КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ ТЕПЛИЧНОГО ХОЗЯЙСТВА

INTEGRATED ENERGY SUPPLY SYSTEM FOR GREENHOUSE

Dmitrij Komarov

undergraduate, Department of heat and gas supply, ventilation and hydraulics, Vladimir state University named after Alexander Grigoryevich and Nikolai Grigoryevich Stoletov,

Russia, Vladimir

АННОТАЦИЯ

Для выращивания растений в закрытом грунте требуется затратить разные виды энергии. Для поддержания температуры воздуха нужно подводить тепловую энергию, она же затрачивается на подогрев воды капельного полива. Электрическая энергия расходуется на досвечивание растений, на обеспечение систем управления и автоматики, на насосное оборудование. Для улучшения развития растений, им нужно обеспечивать определенную концентрацию углекислого газа.

ABSTRACT

Growing plants indoors requires different types of energy. To maintain the air temperature, it is necessary to supply thermal energy, which is also spent on heating the drip irrigation water. Electric energy is used for supplementary lighting of plants, for providing control and automation systems, for pumping equipment. To improve the development of plants, they need to provide a certain concentration of carbon dioxide.

Ключевые слова: тепличное хозяйство; энергоснабжение; теплоснабжение; досвечивание; углекислый газ; эффективность.

Keywords: greenhouse facilities; power supply; heat supply; supplementary lighting; carbon dioxide; efficiency.

Тепличное растениеводство представляет собой энергоемкую отрасль хозяйственной деятельности, что обусловлено необходимостью использования технических систем для обеспечения требуемых условий для роста растений [3, с. 1]. Высокотехнологичные теплицы современности представляют собой высокотехнологичные комплексы, микроклимат и освещение в них обеспечивается автоматически, эти системы требуют больших энергетических затрат. От суммарных затрат на энергоснабжение напрямую зависит себестоимость выращиваемой продукции.

Выращивание овощей и зелени в закрытом грунте сейчас не является технически невыполнимой задачей. Однако, эта задача весьма энергоемкая. Для энергоснабжения теплиц традиционно используется раздельные системы: отдельно подается тепловая энергия на отопление и вентиляцию, отдельно подогревается вода на подпочвенный полив, электрическое освещение также является отдельной системой, генерация углекислого газа осуществляется специальным агрегатом [1, с. 126].

Существенно повысить коэффициент использования топлива позволит установка газотурбинного агрегата, который будет использоваться комплексно. Электрическая энергия, произведенная агрегатом пойдет на досвечивание растений, утилизация теплоты уходящих газов за турбиной даст источник тепловой энергии на все системы, а уходящие газы будут источниками углекислого газа, еще и с повышенной температурой (меньше потребуется теплоты на отопление).

Тепличный энергетический центр функционирует по следующей схеме, показанной на рисунке 1 [2, с. 148]. Установка производит электроэнергию, теплота уходящих газов, системы охлаждения и смазки утилизируется и направляется на тепловые нужды теплицы. Часть дымовых газов подмешивается к системе воздушного отопления объема теплицы и обеспечивает растения углекислым газом.

Рисунок 1. Схема работы когенерационной установки теплицы [2, с.147]

В качестве аппарата, производящего электрическую энергию, можно использовать газопорневые или газотурбинные установки. Для теплиц небольшого объема и, соответственно, энергопотребления подойдут газопоршневые агрегаты. Газотурбинные установки малой мощности очень дороги, для установки на энергоснабжение теплиц нецелесообразны. Когда электроэнергии на все системы требуется больше 1 МВт, тогда газотурбинные установки будут очень кстати.

Совместная выработка тепловой и электрической энергии всегда выгоднее, чем раздельная, поскольку эффективность использования топлива существенно выше. Поэтому для объектов, требующих комплексного энергоснабжения, и установки должны быть комплексными, которые позволяют получать все необходимые виды энергетических ресурсов от одной установки, надстраивая ее дополнительными теплообменными поверхностями.

Список литературы:

1. Васильев А. М. Усовершенствование систем энергоснабжения тепличных хозяйств с целью оптимизации ресурсозатрат // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Серия: Технические науки. 2012. №1. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/usovershenstvovanie-sistem-energosnabzheniya-teplichnyh-hozyaystv-s-tselyu-optimizatsii-resursozatrat (дата обращения: 25.12.2020).
2. Гнездова О.Е., Чугункова Е.С. Энергообеспечение тепличных хозяйств с генерацией электрической и тепловой энергии и выработкой CO₂ // Силовое и энергетическое оборудование. Автономные системы. 2019. №3. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/energoobespechenie-teplichnyh-hozyaystv-s-generatsiey-elektricheskoy-i-teplovoy-energii-i-vyrabotkoy-co2 (дата обращения: 25.12.2020).
3. Свечников В.Н., Медяков А.А., Кудинова Т.А., Осташенков А.П. Моделирование работы системы энергоснабжения тепличного комплекса // ИВД. 2018. №4 (51). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/modelirovanie-raboty-sistemy-energosnabzheniya-teplichnogo-kompleksa (дата обращения: 25.12.2020).