CC BY
26
УДК 621:311.1 DOI 10.51794/27132064-2022-2-37
НАУЧНЫЕ ПРОБЛЕМЫ И ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПО ЭФФЕКТИВНОМУ И СТАБИЛЬНОМУ ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЮ ОБЪЕКТОВ ЖИВОТНОВОДСТВА
Д.А. Тихомиров, член-корреспондент РАН, доктор технических наук А.В. Виноградов, доктор технических наук ФГБНУ ФНАЦ ВИМ E-mail: [email protected]
Аннотация. Проведен анализ состояния энергетического обеспечения сельхозпроизводства РФ и, в частности, объектов животноводства и его сравнение с передовыми зарубежными странами. Представлены показатели энергозатрат в себестоимости основных видов сельскохозяйственной продукции. Предложена концепция построения интеллектуальных сельских электрических сетей 0,4 кВ на базе мультикон-тактных коммутационных устройств, реализация которой позволит значительно повысить надежность и качество электроснабжения сельских потребителей. Сформулированы основные задачи и определены перспективные направления повышения энергетической эффективности систем энергообеспечения АПК с оценкой роста ее показателей. Разработаны рекомендации по выбору и обоснованию эффективных систем и технических средств теплообеспечения характерных сельских объектов с учетом места их расположения, величины электрической и тепловой нагрузки, расстояния от централизованных сетей энергообеспечения и наличия местных энергоресурсов. Представлен ряд и дана характеристика нового энергоэффективного системообразующего оборудования для энергообеспечения животноводческих объектов. Отмечено, что в области возобновляемой энергетики важно разрабатывать новые технологии и технические средства для преобразования энергии солнца, ветра, воды в тепловую и электрическую с высоким КПД и сроком службы при снижении стоимости оборудования. Значительный вклад в область развития солнечной энергетики внес Дмитрий Семенович Стребков - известный российский ученый, специалист в области электрификации сельскохозяйственного производства и возобновляемых источников энергии, академик РАН, заслуженный деятель науки Российской Федерации.
Ключевые слова: энергообеспечение, электроснабжение АПК, теплообеспечение, энергосбережение, энергоемкость.
Введение. По результатам анализа состояния энергообеспечения АПК следует отметить, что Россия уступает передовым странам по основным показателям: энергоемкость сельхозпроизводства в 2-2,5 раза больше, надежность и качество энергоснабжения ниже, потери энергии в сельских сетях почти в 2 раза больше, коэффициент полезного использования топлива (КПИ) не превышает 40% (за рубежом эта величина составляет 50% и выше) [1-2]. В сельском хозяйстве газифицировано 68% предприятий и жилого сектора. Использование запасов энергоресурсов (традиционных и местных) еще не стало рациональным и эффективным [3].
Доля энергозатрат в себестоимости основных видов продукции также достигает значительных величин - порядка 25-28% [4]. Поэтому разработка и внедрение отечест-
венных энергоэффективных систем и технических средств энергообеспечения производственных объектов АПК и социальной сферы является важной задачей. Этот показатель энергоэффективности производства сельскохозяйственной продукции [5] до недавнего времени неуклонно возрастал. И только в последнее время наметилась его стабилизация и некоторое понижение, вызванное применением энергоэкономных технологий и снижением явной диспропорции стоимости энергоносителей и сельхозпродукции [4]. В целом, энергоснабжение, и особенно электроснабжение, АПК выстроено по централизованному принципу. Основное место в автономной энергетике АПК занимают биотопливо и отходы сельскохозяйственного производства. Сельские электрические сети отличаются большой протяженностью и раз-
ветвленностью. Электроснабжение сельских потребителей в основном реализовывается воздушными линиями ВЛ. Их протяженность составляет порядка 2,2 млн км. Воздушные линии сетей напряжением 0,4 кВ имеют протяженность около 900 тыс. км [6]. Потери электрической энергии в таких сетях превышают 20%. При этом в сетях 0,4 кВ отсутствуют системы мониторинга надежности, качества поставляемой потребителю электроэнергии и технического состояния сетей, не применяется резервирование и секционирование линий.
