CC BY
15
Higher Education "Saint-Petersburg State Agrarian University", spin-code: 7418-4418, Scopus avtor ID: 57221205780.
Alexander G. Pirkin - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Energy Suppiy of Production and Electrical Technologies, Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Saint-Petersburg State Agrarian University", spin-code: 6918-6735, Scopus avtor ID: 57221192886.
Авторский вклад. Все авторы настоящего исследования принимали непосредственное участие в планировании, выполнении и анализе данного исследования. Все авторы настоящей статьи ознакомились и одобрили представленный окончательный вариант. Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Author's contribution. All authors of this research paper have directly participated in the planning, execution, or analysis of this study. All authors of this paper have read and approved the final version submitted.
Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.
Статья поступила в редакцию 10.05.2022 г.; одобрена после рецензирования 20.06.2022 г.; принята к публикации 24.06.2022 г.
The article was submitted 10.05.2022; approved after reviewing 20.06.2022; accepted after publication 24.06.2022.
Научная статья УДК 621.31
doi: 10.24412/2078-1318-2022-2-154-164
АНАЛИЗ ВАРИАНТОВ СОЧЕТАНИЯ МОЩНОСТИ ГЕНЕРАЦИИ И ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ТИПОВОГО ОБЪЕКТА
РАСТЕНИЕВОДСТВА
Юлия Владимировна Даус1, Валерий Владимирович Харченко2, Игорь Викторович Юдаев3
1 Санкт-Петербургский государственный аграрный университет, Петербургское шоссе, д. 2, Пушкин, Санкт-Петербург, 196601, Россия; [email protected]; http://orcid.org/0000-0001-9120-7637 2Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ, 1-й Институтский проезд, 5, Москва,
109428, Россия; [email protected]; http://orcid.org/0000-0003-3725-2976 3Санкт-Петербургский государственный аграрный университет, Петербургское шоссе, д. 2, Пушкин, Санкт-Петербург, 196601, Россия; [email protected]; http://orcid.org/0000-0002-3435-4873
Реферат. Актуальной задачей при обосновании параметров фотоэлектрических систем для электроснабжения объектов АПК является гармонизация различия между потреблением и генерацией электрической энергии с учетом реализуемого ресурса солнечной энергии и конструктивных особенностей зданий. Цель исследования - проанализировать варианты сочетания мощности генерации и потребления электрической энергии на примере типового объекта растениеводства (овощехранилища) с учетом его конструктивных особенностей для различных вариантов пространственной ориентации. Были рассмотрены следующие режимы функционирования фотоэлектрической системы: минимальный режим генерации электрической энергии, режим генерации, обеспечивающий суточный объем потребляемой
электрической энергии в июне и декабре с и без использования аккумулирующих устройств, исходя из пространственных особенностей размещения фотоэлектрических модулей на выделенном под их установку участке и ресурса солнечной энергии в рассматриваемой географической точке на поверхности Земли. Анализ вариантов сочетания мощности генерации и потребления электрической энергии для типового объекта растениеводства показал, что только минимальный режим генерации электрической энергии фотоэлектрической установкой, смоделированный по графику июня, позволяет снизить нагрузку на энергосистему без использования аккумулирующих устройств. Определение параметров фотоэлектрической системы для минимального и обеспечивающего суточную нагрузку потребителя режимов по графику декабря приводит к завышению мощности системы ввиду низкой интенсивности солнечной радиации и работы системы отопления, в результате чего в летние месяцы избыток вырабатываемой электрической энергии в разы превышает потребление. Установка фотоэлектрических модулей на крыше здания не под углом наклона ограждающей конструкции здания, на котором они размещены, а под оптимальным углом, вне зависимости от пространственной ориентации здания, позволяет уменьшить их количество на 20-40% при тех же режимных показателях.
Ключевые слова: объект АПК, график нагрузки, режим генерации, фотоэлектрическая система
Цитирование. Даус Ю.В., Харченко В.В., Юдаев И.В. Анализ вариантов сочетания мощности генерации и потребления электрической энергии типового объекта растениеводства // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. - 2022. - № 2(67). - С. 154-164. doi: 10.24412/2078-1318-2022-2-154-164.
