Перспективы внедрения светодиодного освещения в сельскохозяйственную технику на примере комбайна

УДК 621.327(075) Я.А. Кунге, Н.Б. Михеева, И.А. Угренинов

ПЕРСПЕКТИВЫ ВНЕДРЕНИЯ СВЕТОДИОДНОГО ОСВЕЩЕНИЯ В СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННУЮ ТЕХНИКУ

НА ПРИМЕРЕ КОМБАЙНА

Рассмотрены предложения по использованию светодиодных ламп в осветительных установках комбайна. Данный проект позволит за счёт лучшей освещенности рабочего пространства снизить поломки техники и травматизм работников, а также повысит качество уборки. Доказана экономическая эффективность предложенного способа освещения.

Ключевые слова: светодиодные лампы, осветительные установки, комбайн, качество уборки, экономическая эффективность.

Ja.A. Kungs, N.B. Mikheeva, I.A. Ugreninov

PROSPECTS FOR THE INTRODUCTION OF LIGHT-EMITTING DIODE (LED) LIGHTING IN THE FARM MACHINERY ON THE COMBINE EXAMPLE

The proposals for the LED lamp use in the combine lighting installations are considered. This project will allow to reduce the equipment breakage and worker traumatism, as well as to improve the quality of harvesting through better illumination of the working area. The economic efficiency of the lighting proposed method is proved.

Key words: LED lamps, lighting installations, combine, harvesting quality, economic efficiency.

Введение. Комбайн - это машинный агрегат, который представляет собой совокупность рабочих машин, одновременно выполняющих несколько разнохарактерных операций. Как правило, цикл выполняемых комбайном операций заканчивается выпуском готовой продукции. Средний показатель урожайности зерна в Российской Федерации - двадцать пять центнеров зерна с одного гектара площади. Фактическая цифра готовой продукции меньше из-за технологии сбора продукции. Основная часть потери зерна приходится на молотильный аппарат, что обусловлено принципом работы данного агрегата, потери можно уменьшить, заменяя один молотильный аппарат на два и применяя новые технологии в конструкции молотильных аппаратов. Три процента продукции теряется при работе комбайна в темное время суток. Это связано с плохой видимостью, из-за чего машинист комбайна давит зерно и не видит достаточно, чтобы различать препятствия в рабочем поле. Это приводит к травматизму машиниста, работников, которые находятся в поле, и поломкам комбайна.

При работе в ночное время или при недостаточной видимости комбайн должен быть оборудован лобовым и общим освещением, обеспечивающим видимость пути, видимость фронта работ и прилегающих к нему участков; освещением рабочих органов и механизмов управления; задним сигнальным светом; аварийным освещением. Зарубежные заводы-производители начали внедрять для освещения светодиодные прожектора.

Цель работы. Доказать экономическую эффективность внедрения светодиодного освещения в комбайн.

Для достижения данной цели предлагаем решение следующих задач:

1) обосновать потери из-за недостаточного освещения;

2) сравнить технические характеристики имеющегося источника света с рекомендуемым;

3) рассчитать дополнительный доход от реализации мероприятия и срок окупаемости.

Использование светодиодов в освещении комбайна позволяет уменьшить потери зерна за счет увеличения видимости фронта работ при тех же электротехнических характеристиках комбайна, что позволяет не пересматривать электрическую схему комбайна. Использование ламп накаливания неэффективно из-за короткого срока горения и маленького светового потока для ламп А12-45+40, применяемых на отечественных комбайнах, которые имеют световой поток 600 люмен, срок наработки 72 часа. Такие лампы в эксплуатации не позволяют с 100%-й точностью определить, что находится перед машинистом - яма или рабочая поверхность, с которой необходимо собрать урожай.

С применением лампы для комбайна P43T 4*5W заметно снизится энергопотребление [2]. Аккумулятору не грозит разрядка, несмотря на включенные в течение нескольких дней лампы.

Особенности лампы P43T 4*5W:

17B

1) Лампа Р43Т 4*5W - устройство, имеющее отличные яркостные показатели, световой поток составляет 2000 люмен.

2) Обеспечен прекрасный отвод тепла.

3) Светодиодные лампы Р43Т 4*5W характеризуются высокой надежностью. Срок эксплуатации достигает 50 тысяч часов.

Коэффициент цветопередачи светодиодных ламп лучше ламп накаливания или галогенных ламп, что в реальных условиях позволяет различить углубление на поверхности земли и преграды перед техникой, заблаговременно избежав поломок комбайна и не останавливая работы по сбору урожая. Каждая остановка работы в поле для ремонта сельскохозяйственной техники увеличивает убытки.

Стоит отметить травматизм в сельскохозяйственном производстве. На долю сельскохозяйственных машин приходится 16% от всех травм на производстве, причем среди них 52% происходят при работе на тракторах, 16,8% - при работе на комбайнах, 11,1% - при работе на машинах для приготовления и переработки кормов. Подавляющее большинство пострадавших получили травмы в сумеречное и темное время суток.