Целью исследований является определение перспективных направлений повышения энергетической эффективности систем энергообеспечения АПК и снижения энергоемкости сельхозпроизводства. Для реализации поставленной цели сформулированы основные задачи развития систем электро- и теп-лообеспечения для АПК:
- рациональное обеспечение энергетических потребностей различных отраслей сельскохозяйственного производства и социальной сферы в ТЭР по объему, структуре и качеству энергоносителей;
- достижение надежного, безопасного, эффективного энергообеспечения сельских потребителей, снижение перерывов в энергоснабжении, аварийности и уровня травматизма при эксплуатации электрооборудования в АПК;
- повышение эффективности использования и экономии топливно-энергетических ресурсов во внедряемых современных сельскохозяйственных технологиях, обеспечивающих снижение себестоимости продукции и рост производительности труда в 2-3 раза;
- реализация технических и организационных мероприятий по экономии ТЭР, снижению энергетических затрат и энергоемкости производства сельхозпродукции;
- техническое перевооружение, модернизация и развитие систем и сетей (электрических, газовых, тепловых) для энергообеспечения АПК с учетом прогнозных данных по электрическим и тепловым нагрузкам;
- повышение эффективности использования топливно-энергетических ресурсов, их
энергоотдачи, оптимизация энергопотребления, снижение потерь энергии и широкое использование местных и возобновляемых энергоресурсов.
Результаты исследования. В области электроснабжения важным направлением является повышение надежности и снижение потерь в сетях на базе использования новых принципов их построения, технического развития, автоматизации и интеллектуализации, а также использования новых способов передачи электроэнергии. Для повышения надежности электроснабжения сельских потребителей и качества поставляемой электроэнергии предложена концепция построения интеллектуальных сетей 0,4 кВ на базе муль-тиконтактных коммутационных систем (МКС) с применением возобновляемых источников энергии (ВИЭ) [7] (рис. 1).
Такие сети предполагают наличие сетевого резерва от трансформаторной подстанции (ТП) или дизельной электростанции, возможность накопления электроэнергии. Предложенная схема позволяет изменять конфигурацию сети, в т.ч. в автоматическом режиме, питать всех потребителей от различных источников электроэнергии, выбирать наиболее рациональный режим.
Для реализации этой концепции были разработаны МКС, мобильный комплекс оценки потерь и исследования параметров режимов работы электрических сетей 0,4 кВ, цифровые устройства секционирования и резервирования электрических сетей 0,4 кВ, вводно-учетно-распределительные устройства потребителей электроэнергии и ряд другого оборудования, которое проходит испытание в производственных условиях.
Сельскохозяйственные стационарные технологические процессы потребляют около 10 млн т у.т. топливно-энергетических ресурсов (ТЭР). Причем более половины из них расходуется на тепловые процессы в системах теплообеспечения производственных объектов: животноводческих ферм различного направления, птицефабрик, заводов по приготовлению кормов, предприятий по переработке сельхозпродукции, крестьянских и личных подсобных хозяйств.
Рис. 1. Построение интеллектуальных сельских сетей 0,4 кВ (предназначены для создания микросетей
с использованием ВИЭ)
В то же время производство отечественного теплоэнергетического оборудования сельскохозяйственного назначения и обеспечение им объектов АПК не превышает 4050% от потребности. Отечественные инновационные научно-технические разработки теплоэнергетического оборудования в РФ за последние годы реализовывались на недостаточном уровне.
В настоящее время все еще применяются морально и физически устаревшие неэффективные с энергетической точки зрения и несовершенные технические средства и системы теплообеспечения сельскохозяйственных производственных объектов, включая центральные котельные, отличающиеся высокой капиталоемкостью, большими теплопотеря-ми, перерасходом энергии. Поэтому важным направлением является разработка и внедрение энергоэффективных, высокоавтоматизированных систем и технических средств теп-лообеспечения производственных объектов АПК и социальной сферы с рациональным
использованием различного вида топлива, включая местное. Значительное внимание следует уделить энергосберегающим электрическим системам и техническим средствам теплообеспечения. В последние годы появились и появляются новые потребители - животноводческие фермы и птицефабрики, фермерские хозяйства, ЛПХ, новые объекты по переработке сельскохозяйственной продукции, минизаводы, для которых важен выбор эффективной, экономически оправданной системы энергообеспечения.
