AGRIS - 

2016

Tikhomirov, A.V., All-Russia Research and Development Inst. of Electrification of Agriculture, Moscow

The analysis of the conditions of energy supply sources for agriculture in Russia, systems and means of energy supply, indicators of efficiency of use of fuel and energy resources are carried out. Low energy efficiency of agricultural production is caused by incompleteness of complex electro-mechanization and automation, a low technological level and efficiency of systems and means of power supply, backwardness of technologies of local energy resources use, systems and means of a small-scale power generation, low efficiency of primary branches of agriculture. Perspective directions of development of the energy base, modernization of the energy system and means of improving the energy efficiency of agricultural production, reduction of energy consumption and energy intensity of agricultural products are considered based on the analysis of village energy supply, as well as new development to improve systems and means of energy supply and use of energy resources in agriculture. These include new ways of the electric power transmission, including resonant single-wire system; creation of autonomous local micro-networks of the distributed power with primary use of renewable and local energy resources. The development of the decentralized systems of electric and heat supply working on gas and the bio- and mixed fuel is more effective, than the centralized heat supply from low-temperature boiler; development and realization of new power economical technologies, electro-technologies, new methods of electro-physical impact on bio-objects (plants, animals, production), etc. Assessment of the agricultural industries needs in the energy in perspective to 2035 is given. | Проведен анализ состояния энергетической базы сельского хозяйства России, систем и средств энергообеспечения, показателей эффективности использования топливно-энергетических ресурсов. Низкая энергоэффективность сельхозпроизводства обусловлена незавершенностью комплексной электромеханизации и автоматизации, невысоким техническим уровнем и КПД систем и средств энергообеспечения, неразвитостью технологий использования местных энергоресурсов, систем и средств малой энергетики, низкой продуктивностью основных отраслей сельского хозяйства. На основании анализа энергообеспечения села, а также новых разработок по совершенствованию систем и средств энергоснабжения и использованию топливно-энергетических ресурсов в сельском хозяйстве обоснованы перспективные направления развития энергетической базы, модернизации энергосистемы и средств, повышения энергетической эффективности сельхозпроизводства, снижения энергозатрат и энергоемкости сельхозпродукции. К ним относятся новые способы передачи электроэнергии, включая резонансную однопроводниковую систему; создание автономных локальных микросетей распределенной энергетики с преимущественным использованием возобновляемых и местных энергоресурсов; развитие децентрализованных систем энерготеплоснабжения, работающих на газе и электроэнергии, био- и смесевом топливе более эффективно, чем централизованное теплоснабжение от низкотемпературных котельных; разработка и реализация новых энергоэкономных технологий, электротехнологий, новых методов электрофизического воздействия на биообъекты (растения, животных, продукцию) и др. Дана оценка потребностей отраслей сельского хозяйства в энергоресурсах на перспективу до 2035 г.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2016

Gallyamova, T.R. | Shirobokova, T.A., Izhevsk State Agricultural Academy

The method of calculation of energy-effective and uniform LED lighting of a working surface of the hen house on the basis of physical simulation by means of the computer program is offered. The program allows to determine optimum parameters of the LED lamp (quantity of LEDs, distance between lines of lamps, the number of lamps in hen house) for lowering of power consumption and improvement of quality of lighting in case of floor keeping of birds. The example of calculation for two specific hen houses is given by the sizes 66х12 and 78х18 meters. The LEDs located in lamps in the line provide set lighting about 100 luxs with the variation coefficient being 1.0-1.1. It is shown that application of LEDs with angles of disclosure from 20 to 30 degrees reduce the power consumption while saving uniformity of lighting. The offered technique can find application by development and constructioning of system of technological LED lighting of the hen house of the big area, and also for framing of recommendations about lowering of energy consumption of the existing systems of LED lighting of hen houses. | Предложена методика расчета энергоэффективного и равномерного светодиодного освещения рабочей поверхности птичника методом физического моделирования при помощи компьютерной программы. Программа позволяет определить оптимальные параметры светодиодного светильника (количество светодиодов, расстояние между линиями светильников, количество светильников в птичнике) для снижения потребляемой мощности и повышения качества освещения при напольном содержании птиц. Приведен пример расчета для двух конкретных птичников размерами 66х12 и 78х18 м. Светодиоды, расположенные по светильникам в линии, обеспечивают заданную освещенность около 100 люкс при коэффициенте неравномерности 1,0-1,1. Показано, что применение светодиодов с углами раскрытия от 20 до 30 градусов уменьшает потребляемую мощность при сохранении равномерности освещения. Предложенная методика может найти применение при разработке и конструировании системы технологического светодиодного освещения птичника большой площади, а также для выработки рекомендаций по снижению энергопотребления существующих систем светодиодного освещения птичников.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2016

Markelova E.K., All-Russia Research and Development Inst. of Electrification of Agriculture, Moscow