ANALYSIS OF OPTIONS FOR COMBINING POWER OF ELECTRIC ENERGY GENERATION AND CONSUMPTION FOR TYPICAL PLANT PRODUCTION FACILITY
Yulia V. Daus1, Valery V. Kharchenko2, Igor V. Yudaev3
1Saint-Petersburg State Agrarian University», Peterburgskoye shosse, 2, Pushkin, Saint-Petersburg, 196601, Russia; [email protected]; http://orcid.org/0000-0001-9120-7637 2Federal Scientific Agroengineering Center VIM, 1st Institutskiy proezd, 5, Moscow, 109428, Russia; [email protected]; http://orcid.org/0000-0003-3725-2976 3Saint-Petersburg State Agrarian University», Peterburgskoye shosse, 2, Pushkin, Saint-Petersburg, 196601, Russia; [email protected]; http://orcid.org/0000-0002-3435-4873
Abstract. The urgent task in substantiating the photovoltaic systems' parameters for power supply of agro-industrial complex is to harmonize the difference between electrical energy consumption and generation, taking into account the utilized solar energy resource and the design features of buildings. The purpose of the study is to analyze options for combining power of electrical energy generation and consumption using the example of the typical plant production facility (vegetable storage), taking into account building design features for its different spatial orientations. The following operation modes of the photovoltaic system were considered: the minimum mode of generating electric energy, the generation mode that provides the daily volume of consumed electric energy in June and December with and without the storage devices' application, based on the spatial features of the placement of photovoltaic modules in the area allocated for their installation and solar energy resource in the considered geographical point on the surface of the Earth. The analysis of the options for combining the power of electrical energy generation and consumption for typical plant production facility showed that only the minimum mode of generating electrical energy by the photovoltaic system, modeled according to the June schedule, can reduce the load on the Energy System without storage devices' application. Determining the parameters of the photovoltaic system for the minimum and providing the daily load of the consumer modes according to the December schedule leads to the overestimation of the system power due to the low solar radiation intensity and
the heating system operation, as a result of which, in the summer months, generated electrical energy exceeds consumption by several times. Installing photovoltaic modules on the building roof not at the tilt angle of the enclosing building structure on which they are located, but at the tilt optimal angle, regardless of the spatial orientation of the building, allows reducing their number at the same regime indicators.
Keywords: agro-industrial complex object, load schedule, generation mode, photovoltaic system
Citation. Daus, Yu.V., Kharchenko, V.V. and Yudaev, I.V. (2022), "Analysis of options for combining power of electric energy generation and consumption for typical plant production facility", Izvestya of Saint-Petersburg State Agrarian University, vol. 60, no. 3 pp. 154-164, (In Russ.), doi: 10.24412/2078-1318-2022-2-154-164.
Введение. На выработку электрической энергии существенное влияние оказывает большое количество факторов, а нагрузка объекта электроснабжения определяется сложносвязанными технологическими процессами, что практически во всех случаях приводит к асимметрии между выработкой и потреблением электрической энергии на различных временных интервалах [1]. Существенное различие между закономерностями потребления и генерации электрической энергии требует решения задач по гармонизации графиков. Применение системы накопления энергии является одним из направления исследований в данной области как способ повышения надежности и гибкости фотоэлектрических систем [2, 3 ]. Но высокая стоимость систем аккумуляции электрической энергии и недолгий срок службы являются основным ограничивающим фактором при обосновании целесообразности применения такого подхода [4]. Вторым способом гармонизации графиков потребления и выработки электрической энергии является управление нагрузкой, однако этот подход очень часто невозможно реализовать ввиду сложности и последовательной связанности осуществляемых технологических процессов.
Наиболее удобно и доступно использовать централизованную сеть в качестве основного источника энергии, а фотоэлектрическая система, интегрированная в действующую систему электроснабжения объекта АПК, может рассматриваться как отдельный или распределенный источник генерации [5]. При этом она может не только поставлять электроэнергию в сеть за счет фотоэлектрической выработки электроэнергии, но и генерировать излишки ее в энергосистему [6]. Основными преимуществами такого подхода является: использование уже эксплуатируемой электрической сети потребителя без вложения дополнительных средств [7]; снижение нагрузки на энергосистему [8]; снижение оплаты за потребляемую электрическую энергию за счет дополнительной генерации в местах подключения потребителей объекта электроснабжения [9]; снижение оплаты за потребляемую электрическую энергию за счет генерации в сеть [10, 11].