Предлагаем внедрить светодиодные лампы в прожектора комбайна, используемые для обеспечения хорошего освещения рабочей зоны комбайнером. Пример расчета произведен на примере автопарка совхоза, с количеством комбайнов двадцать штук. Предлагаем рассмотреть замену ламп А12 45 40 на светодиодные лампы Р43Т 4*5W.

По фактическим данным, потери из-за недостаточной освещенности составляют 3%. Средний показатель урожайности зерна в Российской Федерации двадцать пять центнеров зерна с одного гектара площади. Исходя из этих данных, выведем потери на 1000 га

Д<2 = *:х5хУ,

где к- коэффициент потерь урожая при плохой освещенности;

5 - площадь поля, га;

У - урожайность с одного гектара, ц.

Д<2 = 0,03 х 1000 х 2,5 = 75.

Потери составляют 75 тонн зерна с 1000 га.

С внедрением светодиодного освещения ожидается получить дополнительную продукцию 75 т зерна с 1000 га, и, соответственно, величина дополнительного дохода определится:

Д = Цх<2,

где Д- дополнительный доход, руб.;

Ц - стоимость 1 тонны зерна, руб.;

<2 - объем зерна, т.

Дополнительный доход составит 450000 рублей.

Расчет капитальных вложений К определяется выражением (3). Сравнительная характеристика капиталовложений приведены в таблице.

К = Ы-Сп + Км,

где Ы- число ламп в прожекторе, шт.;

Сл - цена лампы, руб.;

КМ - затраты на монтаж лампы, руб.

Стоимость электроэнергии <70б(Ці, вырабатываемой генератором комбайна, определяется выражением

Чобщ. = От.ч.' ап.п.г.' ^т>

где <2Т-Ч. - расход топлива в час комбайном, л;

ап.п.г. - коэффициент расхода топлива на генератор;

Ст - цена топлива, руб/л.

Стоимость 1кВт/ч электроэнергии ц1квт/ч. определяется выражением

Чі кВт/ч. —

= Чо6ик

Р;

г.

где РТ - мощность генератора, кВт.

Годовые эксплуатационные расходы в системе облучения определяются выражением [1]

^ = Яам ' 0^ ' ^л) "I" N  С[\кВт/ч ' ^ '

где аам- норма амортизационных отчислений;

ц1 квт/ч- цена электроэнергии, руб/кВтч;

Рл- мощность лампы, кВт;

Т - число часов горения лампы, ч; т - срок службы лампы, ч;

т - количество чисток ламп и светильников в году, шт.;

Сзди - стоимость замены ламп, руб.;

Сч - стоимость одной чистки ламп, руб.

Критериями выбора оптимального варианта является срок окупаемости

т = Кг ~Кг > т

' И^+Д- 'инв ’

где К2 , К! - соответственно капиталовложения по вариантам, руб.;

Иъ И2 - соответственно годовые эксплуатационные расходы, руб/год;

Д - дополнительный доход руб/год;

Тине- срок окупаемости приемлемых для инвестора лет.

Результаты экономического сравнения источников света

Номер п/п Технико-экономические параметры Тип ламп, установленных в прожекторе

А12 45 40 Р43Т 4*5W

1 Количество прожекторов установленных на комбайнах, шт. 120 120

2 Установленная мощность, кВт 0,04 0,02

3 Годовое потребление электроэнергии, кВтч 3456 1728

4 Капитальные вложения, руб. 3000 90000

5 Годовые эксплуатационные расходы, руб/год В т.ч.: 87153 22544

- затраты на электроэнергию 6393 3196

- амортизационные отчисления 3000 3600

- затраты на замену ламп 63360 1347

- затраты на чистку ламп 14400 14400

6 Годовая экономия электроэнергии, кВтч - 1728

7 Годовая экономия затрат на электроэнергию, руб. - 64609

8 Дополнительный доход от реализации мероприятия - 450000

9 Срок окупаемости затрат, лет - 0.2

Выводы. Оснащение комбайнов светодиодными лампами за счёт освещенности позволяет обеспечить повышение качества производства работ со снижением потерь зерна с 1000 га, экономия достигает 6075 т, обеспечивает получение дополнительного дохода в размере 360-450 тыс.руб/год.

Литература

1. Цугленок Н.В., Кунгс Я.А., Михеева Н.Б. Энергосбережение технологии и облучения: учеб. пособие / Краснояр. гос. аграр. ун-т. -Красноярск, 2000. - 174 с.

2. Кунгс Я.А., Паникаев Р.А., Цугленок Н.В. Светодиодное освещение технологических и жилых помещений агропромышленного комплекса / Краснояр. гос. аграр. ун-т. - Красноярск, 2010. - 144 с.