X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Одно из ключевых направлений в социально-экономической стратегии России - развитие сельского хозяйства. Стратегия устойчивого развития сельских территорий Российской Федерации на период до 2030 года предусматривает создание в сельской местности благоприятных инфраструктурных условий и высокотехнологичных рабочих мест, увеличение производительности труда за счет увеличения энергообеспечения в 3,3 раза.

Достижение поставленной цели требует повышения эффективности энергоснабжения объектов сельского хозяйства и использования возможности максимального применения возобновляемых источников энергии. Учитывая все возрастающее потребление тепловой и электрической энергии в сельском хозяйстве, необходимо не только совершенствовать системы электрооборудования теплоэнергоснабжения, рационально использовать топливно-энергетические ресурсы, а также искать новые методы и технологии получения энергии. В этой связи применение возобновляемых источников энергии позволит повысить энергообеспечение и электровооруженность сельскохозяйственных предприятий без дополнительной нагрузки на централизованную электрическую сеть. Эффективность энергоснабжения при этом будет зависеть от техникоэкономических и экологических показателей используемых энергоустановок на ВИЭ, а также режимов их работы.

В то время как запасы не возобновляемых энергоресурсов – уголь, нефть, газ и др. интенсивно убывают, неоспоримым является актуальность использования возобновляемых источников, т.е. энергии солнца, ветра, рек и морей, биомассы, геотермальной энергии и др. Стоит отметить, что не все регионы Российской Федерации имеют собственные энергоресурсы, поэтому их дефицитность возрастает постоянно. Уровень потребления энергии из возобновляющихся источников (солнечной, ветровой, био и т.д.) составляет менее 0,5% от общего энергопотребления [1].

Возобновляемые источники энергии (ВИЭ) постоянно существуют в природе и не создаются человеком. Они имеются везде, бесплатны и неисчерпаемы, безопасны в эксплуатации и экологически чисты, для малой энергетики очень экономичны. Возобновляемые энергоресурсы – это ресурсы, восстановление которых постоянно осуществляется в природе (энергия ветра, биотопливо, энергия морских волн), т.е. их запасы восстанавливаются быстрее, чем они используются [2].

Энергетика сельского хозяйства имеет ряд специфических особенностей:

1) рассредоточенность сельских потребителей;

2) малая единичная мощность;

3) большая протяженность электрических, тепловых, газовых сетей;

4) наличие больших территорий (малонаселенных), где ведется сельскохозяйственное производство, но не имеющих централизованного энергоснабжения.

Эти особенности накладывают дополнительные требования к системам энергообеспечения. К основным задачам энергообеспечения и энергосбережения в сельском хозяйстве относятся:

- обеспечение возрастающих потребностей сельского хозяйства в энергоресурсах;

- обеспечение экономичного, надежного и устойчивого энергоснабжения сельских объектов при снижении аварийных отключений и перерывов в энергоснабжении села в 2-3 раза, повышение уровня безопасной эксплуатации энергетического оборудования (до 50%);

- рационализацию структуры топливно-энергетического баланса с широким использованием возобновляемых, биомассы и местных энергоресурсов, доля которых в энергетике села должна к 2020г. составить 15-20%;

- снижение зависимости от централизованного энергоснабжения ряда сельских потребителей посредством самообеспечения энергией на базе собственных и нетрадиционных энергоресурсов с выработкой энергии на местах в соответствии с ресурсами регионов [3].

В решении каждой из этих задач создание и широкое внедрение систем энергообеспечения, использующих возобновляемые источники энергии (ВИЭ), должно сыграть существенную роль.

Задачи, решаемые за счет внедрения систем энергообеспечения, использующих ВИЭ:

- Получение дополнительных источников электрической и тепловой энергии, повышение энергообеспеченности и уровня жизни сельского населения.

- Сокращение использования закупаемых традиционных энергоресурсов и снижение зависимости от централизованного энергоснабжения (к 2020г. на 20%).

