Вітротурбінна система енергопостачання зерносховища (англ. Wind turbine heat and electrical power supply of grain elevator) — багатокомпонентна система електро- й теплопостачання, заснована на виробництві електричної енергії вітровими турбінами, виробництві та акумулюванні теплової енергії у вітряну погоду шляхом електричного нагріву певного об'єму теплоносія, збереженні тепла у термоізольованих резервуарах з наступним використанням для теплопостачання та гарячого водопостачання зерносховища протягом доби при відсутності вітру.
Характеристика об'єкта енергопостачання
Технології, споруди та обладнання для зберігання зерна
Україна характеризується високим ступенем освоєння земельного фонду. На сільськогосподарські угіддя припадає 60 % його площі. Характерною рисою структури сільськогосподарських угідь України є висока питома вага розораних земель: землі лісостепової зони розорані на 85,4 %, землі Полісся — на 68,9 %. За площею сільськогосподарських угідь Україна посідає одне з перших місць у світі. Провідні культури в землеробстві України — зернові (56 %): озима і яра пшениця, жито, озимий і ярий ячмінь, кукурудза, овес, гречка, просо і рис.
Забезпечення потреб у продовольчому, насіннєвому та фуражному зерні, нарощування його експортного потенціалу можливо лише у разі виконання комплексу заходів по зберіганню зерна, які включають приймання, доробку, зберігання та відвантаження зерна. Ключовим елементом інфраструктури зберігання зерна є зерновий склад — юридична особа, яка має на праві власності зерносховище. Суб'єктами зберігання зерна є також виробники зерна, які зберігають його у власних або орендованих зерносховищах. Основні вимоги до технологій зберігання зерна встановлює технічний регламент зернового складу.
Зерновий склад забезпечує: кількісне та якісне зберігання зернових культур з використанням прогресивних технологій, ефективного обладнання при максимальному зниженні витрат на зберігання зерна; доробку зернових культур до норм якості, що відповідають умовам договору зберігання зерна; охорону природного довкілля. Виробничі будівлі і споруди розташовуються на території зернового складу з урахуванням домінуючих вітрів. Силові станції та котельні розміщуються в окремих будівлях, склад твердого палива — за виробничими будівлями вздовж залізничної колії. Склад забезпечується підземними пожежними резервуарами із запасом води на (250…500) м3. Тепломережі зернового складу включають систему подачі гарячої води та паропроводи для подачі водяної пари у бойлерну для підігрівання води. Гарячу воду і водяну пару зерновий склад може одержувати від міських мереж або власних джерел теплової енергії. Зерновий склад зобов'язаний мати стаціонарні системи водопостачання та каналізації.
До об'єктів виробничого призначення зернових складів належать елеватори та склади підлогового зберігання зерна з комплексом виробничого обладнання. Елеватор — зерносховище, оснащене відповідними механізмами та системами для підіймання, сушіння й зберігання великої (10…150 тис. т) кількості зерна. Розрізнюють елеватори: заготівельні (лінійні) місткістю (15…100) тис. т; виробничі, біля млинів, місткістю (8…40) тис. т, іноді понад 100 тис. т; перевалочні (базисні та портові) місткістю (50…150) тис. т для тривалого зберігання та перевантаження з одного виду транспорту до іншого, будують на великих залізничних станціях і в портах; фондові (базисні) для тривалого зберігання державного зернового резерву. Елеватор складається з кількох силосів — ємностей для зерна. Силос являє собою залізобетонну башту висотою (30…50) м з круглим (діаметром 6…10 м) або квадратним (3…4м) перерізом, або ж сталевий циліндр висотою до і діаметром до. Зерно з прийомних бункерів підіймають нагору будівлі на надсилосний поверх транспортерами, зважують, вичищають від домішок, висушують і по конвеєрах засипають його до силосів.
Зерновий елеватор включає наступні види технологічного обладнання: для очищення зернових культур (горохоочисники, скальператори, сито-повітряні сепаратори, повітряні сепаратори, каміннєвідбірники, магнітні сепаратори і магнітні апарати); для сушіння зерна (зерносушарки з прямоточною та рециркуляційною сушкою); для активного вентилювання зерна (переносні та стаціонарні установки для активного вентилювання зерна у складах, на площадках, у силосах елеватора, бункерах, металевих місткостях з продуванням зерна по вертикалі та по горизонталі); контрольно-вимірювальні прилади і засоби автоматизації (обладнання для дистанційного контролю температури зерна в силосах, пристрої контролю і автоматизації основних виробничих процесів). Для безперебійної роботи зерновий склад зобов'язаний мати резервну енергоустановку необхідної потужності або резервну схему енергопостачання.
Рекомендується підбирати для розміщення у зерносховищах зерно: середньої сухості, з вологістю (13,5…15,5)%; вологе, з вологістю (15,5…17)%; сире з вологістю (17…23)%; сире з вологістю понад 23 % з інтервалом у 6 %, а для кукурудзи в зерні — 5 %. При необхідності застосовують профілактичні засоби освіження, охолодження та підсушки зерна. Необхідно визначати: температуру зерна; вологість зерна; зараженість шкідниками зерна; запах та колір зерна. При виявленні відхилень у показниках якості зерна виконуються конкретні дії щодо його поліпшення. Зерновий склад забезпечує зберігання зерна у сухому стані, в охолодженому стані, у герметичних умовах.
Зберігання зернової маси в сухому стані дає змогу припинити фізіологічну активність біологічних компонентів, зокрема, мікроорганізмів, кліщів та інших шкідників зерна. Рекомендована вологість зерна злакових і зернобобових культур — (12…14)%, олійних культур з умістом жиру (25…30)% — (10…11)%, а при кількості жиру (40…50)% їх вологість повинна бути в діапазоні (6…8)%. Сухий стан зернової маси дає змогу: забезпечити зберігання зерна до 3…4 років, перевозити зерно залізничним, автомобільним і водним транспортом на значні відстані, зберігати зерно в силосах 2…3 роки, гарантувати (особливо, при охолодженні сухого зерна до +(5…10)) практично незмінну якість зерна.
Зберігання зернових культур в охолодженому стані значно збільшує строки збереження партій зерна. Зернові маси з температурою в усіх шарах насипу у межах (0…10) уважають охолодженими першого ступеню, а з температурами нижче — другого ступеню. Не рекомендується зерно охолоджувати до низьких температур (-5…20). Охолоджують сире та вологе зерно. Технологію активного і пасивного охолодження зерна застосовують, використовуючи холодне повітря в осінньо-зимовий період, а в теплу пору — засоби кріогенної техніки. Пасивне охолодження зернових мас проводять провітрюванням та з використанням вентиляційних каналів у зерносховищі. При активному охолодженні зернових культур: пропускають зернові маси крізь сепаратори, зерносушарки, пристрої з установленими вентиляторами; використовують також установки активного вентилювання зерна.
Забезпечення зберігання зернових мас у герметичних умовах досягається: природним накопиченням у ємкостях зерносховищ вуглекислого газу і втратою кисню при аеробному диханні органічних компонентів зернової маси; уведенням у зернову масу інертних газів, що витісняють з неї повітря з киснем.
Сушіння зернових культур проводиться зерновим складом при потребі знизити вологість сирого та вологого зерна до стандартних показників якості, оздоровити зерно, знищити шкідників зерна; охолодити зерно, що само зігрівається, освіжити зерно, поліпшити його товарний вигляд (колір, блиск).
Прямоточна технологія сушіння зернових культур включає наступні технологічні процеси: підбір партій зерна з різницею вологості (2…3)%; подачу сирого або вологого первинно очищеного зерна транспортними механізмами у надсушильний бункер; сушіння зерна за параметрами першої зони; сушіння зерна за параметрами другої зони (температура нагрівання зерна в кінці процесу сушіння не повинна перевищувати допустимої для цієї культури); охолодження зерна зовнішнім повітрям; випуск зерна із сушарки; контроль температури охолодженого зерна; контроль вологості зерна після сушіння; подача просушеного зерна в місткості зерносховища. При прямоточній технології за один пропуск сушарки вологість зерна знижується на (6…8)%. Для зниження вологості понад 8 % зерно необхідно пропустити через сушарку 2…5 разів.
