VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2016

Энергетические обследования осветительных и облучательных установок (ОУ) проводятся с целью оценки эффективности использования электрической энергии, снижения затрат потребителей на нужды электрического освещения и облучения, разработки и реализации энергосберегающих технологий и мероприятий. Энергетические обследования (ЭО) направлены на решение следующих задач:

определение соответствия действующих ОУ требованиям нормативных документов;

оценка фактического потребления электроэнергии, выявление резервов экономии в системах освещения и облучения;

оценка технического состояния оборудования ОУ, рациональности использования электрического освещения, наличия и функционирования систем автоматического регулирования;

выявление и оценка потенциала экономии в системах искусственного освещения и облучения;

определение рационального потребления электроэнергии в осветительных и облучательных установках;

определение требований к ОУ в соответствии с их функциональным назначением и характером технологических процессов.

При решении проблем энергосбережения в системах электрического освещения (облучения) и лимитирования потребления электроэнергии проводятся два вида энергетическогих обследований: экспресс-обследование и углубленное.

Экспресс-обследование проводится с целью оценки состояния систем освещения и облучения предприятия, рационального расходования электрической энергии и определения основных направлений снижения энергетических затрат и расходов на электрическую энергию.

Углубленные обследования ставят своей целью выявление резервов экономии электроэнергии в системах освещения и облучения, а также способов их реализации. По результатам углубленного энергетического обследования проводится сравнение фактических и нормированных затрат энергии на освещение и облучение, оценивается возможный потенциал энергосбережения при использовании энергосберегающих технологий, разрабатываетсяплан энергоэффективных мероприятий и принимаются инженерно-технические решения. Углубленные энергетические обследования могут завершаться составлением энергетического паспорта систем освещения (облучения) объектов.

Методология проведения углубленных энергетических обследований включает три этапа.

Первый этап энергетического обследования является подготовительным для проведения ЭО 2 и 3 этапов и ставит целью сбор информации об обследуемом объекте (тип производственных сооружений и помещений, их характеристики, вид электрических сетей освещения и облучения, характеристики и параметры ОУ, анализ предоставленной документации, собеседование с руководителями и специалистами).

Второй этап обеспечивает получение детальной информация об эффективности электротехнологий оптического излучения в ОУ посредством инструментального обследования. Данные второго этапа должны позволить определить соответствие энергопотребления в осветительных и облучательных системах нормативным требованиям, рассчитать потенциал энергосбережения в ОУ предприятия, заложить основу для разработки мероприятий по энергосбережению в ОУ, произвести анализ эффективности использования электроэнергии на цели освещения (облучения), выполнить технико-экономическое обоснование мероприятий по энергосбережению в ОУ.

Третий этап энергетического обследования включает в себя обработку и анализ информации, полученной при изучении документов и проведении инструментального обследования с целью разработки технико-экономического обоснования и инженерно-технических решений, создающих основу для комплексной программы реализации энергосбережения в системах освещения и облучения предприятия. Фактически третий этап ЭО представляет собой разработку программы организационных и инженерно-технических решений и рекомендаций по энергосбережению в ОУ предприятия.

Поскольку облучательные установки похожи на осветительные, то и способы экономии электроэнергии в них во многом совладают. При этом основной акцент делается на энергетические характеристики ОУ, к которым относятся: световой поток Ф_ν, фитопоток Ф_ф и поток физиологически активной радиации (ФАР) Ф_е, а также соответствующие им энергетические отдачи – светоотдача B_v= Ф_ν /Р, фитоотдача В_ф= Ф_ф /Р и отдача в области ФАР= Ф_е /Р, где Р - мощность лампы, Вт.

Можно утверждать, что экономию электроэнергии в облучательных установках можно получить:

1.Использованием источников света, спектральный состав излучения которых cоответствует спектральной чувстви­тельности растений. Например для огурца допустимое соотношение в области ФАР синего (400-500 нм), зеленого (500-600 нм) и красного (600-700 нм) излучения составляет 20:40:40%, а для томата - 20:15:65% [5]. При этом особое значение следует придавать «красной» составляющей; так, для огурца увеличение красной составляющей более 40% может привести к гибели растений.

2.Применением излучателей, имеющих высокую энергетическую отдачу в зоне ФАР. Натриевые лампы высокого давления (НЛВД) и металлогалогенные (МГЛ) имеют наиболее высокую эффективную отдачу в области ФАР, повышенный срок службы, благоприятный спектр, что обеспечивает им расширяющиеся масштабы использования в светокультуре растений. Световая отдача натриевых ламп в зоне ФАР достигает ~(25-35)% [6]. Благодаря этому параметру, а также большой средней продолжительности горения, НЛВД получили широкое применение в теплицах, в основном, в период недостаточного солнечного (естественного) излучения. Основной недостаток натриевых ламп – малое излучение в синей части спектра, не превышающее 9%.

3.Выбором облучателей (светильников), обладающих высоким коэффициентом полезного действия (КПД) и кривыми светораспределения, создающих наиболее благоприятные условия (равномерность пространственное распределения потока) для роста растений.

4.Рациональном размещением облучателей, обеспечивающим минимальные потери потока облучения.

5.Компенсацией реактивной мощности (поскольку коэффициент мощности индуктивных балластов не выше 0,5 вызывает возрастание токовой нагрузки групповых и питающих сетей в два раза).

6.Применением устройств автоматического управления и регулирования потоками излучения ламп в зависимости от множества факторов, влияющих на вегетативные процессы культивирования растений.

Основные энергосберегающие мероприятия по повышению энергоэффективности облучательных установок приведены в таблице 1.

Таблица1. Потенциал экономии электроэнергии при совершенствовании облучательных установок

Мероприятие	Экономия электроэнергии, %
Переход от ламп ДРЛ и МГЛ на лампы НЛВД улучшение стабильности характеристик ламп (снижение коэффициента запаса ОУ).	50 20-30
Снижение энергопотерь в ПРА: применение электромагнитных ПРА с пониженными потерями для разрядных ламп применение ЭПРА.	30-40 70
Применение облучателей с эффективными КСС и высоким КПД.	15-20
Применение световых приборов оптимального конструктивного исполнения с повышенным эксплуатационным КПД (снижение коэффициента запаса на 0,2-0,3).	25-45
Применение интеллектуальных цифровых схем управления в энергоэкономичном варианте в зависимости от времени эксплуатации в течение суток.	40-70

Энергетические характеристики ламп, используемых для выращивания растений, являются основой для выбора излучателей, обеспечивающих минимальный расход электроэнергии, удовлетворяющий нормальному росту растений.

Литература

1Беззубцева М.М., Гулин С.В., Пиркин А.Г. Энергетический менеджмент и энергосервис в аграрном секторе экономики: Учебное пособие. СПбГАУ, СПб., 2014. – 186с..

2.Беззубцева М.М., Гулин С.В., Пиркин А.Г. Менеджмент и инжиниринг в энергетической сфере агропромышленного комплекса: Учебное пособие. СПбГАУ, СПб., 2016. – 152с.

3.Гулин С.В., Пиркин А.Г. Оценка эффективности инжиниринга в энергетической сфере агропромышленного комплекса // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета №41 – СПб.: изд-во СПбГАУ, 2015. .

4.Гулин С.В. Энергетическая эффективность спектральных параметров облучательных установок селекционных климатических сооружений// Известия МААО,№18 – 2013 – с.8 -11

Код для цитирования: Скопировать