Важной задачей является разработка программного продукта и рекомендаций по выбору и обоснованию эффективных систем и технических средств энергообеспечения характерных сельских объектов с учетом места их расположения, величины электрической и тепловой нагрузки, расстояния от централизованных сетей энергообеспечения и наличия местных энергоресурсов. В ФГБНУ ФНАЦ ВИМ разработаны современные образцы энергосберегающего оборудования
для теплообеспечения животноводческих объектов различного направления. Электрический теплоутилизатор из полимерных материалов с озонированием и устройством рециркуляции внутреннего воздуха предназначен для обеспечения заданных параметров микроклимата в животноводческих помещениях [8]. В основу работы положены принципы утилизации теплоты вентиляционного воздуха, озонирования и рециркуляции внутреннего воздуха помещения, что обеспечивает снижение энергозатрат до 60%, рост продуктивности и сохранности животных, экологическую чистоту по сравнению с традиционными системами.
Термоэлектрическая напольная обогревательная панель (рис. 2) предназначена для обогрева поросят в свинарниках-маточниках. В качестве нагревателей использованы элементы Пельтье [9]. При работе в режиме теплового насоса обогревательная панель обеспечивает снижение энергозатрат до 20%.
Рис. 2. Термоэлектрическая напольная обогревательная панель: 1 - напольная обогревательная панель; 2 - щит управления; 3 - патрубок входящего воздуха; 4 - бачок теплоносителя; 5 - патрубок выходящего воздуха
Клетка для содержания и обогрева молодняка животных (рис. 3) разработана НПП «Фемакс» и ФГБНУ ФНАЦ ВИМ и предназначена для индивидуального содержания и обогрева телят профилакторного периода на животноводческих фермах, в фермерских и крестьянских хозяйствах [10]. Тепловой поток от ИК-нагревателя к теленку регулирует-
ся автоматически в зависимости от положения животного (лежачее, стоячее), что способствует постоянному уровню ИК-облучен-ности поверхности кожи теленка и сбережению электроэнергии по сравнению с традиционными облучателями. При этом обеспечивается рост продуктивности и сохранности животных при снижении энергозатрат.
Рис. 3. Клетка для содержания и обогрева телят
Технические параметры
Мощность облучателя, Вт, не более
Диапазон регулирования мощности,
%
Температура поверхности нагревательного элемента, °С Габариты облучателя, мм Масса облучателя, кг Габаритные размеры клетки, мм
300 40-100
450
400х290х70
3,2
1200х520х1300
Комбинированная электрическая тепло-аккумуляционная установка для нагрева воздуха (рис. 4) предназначена для поддержания необходимой температуры воздуха в животноводческих и бытовых помещениях по установленным температурному и временному графикам [11]. Реализация двухуровневой схемы эффективного теплообес-печения животноводческих и бытовых помещений: аккумуляционный (теплоаккуму-лятор) и прямой (конвектор) электрообогрев способствуют снижению затрат на электроэнергию до 40% при использовании пониженного ночного тарифа по учету электроэнергии.
Рис. 4. Комбинированная электрическая теплоаккумуляционная установка
Технические параметры
Напряжение, В 380/220
Мощность теплоаккумулятора, кВт 4,8
Мощность конвектора, кВт 1,6
Время зарядки теплоаккумулятора, ч 4
Время разрядки теплоаккумулятора, ч 6-8
Масса установки, кг 200
Термоэлектрический осушитель и подогреватель воздуха Т0ПВ-100 (рис. 5) поддерживает температурно-влажностные параметры микроклимата в сельскохозяйственных помещениях с производительностью по воздуху до 500 м3/ч - родильные отделения, профилактории для телят, ветеринарные санитарные пропускники, овощехранилища и т. д. [12]. Работа термоэлектрической установки в режиме теплового насоса обеспечивает снижение энергозатрат до 30% и приведенных затрат до 20%, возможность работы в условиях агрессивной окружающей среды, увеличение срока службы в 1,5-2,0 раза по сравнению с аналогичным по назначению оборудованием.