Рециркуляційна технологія сушіння зернових культур не потребує добору партій зерна за вологістю і передбачає наступні етапи сушіння: подачу первинно очищених сирого або вологого зерна в сушарку на змішування із сухим рециркульованим зерном, що випускається із сушарки; змішування сирого або вологого зерна із сухим, якого за об'ємом має бути у 2-3 рази більше від того, що надходить; нагрівання зернової маси до гранично допустимих температур; термостатування протягом 15…20 хвилин у теплоізольованому бункері зернової маси для масообміну вологого і сухого зерна; прямоточне сушіння або охолодження зернової маси у шахтних зерносушарках; випуск сухого зерна із сушарки
Активне вентилювання зернових культур використовують для: прискорення процесу дозрівання свіжозібраного зерна за допомогою подачі в зернову масу теплого атмосферного повітря; підсушки зернової маси — вологість зерна до підсушки допускається не більше 10 % (соняшник), 13 % (ріпак) і 17 % (пшениця, жито, рис, зерно кукурудзи, соя, горох); освіження зернових культур провітрюванням без їх переміщення при відсутності зволоження зерна атмосферним повітрям; охолодження зерна — при температурі зовнішнього повітря нижче температури зерна не менше ніж на ; запобігання або ліквідація самозігрівання зерна; усунення із зернової маси не властивих запахів; уповільнення життєдіяльності шкідників зерна.
Дегазація зернових культур проводиться шляхом пасивного й активного вентилювання зерна. Провітрювання зерносховищ силосного типу здійснюють через відкриті люки ємкостей та вікна надсилосного поверху. Активне провітрювання зернових культур проводять у зерносховищах усіх типів із застосуванням стаціонарних і переносних вентиляційних пристроїв. Активні засоби дегазації не застосовують, якщо температура зовнішнього повітря нижча від температури зерна або менша +120С.
Технологічні процеси зернозбереження є доволі енерговитратними. Головними енергомісткими та тепломісткими технологічними процесами є сушіння, активне вентилювання та охолодження зернових культур. Так, процес сушіння вологого зерна потребує високих енерговитрат рідкого і газоподібного палива та електроенергії. Ціна енергоматеріалів у вартості такого сушіння становить (80…90)%.
Пріоритетними енергозберігаючими заходами при роботі зерносховищ є вдосконалення енергетичного обладнання, зростання долі автономного енергозабезпечення, застосування комбінованих відновлюваних та нетрадиційних джерел енергії (Сонця, вітру, біогазових установок) для виробництва теплової та електричної енергії. Використання відновлюваної енергії дозволяє, приблизно, у 2 рази знизити зовнішнє енергопостачання. До системи теплопостачання зерносховищ пред'являються наступні вимоги: забезпечення автономного постачання зерносховища енергетичними ресурсами, доведення долі відновлюваної енергії для середніх широт до 50 %; забезпечення зерносховища тепловою енергією потрібної кондиції; забезпечення режимів охолодження, вентилювання та повітряної очистки; забезпечення електричною енергією для живлення електрообладнання; можливість паралельної роботи системи з іншими джерелами теплової та електричної енергії (водогрійними та паровими котлами, теплогенераторами, когенераційними системами); врахування в алгоритмі роботи системи зовнішніх кліматичних показників, які поступають з відповідних датчиків швидкості та напряму вітру, температури повітря, освітленості, вологості, наявності та інтенсивності дощових опадів, хмарності, положення Сонця; врахування в алгоритмі роботи внутрішніх параметрів сховища (температури та вологості зерна, повітря у різних частинах зерносховища, концентрації вуглекислого газу та метану).
Зерносушарки мають забезпечувати сушіння всіх видів зернових, масляничних та бобових культур різної вологості. В основі роботи шахтних зерносушарок проточного типу лежить принцип рекуперації тепла та отримання додаткової енергії для сушіння з тепла повітря, відпрацьованого після сушіння. Така технологія дозволяє заощаджувати біля 20 % палива у порівнянні зі звичайними зерносушарками.
Звичайні питомі витрати пального такими зерносушарками приблизно складають: рідкого палива — 1 кг/т/%; природного газу — 1,16 м3/т/%. Виробнича потужність визначається кількістю тон зерна, вологість якого сушарка може знизити на 1 % за 1 годину роботи. Очевидно, що кількість зерна, яке висушує зерносушарка, залежить від параметрів вологості зерна. Для сушіння виробляється пара температурою 1300С. Зерносушарки виробляються різної виробничої потужності. Для сушіння також використовуються електричні вентилятори. Витрати електричної енергії при сушінні у порівнянні з витратами пального менш значні і в даному розділі розглядатися не будуть.
Вимоги до системи енергопостачання зерносховища
До автономної системи енергопостачання тепличного господарства пред'являються наступні вимоги: забезпечення всесезонного та цілодобового постачання тепличного господарства необхідними енергетичними ресурсами з долею відновлюваної енергії для середніх широт на рівні 70 %, що дозволить знизити зовнішнє енергопостачання, продовжити сезон вирощування рослин, підняти врожайність та розширити асортимент рослин; забезпечення тепловою енергією для підігріву води, ґрунту та повітря; забезпечення електричною енергією для живлення насосів, компресорів та транспортерів і, особливо, для додаткового оптимального підсвічування рослин у межах 6000..,20000 люкс (0,1 кВт на корисної площі) протягом року у місцях з холодним кліматом, при цьому спектральний діапазон оптичного випромінювання, важливий для фотосинтезу, знаходиться в межах Δλ = 0,4…0,7 мкм; потужність енергосистеми вибирається із розрахунку ~ 2 МВт теплової енергії та ~ 1 МВт електричної енергії на закритого ґрунту; можливість паралельної роботи з іншими джерелами теплової енергії (водогрійними котлами, теплогенераторами та когенераційними системами); врахування впливу зовнішніх кліматичних показників, зокрема, температури повітря, освітленості, вологості, швидкості та напряму вітру, наявності та інтенсивності дощових опадів, хмарності та положення Сонця; врахування внутрішньо-тепличних параметрів (температури та вологості ґрунту, концентрації вуглекислого газу) у різних частинах теплиці.
Базова схема та принцип роботи вітротурбінної системи енергопостачання зерносховища
Базова схема вітротурбінної системи електро- й теплопостачання (вітряної теплоелектростанції) для автономного енергозабезпечення зерносховища включає вітроенергетичну установку WT, електричний адаптер EA, підземний акумулятор тепла TS, електричні нагрівачі ЕH, теплообмінники ТE. Вітротурбінна система енергопостачання може працювати в двох режимах: виробництва електроенергії ЕЕ та виробництва й акумулювання теплової енергії ТНЕ.
Акумулятор тепла TS представляє собою термоізольовану ємність-цистерну, виконану у вигляді судини Дюара з робочою рідиною, яка характеризується високою питомою теплоємністю. У спрощеному вигляді таким теплоносієм може виступати вода. При більш прискіпливому підході як теплоносій можуть використовуватись розчини солей, які мають вищу точку кипіння та більшу питому теплоємність. Акумулятор тепла може складатися також з декількох резервуарів RSV1, RSV2, RSV3. Кожен з них призначений для зберігання теплоносія з різною температурою. Упорядкований теплообмін між теплоносіями, які знаходяться в різних резервуарах, виконується за допомогою системи трубопроводів. При створенні системи теплопостачання теплиці вторинним контуром для відбору тепла можуть бути використані конструктиви теплового насоса. Акумулятор тепла може бути виконаний у наземному та підземному варіантах розташування резервуарів-накопичувачів теплоносія. Вибір тієї чи іншої конструкції визначається конкретними задачами, які вирішуються при створенні теплової системи.
Частина термоізольованих резервуарів може бути наповнена робочою рідиною-теплоносієм, яка характеризується високою питомою теплоємністю, частіше всього, такою робочою рідиною є вода. В інших резервуарах термоносієм має використовуватися тверде тіло, наприклад, залізобетон. Питома теплоємність залізобетону нижча, ніж води, але він може нагріватися до високих температур, і за рахунок цього сумарна теплоємність акумулятора цього типу значно вища, ніж водяного. До того ж, нагрітий до високих температур твердотільний теплоносій спроможний утворювати високотемпературну пару і при необхідності швидко віддавати тепло повітрю, а це необхідна умова роботи системи теплопостачання зерносховища.
