CC BY
121
Таблица 2
Распределение отказов конструктивных элементов пальчатой горки картофелеуборочных машин (в расчете на 1 машину в год)
Зарегистрированные отказы пальчатой горки Картофелеуборочная машина
серийная усовершен- ствованная
Разрыв пальчикового полотна горки 0,50 0,25
Расслоение пальчикового полотна горки 0,25 0,50
Неисправности привода ведущего барабана горки 0,50 0,75
Неисправности привода клубнесбрасывающего устройства горки 0,25 0,25
Отказ подшипников ведущего или ведомого барабанов горки 0,25 0
Отказ подшипников клубнесбрасывающего устройства горки 0,50 0,75
Износ (или отрыв частей) обрезиненной рабочей поверхности витков клубнесбрасывающего шнека горки
Разрушение эластичных наклонных дисков отбойного валика горки, выполненных из резины — 0
ИТОГО 2,25 2,50
Отмечено, что внесение изменений в конструкцию пальчатой горки копателя-погрузчика Е-684 не повлияло на количество отказов. Основной причиной возможного снижения надежности данного рабочего органа является разрушение эластичных
наклонных дисков отбойного валика горки, материалом для изготовления которых служила резина (см. табл. 2).
Установим показатели долговечности эластичных дисков отбойного валика в целях определения направлений повышения их эксплуатационной надежности.
В результате исследования эксплуатационной надежности органов вторичной сепарации картофелеуборочных машин установлено, что в целом по машинам отмечено увеличение наработки на отказ и уменьшение удельных простоев машин в ремонте в расчете на гектар убранной площади, что связано с увеличением средней рабочей скорости уборочного агрегата.
Список литературы
1. Петров, Г.Д. Картофелеуборочные машины. 2-е изд. переработ. и доп. / Г.Д. Петров. — М.: Машиностроение, 1984. — 320 с.
2. Пат. ВД № 2245011 С1 кл. А 01 Б 33/08. Устройство для отделения корнеклубнеплодов от примесей / С.Н. Боры-чев, Г.К. Рембалович, И.А. Успенский. Опубл. 2005.
УДК 621.311.2
Д.С. Стребков, доктор техн. наук, профессор А.К. Сокольский, канд. техн. наук
ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства» Ахмед Т.А. Джайлани, аспирант
ФГОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина»
комбинированные электростанции для автономных сельскохозяйственных потребителей в египте
В состав комбинированных энергетических систем входят солнечная фотоэлектрическая батарея, ветровой генератор, дизель или бензогенератор и аккумуляторы. Аккумуляторы нужны для обеспечения гарантированного электроснабжения в период слабых ветров и малой инсоляции. Себестоимость электроэнергии — один из основных факторов, от которых зависит выбор оборудования. Высокая стоимость оборудования всегда является основным препятствием развития возобновляемых источников энергии (ВИЭ). С точки зрения надежности электроснабжения и техноэко-номических параметров системы генерации важно оптимизировать мощностные характеристики
всех основных элементов комбинированной системы [1].
Для определения нагрузок необходимо знать потребление электроэнергии в доме в течение года. Объем потребления электроэнергии летом немного отличается от объема потребления зимой. Требуемое количество электроэнергия было рассчитано на основе средних нагрузок и среднего времени работы (табл. 1). Такие нагрузки требуются в районах поселения молодых крестьян в Египте, например Элнубария, Бург-Элараб и Элхамам, которые находятся на севере Египта западнее Александрии.
Комбинированная электростанция должна обеспечивать гарантированное электроснабжение потре-
Таблица 1
Суточное электропотребление сельским домом
AC
DC
Мощ- ность, Вт Продолжительность работы (в среднем), ч Энер- гия, Вт^ч/сут
Освещение (10x20 Вт) 200 5 1000
Телевизор 100 3 300
Холодильник 150 24 3600
Радио 60 2 120
Насос 1000 0,5 500
Стиральная машина 500 0,25 125
Итого 2300 5645
БГ
Нагрузки
ФЭУ
PFFJ
ВЭУ
АБ
бителей за счет трех источников энергии: солнца, ветра и жидкого топлива. Для обеспечения гарантированного электроснабжения потребителей в состав электростанции должна быть включена аккумуляторная батарея (АБ), способная осуществлять автономное электроснабжение в течение двух-трех суток. Поскольку потребителю требуется переменное напряжение 220 В частотой 50 Гц, а АБ должна подзаряжаться в период работы бензогенератора (БГ), то электростанция комплектуется зарядно-инвертирующим блоком.
Учитывая высокую стоимость фотоэлектрических модулей по сравнению с ветроэлектрическими установками (ВЭУ) равной мощности, приоритет при выборе базового источника возобновляемой энергии должен быть определен на основе оценки местных энергетических ресурсов. Это особенно важно для регионов Египта, где энергия солнца может быть использована круглый год. Солнечное излучение составляет на севере Египта 3400 ч/год и 3900 ч/год на юге [2]. Таким образом, чтобы обеспечить электроснабжение согласно расчетным нагрузкам, можно использовать комбинированную электростанцию мощностью 2 кВт, составленную из фотоэлектрической установки (ФЭУ) мощностью 1кВт и ветроэлектрической установки мощностью 1 кВт (рис. 1).
Технические и экономические параметры системы были проанализированы с использованием программы HOMER 2,67. Эти параметры являются необходимыми данными для расчетов выработки электроэнергии комбинированной электростанцией. Исходные данные:
1) ежемесячная сумма солнечного излучения (табл. 2а) [3];
Рис. 1. Комбинированная солнечно-ветробензиновая электростанция
2) ежемесячные средние скорости ветра (табл. 2б). Скорость ветра на высоте 50 м была принята по данным сайта КЛ8Л [3], а скорости на высотах 15, 30 м определены по формуле
Vu = vh
h
m = 0,6v
-0,77
где vh — средняя скорость ветра на высоте флюгера; m = 1/7 для открытых мест;
3) затраты на каждый компонент электростанции (табл. 3).
