CC BY
123
Энергосберегающие технологии для систем освещения промышленных теплиц
Ассонова M.JL, Ольховой А.А., ФГБОУВПО «Пензенский государственный университет», ra4foc@yandex.ru, г. Пенза, Россия
Ильин C.B.
ФГБОУВПО «Пензенский государственный университет», ra4foc@r4f.su, г. Пенза, Россия
Аннотация. Производится оценка потерь электроэнергии в существующих тепличных предприятиях Пензенской области. Способы экономии энергии благодаря разрабатываемой системы, управляющей освещением в тепличных хозяйствах.
Ключевые слова: энергозатраты, тепличное хозяйство, освещение, фотометрический датчик.
Стоимость электроэнергии в настоящее время очень высокая. Электроэнергия - это один из самых дорогих ресурсов. В связи с ростом стоимости энергоносителей большое значение приобретает проблема энергосбережения [Белов, 2013; Горячев, 2010; Жихарев, 2012]. Месячные денежные затраты на электроэнергию в крупных тепличных комплексах размером более 1 Га составляют миллионы рублей.
Тепличный комплекс «Мокшанский», по словам директора комплекса Симоняна А. Р., в месяц за электроэнергию, затрачиваемую на освещение растений, платит более 20 000 000 рублей. Это большие деньги для предприятия и оказывает существенное влияние на его развития. Тепличный комплекс «Мокшаский» площадью около 12 Га, далеко не самый большой по площади в России и тем более в мире. Общая площадь Российского защищенного грунта около 2100 Га среди них предприятия размером от 1 до 140 Га.
В современных теплицах для подсветки растений используются мощные газоразрядные лампы типа ДРЛ, ДНаТ и т.д., а также светодиодные лампы от 400 до 600 Вт. Эти лампы достаточно дорогостоящие и они потребляют очень большое количество электроэнергии [Керейтова, 2012; Мадзий, 2012; Тихменев, 2012]. Так, например, одна лампа ДНаТ мощностью 600 Вт, работая 18 часов в сутки, за месяц потребляет приблизительно 350 КВт*ч электроэнергии, по нынешним тарифам это около 650 рублей. Таких ламп в тепличных комплексах огромное количество. В ТК «Мокшанский» на 3 Га размещаются 4650 лампы. Можно оценить затраты на электроэнергию. Экономия хотя бы 10% даёт большие результаты и возможность увеличения темпов развития предприятия.
Новые информационные технологии в автоматизированных системах 2014
В настоящее время на базе пензенского государственного университета разрабатывается система, автоматически управляющая осветительным оборудованием в промышленных теплицах в зависимости от уровня естественной освещённости, т.е. солнечного света [Трифоненко, 2012; Щевелев, 2011; Юрков, 2003]. Система позволяет экономить более 15% электроэнергии (пример: в месяц это десятки миллионов рублей для не больших теплиц площадью около 10 Гектар). Преимущества системы: 1) способность экономить большое количество электроэнергии. 2) Низкая цена. 3) возможность настройки системы под любой вид растений. 4) Система является беспроводной.
а
ИМ) -
ф $
Бпок одрадотки данных
Рис. 1 Принцип работы предлагаемой системы
Работа системы заключается в следующем: фотометрические датчики освещённости считывают уровень естественного освещения и передают сигнал по радиоканалу на БОД (блок обработки данных) [Юрков, 2010; Юрков, 2012]. С помощью монитора можно отслеживать состояние системы и при необходимости изменять параметры и режимы её работы. БОД формирует управляющий сигнал для управления мощностью ламп. Таким образом, лампы лишь подсвечивают растения, а не работают весь световой день растений с постоянной мощностью. Это позволяет экономить более 15% электроэнергии. Система проста и удобна в применении [Горячев, 2012Ь; Еременко, 2012]. Замена любого элемента системы, не составляет ни какого труда.
Таблица 1. Сравнение предлагаемой системы с аналогами.