Новітня вітрова система теплопостачання зерносховища повністю відповідає екологічним та економічним вимогам. Тепловий акумулятор накопичує тепло, не порушуючи природний баланс, що склався у певному екологічному середовищі під землею, у повітрі чи у водоймі. Згідно з діючими нормами кожен елеватор сьогодні оснащений місткостями з водою об'ємом біля для вирішення питань протипожежного захисту. У подальшому для розміщення акумуляторів тепла можна також використовувати значну частину площ, на яких сьогодні зберігаються рідкі та тверді паливні органічні матеріали.
Вітроенергетична система теплопостачання зерносховища функціонує наступним чином. Вітрова турбіна перетворює кінетичну енергію рухомого повітря в механічну обертальну енергію ротора. Електродинамічна система віттрогенератора перетворює кінетичну енергію обертання ротора в електричну енергію ЕЕ, яка доводиться до потрібних параметрів у електричному адаптері ЕА і подається на електричні нагрівачі ЕH в акумуляторі тепла TS. Електричні нагрівачі ЕH перетворюють електричну енергію в Джоулеве тепло й нагрівають теплоносій (наприклад, воду) в акумуляторі тепла. Накопичення тепла відбувається до тих пір, поки температура теплоносія в резервуарах сягне необхідного значення. З цього моменту вітротурбінна система з процесу накопичення тепла автоматично переключається на виробництво електроенергії, яка йде на потреби зерносховища, або ж передається в загальну електричну мережу EN. Відбір тепла з акумулятора для потреб зерносховища відбувається за допомогою теплообмінників ТE.
Параметри вітряної (вітротурбінної) системи енергопостачання зерносховища
Параметри та характеристика зерносушарки: питома виробнича потужність по зерну mGR-SP (т/год/%), визначає кількість тон зерна певного виду mGR, вологість якого сушарка може знизити на 1 % за 1 годину роботи; повна виробнича потужність по зерну mGR (т/год), визначає кількість тон зерна певного виду mGR, вологість якого сушарка може знизити на певну кількість n% відсотків за 1 годину роботи; питома потужність зерносушарки по теплу EHS-m-% (Вт), визначає кількість тепла, яке виробляє зерносушарка в одиницю часу, аби забезпечити питому виробничу потужність по сушінню зерна mGR-SP; повна потужність зерносушарки по теплу PHS-HR (Вт), визначає кількість тепла яке виробляє зерносушарка в одиницю часу, аби забезпечити повну виробничу потужність по сушінню зерна mGR; кількість тепла EHS (Дж), яке виробляє зерносушарка протягом термодинамічного циклу tHS; кількість тепла EHS-SN (Дж), яке виробляє зерносушарка протягом сезону (6 місяців).
Параметри і характеристики вітротурбінної (вітряної) теплоелектростанції: сумарна потужність вітрового потоку Pwpp; сумарна електрична потужність вітрових агрегатів (ВЕУ) PWPP-EL; електрична потужність одного вітроагрегату PWA-EL; кількість вітрових агрегатів NWA; сумарна площа охвату вітрових турбін АWPP; площа охвату однієї вітротурбіни АWT; час повного термодинамічного циклу, протягом якого ведеться неперервне телопостачаня tHS; тривалість вітру tWPP; коефіцієнт використання відновлюваної енергії потоку повітря ζWD (коефіцієнт корисної дії вітрової турбіни kWT), ζWD = kWT; коефіцієнт корисної дії вітрогенератора (електрогенератора) kWG; коефіцієнт корисної дії вітроагрегату (ВЕУ) kWA; кількість ЕWPP-EL та вартість PPRΣ річного виробітку електричної та теплової енергії; ціна 1 кВт·год pPR (US$/кВт·год); маса mHTF та об'єм VHTF теплоносія (наприклад, води) в акумуляторі тепла; питома теплоємність теплоносія cHC; сумарна теплоємність теплоносія в акумуляторі тепла QTS; різниця кінцевої і початкової температур теплоносія ΔT; маса MOFF та/або об'єм VOFF органічного викопного палива, яке заощаджується при функціонуванні вітротурбінної теплоелектростанції протягом року при коефіцієнті корисної дії котельні kOFF-TH, теплотворній здатності органічного палива (природного газу) сOFF.
Питома виробнича потужність зерносушарок по зерну mGR-SP (т/год/%) визначає кількість тон зерна певного виду, вологість якого сушарка має знизити на n% за 1 годину роботи. Якщо EHS-SP (Дж) — кількість тепла, яка потрібна для того, аби зменшити вологість 1 тони зерна на 1 %, то кількість тепла EHS-m-%, яке забезпечує виробничу потужність по зерну mGR-SP, знаходиться наступним чином: EHS-m-% = n%·mGR-SP·EHS-SP.
По визначенню, EHS-m-% — кількість тепла, яке витрачається протягом 1 години. Потужність зерносушарки по теплу PHS (Вт) визначає кількість тепла, яке виробляє зерносушарка в одиницю часу: PHS = EHS-m-%/3600 = n%·mGR-SP·EHS-SP/3600.
Кількість тепла EHS (Дж), яке виробляє зерносушарка протягом термодинамічного циклу tHS, наприклад, протягом 1 доби: EHS = PHS·tHS = (EHS-m-%/3600)·tHS = (n%·mGR-SP·EHS-SP/3600)·tHS.
Кількість тепла EHS-SN (Дж), яке виробляє зерносушарка протягом сезону tSN:
EHS-SN = PHS·tSN.
Електрична потужність вітрових агрегатів, яка забезпечить цілодобову роботу зерносушарки, знаходиться з умови рівності електричної енергії, яка виробляється вітроагрегатами теплоелектростанції ЕWPP-EL протягом термодинамічного циклу та теплової енергії, яка йде на сушіння зерна EHS:
EHS = ЕWPP-EL.
Величини енергії у попередньому рівнянні можна виразити через потужності зерносушарки PHS та вітроагрегатів PWPP-EL а також через тривалості термодинамічного циклу tHS та вітру tWPP, тоді отримуємо: PHS·tHS = PWPP-EL·tWPP.
Сумарна електрична потужність вітроагрегатів PWPP-EL знаходиться наступним чином: PWPP-EL = (tHS/tWPP)·PHs.
Сумарна потужність вітрових агрегатів PWPP-EL може бути знайдена також через сумарну потужність вітрового потоку PWPP та конструктивні параметри вітрових енергетичних установок: PWPP-EL = kWA·PWPP = kWT·kWG·PWPP = 0,5·kWT·kWG·ρWD·АWPP·vWD3,
де kWA, kWT, kWG — коефіцієнти корисної дії вітроагрегатів, вітротурбін та вітрогенераторів відповідно, kWA = kWT·kWG.
З цих виразів формула для визначення сумарної площі охвату вітрових турбін, яка забезпечує електричну потужність PWPP-EL, має вигляд: АWPP = PWPP-EL/(0,5·kWT·kWG·ρWD·vWD3) = 2(tHS/tWPP)·PHS/(kWT·kWG·ρWD·vWD3).
Потужність вітрових енергетичних установок обмежена, тож, відбір вітрової енергії з усієї площі поперечного перерізу повітряного потоку можна здійснити використанням ряду з NWT вітрових енергетичних установок електричною потужністю PWA-EL кожна. Якщо АWT — охват вітрової турбіни, АWT = π·RWT2, де RWT — довжина лопаті (радіус ротора), то кількість вітроенергетичних установок NWA у станції визначається відношенням: NWA = АWPP/АWT.
Приймаючи сумарну теплоємність теплоносія QTS в акумуляторі тепла рівною кількості енергії, яку виробляє вітрова теплоелектростанція протягом термодинамічного циклу EHS = ЕWPP-EL = QTS, масу теплоносія mMTF в акумуляторі тепла можна знайти наступним чином: mHTF = EHS/(cHC·ΔT) = ЕWPP-EL/(cHC·ΔT).
де cHC — питома теплоємність теплоносія; ΔT — різниця кінцевої та початкової температур теплоносія.
Кількість органічного викопного палива, наприклад, об'єм VOFF природного газу з питомою теплотворною здатністю сOFF, яке заощаджується при використанні вітрової теплоелектростанції для сушіння зерна, розраховується наступним чином: VOFF = EHS/(kOFF-TH·сOFF), (3.28)
де kOFF-TH — коефіцієнт корисної дії системи опалення на органічному паливі, в енергоефективних системах kOFF-TH = 0,9, теплотворна здатність природного газу сOFF = 32,7 МДж/м3.