Таким образом, актуальным является при обосновании параметров фотоэлектрических систем для электроснабжения объектов АПК рассмотреть варианты сочетания мощности генерации и потребления электрической энергии для типовых объектов АПК с учетом реализуемого ресурса солнечной энергии и конструктивных особенностей зданий.
Цель исследования - проанализировать варианты сочетания мощности генерации и потребления электрической энергии на примере типового объекта растениеводства с учетом его конструктивных особенностей для различных вариантов пространственной ориентации.
Материалы, методы и объекты исследований. Для обеспечения высокой степени эффективной утилизации приходящего солнечного излучения фотоэлектрическими модулями является учет ресурса солнечной энергии, приходящей на его приёмную поверхность, и согласование режимов генерации и потребления электрической энергии потребителем. Результатом такого согласования является выбор параметров элементов фотоэлектрической системы, который определяется графиком нагрузки потребителя в течение суток, периодом эксплуатации фотоэлектрических модулей, интенсивности приходящего солнечного
излучения в течение дня, системой пространственной ориентации приемном поверхности модуля и т.д.
Режимы функционирования фотоэлектрической системы могут быть классифицированы по следующим видам:
1. Минимальный режим генерации электрической энергии фотоэлектрической
системой ( Wt • пинв < W
t-load
где Wt
W
l oa d
часовые значения генерируемой
фотоэлектрическими панелями и потребляемой нагрузкой электроэнергии, кВтч; пинв - КПД инвертора).
2. Режим генерации, обеспечивающий суточный объем потребляемой электрической энергии в июне и декабре с использованием аккумулирующих устройств (W • пинв ^ У2Лл W )
L,t~1 Чоай
3. Режим генерации, обеспечивающий суточный объем потребляемой электрической энергии в июне и декабре без использования аккумулирующих устройств ( Wt • пинв > Wt;o ).
Для компоновки фотоэлектрической установки были использованы монокристаллические модули ФСМ-200 [12] со следующими параметрами: номинальная мощность 200 Вт, КПД 14,9 %, габаритные размеры 1580х808х35 мм, номинальное напряжение 24 В.
Интенсивность солнечного излучения на произвольно ориентированные в пространстве приемные поверхности определяется согласно методике [13, 14]. Объект исследования. В качестве типового объекта растениеводства из перечня [15] выбрано овощехранилище на 1000 тонн. На рисунке 1 приведен план и размеры здания.
Рисунок 1. План и размеры здания овощехранилища Figure 1. The plan and dimensions of the vegetable store building
Суточные и годовой графики нагрузки овощехранилища представлены на рисунке 2 [15].
Рисунок 2. Суточные (а) и годовой (б) графики нагрузки овощехранилища Figure 2. Daily (a) and annual (b) load schedules of the vegetable store
Из суточного графика нагрузки овощехранилища (рисунок 2а) можно сделать вывод, что он имеет два максимума нагрузки: в 11.00 и в 16.00. В 11.00 максимум нагрузки наибольший за сутки и составляет от 1,6-1,7 кВтч с мая по ноябрь; до 4,6 кВтч - в зимний период и 1,9-2,1 кВтч - в остальное время года. В зимние месяцы (рисунок 2б) потребление электрической энергии максимальное и составляет 2,0-2,2 МВтч/месяц, которое снижается до 0,7-0,8 кВтч с марта по ноябрь, в остальное время года - 0,9-1,0 МВтч/месяц. Как видно из рисунка 2, график нагрузки овощехранилища существенно отличается от типового графика генерации электрической энергии фотоэлектрической установки, который имеет один максимум - в 13.00—14.00, и наибольшее значение в летние месяцы, что обусловлено высокой интенсивностью солнечной радиации в этот период.
Результаты исследований. Типовое овощехранилище на 1000 тонн имеет крышу, состоящую из двух скатов размером 12х96 м, размещенных под углом 15° к горизонту (рисунок 1). На крыше модули могут быть размещены под углом конструкции, тогда максимально на одном скате может быть установлено 475 фотоэлектрических модулей и под оптимальным углом к горизонту (для южной ориентации - 34°, юго-восточной и юго-западной ориентации - 29° и восточной и западной - 0° [16]), тогда с учетом условий взаимной затененности максимально может быть установлено 190 фотоэлектрических модулей. Рассмотрим 3 варианта ориентации здания по сторонам света (Р°/у°): юг-север (15°/0°, 15°/180°), восток - запад (15°/±90°), юго-восток - юго-запад (15°/±45°).
