XV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2023

Специфика повышения энергоэффективности в сельском хозяйстве проявляется в организации управления и принятия решений, степени и возможности регулирования, структуре и схожести технических и институциональных решений.

Реализация конкретных программ энергосбережения обеспечит устойчивый процесс повышения эффективности энергопотребления в сельском хозяйстве за счет: стимулирования энергосбережения и повышения энергетической эффективности; реализации типовых энергосберегающих проектов, активизирующих деятельность сельскохозяйственных организаций и сельского населения по реализации потенциала энергосбережения; сокращения неэффективного потребления энергии на внутреннем рынке, увеличение доходной части бюджета, снижение выбросов парниковых газов.

Практически во всех обследованных хозяйствах состав зданий и сооружений одинаков. Везде имеется административное здание и в ряде случаев столовая с торговым центром. Эта категория зданий отапливается от системы отопления ЖКХ (20%), от собственных электрических или газовых котельных (10%), локальные электрообогревателями (70%).

Основное производство — ферма крупного рогатого скота, состоящая из скотных дворов, телятников, родильных отделений, бойни.

Дополнительное производство — сооружения для сушки и очистки зерна, заготовки кормов и сена, зернохранилища, овощехранилища, корнеплодохранилища, склады и т. п. Эта категория зданий и сооружений не отапливается. Вспомогательные цеха — мастерские, гаражи, система водоснабжения и т. п. Здесь отопление с помощью электронагревателей, в основном локальное, только тех мест, где работают люди.

Анализ результатов энергетических обследований показал, что энергоносителями в сельскохозяйственном производстве являются: электрическая энергия, тепловая энергия, твердое и жидкое топливо, моторное топливо и природный газ. Твердое топливо — уголь и дрова использовались в котельной для получения тепла только в одном хозяйстве. Жидкое топливо использовалось сезонно для работы теплогенераторов зерносушилок. Однако потребление дизельного топлива для сушки составляло менее 5% от потребления моторного топлива. Газ использовался в котельных небольшой мощности только в двух хозяйствах для отопления контор.

В результате анализа произведена математическая обработка экспериментальных данных и получены усредненные значения потребления энергоресурсов за 2007–2014 гг. в т. у.т. и фактическое потребления в 2014 г. в тыс.руб. Составлены диаграммы потребления для каждого хозяйства в тоннах условного топлива и в денежном выражении — тыс.рублей.

На рисунке 1 представлен график потребления энергоресурсов в 2014 году в процентном выражении (средние значения по обследованным хозяйствам).

Рис. 1. Фактическое потребление энергоресурсов в 2014 году (средние значения по обследованным хозяйствам)

Из рисунка, можно сделать выводы, что наиболее затратным энергоносителем является электрическая энергия (до 60%). Затраты на моторное топливо, в основном дизельное, сопоставимы с затратами на потребленную электроэнергию. Доля тепловой энергии, газа и других источников значительно меньше — до 6 %.

Для сельскохозяйственных предприятий молочного направления характерно преимущественное потребление энергоэнергии животноводческими комплексами и фермами (рис. 2).

Рис. 2. Структура потребление электроэнергии сельхозпредприятиями. Использование электроэнергии в сельскохозяйственном производстве происходит в следующих направлениях: освещение, электронагрев, электропривод машин и механизмов, электротехнология и системы управления. Затраты на последнее — минимальные. Электротехнология применяется незначительно. Затраты на электропривод тесно связаны с технологией производства и трудно регулируются. Снижение затрат на электропривод повлечет изменение технологии производства, однако большое число двигателей в настоящее время эксплуатируются с минимальной загрузкой и резервы для энергосбережения большие. Наибольший расход электроэнергии в хозяйствах приходится на электроосвещение (30–45%) и обогрев. При этом в большинстве случаев используются неэкономичные системы освещения и водонагрева.

На рисунке 3 представлен расход электроэнергии по основным технологическим процессам.

Рис. 3. Структура потребления на нужды в хозяйстве.

Снижая потребление электроэнергии на нужды освещения возможно снизить энергоемкость производства основной продукции и уменьшить доли платы за энергоресурсы в стоимости произведенной продукции. Таким образом, одним из основных методов энергосбережения является совершенствование системы освещения.