В таблиці наведено енергетичні параметри вітротурбінних систем теплопостачання зерносховищ різної потужності, розраховані для таких вихідних даних: потужності зерносушарок по зерну — 10 т/год., 20 т/год., 30 т/год., 40 т/год., 50 т/год., 60 т/год. при зниженні вологості умовного зерна з 25 % до 15 %; кількість тепла, яка потрібна для зменшення вологості 1 тони зерна на 1 %, EHS-SP (Дж) = 37,9 МДж (кількість тепла, яке дає спалювання природного газу теплотворною здатністю cOFF = 32,7 МДж/м3; середньодобова тривалість вітру tWPP = 10 годин; тривалість опалювального сезону tSN = 6 міс.; середньостатистичне значення швидкості вітру для даної місцевості vWD = 7 м/с; коефіцієнт корисної дії вітроенергетичної системи kWA = 0,5; питома теплоємність теплоносія (важкого бетону) cHC = 0,46 кДж/(кг·°C); питома вага заліза (чавуну) рFe = 7850 кг/м3; робочий температурний режим функціонування акумулятора тепла ΔT 1300C…6300C…1300C; коефіцієнт корисної дії котельні на природному газу – kOFF-TH = 0,9. Вибір теплоносія та температурний режим функціонування акумулятора тепла обумовлені тим, що вітрова теплоелектростанція має забезпечувати виробництво пари температурою. Питомі витрати пального такими зерносушарками приблизно складають: рідкого палива — 1 кг/т/%; природного газу — 1,16 м3/т/%.
Параметри вітрових та традиційних систем теплопостачання зерносховища малої потужності
Параметри зерносушарки | ||||||
Потужність зерносушарки по зерну, т/год. | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
Кількість зерна за 24 год, т | 240 | 480 | 720 | 960 | 1200 | 1440 |
Кількість зерна за 6 міс., х103, т | 43,2 | 86,4 | 130 | 173 | 216 | 259 |
Потужність зерносушарки по теплу, МВт | 1,05 | 2,1 | 3,15 | 4,2 | 5,25 | 6,3 |
Параметри вітрової ТЕС | ||||||
Середньодобова потужність вітрової ТЕС, МВт | 1,05 | 2,1 | 3,15 | 4,2 | 5,25 | 6,3 |
Потужність ВЕС, МВт | 2,52 | 5,04 | 7,56 | 10,1 | 12,6 | 15,1 |
Сумарна енергія ВЕС за 10 годин, ГДж | 90,7 | 181 | 272 | 363 | 454 | 544 |
Площа охвату вітрових турбін, тис.м2. | 24,5 | 49 | 73,5 | 98 | 123 | 147 |
Сумарна теплоємність акумулятора тепла, ГДж | 90,7 | 181 | 272 | 363 | 454 | 544 |
Маса теплоносія (заліза), т | 395 | 790 | 1185 | 1590 | 1975 | 2370 |
Об'єм теплоносія (заліза), м2 | 50 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 |
Кількість заощадженого п/газу за 1 рік х105, м3 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
Вартість заощадженого п/газу за 1 рік х103, US$ | 250 | 500 | 750 | 1000 | 1250 | 1500 |
Для зерносховищ потужністю за зерном (10…60) т/год необхідна сумарна площа охвату вітрових турбін теплової електростанції змінюється у межах (24500…147000) м2 при середньодобовій тривалості вітру 10 годин. Теплоємність акумулятора визначається питомою теплоємністю теплоносія (заліза) та середньодобовим використанням тепла. Використання вітрових теплоелектростанцій для сушіння та вентилювання зерна дозволяє значною мірою відмовитись від органічного палива та знизити викиди парникових газів. У нашому випадку, застосування вітрової ТЕС середньодобовою потужністю 1,05 МВт дозволяє за опалювальний сезон заощадити природного газу загальною вартістю US$0,25 млн при ціні палива US$0,5/м3. Співвідношення потужностей вітрового та традиційного способів постачання тепла визначається кліматичною зоною розташування сховища, видами та кількістю зерна, яке закладається на зберігання. За 10 років роботи подібна вітрова система теплопостачання дозволяє заощадити органічні паливні ресурси загальною вартістю US$2,5 млн.
Раціональність використання вітрових систем відновлюваного енергопостачання пояснюється можливістю їх задіяння у двох режимах: виробництва тепла та виробництва електричної енергії. Очевидно, у багатьох випадках необхідно поєднувати відновлювані вітрові технології енергопостачання з традиційними технологіями виробництва тепла на органічному паливі.
Див. також
Примітки
Література
- Сидоров В. І. Вітротурбінні технології та системи теплопостачання / у кн. Технології гідро- та вітроенергетики. — Черкаси: Вертикаль, видавець Кандич С. Г., 2016. — 166 с.
- Сидоров В. І. Вітрові теплоелектростанції // Промислова електроенергетика та електротехніка. — 2018. — № 1. — С. 28–36.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Vitroturbinna sistema energopostachannya zernoshovisha angl Wind turbine heat and electrical power supply of grain elevator bagatokomponentna sistema elektro j teplopostachannya zasnovana na virobnictvi elektrichnoyi energiyi vitrovimi turbinami virobnictvi ta akumulyuvanni teplovoyi energiyi u vitryanu pogodu shlyahom elektrichnogo nagrivu pevnogo ob yemu teplonosiya zberezhenni tepla u termoizolovanih rezervuarah z nastupnim vikoristannyam dlya teplopostachannya ta garyachogo vodopostachannya zernoshovisha protyagom dobi pri vidsutnosti vitru Vitroturbinna sistema teplopostachannya zernovogo elevatora Harakteristika ob yekta energopostachannya Tehnologiyi sporudi ta obladnannya dlya zberigannya zerna Ukrayina harakterizuyetsya visokim stupenem osvoyennya zemelnogo fondu Na silskogospodarski ugiddya pripadaye 60 jogo ploshi Harakternoyu risoyu strukturi silskogospodarskih ugid Ukrayini ye visoka pitoma vaga rozoranih zemel zemli lisostepovoyi zoni rozorani na 85 4 zemli Polissya na 68 9 Za plosheyu silskogospodarskih ugid Ukrayina posidaye odne z pershih misc u sviti Providni kulturi v zemlerobstvi Ukrayini zernovi 56 ozima i yara pshenicya zhito ozimij i yarij yachmin kukurudza oves grechka proso i ris Zabezpechennya potreb u prodovolchomu nasinnyevomu ta furazhnomu zerni naroshuvannya jogo eksportnogo potencialu mozhlivo lishe u razi vikonannya kompleksu zahodiv po zberigannyu zerna yaki vklyuchayut prijmannya dorobku zberigannya ta vidvantazhennya zerna Klyuchovim elementom infrastrukturi zberigannya zerna ye zernovij sklad yuridichna osoba yaka maye na pravi vlasnosti zernoshovishe Sub yektami zberigannya zerna ye takozh virobniki zerna yaki zberigayut jogo u vlasnih abo orendovanih zernoshovishah Osnovni vimogi do tehnologij zberigannya zerna vstanovlyuye tehnichnij reglament zernovogo skladu Zernovij sklad zabezpechuye kilkisne ta yakisne zberigannya zernovih kultur z vikoristannyam progresivnih tehnologij efektivnogo obladnannya pri maksimalnomu znizhenni vitrat na zberigannya zerna dorobku zernovih kultur do norm yakosti sho vidpovidayut umovam dogovoru zberigannya zerna ohoronu prirodnogo dovkillya Virobnichi budivli i sporudi roztashovuyutsya na teritoriyi zernovogo skladu z urahuvannyam dominuyuchih vitriv Silovi stanciyi ta kotelni rozmishuyutsya v okremih budivlyah sklad