Результаты расчета по различным режимам генерации электрической энергии фотоэлектрической системы, если модули размещены под углом ограждающей конструкции и под оптимальным углом, представлены в таблице 1: величины, количество модулей ^фм, шт.), годовая выработка электрической энергии ^год, МВтч/год), доля покрытия годового объема потребляемой электрической энергии ^год, %).
На рисунках 3 и 4 представлены суточные графики нагрузки овощехранилища и выработки электрической энергии согласно минимальному режиму генерации для характерных дней года, если фотоэлектрические модули размещены под углом ограждающей конструкции и под оптимальным углом наклона к горизонту соответственно.
Таблица 1. Результаты расчета различных режимов генерации для электроснабжения овощехранилища, если фотоэлектрические модули размещены под углом ограждающей конструкции (I) и под оптимальным углом (II) к горизонту Table 1. The results of calculating different generation modes for power supply of the vegetable store, if the photovoltaic modules are placed at the tilt angle of the enclosing structure (I) and at the optimal
tilt angle (II) relatively to horizon
Месяц Р°/у° Nфм, шт (I) / (II) Wгод, МВтч/год (I) / (II) wгод, % (I) / (II)
Минимальный режим генерации
15°/0° 40 / 33 18,5 / 15,9 135% / 116%
По декабрю 15°/±90° 51 / 46 21,5 / 19,7 157% / 144%
15°/±45° 43 / 35 19,4 / 16,0 142% / 117%
15°/0° 4 / 4 1,7 / 1,9 12% / 14%
По июню 15°/±90° 4 / 4 1,7 / 1,9 12% / 12%
15°/±45° 4 / 4 1,8 / 1,8 13%13%
Режим генерации, обеспечивающий суточный объем потребляемой электрической
энергии с использованием аккумулирующих устройств
15°/0° 168 / 135 77,8 / 64,9 568% / 473%
По декабрю 15°/±90° 454 / 200 190,9 / 83,4 1394% / 609%
15°/±45° 255 / 143 115,0 / 131,2 839% / 957%
По июню 15°/0° 13 / 13 5,5 / 6,2 40% / 46%
Окончание таблицы 1.
15°/±90° 13 / 13 5,5 / 5,6 40% / 41%
15°/±45° 13 / 13 5,9 / 5,9 43% / 41%
Режим генерации, обеспечивающий суточный объем потребляемой электрической энергии без использования аккумулирующих устройств
По декабрю 15°/0° 475 / 190 220,0 / 91,3 310% / 310%
15°/±90° 850 / 385 357,5 / 91,8 339% / 339%
15°/±45° 531 / 380 351,8 / 174,3 329% / 398%
По июню 15°/0° 71 / 53 32,9 / 37,0 52% / 52%
15°/±90° 74 / 53 31,1 / 22,7 51% / 51%
15°/±45° 74 / 76 33,4 / 34,9 51% / 51%
Минимальный режим генерации по графику июня обеспечивает 4 фотоэлектрических модуля независимо от пространственной ориентации здания и угла их наклона относительно горизонта, которые занимают 1% площади ската крыши и снижают потребление электрической энергии из сети на 13-14% в год. Суточные графики выработки электрической энергии находятся всегда ниже графика нагрузки при моделировании по июню. При моделировании по графику декабря минимального режима генерации электрической энергии необходимо 40, 51 и 43 модуля, размещенных под углом ограждающей конструкции, на которой они установлены, при ориентации длинного края ската на юг, восток/запад и юго-восток/юго-запад, соответственно, которые займут 8-10% площади ската крыши. При этом перевыработка электрической энергии в год составит от 35 до 57%. При установке модулей на крыше здания овощехранилища под оптимальным углом к горизонту необходимо 33, 46 и 35 модуля при ориентации длинного края ската на юг, восток/запад и юго-восток/юго-запад, соответственно, которые займут 5-8% площади ската крыши. При этом перевыработка электрической энергии в год составит от 16 до 44%. Также генерация превышает потребление электрической энергии в течение дня: с 8.00 до 18.00 в 2,5-3 раза в весенний характерный день, с 7.00 до 21.00 в 4-5 раз в летний характерный день и с 8.00 до 19.00 в 4-6 раз в осенний характерный день.