Таблица 2а
Суточные суммы солнечной радиации
Таблица 2б Ежемесячные средние скорости ветра
Месяц Индекс яркости Излучение, кВт^ч/м2/сут
Январь 0,635 3,805
Февраль 0,672 4,849
Март 0,673 5,930
Апрель 0,687 7,034
Май 0,686 7,617
Июнь 0,729 8,310
Июль 0,720 8,081
Август 0,719 7,568
Сентябрь 0,715 6,625
Октябрь 0,675 5,179
Ноябрь 0,653 4,084
Декабрь 0,620 3,475
Месяц Скорость ветра, м/с
Высота установки флюгера, м
50 30 15
Январь 5,24 4,87 4,41
Февраль 5,70 5,30 4,80
Март 5,68 5,28 4,78
Апрель 5,36 4,98 4,51
Май 5,35 4,97 4,50
Июнь 5,01 4,66 4,22
Июль 4,93 4,58 4,15
Август 4,80 4,46 4,04
Сентябрь 4,93 4,58 4,15
Октябрь 4,90 4,56 4,13
Ноябрь 4,91 4,56 4,13
Декабрь 5,26 4,89 4,43
Таблица 3
Расчетная стоимость комбинированной электростанции
Компонент Мощность Цена, долл.
Фотоэлектрический модуль Ветроэлектрическая установка Бензогенератор Аккумулятор Инвертор Всего 1000 Вт 1000 Вт 1500 Вт 200 А-ч 2000 Вт 6800 3000 600 2000 2000 14 400
120
100
80
60
40
20
0
1980
1990
2000
2010
н
о
с
S
s
с
h
О
Годы
Рис. 2. Стоимость 1 кВт^ч электроэнергии, получаемой от солнца [7]
0,12 : 0,1
| 0,08 0,06 0,04 0,02 0
1990
1995
2000
2005
Годы
2010
2015
2020
Рис. 3. Стоимость 1 кВт^ч электроэнергии, получаемой от ВЭУ [7]
Таблица 4
Ежегодные затраты на выработку электроэнергии комбинированной электростанцией, долл/год
Компонент Капитало- вложение, долл./год Топливо Всего
ФЭУ 693 0 693
ВЭУ 306 0 306
Бензогенератор 61 1735 1796
Инвертор 204 0 204
Всего 1263 1735 2998
Моделированием режимов работы комбинированной электростанции установлено, что себестоимость 1 кВч равна 0,189 долл. (табл. 4). Годовые эксплуатационные затраты составят 1735 долл. Себестоимость 1 кВтч электроэнергии от комбинированной электростанции оказалась конкурентоспособной по сравнению с известной стоимостью выработки электроэнергии от солнечных и ветровых электростанций (рис. 2, 3) [7].
Годовая выработка электроэнергии комбинированной электростанцией мощностью 2 кВт обеспечивает расчетное электропотребление сельского дома (см. табл. 1) в рассматриваемых районах Египта:
Компонент кВт^ч/г %
ФЭУ 1656 10
ВЭУ 1331 8
Бензогенератор 13 140 81
Всего 16 127 100
Выводы
Результаты моделирования показали, что себестоимость 1 кВтч электроэнергии, выработанной комбинированной электростанцией, равна 0,189 долл. (1,04 египетских фунтов). Цена за 1 кВтч электроэнергии из централизованной энергосистемы Египта варьируется в зависимости от групп потребителей [5]. Цена 1 кВтч электроэнергии из сети равна 0,216 фунта для домашнего использования и 0,1258 фунта для производственных целей в сельском хозяйстве. Это значит, что цена за 1 кВтч электроэнергии от комбинированной электростанции существенно дороже сетевой. Однако дело в том, что цена сетевой электроэнергии определяется финансовыми дотациями государства малым потребителям. Использование автономных комбинированных электростанций ведет к сокращению объема государственной финансовой поддержки малых электропотребителей. Кроме того, обеспечивается снижение загрязнения окружающей среды, происходящего в результате использования традиционных источников энергии. Следует отметить, что цена за 1 кВтч электроэнергии из возобновляемых источников энергии будет уменьшаться за счет увеличения срока использования электростанции [7] и благодаря широкому производству и внедрению таких систем [6].
Список литературы
1. Дайв, С. Методология оптимизации размера автономной комбинированной фотоэлектрической ветровой системы / С. Дайв, М. Белхамел, М. Хадиди, А. Лучар // Энергетическая политика, 2007. — № 35. — С. 5708-5718.
2. Ахмед, Т.А. Джайлани. Перспективы использования возобновляемых источников энергии в сельском хозяйстве Египта / Ахмед Т.А. Джайлани // Вестник ФГОУ ВПО МГАУ, 2009. — № 1. — С. 30-32.
3. NASA Surface meteorology and Solar Energy — Available Tables, online archive, http://eosweb.larc.nasa.gov.
4. HOMER analysis for micro power system software, NERL support, https://analysis.nrel.gov/homer/default.asp.
5. Ежегодный доклад Министерства электричества и энергетики Египта, 2006-2007. — С. 40-43.
6. Сектор возобновляемой энергии в Египте. Годовой доклад Центра исследования энергии. Египет, 2006. — С. 70-75.
7. U.S. Department of Energy — Energy Efficiency and Renewable Energy [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://apps1.eere.energy.gov/tribalenergy.