tverdogo paliva za virobnichimi budivlyami vzdovzh zaliznichnoyi koliyi Sklad zabezpechuyetsya pidzemnimi pozhezhnimi rezervuarami iz zapasom vodi na 250 500 m3 Teplomerezhi zernovogo skladu vklyuchayut sistemu podachi garyachoyi vodi ta paroprovodi dlya podachi vodyanoyi pari u bojlernu dlya pidigrivannya vodi Garyachu vodu i vodyanu paru zernovij sklad mozhe oderzhuvati vid miskih merezh abo vlasnih dzherel teplovoyi energiyi Zernovij sklad zobov yazanij mati stacionarni sistemi vodopostachannya ta kanalizaciyi Do ob yektiv virobnichogo priznachennya zernovih skladiv nalezhat elevatori ta skladi pidlogovogo zberigannya zerna z kompleksom virobnichogo obladnannya Elevator zernoshovishe osnashene vidpovidnimi mehanizmami ta sistemami dlya pidijmannya sushinnya j zberigannya velikoyi 10 150 tis t kilkosti zerna Rozriznyuyut elevatori zagotivelni linijni mistkistyu 15 100 tis t virobnichi bilya mliniv mistkistyu 8 40 tis t inodi ponad 100 tis t perevalochni bazisni ta portovi mistkistyu 50 150 tis t dlya trivalogo zberigannya ta perevantazhennya z odnogo vidu transportu do inshogo buduyut na velikih zaliznichnih stanciyah i v portah fondovi bazisni dlya trivalogo zberigannya derzhavnogo zernovogo rezervu Elevator skladayetsya z kilkoh silosiv yemnostej dlya zerna Silos yavlyaye soboyu zalizobetonnu bashtu visotoyu 30 50 m z kruglim diametrom 6 10 m abo kvadratnim 3 4m pererizom abo zh stalevij cilindr visotoyu do i diametrom do Zerno z prijomnih bunkeriv pidijmayut nagoru budivli na nadsilosnij poverh transporterami zvazhuyut vichishayut vid domishok visushuyut i po konveyerah zasipayut jogo do silosiv Zernovij elevator vklyuchaye nastupni vidi tehnologichnogo obladnannya dlya ochishennya zernovih kultur gorohoochisniki skalperatori sito povitryani separatori povitryani separatori kaminnyevidbirniki magnitni separatori i magnitni aparati dlya sushinnya zerna zernosusharki z pryamotochnoyu ta recirkulyacijnoyu sushkoyu dlya aktivnogo ventilyuvannya zerna perenosni ta stacionarni ustanovki dlya aktivnogo ventilyuvannya zerna u skladah na ploshadkah u silosah elevatora bunkerah metalevih mistkostyah z produvannyam zerna po vertikali ta po gorizontali kontrolno vimiryuvalni priladi i zasobi avtomatizaciyi obladnannya dlya distancijnogo kontrolyu temperaturi zerna v silosah pristroyi kontrolyu i avtomatizaciyi osnovnih virobnichih procesiv Dlya bezperebijnoyi roboti zernovij sklad zobov yazanij mati rezervnu energoustanovku neobhidnoyi potuzhnosti abo rezervnu shemu energopostachannya Rekomenduyetsya pidbirati dlya rozmishennya u zernoshovishah zerno serednoyi suhosti z vologistyu 13 5 15 5 vologe z vologistyu 15 5 17 sire z vologistyu 17 23 sire z vologistyu ponad 23 z intervalom u 6 a dlya kukurudzi v zerni 5 Pri neobhidnosti zastosovuyut profilaktichni zasobi osvizhennya oholodzhennya ta pidsushki zerna Neobhidno viznachati temperaturu zerna vologist zerna zarazhenist shkidnikami zerna zapah ta kolir zerna Pri viyavlenni vidhilen u pokaznikah yakosti zerna vikonuyutsya konkretni diyi shodo jogo polipshennya Zernovij sklad zabezpechuye zberigannya zerna u suhomu stani v oholodzhenomu stani u germetichnih umovah Zberigannya zernovoyi masi v suhomu stani daye zmogu pripiniti fiziologichnu aktivnist biologichnih komponentiv zokrema mikroorganizmiv klishiv ta inshih shkidnikiv zerna Rekomendovana vologist zerna zlakovih i zernobobovih kultur 12 14 olijnih kultur z umistom zhiru 25 30 10 11 a pri kilkosti zhiru 40 50 yih vologist povinna buti v diapazoni 6 8 Suhij stan zernovoyi masi daye zmogu zabezpechiti zberigannya zerna do 3 4 rokiv perevoziti zerno zaliznichnim avtomobilnim i vodnim transportom na znachni vidstani zberigati zerno v silosah 2 3 roki garantuvati osoblivo pri oholodzhenni suhogo zerna do 5 10 praktichno nezminnu yakist zerna Zberigannya zernovih kultur v oholodzhenomu stani znachno zbilshuye stroki zberezhennya partij zerna Zernovi masi z temperaturoyu v usih sharah nasipu u mezhah 0 10 uvazhayut oholodzhenimi pershogo stupenyu a z temperaturami nizhche drugogo stupenyu Ne rekomenduyetsya zerno oholodzhuvati do nizkih temperatur 5 20 Oholodzhuyut sire ta vologe zerno Tehnologiyu aktivnogo i pasivnogo oholodzhennya zerna zastosovuyut vikoristovuyuchi holodne povitrya v osinno zimovij period a v teplu poru zasobi kriogennoyi tehniki Pasivne oholodzhennya zernovih mas provodyat provitryuvannyam ta z vikoristannyam ventilyacijnih kanaliv u zernoshovishi Pri aktivnomu oholodzhenni zernovih kultur propuskayut zernovi masi kriz separatori zernosusharki pristroyi z ustanovlenimi ventilyatorami vikoristovuyut takozh ustanovki aktivnogo ventilyuvannya zerna Zabezpechennya zberigannya zernovih mas u germetichnih umovah dosyagayetsya prirodnim nakopichennyam u yemkostyah zernoshovish vuglekislogo gazu i vtratoyu kisnyu pri aerobnomu dihanni organichnih komponentiv zernovoyi masi uvedennyam u zernovu masu inertnih gaziv sho vitisnyayut z neyi povitrya z kisnem Sushinnya zernovih kultur provoditsya zernovim skladom pri potrebi zniziti vologist sirogo ta vologogo zerna do standartnih pokaznikiv yakosti ozdoroviti zerno znishiti shkidnikiv zerna oholoditi zerno sho samo zigrivayetsya osvizhiti zerno polipshiti jogo tovarnij viglyad kolir blisk Pryamotochna tehnologiya sushinnya zernovih kultur vklyuchaye nastupni tehnologichni procesi pidbir partij zerna z rizniceyu vologosti 2 3 podachu sirogo abo vologogo pervinno ochishenogo zerna transportnimi mehanizmami u nadsushilnij bunker sushinnya zerna za parametrami pershoyi zoni sushinnya zerna za parametrami drugoyi zoni temperatura nagrivannya zerna v kinci procesu sushinnya ne povinna perevishuvati dopustimoyi dlya ciyeyi kulturi oholodzhennya zerna zovnishnim povitryam vipusk zerna iz susharki kontrol temperaturi oholodzhenogo zerna kontrol vologosti zerna pislya sushinnya podacha prosushenogo zerna v mistkosti zernoshovisha Pri pryamotochnij tehnologiyi za odin propusk susharki vologist zerna znizhuyetsya na 6 8 Dlya znizhennya vologosti ponad 8 zerno neobhidno propustiti cherez susharku 2 5 raziv Recirkulyacijna tehnologiya sushinnya zernovih kultur ne potrebuye doboru partij zerna za vologistyu i peredbachaye nastupni etapi sushinnya podachu pervinno ochishenih sirogo abo vologogo zerna v susharku na zmishuvannya iz suhim recirkulovanim zernom sho vipuskayetsya iz susharki zmishuvannya sirogo abo vologogo zerna iz suhim yakogo za ob yemom maye buti u 2 3 razi bilshe vid togo sho nadhodit nagrivannya zernovoyi masi do granichno dopustimih temperatur termostatuvannya protyagom 15 20 hvilin u teploizolovanomu