В области развития биоэнергетики важна реализация новых технологий переработки биомассы, местных энергоресурсов, отходов сельхозпроизводства в технологичное топливо с получением и использованием тепловой и электрической энергии. Энергетический потенциал только от использования растительных отходов сельскохозяйственного производства, биомассы составляет 10 млн т у.т. или 15-17% от суммарного потребления ТЭР в АПК на сегодняшний день.
Рис. 5. Термоэлектрический осушитель и подогреватель воздуха ТОПВ-100
Технические параметры
Мощность установки, потребляемой из элек- 750 трической сети, не более, Вт
Теплота, возвращаемая установкой, Вт 980
Количество осушаемого воздуха, м3 100
Количество подогреваемого воздуха, м3 500
Влагопоглощение из воздуха, % 15-20
Масса установки, кг 34
Одним из важнейших элементов в системе распределенной энергетики является переработка отходов, в первую очередь - навоза и стоков в биогаз и удобрения: 1 т сухого навоза дает 400 м3 биогаза (или одна корова - 800 м3 в год). Теплотворная способность биогаза - 5500 ккал/м3. Такая биотехнология решает также важную проблему экологической безопасности [13].
Основные направления повышения эффективной работы биогазовых установок сводятся главным образом к технологическим процессам: предварительной обработке биоматериала и воздействию на процесс (электрофизическому, химическому и др.). По исследованиям химического, биологического, электрофизического воздействия наш научный центр активно сотрудничает с ведущими научными организациями РАН. В ФГБНУ ФНАЦ ВИМ разработан лабораторный образец биогазовой установки с рециркуляцией сброженного осадка и обработкой в аппарате вихревого слоя (рис. 6). Средний удельный выход биогаза в расчете на количество органического вещества в исходном
субстрате увеличивался на 75,2%, средний удельный выход метана с 1 м3 анаэробного биореактора увеличивался на 16,8% по сравнению с традиционным оборудованием [14].
доктор технических наук, заслуженный деятель науки Российской Федерации.
Рис. 6. Биогазовая установка с рециркуляцией сброженного осадка и обработкой в аппарате вихревого слоя
Для сельского хозяйства является важной разработка когенерационных установок малой мощности (до 100 кВт) с выработкой тепловой и электрической энергии в одном устройстве и возможностью работы на различном топливе, в т. ч. на биогазе из местных энергоресурсов.
На рисунке 7 представлена микрогазотурбинная установка ГТЭ-10С малой мощности [15]. Ее отличает надежность и простота конструкции, способность работы на различных видах газа (биогаз, генераторный газ, метан и т. д.). В области возобновляемой энергетики важно разрабатывать новые технологии и технические средства для преобразования энергии солнца, ветра, воды в тепловую и электрическую с высоким КПД и сроком службы при снижении стоимости оборудования. Значительный вклад в область развития солнечной энергетики внес Стреб-ков Д.С., известный российский учёный, специалист в области электрификации сельскохозяйственного производства и возобновляемых источников энергии, академик РАН,
Рис. 7. Микрогазотурбинная установка ГТЭ-10С
Технические параметры
Электрическая мощность, кВт 10
Тепловая мощность. кВт 50
Выходное напряжение, В 380
КПД установки, % 84
Вид топлива: биогаз, генераторный газ метан пропан-бутан и др.
Результаты его многолетних научных исследований изложены в 40 научных монографиях, в 1100 научных трудах и в 500 научных изобретениях, в том числе - в 60 зарубежных патентах. В них разработаны теоретические и практические положения о сельскохозяйственной науке в области электрификации сельского хозяйства и использовании возобновляемой энергетики; в частности, им был разработан новый класс фотоэлектрических преобразователей на основе матричных солнечных элементов. Под его руководством были впервые в мире разработаны резонансные методы передачи электрической энергии, созданы солнечные энергетические установки с концентраторами различного назначения [16, 17].
Благодаря применению кремнийоргани-ческого полисилоксанового компаунда в два раза увеличен срок службы солнечных модулей (с 15 до 30 лет), расширен температурный диапазон их эксплуатации. При исполь-
зовании кровельных солнечных панелей решаются строительные задачи, а также автономное или параллельное с сетью электроснабжение потребителя.
