Эффективность стабилизации энергетических параметров облучательных установок селекционных климатических сооружений

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЭФФЕКТИВНОСТЬ СТАБИЛИЗАЦИИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ОБЛУЧАТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК СЕЛЕКЦИОННЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ

Студент Музычева О.С.

Руководитель к.т.н., доцент. Гулин С.В.

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. энергия облучение стабилизация расход

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 + С ₃)(1--К_л)Р_н (5)

где (С_л + С ₃) --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_c в 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.

Размещено на Allbest.ru