а) о)
Рисунок 3. Суточные графики нагрузки овощехранилища и выработки электрической энергии согласно минимальному режиму генерации для июня (а) и декабря (б), если фотоэлектрические
модули размещены под углом ограждающей конструкции Figure 3. Daily load graphs of vegetable storage and electricity generation according to the minimum generation mode for June (a) and December (b), if photovoltaic modules are placed at tilt angle of the
building envelope
кВт'Ч 200.0
150.0 100,0 50,0 0.0
\ \
1 L V
/ f \ ч
1 3 5
. _ 7 9 11 13 15 17 19 21 23
по декаорю 1 з,- 0 по нюню 1 > О т.1
по декабрю 15. ±90 по декабрю 15. ±45 ■ -нагрузка
по нюню 15,- ±90 -по нюню 15,-±45
кВт'Ч 5.0
4.0 3,0 2.0 1.0 0.0
/ к \
/ Xх 7 л х
/ п У N Л \
1/ г N \ \
\ --
1 3 5 7 9 J1 13 15 17 19 21 23
по декаорю 1з '0 по июню 15. 0 t.
по декабрю 15±90 по декабрю 15 ±45 • ■ нагрузка
по нюню 15:±90 -по июню 15.-±45
а) б)
Рисунок 4. Суточные графики нагрузки овощехранилища и выработки электрической энергии согласно минимальному режиму генерации для июня (а) и декабря (б), если фотоэлектрические
модули размещены под оптимальным углом наклона к горизонту Figure 4. Daily load graphs of vegetable storage and electricity generation according to the minimum generation mode for June (a) and December (b), if the photovoltaic modules are placed at the optimal
tilt angle to the horizon
Доведение угла наклона фотоэлектрического модуля до оптимального значения, а не установка под углом ограждающей конструкции, где он размещен, позволяет уменьшить количество используемых модулей на 20-40%, при этом режимные показатели останутся прежними.
Годовые графики потребления электрической энергии овощехранилища и выработки электрической энергии согласно различным режимам генерации электрической энергии при ориентации здания на юг представлены на рисунке 5 соответственно.
Рисунок 5. Годовые графики нагрузки овощехранилища и выработки электрической энергии согласно различным режимам генерации электрической энергии при ориентации здания на юг Figure 5. Annual load graphs of vegetable storage electrical and energy generation according to different electrical energy generation modes for the building oriented to the south
Выработка электрической энергии в пределах её потребления объектом электроснабжения осуществляется только в режиме минимальной генерации и режиме, обеспечивающем суточный объем потребляемой электрической энергии с использованием аккумулирующих устройств, смоделированным по графику июня. Согласно минимальному
режиму генерации (рисунок 5) выработка электрической энергии составляет от 2 до 6% с ноября по март до 29-31% с мая по сентябрь, при этом в остальное время года она равна 1222% нагрузки. Установка количества модулей, которые соответствуют режиму, обеспечивающему суточный объем потребляемой электрической энергии с использованием аккумулирующих устройств, смоделированным по графику июня, позволяет снизить потребление электрической энергии из сети практически полностью с мая по сентябрь (93100%), на 6-11% зимой, на 39-71% в остальное время года.
Выводы. Анализ вариантов сочетания мощности генерации и потребления электрической энергии для типового объекта АПК (растениеводство) показал, что только минимальный режим генерации электрической энергии фотоэлектрической установкой, смоделированный по графику июня, позволяет снизить нагрузку на энергосистему без использования аккумулирующих устройств. Моделирование режима, который обеспечивает электрической энергией в течение суток потребителя по графику июня, требует использования аккумулирующих устройств круглый год. Определение параметров как минимального, так и обеспечивающего суточную нагрузку потребителя режима по графику декабря чаще всего приводит к завышению мощности фотоэлектрической системы ввиду низкого уровня интенсивности солнечной радиации и работы системы отопления, в результате чего в летние месяцы избыток вырабатываемой электрической энергии в разы превышает потребление. Установка фотоэлектрических модулей на крыше здания не под углом наклона ограждающей конструкции здания, на котором они размещены, а под оптимальным углом, вне зависимости от пространственной ориентации здания, позволяет уменьшить их количество на 20-40% при тех же режимных показателях.