Двухсторонние вертикальные солнечные модули не требуют очистки от снега и пыли. Компьютерное моделирование показало, что годовая выработка электрической энергии для двухсторонних вертикальных модулей в 1,5 раза выше, чем у стандартных модулей, ориентированных на юг. Высоковольтные солнечные модули предназначены для создания солнечных электростанций постоянного тока с высоким напряжением (до 1000 В). Увеличена удельная электрическая мощность, КПД - до 28%, срок службы модуля -до 30 лет. Снижен расход кремния солнечного качества.
Разработана когенерационная установка автономного электро- и теплообеспечения с концентратором и автоматическим слежением за солнцем (рис. 8). Установка вырабатывает электроэнергию с пиковой мощностью 200 Вт, а также нагревает воду до 70°С при расходе 180 л в день.
Рис. 8. Когенерационная установка автономного электро- и теплообеспечения
Постепенно отрасль солнечной энергетики приближается к тому состоянию, в котором она может составить конкуренцию традиционной энергетике [16]. Предложен проект автономной системы энергообеспечения фермы, включающей разработанное центром ВИМ как энергогенерирующее, так и энергопотребляющее оборудование с применением утилизации теплоты вентиляционного воздуха, геотермальной энергии, термоэлектричества и аккумуляции тепловой энергии.
Реализация технических решений обеспечивает снижение энергозатрат до 50% по сравнению с традиционными системами теп-лообеспечения и независимость от централизованных сетей. Разработаны прогнозные оценочные показатели потребностей сельского хозяйства в электроэнергии на период до 2030 года, где отмечается рост потребления электроэнергии во всех сферах АПК [3].
Выводы. Реализация программных мероприятий в соответствии с перспективными направлениями развития систем энергообеспечения села предусматривает достижение следующих целевых показателей:
- снижение удельных энергозатрат (энергоемкости) производства сельскохозяйственной продукции в целом на 40% к 2030 году по сравнению с 2020 годом, в том числе за счет применения энергосберегающих систем и технических средств энергообеспечения на 15-20%;
- повышение надежности, безопасности, эффективности электроснабжения АПК и качества электроэнергии - снижение плановых и аварийных перерывов в энергоснабжении в 2-2,5 раза, электротравматизма - в 2 раза, потерь энергии - на 30-40%, повышение электро- и энерговооруженности труда в сельском хозяйстве на 30%;
- широкое применение распределенных и автономных систем энергообеспечения на селе на базе использования местных энергоресурсов, отходов, возобновляемых источников в объеме до 11 млн т у. т. к 2030 году, что составляет 15% от энергопотребления АПК;
- расширение использования децентрализованных систем энергообеспечения, особен-
Технические параметры
Вырабатываемая пиковая электрическая мощность, Вт 200
Температура нагрева теплоносителя (воды), оС 40-60
Средняя дневная выработка электроэнергии, кВтч 1,5
Точность слежения за Солнцем, градус 1 ,5
но на базе местных и возобновляемых энергоресурсов, в сельской энергетике позволит: снизить зависимость от централизованного энергоснабжения и установленных тарифов, экономить ископаемое топливо (к 2030 году - до 13%) в сельском энергобалансе, для удаленных сельских потребителей значительно сократить объемы завозимого топлива (в большинстве - дизельного), повысить надежность энергоснабжения (особенно ответственных потребителей), снизить тем самым ущерб от перерывов электроснабжения, при использовании ВИЭ - улучшить экологию, особенно в зоне размещения животноводческих предприятий.
Литература:
1. Energy consumption optimization in agriculture and development perspectives / Tikhomirov D. etc. // International Journal of Energy Optimization and Engineering. 2020. Vol. 9, № 4. P. 1-19.
2. Огребков Д.С., Тихомиров Д.А., Тихомиров А.В. Показатели потребления топливно-энергетических ресурсов в сельском хозяйстве и энергоемкости сель-хозпроизводства, их прогноз на период до 2030 года // Вестник Всероссийского научно-исследовательского института механизации животноводства. 2018. № 4 (32). О. 4-12.
3. Энергетическая стратегия сельского хозяйства России на период до 2030 года / Тихомиров А.В. и др. М.: ФГБНУ ВИЭОХ, 2015. 76 с.
4. Тихомиров Д.А., Тихомиров А.В. Оовершенствова-ние и модернизация систем и средств энергообеспечения сельхозпредприятий - важнейшее направление снижения энергоемкости сельхозпроизводства // Вестник ВИЭОХ. 2018. № 1(30). О. 3-11.
5. Lopez-Bellido L. Indicators of energy efficiency of agricultural production and perspective directions of their growth // Energy crops: Prospects in the context of sustainable agriculture. 2014. Vol. 60. P. 1-12.
6. Большев В.Е., Виноградов А.В. Обзор зарубежных источников по теме повышения эффективности систем электроснабжения // Агротехника и энергообеспечение. 2017. № 2(15). О. 21-25.
7. Виноградов А.В. Актуальные вопросы развития электроснабжения АПК // Агротехника и энергообеспечение. 2022. № 1(34). О. 5-15.
8. Tikhomirov D., Vasilyev A., Budnikov D. Energy-saving automated system for microclimate in agricultural premises with utilization of ventilation air // Wireless Networks. 2019. б/н. P. 1-8.
9. Тихомиров Д.А., Хименко А.В., Кузьмичев А.В. Напольный обогрев поросят с применением термоэлектрического теплового насоса // Техника и оборудование для села. 2021. № 9(291). О. 28-32.
10. Energy-saving automated IR heater for calves / Tikhomirov D.A. etc. // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021. № 848(1). P. 012088.
11. Дудин О.Н., Тихомиров Д.А. Устройства аккумуляционного типа для нагрева воздуха // Вестник ВИ-ЭОХ. 2012. № 3(8). О. 73-74.
12. Energy-efficient thermoelectric unit for microclimate control on cattlebreeding premises / Tikhomirov D.A. etc. // Energy Reports. 2020. Т. 6. P. 293-305.
13. Ковалев А.А., Панченко В.А., Ковалев Д.А. Эко-лого-экономические предпосылки совместного применения биоэнергетических и теплофотоэлектриче-ских установок // Агротехника и энергообеспечение. 2021. № 4(33). О. 61-68.
14. Ковалев А.А., Ковалев Д.А., Григорьев В.О. Энергетическая эффективность предварительной обработки синтетического субстрата метантенка в аппарате вихревого слоя // Инженерные технологии и системы.
2020. Т. 30, № 1. О. 92-110.
15. Гусаров В.А., Годжаев З.А. Разработка газотурбинных установок малой мощности для использования на промышленных предприятиях // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2018. № 6. О. 27-33.
16. Отребков Д.О. Основы солнечной энергетики. М.,
2021. 368 с.
17. Отребков Д. Технологии крупномасштабной солнечной энергетики // Оветотехника. 2008. № 3. О. 4-9.
Literatura:
1. Energy consumption optimization in agriculture and development perspectives / Tikhomirov D. etc. // International Journal of Energy Optimization and Engineering. 2020. Vol. 9, № 4. P. 1-19.
2. Strebkov D.S., Tihomirov D.A., Tihomirov A.V. Poka-zateli potrebleniya toplivno-energeticheskih resursov v sel'skom hozyajstve i energoemkosti sel'hozproizvodstva, ih prognoz na period do 2030 goda // Vestnik Vserossij-skogo nauchno-issledovatel'skogo instituta mekhanizacii zhivotnovodstva. 2018. № 4(32). S. 4-12.
3. Energeticheskaya strategiya sel'skogo hozyajstva Ros-sii na period do 2030 goda / Tihomirov A.V. i dr. M.: FGBNU VIESKH, 2015. 76 s.
4. Tihomirov D.A., Tihomirov A.V. Sovershenstvovanie i modernizaciya sistem i sredstv energoobespecheniya sel'-hozpredpriyatij - vazhnejshee napravlenie snizheniya energoemkosti sel'hozproizvodstva // Vestnik VIESKH. 2018. № 1(30). S. 3-11.
5. Lopez-Bellido L. Indicators of energy efficiency of agricultural production and perspective directions of their growth // Energy crops: Prospects in the context of sustainable agriculture. 2014. Vol. 60. P. 1-12.