bunkeri zernovoyi masi dlya masoobminu vologogo i suhogo zerna pryamotochne sushinnya abo oholodzhennya zernovoyi masi u shahtnih zernosusharkah vipusk suhogo zerna iz susharki Aktivne ventilyuvannya zernovih kultur vikoristovuyut dlya priskorennya procesu dozrivannya svizhozibranogo zerna za dopomogoyu podachi v zernovu masu teplogo atmosfernogo povitrya pidsushki zernovoyi masi vologist zerna do pidsushki dopuskayetsya ne bilshe 10 sonyashnik 13 ripak i 17 pshenicya zhito ris zerno kukurudzi soya goroh osvizhennya zernovih kultur provitryuvannyam bez yih peremishennya pri vidsutnosti zvolozhennya zerna atmosfernim povitryam oholodzhennya zerna pri temperaturi zovnishnogo povitrya nizhche temperaturi zerna ne menshe nizh na zapobigannya abo likvidaciya samozigrivannya zerna usunennya iz zernovoyi masi ne vlastivih zapahiv upovilnennya zhittyediyalnosti shkidnikiv zerna Degazaciya zernovih kultur provoditsya shlyahom pasivnogo j aktivnogo ventilyuvannya zerna Provitryuvannya zernoshovish silosnogo tipu zdijsnyuyut cherez vidkriti lyuki yemkostej ta vikna nadsilosnogo poverhu Aktivne provitryuvannya zernovih kultur provodyat u zernoshovishah usih tipiv iz zastosuvannyam stacionarnih i perenosnih ventilyacijnih pristroyiv Aktivni zasobi degazaciyi ne zastosovuyut yaksho temperatura zovnishnogo povitrya nizhcha vid temperaturi zerna abo mensha 120S Tehnologichni procesi zernozberezhennya ye dovoli energovitratnimi Golovnimi energomistkimi ta teplomistkimi tehnologichnimi procesami ye sushinnya aktivne ventilyuvannya ta oholodzhennya zernovih kultur Tak proces sushinnya vologogo zerna potrebuye visokih energovitrat ridkogo i gazopodibnogo paliva ta elektroenergiyi Cina energomaterialiv u vartosti takogo sushinnya stanovit 80 90 Prioritetnimi energozberigayuchimi zahodami pri roboti zernoshovish ye vdoskonalennya energetichnogo obladnannya zrostannya doli avtonomnogo energozabezpechennya zastosuvan nya kombinovanih vidnovlyuvanih ta netradicijnih dzherel energiyi Soncya vitru biogazovih ustanovok dlya virobnictva teplovoyi ta elektrichnoyi energiyi Vikoristannya vidnovlyuvanoyi energiyi dozvolyaye priblizno u 2 razi zniziti zovnishnye energopostachannya Do sistemi teplopostachannya zernoshovish pred yavlyayutsya nastupni vimogi zabezpechennya avtonomnogo postachannya zernoshovisha energetichnimi resursami dovedennya doli vidnovlyuvanoyi energiyi dlya serednih shirot do 50 zabezpechennya zernoshovisha teplovoyu energiyeyu potribnoyi kondiciyi zabezpechennya rezhimiv oholodzhennya ventilyuvannya ta povitryanoyi ochistki zabezpechennya elektrichnoyu energiyeyu dlya zhivlennya elektroobladnannya mozhlivist paralelnoyi roboti sistemi z inshimi dzherelami teplovoyi ta elektrichnoyi energiyi vodogrijnimi ta parovimi kotlami teplogeneratorami kogeneracijnimi sistemami vrahuvannya v algoritmi roboti sistemi zovnishnih klimatichnih pokaznikiv yaki postupayut z vidpovidnih datchikiv shvidkosti ta napryamu vitru temperaturi povitrya osvitlenosti vologosti nayavnosti ta intensivnosti doshovih opadiv hmarnosti polozhennya Soncya vrahuvannya v algoritmi roboti vnutrishnih parametriv shovisha temperaturi ta vologosti zerna povitrya u riznih chastinah zernoshovisha koncentraciyi vuglekislogo gazu ta metanu Zernosusharki mayut zabezpechuvati sushinnya vsih vidiv zernovih maslyanichnih ta bobovih kultur riznoyi vologosti V osnovi roboti shahtnih zernosusharok protochnogo tipu lezhit princip rekuperaciyi tepla ta otrimannya dodatkovoyi energiyi dlya sushinnya z tepla povitrya vidpracovanogo pislya sushinnya Taka tehnologiya dozvolyaye zaoshadzhuvati bilya 20 paliva u porivnyanni zi zvichajnimi zernosusharkami Zvichajni pitomi vitrati palnogo takimi zernosusharkami priblizno skladayut ridkogo paliva 1 kg t prirodnogo gazu 1 16 m3 t Virobnicha potuzhnist viznachayetsya kilkistyu ton zerna vologist yakogo susharka mozhe zniziti na 1 za 1 godinu roboti Ochevidno sho kilkist zerna yake visushuye zernosusharka zalezhit vid parametriv vologosti zerna Dlya sushinnya viroblyayetsya para temperaturoyu 1300S Zernosusharki viroblyayutsya riznoyi virobnichoyi potuzhnosti Dlya sushinnya takozh vikoristovuyutsya elektrichni ventilyatori Vitrati elektrichnoyi energiyi pri sushinni u porivnyanni z vitratami palnogo mensh znachni i v danomu rozdili rozglyadatisya ne budut Vimogi do sistemi energopostachannya zernoshovisha Do avtonomnoyi sistemi energopostachannya teplichnogo gospodarstva pred yavlyayutsya nastupni vimogi zabezpechennya vsesezonnogo ta cilodobovogo postachannya teplichnogo gospodarstva neobhidnimi energetichnimi resursami z doleyu vidnovlyuvanoyi energiyi dlya serednih shirot na rivni 70 sho dozvolit zniziti zovnishnye energopostachannya prodovzhiti sezon viroshuvannya roslin pidnyati vrozhajnist ta rozshiriti asortiment roslin zabezpechennya teplovoyu energiyeyu dlya pidigrivu vodi gruntu ta povitrya zabezpechennya elektrichnoyu energiyeyu dlya zhivlennya nasosiv kompresoriv ta transporteriv i osoblivo dlya dodatkovogo optimalnogo pidsvichuvannya roslin u mezhah 6000 20000 lyuks 0 1 kVt na korisnoyi ploshi protyagom roku u miscyah z holodnim klimatom pri comu spektralnij diapazon optichnogo viprominyuvannya vazhlivij dlya fotosintezu znahoditsya v mezhah Dl 0 4 0 7 mkm potuzhnist energosistemi vibirayetsya iz rozrahunku 2 MVt teplovoyi energiyi ta 1 MVt elektrichnoyi energiyi na zakritogo gruntu mozhlivist paralelnoyi roboti z inshimi dzherelami teplovoyi energiyi vodogrijnimi kotlami teplogeneratorami ta kogeneracijnimi sistemami vrahuvannya vplivu zovnishnih klimatichnih pokaznikiv zokrema temperaturi povitrya osvitlenosti vologosti shvidkosti ta napryamu vitru nayavnosti ta intensivnosti doshovih opadiv hmarnosti ta polozhennya Soncya vrahuvannya vnutrishno teplichnih parametriv temperaturi ta vologosti gruntu koncentraciyi vuglekislogo gazu u riznih chastinah teplici Bazova shema ta princip roboti vitroturbinnoyi sistemi energopostachannya zernoshovishaBazova shema vitroturbinnoyi sistemi elektro j teplopostachannya vitryanoyi teploelektrostanciyi dlya avtonomnogo energozabezpechennya zernoshovisha vklyuchaye vitroenergetichnu ustanovku WT elektrichnij adapter EA pidzemnij akumulyator tepla TS elektrichni nagrivachi EH teploobminniki TE Vitroturbinna sistema energopostachannya mozhe pracyuvati v dvoh rezhimah virobnictva elektroenergiyi EE ta virobnictva j akumulyuvannya teplovoyi energiyi TNE Akumulyator tepla TS predstavlyaye soboyu termoizolovanu yemnist cisternu vikonanu u viglyadi sudini Dyuara z robochoyu ridinoyu yaka harakterizuyetsya visokoyu pitomoyu