Список источников литературы
1. Qi L., Jiang M., Lv Y., Zhang Z., Yan J. Techno-economic assessment of photovoltaic power generation mounted on cooling towers // Energy Conversion and Management. - 2021. - Vol. 235. - 113907.
2. Babacan O., Torre W., Kleissl J. Siting and sizing of distributed energy storage to mitigate voltage impact by solar PV in distribution systems // Sol. Energy. - 2017. - Vol.146. - pp. 199-208.
3. Hashemi S., Ostergaard J., Yang G. A scenario-based approach for energy storage capacity determination in LV grids with high PV penetration// IEEE Trans. Smart Grid. - 2014. - № 5 (3). - pp. 1514-1522.
4. Salim H.K., Stewart R.A., Sahin O., Dudley M. Drivers, barriers and enablers to end-of-life management of solar photovoltaic and battery energy storage systems: a systematic literature review // J. Clean. Prod. - 2019/ - Vol. 211. - pp. 537-554.
5. Fina B., Fleischhacker A., Auer H., Lettner G. Economic assessment and business models of rooftop photovoltaic systems in multiapartment buildings: case studies for Austria and Germany // J Renewable Energy. - 2018. - pp.1-16.
6. Liu J., Xu F., Lin S. Site selection of photovoltaic power plants in a value chain based on grey cumulative prospect theory for sustainability: a case study in Northwest China // J Cleaner Prod. - 2017. - Vol. 148. - pp. 386-397.
7. Chen W., Zhu Y., Li Y., Zhao N., Lv Z. Research on grid parity predictions of centralized photovoltaic electricity // Emerging Markets Finance and Trade. - 2021. - Vol.57 (3), pp. 786-787.
8. Sulaiman S.I., Rahman T.K.A., Musirin I., Shaari S. Sizing grid-connected photovoltaic system using genetic algorithm // IEEE Symposium on Industrial Electronics and Applications. - 2011. - Vol. 429. - pp. 505-509.
9. Ramli M. A., Hiendro A., Sedraoui K., Twaha S. Optimal sizing of grid-connected photovoltaic energy system in Saudi Arabia // Renewable Energy. - 2015. -Vol. 75. - pp. 489495.
10. Федеральный закон «О внесении изменений в Федеральный закон «Об электроэнергетике" в части развития микрогенерации» от 27.12.2019 № 471-ФЗ (последняя редакция). Принят Государственной Думой 11 декабря 2019 года. Одобрен Советом Федерации 23 декабря 2019 года.
11. Юдаев И.В., Даус Ю.В., Гамага В.В. Возобновляемые источники энергии: учебник. -Санкт-Петербург: Издательство «Лань», 2020. - 328 с. - (Высшее образование). - ISBN 978-5-8114-4680-3.
12. Официальный сайт «Квант» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://npp-kvant.ru/ (дата обращения: 15.01.2022).
13. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2016612047 Российская Федерация. Оценка потенциала солнечной энергии в заданной точке Южного федерального округа: № 2015662511: заявл. 18.12.2015: опубл. 18.02.2016 / Ю.В. Даус, В.В. Харченко, И.В. Юдаев; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Донской государственный аграрный университет» (ФГБОУ ВО Донской ГАУ).
14. Даус Ю.В. Оценка потенциала солнечной энергии Южного федерального округа // Инновации в сельском хозяйстве. - 2015. - № 4(14). - С. 190-193.
15. РД 34.20.178. Методические указания по расчету электрических нагрузок в сетях 0,38110 кВ сельскохозяйственного назначения [Текст]: руководящие материалы по проектированию электроснабжения сельского хозяйства. - Москва, 1981. - 109 с.
16. Daus Y. V., Yudaev I. V., Pavlov K. A., Dyachenko V. V. Increasing Solar Radiation Flux on the Surface of Flat-Plate Solar Power Plants in Kamchatka Krai Conditions // Applied Solar Energy. - 2019. - Vol. 55. - No 2. - pp. 101-105.
References
1. Qi, L., Jiang, M., Lv, Y., Zhang, Z., Yan, J. (2021), Techno-economic assessment of photovoltaic power generation mounted on cooling towers, Energy Conversion and Management, vol. 235, 113907.
2. Babacan, O., Torre, W., Kleissl, J. (2017), Siting and sizing of distributed energy storage to mitigate voltage impact by solar PV in distribution systems, Sol. Energy, vol.146, pp. 199-208.