Совершенствование системы освещения может быть достигнуто следующими способами: 1) заменой ламп (светильников) на энергосберегающие; 2) внедрение автоматизированной системы управления. Совершенствование системы освещения включает внедрение автоматизированных систем управления внутри зданий КРС, уличного освещения и т. д. Срок окупаемости от внедрения АСУ освещением — 1,1- 2 года.

Одним из наиболее перспективных способов экономии электроэнергии является замена существующих светильников с лампами накаливания на энергосберегающие. Недостатками ламп накаливания являются: низкий коэффициент полезного действия (КПД) — 4–5%; соответственно большие затраты электроэнергии; низкая световая отдача; малый срок службы. Лампы накаливания предлагают заменять на энергосберегающие компактные люминесцентные лампы (КЛЛ). Лампы КЛЛ имеют КПД — 75–90% и световую отдачу примерно в 5 раз больше, чем у лампы ЛОН. Лампы КЛЛ имеют срок службы в 5–15 раз больше, чем лампы накаливания. Энергосберегающими лампам считаются и газоразрядные лампы низкого давления (люминесцентные лампы ЛЛ) и газоразрядные лампы высокого давления (ртутные лампы ДРЛ) и натриевые лампы ДНаТ.

Выводы: рассмотренный в статье анализ показывает, что наиболее энергоемкой отраслью сельскохозяйственного производства является животноводство ( до 80 % затрат на энергию хозяйства). А среди продукции животноводства наибольший удельный вес затрат на энергоресурсы в затратах на производство основного вида продукции имеет молоко - 9,22% и производство свиней на мясо - 8,64%.

Затраты энергии по технологическим процессам показали что наиболее затратными является освещение. На первом месте по затратам энергии стоит освещение (до 45%), на втором месте затраты на электродвигатели (до 35%).

Использование светодиодного освещения в помещениях для содержания сельскохозяйственных животных обеспечивает чистоту излучаемого света (полностью отсутствует инфракрасное и ультрафиолетовое излучение); разнообразие цветов (позволяет получить до 16 миллионов всевозможных оттенков без специальных фильтров); направленность излучения (угол - от 4 до 140 градусов);

Разработка только мероприятий по снижению затрат на электричество позволит уменьшить себестоимость продукции на 5–10%, за счет замены стандартных ламп на лампы ДНаТ.

1. Тимофеев Е. В. Повышение эффективности производства кормов из трав в условиях Северо-Запада Российской Федерации путем моделирования процессов кормопроизводства и формировании оптимальных технологий, диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Северо-Западный научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства. Санкт-Петербург, 2010

2. Яников А. В., Тимофеев Е. В. Оценка эффективности работы транспортного средства с использованием спутниковой навигационной системы // Известия Международной академии аграрного образования. / 2015. Т. 1. № 25. С. 155–157.

3. Бровцин В. Н., Эрк А. Ф., Бычкова О. В. Сравнительный анализ энергоэффективности сельскохозяйственных предприятий молочного направления / В. Н. Бровцин, А. Ф. Эрк, О. В. Бычкова // Теоретический и научно-практический журнал «Механизации и электрификации сельского хозяйства» — 2014.- № 5.- С. 22–24.

4. Эрк А. Ф., Судаченко В. Н., РазмукВ.А., Бычкова О. В. Результаты энергетического обследования сельхозпредприятий // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства / ИАЭП. — С-Пб, 2014. — № 85. — С.100–105.

5. Бровцин В. Н., А. Ф. Эрк А. Ф.,Бычкова О. В. Анализ энергоэффективности предприятий молочного направления // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства / ИАЭП. — С-Пб, 2014. — № 85. — С.95–100.

6. Семёнов A.B. Энергоемкость сельскохозяйственного производства / A.B. Семёнов // Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии. - 2012. - Выпуск №3. - С.131-135. - 0,5 пл.

7. Семёнов A.B. Эффективность использования энергетических ресурсов в сельскохозяйственном производстве / A.B. Семёнов // Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии - 2013.- Выпуск №2. - С.37-41. - 0,5 п.л