- Электро-, тепло- и газификация удаленных, рассредоточенных сельских потребителей, не имеющих доступа к централизованным сетям.

- Развитие удаленных сельских регионов.

Неисчерпаемость и экологическая чистота возобновляемых источников энергии - главные причины бурного развития энергетики ВИЭ в мире и оптимистических прогнозов их развития в ближайшие годы. В последние годы отмечается смена приоритетов в использовании различных видов ВИЭ. Первое место принадлежит теперь солнечной энергетике, второе - биоэнергетике, которая несколько оттеснила ветроэнергетику. Последнее объясняется тем, что многие ветроэнергетические проекты не были доведены до промышленной стадии. Получение энергии ветра оказалось не столь легким и дешевым процессом, как думали энтузиасты внедрения ВИЭ еще десятилетие назад [5].

Для сельскохозяйственных предприятий необходимы как автономные, так и смешанные системы энергообеспечения, использующие ВИЭ. Автономные системы работают без подключения к централизованным сетям, смешанные частично используют энергоснабжение от централизованных сетей. В смешанных системах ВИЭ могут быть основным или резервным источником. В общем случае в таких системах ВИЭ должен использоваться весь возможный срок эффективной работы. Система должна быть построена таким образом, чтобы в первую очередь энергия подавалась от возобновляемых источников и только при отсутствии такой возможности (или недостаточной мощности) от других источников.

Внедрение комплексных энергоэффективных систем автономного и смешанного энергообеспечения сельских зданий, использующих возобновляемые и местные энергоресурсы, позволит: повысить уровень и качество электро-, тепло- и водоснабжения сельских населенных пунктов, зданий и сооружений; снизить потери ресурсов, обеспечить энергосбережение; повысить энергоэффективность; повысить уровень энергообеспеченности удаленных, рассредоточенных сельских объектов малой и средней мощности.

Из всех видов ВИЭ самый быстрый рост (до 50% в год) характерен для развития фотоэнергетики несмотря на относительно высокую стоимость. При существующих темпах развития и внедрении новых технологий, стоимость электрических гелиосистем к 2020г. снизится в 2-3 раза. Солнце как ресурс есть повсеместно. Солнечные батареи обладают самым большим потенциалом по быстрому улучшению экономических и технических характеристик и увеличению объемов выпуска, наибольшей дробностью установленной мощности и являются наиболее жестким вариантом по стоимости при определении показателей и индикаторов внедрения ВИЭ. Поэтому при проведении общих расчетов целесообразно за базовый вариант выбирать системы с солнечным электроснабжением [4].

Использование ВИЭ в системах энергообеспечения сельскохозяйственных предприятий является актуальной, перспективной и реализуемой задачей. Сельское хозяйство обладает наибольшим потенциалом для раскрытия преимуществ ВИЭ при одновременном решении наиболее острых проблем сельского энергоснабжения.

Список литературы

1. Эфендиев, А.М. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии: Курс лекций. ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ». – Саратов, 2014. – 94 с.

2. Соколов, М.М. Возобновляемые источники энергии: учебн. пособие / М.М. Соколов. – Н. Новгород: ННГАСУ, 2016. – 99с., ил.

3. Лачуга, Ю.Ф. Энергетическая стратегия сельского хозяйства России на период до 2020 г. / Ю.Ф. Лачуга, Д.С. Стребков, А.В. Тихомиров и др. – М.: ГНУ ВИЭСХ, 2009. – 64 с.

4. Безруких, П.П. Возобновляемая энергетика: стратегия, ресурсы, технологии / П.П. Безруких, Д.С. Стребков – М.: ГНУ ВИЭСХ, 2005. – 264 с.

5. Елистратов, В.В. Опыт внедрения ВИЭ в мире и России / В.В. Елистратов – Академия энергетики. 2009. №2(28). С. 56-66

6. Кирюшатов, А.И. Использование вторичных и возобновляемых энергоресурсов в сельском хозяйстве: Курс лекций. Саратовский СХИ. – Саратов, 1989.

Код для цитирования: Скопировать