teployemnistyu U sproshenomu viglyadi takim teplonosiyem mozhe vistupati voda Pri bilsh priskiplivomu pidhodi yak teplonosij mozhut vikoristovuvatis rozchini solej yaki mayut vishu tochku kipinnya ta bilshu pitomu teployemnist Akumulyator tepla mozhe skladatisya takozh z dekilkoh rezervuariv RSV1 RSV2 RSV3 Kozhen z nih priznachenij dlya zberigannya teplonosiya z riznoyu temperaturoyu Uporyadkovanij teploobmin mizh teplonosiyami yaki znahodyatsya v riznih rezervuarah vikonuyetsya za dopomogoyu sistemi truboprovodiv Pri stvorenni sistemi teplopostachannya teplici vtorinnim konturom dlya vidboru tepla mozhut buti vikoristani konstruktivi teplovogo nasosa Akumulyator tepla mozhe buti vikonanij u nazemnomu ta pidzemnomu variantah roztashuvannya rezervuariv nakopichuvachiv teplonosiya Vibir tiyeyi chi inshoyi konstrukciyi viznachayetsya konkretnimi zadachami yaki virishuyutsya pri stvorenni teplovoyi sistemi Chastina termoizolovanih rezervuariv mozhe buti napovnena robochoyu ridinoyu teplonosiyem yaka harakterizuyetsya visokoyu pitomoyu teployemnistyu chastishe vsogo takoyu robochoyu ridinoyu ye voda V inshih rezervuarah termonosiyem maye vikoristovuvatisya tverde tilo napriklad zalizobeton Pitoma teployemnist zalizobetonu nizhcha nizh vodi ale vin mozhe nagrivatisya do visokih temperatur i za rahunok cogo sumarna teployemnist akumulyatora cogo tipu znachno visha nizh vodyanogo Do togo zh nagritij do visokih temperatur tverdotilnij teplonosij spromozhnij utvoryuvati visokotemperaturnu paru i pri neobhidnosti shvidko viddavati teplo povitryu a ce neobhidna umova roboti sistemi teplopostachannya zernoshovisha Novitnya vitrova sistema teplopostachannya zernoshovisha povnistyu vidpovidaye ekologichnim ta ekonomichnim vimogam Teplovij akumulyator nakopichuye teplo ne porushuyuchi prirodnij balans sho sklavsya u pevnomu ekologichnomu seredovishi pid zemleyu u povitri chi u vodojmi Zgidno z diyuchimi normami kozhen elevator sogodni osnashenij mistkostyami z vodoyu ob yemom bilya dlya virishennya pitan protipozhezhnogo zahistu U podalshomu dlya rozmishennya akumulyatoriv tepla mozhna takozh vikoristovuvati znachnu chastinu plosh na yakih sogodni zberigayutsya ridki ta tverdi palivni organichni materiali Vitroenergetichna sistema teplopostachannya zernoshovisha funkcionuye nastupnim chinom Vitrova turbina peretvoryuye kinetichnu energiyu ruhomogo povitrya v mehanichnu obertalnu energiyu rotora Elektrodinamichna sistema vittrogeneratora peretvoryuye kinetichnu energiyu obertannya rotora v elektrichnu energiyu EE yaka dovoditsya do potribnih parametriv u elektrichnomu adapteri EA i podayetsya na elektrichni nagrivachi EH v akumulyatori tepla TS Elektrichni nagrivachi EH peretvoryuyut elektrichnu energiyu v Dzhouleve teplo j nagrivayut teplonosij napriklad vodu v akumulyatori tepla Nakopichennya tepla vidbuvayetsya do tih pir poki temperatura teplonosiya v rezervuarah syagne neobhidnogo znachennya Z cogo momentu vitroturbinna sistema z procesu nakopichennya tepla avtomatichno pereklyuchayetsya na virobnictvo elektroenergiyi yaka jde na potrebi zernoshovisha abo zh peredayetsya v zagalnu elektrichnu merezhu EN Vidbir tepla z akumulyatora dlya potreb zernoshovisha vidbuvayetsya za dopomogoyu teploobminnikiv TE Parametri vitryanoyi vitroturbinnoyi sistemi energopostachannya zernoshovishaParametri ta harakteristika zernosusharki pitoma virobnicha potuzhnist po zernu mGR SP t god viznachaye kilkist ton zerna pevnogo vidu mGR vologist yakogo susharka mozhe zniziti na 1 za 1 godinu roboti povna virobnicha potuzhnist po zernu mGR t god viznachaye kilkist ton zerna pevnogo vidu mGR vologist yakogo susharka mozhe zniziti na pevnu kilkist n vidsotkiv za 1 godinu roboti pitoma potuzhnist zernosusharki po teplu EHS m Vt viznachaye kilkist tepla yake viroblyaye zernosusharka v odinicyu chasu abi zabezpechiti pitomu virobnichu potuzhnist po sushinnyu zerna mGR SP povna potuzhnist zernosusharki po teplu PHS HR Vt viznachaye kilkist tepla yake viroblyaye zernosusharka v odinicyu chasu abi zabezpechiti povnu virobnichu potuzhnist po sushinnyu zerna mGR kilkist tepla EHS Dzh yake viroblyaye zernosusharka protyagom termodinamichnogo ciklu tHS kilkist tepla EHS SN Dzh yake viroblyaye zernosusharka protyagom sezonu 6 misyaciv Parametri i harakteristiki vitroturbinnoyi vitryanoyi teploelektrostanciyi sumarna potuzhnist vitrovogo potoku Pwpp sumarna elektrichna potuzhnist vitrovih agregativ VEU PWPP EL elektrichna potuzhnist odnogo vitroagregatu PWA EL kilkist vitrovih agregativ NWA sumarna plosha ohvatu vitrovih turbin AWPP plosha ohvatu odniyeyi vitroturbini AWT chas povnogo termodinamichnogo ciklu protyagom yakogo vedetsya neperervne telopostachanya tHS trivalist vitru tWPP koeficiyent vikoristannya vidnovlyuvanoyi energiyi potoku povitrya zWD koeficiyent korisnoyi diyi vitrovoyi turbini kWT zWD kWT koeficiyent korisnoyi diyi vitrogeneratora elektrogeneratora kWG koeficiyent korisnoyi diyi vitroagregatu VEU kWA kilkist EWPP EL ta vartist PPRS richnogo virobitku elektrichnoyi ta teplovoyi energiyi cina 1 kVt god pPR US kVt god masa mHTF ta ob yem VHTF teplonosiya napriklad vodi v akumulyatori tepla pitoma teployemnist teplonosiya cHC sumarna teployemnist teplonosiya v akumulyatori tepla QTS riznicya kincevoyi i pochatkovoyi temperatur teplonosiya DT masa MOFF ta abo ob yem VOFF organichnogo vikopnogo paliva yake zaoshadzhuyetsya pri funkcionuvanni vitroturbinnoyi teploelektrostanciyi protyagom roku pri koeficiyenti korisnoyi diyi kotelni kOFF TH teplotvornij zdatnosti organichnogo paliva prirodnogo gazu sOFF Pitoma virobnicha potuzhnist zernosusharok po zernu mGR SP t god viznachaye kilkist ton zerna pevnogo vidu vologist yakogo susharka maye zniziti na n za 1 godinu roboti Yaksho EHS SP Dzh kilkist tepla yaka potribna dlya togo abi zmenshiti vologist 1 toni zerna na 1 to kilkist tepla EHS m yake zabezpechuye virobnichu potuzhnist po zernu mGR SP znahoditsya nastupnim chinom EHS m n mGR SP EHS SP Po viznachennyu EHS m kilkist tepla yake vitrachayetsya protyagom 1 godini Potuzhnist zernosusharki po teplu PHS Vt viznachaye kilkist tepla yake viroblyaye zernosusharka v odinicyu chasu PHS EHS m 3600 n mGR SP EHS SP 3600 Kilkist tepla EHS Dzh yake viroblyaye zernosusharka protyagom termodinamichnogo ciklu tHS napriklad protyagom 1 dobi EHS PHS tHS EHS m 3600 tHS n mGR SP EHS SP 3600 tHS Kilkist tepla EHS SN Dzh yake viroblyaye zernosusharka protyagom sezonu tSN EHS SN PHS tSN Elektrichna potuzhnist vitrovih agregativ yaka zabezpechit cilodobovu robotu zernosusharki znahoditsya z umovi rivnosti