— нормативный коэффициент оку­паемости капитальных вложений;

И_с — эксплуа­тационные издержки на стабилизацию, руб.

Дополнительные затраты, обусловленные отклонениями параметров ГЛ, в соответствии с общими положениями для осветительных установок [1] и с учетом специфики облучения растений включают в себя:

1.Затраты (З_у) на установку дополнительных мощностей ГЛ для обеспечения гарантированного минимума облученно­сти физиологически активной радиации (ФАР) не ниже нор­мируемого. Сюда входят затраты на ГЛ, пускорегулирующую и установочную аппаратуру, на дополнительные мощности в энергосистеме .

2. Затраты на дополнительно израсходованную электро­энергию (З_э).

3. Дополнительные затраты на приобретение и прежде­временную замену ГЛ в результате сокращения срока их службы (З_д).

Тогда суммарные затраты определятся как

З_с = 3_у + 3_л + 3_э. (2)

Рассмотрим составляющие З_с.

Сумма затрат на установку до­полнительных мощностей ГЛ для обеспечения гарантирован­ной облученности ФАР определится как

З_у = Р_н(С_л + С_у + С_м)(К_д-1), (3)

где Р_н— номинальная мощность облучательной установки, кВт,

С_л, С_у, С_м — стоимость 1 кВт установленной мощности ГЛ,пускорегулирующей аппаратуры, мощности в энергоси­стеме, руб.;

К_д-коэффициент дополнительно установленной мощности, определяемый по номограммам [5].

Затраты на дополнительно израсходованную электроэнер­гию определятся из выражении

Зэ= С_эР_нt(К_э-1), (4)

где С_э — стоимость 1 кВт.ч электроэнергии, руб;

К₃— коэф­фициент дополнительного расхода электроэнергии, определя­емый по тем же номограммам,

t – время работы облучательной установки, час.

Затраты, обусловленные преждевременной заменой ГЛ, можно представить в виде

З_л= (С_л + С₃)(1—К_л)Р_н (5)

где (С_л + С₃) —стоимость 1 кВт ГЛ и их замены, руб.;

К_л.— коэффициент сокращения срока службы ГЛ

Исходные данные для расчета экономической эффективно­сти стабилизации определятся с учетом реальных отклонений напряжения U_c(для действующих облучателыных установок) или с учетом существующих норм и стандартов на качество напряжения (для проектируемых облучательных установок). Величина экономического эффекта зависит от величины и дли­тельности отклонений напряжения, мощности облучательных установок, числа часов работы ГЛ в году, стоимости ГЛ и пускорегулирующей аппаратуры, затрат на устройства ста­билизации.

Компенсация отклонений U_cв действую­щих СКС позволит получить экономический эффект за счет снижения расхода электроэнергии и увеличения ресурсов ламп. Внедрения устройств стабилизации на этапе проекти­рования облучательных установок СКС обеспечивает эконо­мию за счет снижения установленной мощности ГЛ.

При этом дополнительный экономическин эффект может быть получен за счет соответствия спектрального состава и интенсивности излучения ГЛ технологическим требованиям.

Литература

1.Беззубцева М.М. Электротехнологии и электротехнологические установки; учебное пособие. – СПб,СПбГАУ. 2011 – 242 с.

2.Тихомиров А.А.. Светокультура растений: биофизические и биотехнологические основы / А.А. Тихомиров , Шарупич В.П., Лисовский Г.М. - Новосибирск: Изд. Сиб. отд. РАН, 2000. - 213 с.

3.Гулин С.В. Энергетическая эффективность спектральных параметров облучательных установок селекционных климатических сооружений// Известия МААО,№18 – 2013 – C.8 -11.

4.Гулин С.В. Регулирование мощности газоразрядных источников облучения растений в вегетационных климатических установках// Проблемы механизации и электрификации сельского хозяйства. – Краснодар, 2014 – C.232-235.

5.Гулин С.В., Пиркин А.Г. Оценка влияния нестабильности питающего напряжения на эффективность функционирования облучательных установок в сооружениях защищенного грунта. Известия СПбГАУ,СПб – 2015- №40 – С.259-264.

Код для цитирования: Скопировать