3. Hashemi, S., Ostergaard, J., Yang, G. (2014), A scenario-based approach for energy storage capacity determination in LV grids with high PV penetration, IEEE Trans. Smart Grid, no. 5 (3), pp. 15141522.
4. Salim, H.K., Stewart, R.A., Sahin, O., Dudley, M. (2019), Drivers, barriers and enablers to end-of-life management of solar photovoltaic and battery energy storage systems: a systematic literature review, J. Clean. Prod., vol. 211, pp. 537-554.
5. Fina, B., Fleischhacker, A., Auer, H., Lettner, G. (2018), Economic assessment and business models of rooftop photovoltaic systems in multiapartment buildings: case studies for Austria and Germany, J Renewable Energy, pp.1-16.
6. Liu, J, Xu, F, Lin, S. (2017), Site selection of photovoltaic power plants in a value chain based on grey cumulative prospect theory for sustainability: a case study in Northwest China, J Cleaner Prod, vol. 148, pp. 386-397.
7. Chen, W, Zhu, Y, Li, Y, Zhao, Na, Lv, Z. (2021), Research on grid parity predictions of centralized photovoltaic electricity, Emerging Markets Finance and Trade, vol.57(3), pp. 786-787.
8. Sulaiman, S.I., Rahman, T.K.A., Musirin, I., Shaari, S., (2011), Sizing grid-connected photovoltaic system using genetic algorithm, IEEE Symposium on Industrial Electronics and Applications, vol. 429, pp. 505-509.
9. Ramli M. A., Hiendro A., Sedraoui K., Twaha S. (2015), Optimal sizing of grid-connected photovoltaic energy system in Saudi Arabia, Renewable Energy, Vol. 75, pp. 489-495.
10. Federal Law No. 471-FZ dated December 27, 2019 O vnesenii izmeneniy v Federal'nyy zakon "Ob elektroenergetike" v chasti razvitiya mikrogeneratsii [On Amendments to the Federal Law On the Electric Power Industry in Part of the Development of Microgeneration] (last edition)Adopted by the State Duma on December 11, 2019. Approved by the Federation Council on December 23, 2019. (In Russ.)
11. Yudayev, I. V., Daus Yu. V., Gamaga V. V. (2020), Vozobnovlyayemyye istochniki energii: uchebnik [Renewable energy sources: textbook], Izdatel'stvo "Lan'", Saint-Petersburg, Russia.
12. "Quantum" official website (2022) Electronic Resources, Retrieved from: http://npp-kvant.ru/ (Accessed 15 January 2022).
13. Daus, Yu.V., Kharchenko, V.V., Yudaev, I.V. (2015), Certificate of state registration of the computer program No. 2016612047 Russian Federation. Otsenka potentsiala solnechnoy energii v zadannoy tochke Yuzhnogo federal'nogo okruga [Assessment of the potential of solar energy at a given point in the Southern Federal District], No. 2015662511: Appl. 12/18/2015: publ. 02/18/2016; applicant Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Don State Agrarian University" (FGBOU VO Donskoy GAU).
14. Даус, Ю. В. Оценка потенциала солнечной энергии Южного федерального округа // Инновации в сельском хозяйстве. - 2015. - № 4(14). - С. 190-193.
15. Daus, Yu. V. (2015), [Assessment of the solar energy potential of the Southern Federal District], Innovatsii v sel'skom khozyaystve, 2015, No. 4 (14), pp. 190-193.
16. RD 34.20.178. (1981), Metodicheskiye ukazaniya po raschetu elektricheskikh nagruzok v setyakh 0,38-110 kV sel'skokhozyaystvennogo naznacheniya: rukovodyashchiye materialy po proyektirovaniyu elektrosnabzheniya sel'skogo khozyaystva [Guidelines for the calculation of electrical loads in networks of 0.38-110 kV for agricultural purposes: guidelines for the design of agricultural power supply], Moscow, 109 p.
17. Daus, Y. V., Yudaev, I. V., Pavlov, K. A., Dyachenko, V. V. (2019), Increasing Solar Radiation Flux on the Surface of Flat-Plate Solar Power Plants in Kamchatka Krai Conditions, Applied Solar Energy, vol. 55, no 2, pp. 101-105.