elektrichnoyi energiyi yaka viroblyayetsya vitroagregatami teploelektrostanciyi EWPP EL protyagom termodinamichnogo ciklu ta teplovoyi energiyi yaka jde na sushinnya zerna EHS EHS EWPP EL Velichini energiyi u poperednomu rivnyanni mozhna viraziti cherez potuzhnosti zernosusharki PHS ta vitroagregativ PWPP EL a takozh cherez trivalosti termodinamichnogo ciklu tHS ta vitru tWPP todi otrimuyemo PHS tHS PWPP EL tWPP Sumarna elektrichna potuzhnist vitroagregativ PWPP EL znahoditsya nastupnim chinom PWPP EL tHS tWPP PHs Sumarna potuzhnist vitrovih agregativ PWPP EL mozhe buti znajdena takozh cherez sumarnu potuzhnist vitrovogo potoku PWPP ta konstruktivni parametri vitrovih energetichnih ustanovok PWPP EL kWA PWPP kWT kWG PWPP 0 5 kWT kWG rWD AWPP vWD3 de kWA kWT kWG koeficiyenti korisnoyi diyi vitroagregativ vitroturbin ta vitrogeneratoriv vidpovidno kWA kWT kWG Z cih viraziv formula dlya viznachennya sumarnoyi ploshi ohvatu vitrovih turbin yaka zabezpechuye elektrichnu potuzhnist PWPP EL maye viglyad AWPP PWPP EL 0 5 kWT kWG rWD vWD3 2 tHS tWPP PHS kWT kWG rWD vWD3 Potuzhnist vitrovih energetichnih ustanovok obmezhena tozh vidbir vitrovoyi energiyi z usiyeyi ploshi poperechnogo pererizu povitryanogo potoku mozhna zdijsniti vikoristannyam ryadu z NWT vitrovih energetichnih ustanovok elektrichnoyu potuzhnistyu PWA EL kozhna Yaksho AWT ohvat vitrovoyi turbini AWT p RWT2 de RWT dovzhina lopati radius rotora to kilkist vitroenergetichnih ustanovok NWA u stanciyi viznachayetsya vidnoshennyam NWA AWPP AWT Prijmayuchi sumarnu teployemnist teplonosiya QTS v akumulyatori tepla rivnoyu kilkosti energiyi yaku viroblyaye vitrova teploelektrostanciya protyagom termodinamichnogo ciklu EHS EWPP EL QTS masu teplonosiya mMTF v akumulyatori tepla mozhna znajti nastupnim chinom mHTF EHS cHC DT EWPP EL cHC DT de cHC pitoma teployemnist teplonosiya DT riznicya kincevoyi ta pochatkovoyi temperatur teplonosiya Kilkist organichnogo vikopnogo paliva napriklad ob yem VOFF prirodnogo gazu z pitomoyu teplotvornoyu zdatnistyu sOFF yake zaoshadzhuyetsya pri vikoristanni vitrovoyi teploelektrostanciyi dlya sushinnya zerna rozrahovuyetsya nastupnim chinom VOFF EHS kOFF TH sOFF 3 28 de kOFF TH koeficiyent korisnoyi diyi sistemi opalennya na organichnomu palivi v energoefektivnih sistemah kOFF TH 0 9 teplotvorna zdatnist prirodnogo gazu sOFF 32 7 MDzh m3 V tablici navedeno energetichni parametri vitroturbinnih sistem teplopostachannya zernoshovish riznoyi potuzhnosti rozrahovani dlya takih vihidnih danih potuzhnosti zernosusharok po zernu 10 t god 20 t god 30 t god 40 t god 50 t god 60 t god pri znizhenni vologosti umovnogo zerna z 25 do 15 kilkist tepla yaka potribna dlya zmenshennya vologosti 1 toni zerna na 1 EHS SP Dzh 37 9 MDzh kilkist tepla yake daye spalyuvannya prirodnogo gazu teplotvornoyu zdatnistyu cOFF 32 7 MDzh m3 serednodobova trivalist vitru tWPP 10 godin trivalist opalyuvalnogo sezonu tSN 6 mis serednostatistichne znachennya shvidkosti vitru dlya danoyi miscevosti vWD 7 m s koeficiyent korisnoyi diyi vitroenergetichnoyi sistemi kWA 0 5 pitoma teployemnist teplonosiya vazhkogo betonu cHC 0 46 kDzh kg C pitoma vaga zaliza chavunu rFe 7850 kg m3 robochij temperaturnij rezhim funkcionuvannya akumulyatora tepla DT 1300C 6300C 1300C koeficiyent korisnoyi diyi kotelni na prirodnomu gazu kOFF TH 0 9 Vibir teplonosiya ta temperaturnij rezhim funkcionuvannya akumulyatora tepla obumovleni tim sho vitrova teploelektrostanciya maye zabezpechuvati virobnictvo pari temperaturoyu Pitomi vitrati palnogo takimi zernosusharkami priblizno skladayut ridkogo paliva 1 kg t prirodnogo gazu 1 16 m3 t Parametri vitrovih ta tradicijnih sistem teplopostachannya zernoshovisha maloyi potuzhnosti Parametri zernosusharki Potuzhnist zernosusharki po zernu t god 10 20 30 40 50 60 Kilkist zerna za 24 god t 240 480 720 960 1200 1440 Kilkist zerna za 6 mis h103 t 43 2 86 4 130 173 216 259 Potuzhnist zernosusharki po teplu MVt 1 05 2 1 3 15 4 2 5 25 6 3 Parametri vitrovoyi TES Serednodobova potuzhnist vitrovoyi TES MVt 1 05 2 1 3 15 4 2 5 25 6 3 Potuzhnist VES MVt 2 52 5 04 7 56 10 1 12 6 15 1 Sumarna energiya VES za 10 godin GDzh 90 7 181 272 363 454 544 Plosha ohvatu vitrovih turbin tis m2 24 5 49 73 5 98 123 147 Sumarna teployemnist akumulyatora tepla GDzh 90 7 181 272 363 454 544 Masa teplonosiya zaliza t 395 790 1185 1590 1975 2370 Ob yem teplonosiya zaliza m2 50 100 150 200 250 300 Kilkist zaoshadzhenogo p gazu za 1 rik h105 m3 5 10 15 20 25 30 Vartist zaoshadzhenogo p gazu za 1 rik h103 US 250 500 750 1000 1250 1500 Dlya zernoshovish potuzhnistyu za zernom 10 60 t god neobhidna sumarna plosha ohvatu vitrovih turbin teplovoyi elektrostanciyi zminyuyetsya u mezhah 24500 147000 m2 pri serednodobovij trivalosti vitru 10 godin Teployemnist akumulyatora viznachayetsya pitomoyu teployemnistyu teplonosiya zaliza ta serednodobovim vikoristannyam tepla Vikoristannya vitrovih teploelektrostancij dlya sushinnya ta ventilyuvannya zerna dozvolyaye znachnoyu miroyu vidmovitis vid organichnogo paliva ta zniziti vikidi parnikovih gaziv U nashomu vipadku zastosuvannya vitrovoyi TES serednodobovoyu potuzhnistyu 1 05 MVt dozvolyaye za opalyuvalnij sezon zaoshaditi prirodnogo gazu zagalnoyu vartistyu US 0 25 mln pri cini paliva US 0 5 m3 Spivvidnoshennya potuzhnostej vitrovogo ta tradicijnogo sposobiv postachannya tepla viznachayetsya klimatichnoyu zonoyu roztashuvannya shovisha vidami ta kilkistyu zerna yake zakladayetsya na zberigannya Za 10 rokiv roboti podibna vitrova sistema teplopostachannya dozvolyaye zaoshaditi organichni palivni resursi zagalnoyu vartistyu US 2 5 mln Racionalnist vikoristannya vitrovih sistem vidnovlyuvanogo energopostachannya poyasnyuyetsya mozhlivistyu yih zadiyannya u dvoh rezhimah virobnictva tepla ta virobnictva elektrichnoyi energiyi Ochevidno u bagatoh vipadkah neobhidno poyednuvati vidnovlyuvani vitrovi tehnologiyi energopostachannya z tradicijnimi tehnologiyami virobnictva tepla na organichnomu palivi Div takozhTeplopostachannya Teplopostachannya z vidnovlyuvanih dzherel energiyi Bagatosekcijna vitroturbinna teploelektrostanciya Vitroturbinna teploelektrostanciya Vitroturbinna sistema energopostachannya teplici Vitroturbinna sistema energopostachannya frukto ovocheshovisha TOV Nizhinski laboratoriyi skanuyuchih pristroyiv PrimitkiLiteraturaSidorov V I Vitroturbinni tehnologiyi ta sistemi teplopostachannya u kn Tehnologiyi gidro ta vitroenergetiki Cherkasi Vertikal vidavec Kandich S G 2016 166 s Sidorov V I Vitrovi teploelektrostanciyi Promislova elektroenergetika ta elektrotehnika 2018 1 S 28 36