CC BY
70
К вопросу развития энергосберегающих технологий в АПК
ЕМ Асманкин, д.т.н., профессор, С.В. Юмакаева, соискатель, М.Б. Фомин, соискатель, А.Ж. Балмугамбетова,
соискатель, Оренбургский ГАУ
Тенденция к стабилизации выхода сельского хозяйства из кризисного положения должна рассматриваться как в аспекте развития рыночных отношений в экономике, так и в плане инновационного становления технологической сферы и технического обеспечения агропромышленного комплекса. Повышение эффективности функционирования сельскохозяйственного производства пропорционально уровню эксплуатационной технологичности машин и специального оборудования, которое является доминантой в технологических процессах отрасли и предполагает постоянную реновацию стационарной энергетической системы, а также повышение технического оснащения мобильных энергетических средств. Это позволит гарантировать реализацию агротехнических, эргономических, экологических и других эксплуатационных
требований, предъявляемых к инженерно-техническим объектам в АПК [1].
Для реализации эффективных методов ведения производства в соответствии с федеральным законом «О развитии сельского хозяйства» правительство разрабатывает стратегию модернизации отрасли. Она предусматривает перспективы развития системы инновационирования в технической сфере, обеспечивающей экологическую безопасность, контроль и управление качеством работы средств механизации биоаграрных технологий, а также ресурсосберегающих технологических процессов, основанных на альтернативной энергетике.
Как показывает агроинженерная практика, для научно-исследовательской и проектной сфер деятельности специалистов АПК развитие системы инновационирования в технической области прежде всего выражается в прогнозировании динамики прогресса в технологиях и обосновании системы машин для их реализации.
В основу этого положения должна лечь система принципов достижения целей, определяющая достоверность подбора методов, средств и приёмов, интеграция которых формализует алгоритм познания сути и природы взаимодействия технических систем и агрофонов в условиях энергосберегающих процессов.
Таким образом, аналитическая оценка состояния биотехнического комплекса должна быть выражена рекомендациями в части как эксклюзивного, так и универсального совершенствования энерготехнического обеспечения развития биологических сред и объектов. В связи с этим актуализируется вопрос поиска целей, вариантность которых зачастую даёт завуалированное представление о значимости исследуемых факторов и их критериальной оценке.
Быстрый рост уровня механизации сельскохозяйственного производства предполагает расширение сферы реализации операций, связанных с транспортированием технологических орудий и агрегатов. Поэтому требования, предъявляемые к эксплуатационным качествам тракторов, непрерывно развиваются и дифференцируются в зависимости от энергонасыщенности машин и условий энергообеспечения объектов и территорий в местах их использования. Одновременно эксплуатационные показатели тракторов и составленных на их базе машинно-тракторных агрегатов, в частности показатели, характеризующие качество выполнения различных технологических операций, находятся в зависимости как от устойчивости их движения, так и от систем контроля за реализацией энергосберегающих циклов, в основе которых лежит нетрадиционная энергетика. Следовательно, от степени их совершенства зависят эффективность ресурсосбережения, энергоэффективность биотехнологических систем и, соответственно, экономические параметры реновационных процессов.
В широком смысле речь идёт о разработке и исследовании методов повышения надёжности и эффективности функционирования производственных процессов, оптимизированных по критерию минимизации энергозатрат и техническому ресурсосбережению.
Устранение нежелательных явлений, сопровождающих технологический процесс и обусловленных природой объективных предпосылок, может быть достигнуто путём выбора рациональных значений параметров звеньев в заданной системе реализации предполагаемого процесса.
Таким образом, приоритетной составляющей иновационирования в реальном производственном секторе является исследование условий эксплуатации мобильных энергетических средств (МЭС) в составе МТА при выполнении технологических операций, а также
других средств механизации при реализации ресурсо- и энергосберегающих технологий, как в животноводческой, так и в растениеводческой отрасли АПК [2].
Необходимо отметить, что в ряду энергосберегающих свойств тягово-транспортных систем устойчивость и управляемость движения МЭС являются важными показателями качества, определяющими безопасность движения и уровень выполнения агротехнических требований. Устойчивость и управляемость — это два эксплуатационных свойства колёсных машин, требования к которым противоречат друг другу, так как идеально устойчивая машина, направление движения которой никакими силами невозможно изменить, будет неуправляемой. И наоборот, легко управляемая машина, направление движения которой изменяется под действием любой возмущающей силы, будет неустойчивой [3]. Конструкторам-машиностроителям приходится искать компромиссные решения при создании колёсных машин для эффективной работы с сельхозорудиями. Но даже новые модели отечественных тракторов не могут до конца соответствовать предъявляемым к ним на современном этапе требованиям, что заставляет всё больше увеличивать долю зарубежных, более дорогостоящих машин на рынке сельскохозяйственной техники России. Однако зарубежная техника не обладает достаточным уровнем эксплуатационной технологичности для достижения требуемой адаптивности к российским агротехнологическим факторам и условиям их использования, что актуализирует задачу создания отечественного конкурентоспособного машиностроения, являющегося гарантом внедрения технологий, связанных с глубокими инновационными процессами в сельскохозяйственной отрасли. Это может быть обеспечено только на основе высокотехнологичных систем контроля над исполнительными механизмами функциональных звеньев в эксплуатируемых машинах на базе их комплексного агрегатирования с альтернативными энергогенерующими устройствами [4].