Cведения об авторах
Даус Юлия Владимировна - кандидат технических наук, старший научный сотрудник кафедры экономики и организации аграрного производства, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет», spin-код: 6048-0509, Scopus author ID: 57191261343, Researcher ID: ABB-5354-2020.
Харченко Валерий Владимирович - доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник, Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ», spin-код: 4096-0130, Scopus author ID: 7201365590, Researcher ID: A-5807-2016.
Юдаев Игорь Викторович - доктор технических наук, профессор, декан электроэнергетического факультета, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет», spin-код: 6836-5529, Scopus author ID: 57191251878, Researcher ID: AAH-8298-2019.
Information about the authors Yulia V. Daus - Candidate of Technical Sciences, Senior Researcher of Economics and Organization of Agricultural Production department, Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Saint-Petersburg State Agrarian University", spin-code: 6048-0509, Scopus author ID: 57191261343, Researcher ID: ABB-5354-2020.
Valery V. Kharchenko - Doctor of Technical Sciences, professor, Chief Researcher, Federal State Budgetary Scientific Institution "Federal Scientific Agroengineering Center VIM", spin-code: 40960130, Scopus author ID: 7201365590, Researcher ID: A-5807-2016.
Igor V.Yudaev - Doctor of Technical Sciences, professor, Dean of the Electrical Power Faculty, Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Saint-Petersburg State Agrarian University", spin-code: 6836-5529, Scopus author ID: 57191251878, Researcher ID: AAH-8298-2019.
Авторский вклад. Все авторы настоящего исследования принимали непосредственное участие в планировании, выполнении и анализе данного исследования. Все авторы настоящей статьи ознакомились и одобрили представленный окончательный вариант. Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Author's contribution. All authors of this research paper have directly participated in the planning, execution, or analysis of this study. All authors of this paper have read and approved the final version submitted.
Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.
Статья поступила в редакцию 07.04.2022 г.; одобрена после рецензирования 30.05.2022 г.; принята к публикации 10.06.2022 г.
The article was submitted 07.04.2022; approved after reviewing 30.05.2022; accepted after publication 10.06.2022.
Научная статья УДК 631.362.3
ёо1: 10.24412/2078-1318-2022-2-164-174
АНАЛИЗ МАШИННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ УБОРКИ СЕМЯН КЛЕВЕРА ЛУГОВОГО В УСЛОВИЯХ СЕВЕРО-ЗАПАДНОГО РЕГИОНА РФ
Виктор Александрович Смелик1, Михаил Алексеевич Новиков2, Александр Николаевич Перекопский3
1 Санкт-Петербургский государственный аграрный университет, Петербургское шоссе, д. 2, Пушкин, Санкт-Петербург, 196601, Россия; [email protected]; https://orcid.org/0000-0002-5004-9457 2Санкт-Петербургский государственный аграрный университет, Петербургское шоссе, д. 2, Пушкин, Санкт-Петербург, 196601, Россия; [email protected]; http://orcid.org/0000-0002-6349-1842 3Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства -филиал ФНАЦ ВИМ, Фильтровское шоссе, д. 3, п. Тярлево, Санкт-Петербург, 196625, Россия; [email protected]; https://orcid.org/0000-0003-0998-2306
Реферат. Из многолетних бобовых трав в Северо-Западном регионе России наибольшее распространение получили посевы клевера лугового. Однако расширение посевов данной культуры сдерживается из-за недостатка высококачественных семян, потребность хозяйств в которых обеспечивается только на 70%. Перевод семеноводства трав на промышленную основу - качественно новый этап, предъявляющий повышенные требования к технологии производства семян.
Клевер луговой отличается неравномерностью и растянутостью сроков созревания семян. Уборка данной культуры на семена осуществляется зерноуборочными комбайнами раздельным способом, прямым и двукратным комбайнированием. В настоящее время специальных машин для уборки семенников трав наша промышленность не выпускает. Уборку производят в основном зерноуборочными комбайнами, оборудованными приспособлениями. Как объект машинной уборки клевер луговой значительно отличается от зерновых культур. Это необходимо учитывать при организации уборки семенных посевов клевера зерноуборочными комбайнами.
Отличительной особенностью семян клевера является то, что они прочно связаны с бобом. Поэтому для выделения семян из бобов целесообразно применять рабочие органы, работающие на принципе вытирания семян.