The work purpose is to determine costs in an energy equivalent for winterization of rooms and to compare these costs with saving of heat energy, and also to determine the most effective direction of capital investments on improvement of thermal characteristics of barriers. Varinats of enclosing structures for winterizing rooms (in energy equivalents) are considered to study the influence of investments on the amount of direct costs. Additional energy expenses are defined for improvement thermal characteristics when a floor, walls, and ceiling overlaps are made coldproof. Investment of capital in improvement of ceiling overlapping is more effective. On 1 m2 of the area of walls from 2.2 to 6.7 GJ of energy are required, on 1 m2 of a roof in the considered options of expense have made 0.24–0.63 GJ. Additional capital investments in warming of ceiling overlapping promote reduction of losses on the room more as the share of losses of thermal energy through roofs makes 50% and more. For decrease in an indicator of the specific thermal characteristic of the building by 1.6 times (from 2.4 to 1.4) it will be required to increase specific costs of construction of 1 cubic meter of the building from 0.6 to 1.17 GJ. The period of compensation of power expenses in improvement of thermal characteristics is depends on intensity of operation of production rooms. So, for hen houses with a high density of landing of birds, at v = 0.23 m3/1 per head, the period "power payback" is makes about 3 years, at a smaller livestock of a bird (v = 1.2 m3 /1 per head) about 7 years. By means of modern heat insulating materials it is possible to achieve decrease in an indicator of the specific thermal characteristic of livestock rooms, to thereby reduce costs for heating. Lowering the temperature in the premises to the lower admissible zootechnical limits (13 deg. C) at low temperatures of ambient air and smaller values of the specific thermal characteristic of rooms will allow to cut a heat energy consumption during this period by 2-3 times. | Цель работы – определить в энергетическом эквиваленте затраты на утепление помещений и сопоставить эти затраты с экономией тепловой энергии, а также определить наиболее эффективное направление вложений средств на улучшение теплотехнических характеристик ограждений. Для изучения влияния инвестиций на величину прямых затрат рассмотрены варианты утеплений ограждающих конструкций помещений (в энергетических эквивалентах). Для этого определены дополнительные затраты энергии для улучшения теплотехнических характеристик при утеплении пола, стен, потолочных перекрытий. Как показали расчеты, вложение средств в улучшение перекрытий более эффективно. На 1 м2 площади стен требуется от 2,2 до 6,7 ГДж энергии, на 1 м2 кровли в рассматриваемых вариантах затраты составили 0,24–0,63 ГДж. Дополнительные вложения в утепление перекрытий способствуют сокращению потерь по помещению в большей степени, так как доля потерь тепловой энергии через крыши составляет 50% и более. Для снижения показателя удельной тепловой характеристики здания, q [кДж/м3*час град. С] в 1,6 раза (с 2,4 до 1,4) потребуется увеличить удельные затраты на возведение 1 м3 здания с 0,6 до 1,17 ГДж. Период компенсации энергозатрат в улучшение теплотехнических характеристик зависит от интенсивности эксплуатации производственных помещений. Так для птичников с высокой плотностью посадки птиц, при v = 0,23 м3/гол. период "энергоокупаемости" – примерно 3 года, при меньшем поголовье птицы (v = 1,2 м3/гол.) примерно 7 лет. С помощью современных утеплителей возможно добиться снижения показателя удельной тепловой характеристики помещений, где находятся животные или птица, тем самым сократить затраты на отопление. Снижение температуры в помещениях до нижних допустимых зоотехнических пределов (13 град. С) при низких температурах наружного воздуха и меньших значениях удельной тепловой характеристики помещений позволит снизить расход теплоты в указанный период в 2-3 раза.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2016

Dolgikh, P.P. | Kulakov, N.V., Krasnoyarsk State Agrarian Univ. (Russian Federation) | Lots, E.V.

Key condition of safety of grain is its high-quality drying. Infra-red drying is environmentally friendly and highly efficient, however the modes are poorly studied and need empirical support. The 250 W infrared reflector lamp was used as the source of radiation; the wheat grade Altai-70 was treated. In the first experiment it was found that when increasing the thickness of a layer of wheat twice the time of treatment increases by 3 times due to slow evaporation of water from grain surface by natural convection, the power consumption increases by 3 times. The second experiment showed that when applying the artificial continuous ventilation during drying the change of height of subweight of the irradiator does not lead to the reduction of required treatment time. With the thickness of layer being 0.012 m the time of drying was 75 minutes with the irradiator subweight height of 0.2 and 0.5 m. The power consumption increased because of the power of the fan being 0.03 kW. Preliminary experiments showed that to increase the efficiency of grain drying from 23% to 13% of humidity it was necessary to apply additional ventilation with the pulse mode of turning the fan on: 4 minutes – pause, 1 minute – work. The expedient modes of dehumidification of grain of wheat were defined, with irradiator subweight height of 0.1 m over grain surface and pulse ventilation with the thickness of layer of 0.02 m. The time of drying was 105 min, the power consumption of treatment - 1208.9 kW*h/t, the cost of treatment of 1 t of wheat - 1765 rubles. | Ключевым условием сохранности зерна является его качественная сушка. Инфракрасный способ сушки отличается экологичностью и высокой эффективностью, однако режимы изучены мало и требуют эмпирического обоснования. В качестве источника излучения была использована инфракрасная зеркальная лампа мощностью 250 Вт; обрабатывалась пшеница сорта Алтайская-70. В первом эксперименте было установлено, что при увеличении толщины слоя пшеницы в 2 раза продолжительность обработки увеличивается в 3 раза за счет медленного испарения воды с поверхности зерна путем естественной конвекции, расход электроэнергии увеличивается в 3 раза. Второй эксперимент показал, что при применении искусственной постоянной вентиляции во время сушки изменение высоты подвеса облучателя не приводит к уменьшению необходимой продолжительности обработки. При толщине слоя 0,012 м время сушки составило 75 минут при высоте подвеса облучателя 0,2 и 0,5 м. Расход электроэнергии увеличивается за счет мощности вентилятора 0,03 кВт. Предварительные эксперименты показали, что для повышения эффективности сушки зерна с 23 до 13% влажности необходимо применять дополнительную вентиляцию с импульсным режимом включения вентилятора: 4 минуты – пауза, 1 минута – работа. В результате определены целесообразные режимы подсушивания зерна пшеницы с высотой подвеса облучателя 0,1 м над его поверхностью и импульсным вентилированием при толщине слоя 0,02 м. Продолжительность сушки составляет 105 мин, энергоёмкость обработки - 1208,9 кВт*ч/т, стоимость обработки 1 т пшеницы – 1765 рублей.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation