Повышение эффективности использования гелиоустановок для предприятий автосервиса Омской области Текст научной статьи по специальности «Прочие сельскохозяйственные науки»

Троценко В.В., Илюшин Г.А. Повышение эффективности использования гелиоустановок для предприятий автосервиса Омской области // Электронный научно-методический журнал Омского ГАУ. - 2018. -№1 (12) январь - март. - URL http://e-journal.omgau.ru/images/issues/2018/1/00515.pdf. - ISSN 2413-4066

УДК 620.91

Троценко Виктор Васильевич

Кандидат технических наук, доцент ФГБОУВО Омский ГАУ, г. Омск vv.trotsenko@omgau.org

Илюшин Григорий Александрович

Студент

ФГБОУ ВО Омский ГАУ, г. Омск ga. ilyushin1407@omgau.org

Повышение эффективности использования гелиоустановок для предприятий автосервиса Омской области

Аннотация. В работе проведен анализ возможности использования солнечных батарей для предприятий автосервиса Омской области. Предложена конструкция гелиоустановки с дневным слежение за солнцем. Выполнена оценка экономической эффективности предложенного устройства.

Ключевые слова: потребление электроэнергии, гелиоустановка, солнечные фотоустановки, солнцесияние, поворотная рама, азимутальная ориентация.

Потребление электроэнергии в Омской области составляет 10 млрд. кВтч, что соответствует 1% от среднего общероссийского, электростанции г. Омска производят примерно 7 млрд. кВт-ч., то есть Омская область является энергодефицитной. Имеющиеся электрические мощности напрямую связаны с тепловыми, в увеличении которых нет необходимости, кроме того такое мероприятие приведет еще к большему ухудшению экологической обстановки в городе. Поэтому резонно использование возобновляемых источников энергии. Омская область — это зона, где активность Солнца одна из самых высоких по России, следовательно, развитие солнечной энергетики в регионе перспективно.

В настоящее время автомобильная и тракторная техника отличается от техники четверть вековой давности насыщенностью электронными компонентами и сложными компонентами точной механики, что свидетельствует о необходимости проведения ее своевременного технического обслуживания и ремонта с привлечением современного высокотехнологичного оборудования и высококвалифицированных специалистов. Качественнее и выгоднее экономически осуществлять ТО и ремонты в специализированных предприятиях автосервиса (СТО, что требует наличие сети таковых.

Развитие сети предприятий автосервиса предполагает их равномерное расположение вдоль транспортных коммуникаций. Использование централизованного электроснабжения в таких случаях не всегда возможно. В силу этого необходимо применять автономные источники электроэнергии, в частности солнечные фотоустановки (СФУ). Возможность примене-

ния СФУ в Омской области обусловлена высоким значением солнцесияние составляет более 2000 часов в год.

Однако применение СФУ ограничена их низким КПД и нестабильности выработки электроэнергии.

Повышение эффективности применения СФУ возможно за счет горизонтального и вертикального слежения за Солнцем. Нами предлагается простая конструкция подобного устройства (Рис. 1). Её конструктивное исполнение выполнено исходя из основных технических требований: возможность фиксации положения под определёнными углами к горизонту, наличие систем горизонтального и вертикального слежения за Солнцем. Устройство имеет следующие максимальные габаритные размеры: 2000*1022*790 мм. Основными сборочными элементами конструкции, являются корпус (основание) 2, поворотная вертикальная 3, поворотная рама горизонтальная 4, барабан с тросом1. Корпус установки состоит из двух отсеков: управления и аккумуляторного. Электропривод горизонтального и вертикального установки осуществляется от двух электродвигателей. Для работы гелиоустановки требуется аккумуляторная батарея, контроллер заряда разряда, инвертор, измерительные приборы. Данные элементы защищены от влаги герметичным корпусом. Размеры конструкции определены с учетом рекомендаций [2], [3].

Расчетные данные для местности 550с.ш. [1] показывают, что в зависимости от того как ориентируется СФУ по отношению к Солнцу меняется выработка электрической энергии (Рис.2).

Я2? 7

Рис. 1 - Следящая гелиоустановка: 1 - барабан с торосом; 2 - основание;^ - поворотная рама вертикальная; 4 - поворотная рама горизонтальная.

Рис. 2 - Выработка электрической энергии: 1 - СФУ с неизменной ориентацией, расположенной под оптимальным углом в к горизонту; 2 - при азимутальной ориентации СФУ расположенной под оптимальным углом в; 3 - при полной ориентации СФУ на Солнце.

Видно, что эффективности выработки в большей степени зависит от горизонтальной (азимутальной) ориентация СФУ и в меньшей степени от вертикальной особенно в летний период.

Расчетная экономическая эффективность применения СФУ проводилась для предприятия диагностики и ремонта топливной аппаратуры одного из предприятий г.Омска

Структура потребления электроэнергии представлена в табл.1

Таблица 1

Структура потребления электроэнергии ИП Спиридонов С.Б.

Категория потребления электроэнергии Средний ежемесячный Годовое потребле-

расход кВт-ч ние кВт-ч

Работа комбинированной системы венти- 132 1584

ляции

Работа технологического оборудования 94 1128

Освещение (LED - светильники 35 420

Прочее (бытовые приборы: электрочайник, компьютер, холодильник, телевизор) 55 660

Итого 316 3792

Расчет экономической эффективности объекта представлен в табл. 2

Таблица 2

Экономическая эффективность гелиоустановки

Показатели Неподвижная СФУ с ориентацией на юг под углом 450 СФУ с горизонтальной ориентацией СФУ с полной ориентацией

Площадь солнечной батареи, м2 20,35 16,09 15,01

Стоимость СФУ, тыс. руб. - в том числе стоимость затрат связанных с применением системы слежения 771,04 0 732,55 122,91 786,82 203,1

Годовая экономическая эффективность использования систем слежения за солнцем в СФУ (ЭЭ), тыс. руб./год - +38,49 -15,76

Срок окупаемости системы слежения, годы 3,19

По табл.2 видно, что слежение за Солнцем имеет средний по продолжительности срок окупаемости. Также видно, что на настоящий момент, установка самих солнечных батарей достаточно дорогое мероприятие, срок их окупаемости достигает 20 лет. Однако, высокие темпы снижения цены квадратного метра солнечных за последние 10 лет указывают на перспективность применения солнечных батарей для предприятий автосервиса.

Ссылки на источники:

1. Ахметшин, А. Т., Повышение эффективности солнечных фотоэлектрических установок для децентрализованного электроснабжения сельскохозяйственных потребителей / А. Т. Ахметшин, У. Р. Ярмухаметов // Вестник Иркутского государственного технического университета. - 2015. - №8. - С. 150-156.

2. Раушенбах, Г. Справочник по проектированию солнечных батарей / Г. Раушенбах; пер. с англ. - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 360 с.

3. Троценко В.В., Федоров В.К., Забудский А.И., Комендантов В.В. Системы управления технологическими процессами и информационные технологии. М: Изд-во Юрайт, 2017. - 160 с.

Victor Trotsenko

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor FSBEI HO Omsk SA U, Omsk

Gregory Ilyushin

Student

FSBEI HO Omsk SA U, Omsk

Increase in the Efficiency of Solar Installations Utilization for the Enterprises of Car Service

in Omsk Region

Abstract. In work the analysis of possibility of use of solar batteries for the enterprises of car service of the Omsk region is carried out. The proposed design of the solar system with a daily tracking of the sun. The estimation of economic efficiency of the offered device is executed.. Keywords: electricity consumption, solar power plant, solar photo-installation, the period of sunlight, swing frame, the azimuthal orientation.