Однако несмотря на принятую энергетическую стратегию России на период до 2030 г., предусматривающую ускоренное развитие технических средств и устройств, реализующих потенциал возобновляемых источников энергии, не происходит массового внедрения альтернативных электротехнологий в эксплуатируемые технологические системы в растениеводческих и животноводческих отраслях АПК. Проблема заключается не только в том, что у ВИЭ плотность энергетических потоков не соответствует уровню энергопотребления технических машин и агрегатов, но и в отсутствии технологий, обеспечивающих переходные процессы и адапта-
цию проектного моделирования к объектам и территориям в «нерентабельной» сфере реального сектора экономики агропромышленного комплекса. Речь идёт о ресурсодостаточных территориях, освоение которых с точки зрения механизации и технологизации затруднено по ряду причин, связанных с геоклиматическими и геоландшафтными аномалиями.
Более того, на сегодняшний день 2/з территории страны с населением около 20 млн чел. находится вне сетей централизованного энергоснабжения. Это районы с наиболее высокими ценами и тарифами на топливо и энергию (10—20 руб./кВт и выше). Большая часть регионов страны реально энергодефицитна, нуждается в завозе топлива и поставке энергии. Для этих регионов столь же актуально решение проблемы энергетической безопасности, как и для стран-импортёров энергоресурсов. В РФ, являющейся газовой державой, газифицировано лишь около 50% городских и около 35% сельских населённых пунктов. На негазифицированной территории используются уголь, нефтепродукты, являющиеся источниками локального загрязнения окружающей среды [5].
Таким образом, в условиях постоянного роста тарифов и цен на энергию и топливо, растущих затрат на подключение к сетям централизованного энергоснабжения, автономная энергетика в стране должна развиваться опережающими темпами. Усилия конструкторов должны быть направлены на инновационирование целевых исследований и разработок обоснования эффективности практического использования ВИЭ в конкретных условиях, с учётом реальных климатических параметров и особенностей высокотехнологичных машинных комплексов, внедрённых в зонах с ресурсно-производственным потенциалом [5].
Уже сегодня существует достаточное количество технических разработок, позволяющих даже при малом ресурсном потенциале подключать к серийному производству (к технологическим производственным циклам) электро- и теплогенерирующие устройства. Также разработаны компенсационные устройства энергетических элементов, которые подключают в реальный технологический производственный цикл при недостаточном топливном ресурсе.
Сама специфика возобновляемой энергетики предполагает инновационность развития энергогенерирующих установок. Достоверным является практический аспект внедрения нетрадиционных методов получения, переработки и передачи энергии: формирование технологического модуля на основе солнечной энергии, сетевых ветростанций, энергии биомассы и фотоэлектрических преобразователей.
Таким образом, проблема отечественной энергетики заключается в отсутствии проектов, направленных на совмещение двух, казалось бы, разноприкладных исследований в едином конструкторском исполнении — нетрадиционных энергогенерирующих устройств альтернативного плана и современных функциональнотехнологических модулей. Поэтому создание автономных энергооперационных агрегатов для различных отраслей АПК России является актуальной задачей.
Литература
1. Сорокин А.А. Повышение эффективности работы универ-сально-пропашных тракторов в растениеводстве: дисс. ... канд. техн. наук. Оренбург, 2009.
2. Федоренко В.Ф., Тихонравов B.C. Ресурсосбережение в агропромышленном комплексе: инновации и опыт. М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2006. 328 с.
3. Коновалов В.Ф. Устойчивость и управляемость машинно-тракторных агрегатов. Пермь: Пермский СХИ, 1969. 444 с.
4. ГолицынМ.В.,ГолицынАМ.,ПронинаН.В.Альтернативные энергоносители. М.: Наука, 2004. 159 с.
5. Попель О .С. Возобновляемые источники энергии в регионах РФ: недостатки и перспективы// Энергосовет. 2011. № 5 (8).