Стабилиз аторы напряже ния Электронн ые балласты Светильники со встроенными фотометрическ ими датчиками Солнечн ые батареи Предл агаема я систем а
Стабилизация напряжения да да нет нет да
Низкая цена нет да нет нет да
Экономия
электроэнерги и более 15% да нет да нет да
Удобство эксплуатации нет да да нет да
Мониторинг
состояния да нет нет нет да
системы
Простота
замены
составляющи нет да нет нет да
х системы
Управления
лампами в
зависимости от вида нет нет нет нет да
растении
Беспроводная работа нет да нет нет да
Рассмотрев существующие системы энергосбережения можно сделать вывод, что в настоящее время они достаточно дорогие [Бростилов, 2010; Быков, 2012; Виноградов, 2013]. Их главный недостаток недостаточная интеллектуализация, которая не позволяет экономить желаемое количество электроэнергии [Горячев, 2012а; Бростилова, 2013]. Предлагаемая система имеет ряд преимуществ по сравнению с аналоговыми системами. Список литературы
[Белов, 2013] Белов А.Г. Обзор современных датчиков утечки воды / А.Г. Белов, Н.В. Горячев, В. А. Трусов, Н.К. Юрков // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2013. Т. 2. С. 34-36.
[Бростилов, 2010] Бростилов С.А. Волоконно-оптический датчик давления на основе туннельного эффекта / С. А. Бростилов, Т. И. Мурашкина, Т. Ю. Бростилова // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. - 2010. - № 4. -С. 106-117.
[Бростилова, 2013] Бростилова Т.Ю. Волоконно-оптический датчик деформации / Т.Ю. Бростилова, С.АБростилов, Т.И. Мурашкина // Надежность и качество сложных систем . 2013. № 1. С. 93-99.
[Быков, 2012] Быков В.И.Качественный анализ динамики процессов в неравновесных системах на основе потенциально-потокового метода / В.И.Быков, С.П.Халютин,
Новые информационные технологии в автоматизированных системах 2014
И.Е.Старостин //Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2012. Т. 1.С.488-490
[Виноградов, 2013] Виноградов А.Н. Применение информационных технологий в управлении процессами потребления тепловой энергии объектами ЖКХ / А.Н. Виноградов // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2013. Т. 1. С. 263-265.
[Горячев, 2010] Горячев Н.В. Индикатор обрыва предохранителя как элемент первичной диагностики отказов РЭА / Н.В. Горячев, Н.К. Юрков // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2010. Т. 2. С. 78-79. [Горячев, 2012а] Горячев Н.В. Алгоритм функционирования системы поддержки принятия решений в области выбора теплоотвода электрорадиоэлемента / Н.В. Горячев // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2012. Т. 2. С. 238-238. [Горячев, 2012b] Горячев Н.В. Тепловая модель сменного блока исследуемого объекта / Н.В. Горячев // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2012. Т. 1. С. 263-263.
[Еременко, 2012] Еременко В.В. Информационное пространство отношений элементов информационной системы управления сложным техническим комплексом / В.В. Еременко // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2012. Т. 1. С. 35-36.
[Жихарев, 2012] Жихарев И. А.Система управления надежностью как инструмент организационных инноваций / И. АЖихарев, А.Е.Бухаров//Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2012. Т. 1.С.50-53.
[Керейтова, 2012] Керейтова М.Р.Информационная безопасность в медицинских информационных системах / М.Р.Керейтова, В.Н.Малыш //Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2012. Т. 1.С.413 - 413.
[Мадзий, 2012] Мандзий Б.А.Отказоустойчивая система с адаптивной мажоритарной структурой / Мандзий Б.А., Волочий Б.Ю., Озирковский Л.Д., Змысный М.М.//Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2012. Т. 1.С.351-353. [Тихменев, 2012] Тихменев А.Н. Имитационная модель системы «изделие - система ЗИП» с многоуровневой структурой ЗИП / А.Н.Тихменев, В.Ж.Маркитан//Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2012. Т. 1.С.201-202. [Трифоненко, 2012] Трифоненко И.М. Обзор систем сквозного проектирования печатных плат радиоэлектронных средств / И.М. Трифоненко, Н.В. Горячев, И.И. Кочегаров, Н.К. Юрков // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2012. Т. 1. С. 396-399.
[Щевелев, 2011] Щевелев A.C. Дифференциальный волоконно-оптический датчик виброускорения, конструкция и технология / A.C. Щевелев, О.В. Юрова, С.А. Бростилов // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2011. Т. 2. С. 235-237.
[Юрков, 2003] Юрков Н.К. Модели и алгоритмы управления интегрированными производственными комплексами. Монография. Пенза, ИИЦ, 2003. -198 с. [Юрков, 2010] Юрков Н.К. Интеллектуальные компьютерные обучающие системы: моногр. Пенза, изд-во ПГУ, 2010, -304 с.
[Юрков, 2012] Юрков Н.К. Концепция синтеза сложных наукоемких изделий / Н.К. Юрков // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2012. Т. 1. С. 3-5.
