Бабина Л.В.

ФГБОУ ВПО "Азово-Черноморская государственная

агроинженерная академия", Россия

Перспективы использования аккумуляторных резервных ветроэлектростанций для летних доильных площадок

Для осуществления доения коров в летних лагерях, с последующей первичной обработкой, транспортировкой и хранением молока, применяются передвижные или стационарные доильные установки, в которых используются переносные доильные аппараты.

Не смотря на большое разнообразие состава электрооборудования летних доильных площадок, его можно разделить по технологическим процессам следующим образом:

§ водоснабжение;

§ доение и перекачка молока;

§ первичная обработка молока (охлаждение);

§ подогрев воды для технологических нужд;

§ освещение.

Из вышеперечисленных процессов только доение и первичная обработка молока не допускают перерывов в электроснабжении более одного часа, поэтому требуется резервирование этих процессов [1]. Освещение летних доильных площадок предусматривается при круглосуточном содержании животных в летних лагерях и должно работать бесперебойно только во время утренней и вечерней доек.

Перечень резервируемого электрооборудования и график его работы на рисунке 1.

На сегодняшний день наиболее распространено применение традиционных дизельных и бензиновых электростанции в качестве резервного источника энергии. Эти электростанции имеют ряд недостатков [2], в том числе высокую стоимость получаемой электроэнергии и загрязнение окружающей среды.

Таблица 1 – Перечень резервируемого электрооборудования и его характеристики

Наименование электрооборудования	Мощность, кВт
Доильный аппарат CAGRI CGR-XZ2V	1,1
Молочный насос	0,3
Охладитель молока АКВАТЕРМ А-1500	0,75

1 – доильный аппарат АИД-2; 2 – молочный насос; 3 – резервуар – охладитель МКЦ-150

Рисунок 1 – График работы резервируемых электроустановок

Обострение сырьевых и экологических проблем традиционной энергетики стимулирует коммерческое использование нетрадиционных источников энергии (например, ветер). Однако, электроэнергия, вырабатываемая ветроэлектростанциями, имеет более высокую стоимость. Это связано с неуправляемостью ветра и низкой плотностью его энергии, что требует увеличения габаритов и, соответственно, материалоемкости ветроэлектростанций.

Эта проблема значительно уменьшается в случае использования ВЭС в качестве резервного источника питания.

Резервная электростанция выдает электроэнергию периодически, только при отказе основного источника. В этом случае потребитель подключается к заряженному аккумулятору. В течение бесперебойной работы основного источника электроснабжения, ветроустановка может заряжать аккумулятор. За счет того, что аккумулирование энергии может длиться долгое время, то есть, все время, пока бесперебойно работает основной источник питания (надежность которого составляет не менее 0,95), мощность ветроэлектростанции может быть уменьшена в несколько раз. Учитывая, что период между отключениями основного источника электроэнергии составляет не менее двух недель, уменьшение мощности может быть значительным.

Кроме того, от резервной ветроэлектростанции не требуется постоянного электроснабжения потребителей, а требуется электроснабжение только в период отключения основного источника, что составляет несколько часов. Следовательно, резервная ветроэлектростанция должна выдавать меньшее количество электроэнергии по сравнению с основной электростанцией. Это позволит уменьшить емкость аккумуляторов и соответственно мощность ВЭС.

И наконец, резервирования требуют не все потребители электроэнергии, а только часть их, относящихся к первой категории электроснабжения. Это также позволяет снизить емкость аккумуляторов и мощность ветроэлектростанции.

Таким образом, мощность резервной ветроэлектростанции и емкость аккумуляторов, по сравнения с ВЭС, работающей как основной источник электроснабжения, могут быть уменьшены пропорционально отношению периода заряда к периоду разряда. Это приведет к соответствующему снижению стоимости электроэнергии. Учитывая, что стоимость электроэнергии современных ветроэлектростанций составляет 5 – 8 руб/кВт.ч, то можно ожидать, что стоимость электроэнергии резервной ветроэлектростанции будет меньше стоимости сетевой электроэнергии.

Себестоимость электроэнергии аккумуляторной резервной ветроэлектростанции определяется следующим образом:

, (1)

где К_пр – капитальные затраты, руб.

W_рез – энергия, потребляемая резервируемым электрооборудованием, кВт.ч.

Т – срок службы ветроустановки, сут.

Энергия, потребляемая резервируемым электрооборудованием

(2)

где W_потр – потребляемая электроэнергия вакуумным насосом, Вт.ч,

k – количество отказов в год.

Себестоимость электроэнергии аккумуляторной резервной ветроэлектростанции С_эл=2,60 руб, что гораздо ниже стоимости сетевой электроэнергии.

Таким образом, резервные ветроэлектростанции имеют большую перспективу и могут применяться не только для удаленных объектов, но и для объектов, получающих электроэнергию от централизованной системы электроснабжения. Стоимость энергии аккумуляторной резервной ветроэлектростанции ниже стоимости сетевой электроэнергии.

Литература

1. Бабина, Л.В. Резервная аккумуляторная электростанция для летних доильных площадок [Текст] / Л.В. Бабина, С.М. Воронин, Н.С. Овсянников, О.С. Меняйлов // Методы и технологические средства повышения эффективности использования электрооборудования в промышленности и сельском хозяйстве: сборник научных трудов по материалам 74-й научно-практической конференции СтГАУ. – Ставрополь, 2010. – С.129-132.

2. Воронин С.М., Бабина Л.В. Перспективы резервных ветроэлектростанций.// Методы и технические средства повышения эффективности использования электрооборудования в промышленности и сельском хозяйстве. – Ставрополь: АГРУС – 2010 С.19-21.