6. Bol'shev V.E., Vinogradov A.V. Obzor zarubezhnyh is-tochnikov po teme povysheniya effektivnosti sistem elek-trosnabzheniya // Agrotekhnika i energoobespechenie. 2017. № 2(15). S. 21-25.
7. Vinogradov A.V. Aktual'nye voprosy razvitiya elektro-snabzheniya APK // Agrotekhnika i energoobespechenie.
2022. № 1(34). S. 5-15.
8. Tikhomirov D., Vasilyev A., Budnikov D. Energy-saving automated system for microclimate in agricultural premises with utilization of ventilation air // Wireless Networks. 2019. b/n. P. 1-8.
9. Tihomirov D.A., Himenko A.V., Kuz'michev A.V. Na-pol'nyj obogrev porosyat s primeneniem termoelektriche-skogo teplovogo nasosa // Tekhnika i oborudovanie dlya sela. 2021. № 9(291). S. 28-32.
10. Energy-saving automated IR heater for calves / Tikhomirov D.A. etc. // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021. № 848(1). P. 012088.
11. Dudin S.N., Tihomirov D.A. Ustrojstva akkumulya-cionnogo tipa dlya nagreva vozduha // Vestnik VIESKH. 2012. № 3(8). S. 73-74.
12. Energyefficient thermoelectric unit for microclimate control on cattlebreeding premises / Tikhomirov D.A. etc. // Energy Reports. 2020. T. 6. P. 293-305.
13. Kovalev A.A., Panchenko V.A., Kovalev D.A. Eko-logo-ekonomicheskie predposylki sovmestnogo primene-niya bioenergeticheskih i teplofotoelektricheskih ustano-vok // Agrotekhnika i energoobespechenie. 2021. № 4 (33). S. 61-68.
14. Kovalev A.A., Kovalev D.A., Grigor'ev V.S. Energe-ticheskaya effektivnost' predvaritel'noj obrabotki sinteti-cheskogo substrata metantenka v apparate vihrevogo sloya // Inzhenernye tekhnologii i sistemy. 2020. T. 30, № 1. S. 92-110.
15. Gusarov V.A., Godzhaev Z.A. Razrabotka gazotur-binnyh ustanovok maloj moshchnosti dlya ispol'zovaniya na promyshlennyh predpriyatiyah // Problemy mashino-stroeniya i nadezhnosti mashin. 2018. № 6. S. 27-33.
16. Strebkov D.S. Osnovy solnechnoj energetiki. M., 2021. 368 s.
17. Strebkov D. Tekhnologii krupnomasshtabnoj solne-chnoj energetiki // Svetotekhnika. 2008. № 3. S. 4-9.
THE LIVESTOCK FACILITIES' EFFICIENT AND STABLE ENERGY SUPPLY'S SCIENTIFIC PROBLEMS
AND PRACTICAL SOLUTIONS D.A. Tikhomirov, RAS corresponding-member, doctor of technical sciences A.V. Vinogradov, doctor of technical sciences FGBNY FNAC VIM
Abstract. The Russian agricultural producing and, in particular, livestock facilities' energy supply state and its comparison with advanced foreign countries analysis is carried out. The energy consumption indicators as the main types of agricultural products' cost are presented. The intelligent rural electric networks of 0,4 kV devices based on multi-contact switching building concept is proposed, that the rural power consumers supply's reliability and quality implementation will significantly improve. The main tasks are formulated and promising directions for APK energy supply systems efficiency improving are identified with the growth of its indicators' assessing. Recommendations for selection and justification of rural facilities characteristic heat supply's effective systems and technical means, taking into account their location, electrical and thermal load magnitude, the distance from centralized power supply networks and local energy resources' availability have been developed. A number of livestock facilities energy supply's new energy-efficient system-forming equipment are presented and characterized. It is noted that in the field of renewable energy, it is important new technologies and technical means for solar, wind, and water energy into thermal and electrical energy converting with high KPD and service life developing for the equipment's cost reducing. Dmitry Semenovich Strebkov is a well-known Russian scientist, specialist in agricultural production and renewable of energy sources electrification field, RAS Academician, Russian Federation Honored Scientist, he made to solar energy development's significant contribution.
Keywords: energy supply, APK power supply, heat supply, energy saving, energy intensity.
