Потребительские характеристики орудий для рыхления почвы и заделки стерни

ТЕХНОЛОГИИ, СРЕДСТВА МЕХАНИЗАЦИИ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

УДК 631.3

ПОТРЕБИТЕЛЬСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОРУДИЙ ДЛЯ РЫХЛЕНИЯ ПОЧВЫ И ЗАДЕЛКИ СТЕРНИ

©2018 г, М.С. Добровольский, А/О. Несмиян, Е.К. Кувшинова, В.И. Хижняк

Измельчение и заделка стерни позволяют резко сократить степень использования ядохимикатов, эффективно бороться не только с сорной растительностью, но и с вредителями и патогенами; облегчают условия работы последующих почвообрабатывающих и посевных агрегатов; позволяют заделывать в почву значительные дозы минеральных и органических удобрений, Целью представленного исследования является анализ потребительских характеристик почвообрабатывающих орудий, предназначенных для сочетания интенсивного рыхления почвы с заделкой стерни и других растительных остатков. Анализ проведен на основе данных открытых протоколов испытаний сельскохозяйственных машин, представленных на машиноиспытательные станции страны в период с 2014 по 2017 годы. С учетом разнообразия обрабатываемых фонов и скоростных режимов испытаний число наблюдений при исследовании плугов составило 26, дисковых борон - 54. При этом было установлено, что орудия к тракторам класса 8, а также лущильники производителями на испытания в 2014-2017 годах не поставлялись, а все испытанные оборотные плуги были предназначены для эксплуатации с тракторами тяговых классов 5-6. В целом проведенное исследование позволило выявить статистические показатели таких потребительских характеристик орудий, применяемых для крошения и оборота почвенного пласта, как глубина и равномерность обработки почвы, степень её крошения, гребни-стость поверхности поля, степень измельчения и полнота заделки растительных остатков, средняя рабочая скорость и производительность почвообрабатывающих агрегатов, коэффициент использования времени смены, удельный расход топлива, приведенная и удельная стоимость рассматриваемых орудий. Полученные данные могут быть использованы при сравнительной оценке показателей работы новых машин, при планировании работы машинно-тракторных агрегатов, при проведении научных и учебных расчетов.

Ключевые слова: измельчение и заделка стерни, анализ, потребительские характеристики, почвообрабатывающее орудие, протокол испытаний, статистические данные, агротехнические показатели, производительность, удельный расход топлива, стоимость.

The crushing and embeddingof the stubble can significantly reduce the degree of use of pesticides, effectively deal not only with weeds, but also with pests and pathogens; facilitate the working conditions of subsequent tillage and sowing units; allow to embed significant doses of mineral and organic fertilizers into the soil. The aim of the presented researchis the analysisof the consumer characteristics of tillage implements designed to combine intensive soil loosening with embedding of stubble and other plant residues is. The analysis was carried out on the basis of data from open test reports of agricultural machines submitted to the machine-testing stations of the country from 2014 to 2017. Taking into account the diversity of the processed backgrounds and speed test modes, the number of observations in the study of plows was 26, disk harrows - 54. At the same time, it was found that tools for tractors of the class 8, as well as stunners by manufacturers, were not supplied for testing in 2014-2017, and the tested reversible plows were designed for use with tractors of traction classes 5-6. In general, the study allowed to identify statistical indicators of such consumer characteristics of tools used for crumbling and turnover of the soil layer, such as the depth and uniformity of tillage, the degree of crumbling, the field surface crescent, the degree of grinding and the completeness of plant residues units, the shift time use factor, the specific fuel consumption, the reduced and the specific cost of the tools in question. The data obtained can be used in a comparative assessment of the performance of new machines, in planning the work of machine-tractor units, in conducting scientific and educational calculations.

Keywords: stubble crushing and embedding, analysis, consumer characteristics, soil tillage tool, test report, statistical data, agri-technical indicators, performance, specific fuel consumption, the cost.

Введение. Обработка почвы - важный агротехнический прием, существенным образом влияющий как на её продукционную функцию, так и на общую затратность применяемой технологии [1-6]. Сегодня среди ученых, руководителей и специалистов сельскохозяйственных предприятий нет единства мнений в оценке

различных систем обработки почвы и принципиальной необходимости их выполнения. Выделяются следующие частные подходы: полный отказ от механической обработки почвы; минимизация обработки почвы с сохранением стерни на поверхности поля или с её заделкой; интенсивная обработка почвы с заделкой

растительных остатков и хотя бы одной операцией, проводимой на глубину более 20 см; система обработки почвы с интенсивным безотвальным рыхлением; ярусная обработка почвы; специальная обработка почвы (полосовая, лункование, кротование, щелева-ние, террасирование и др.); комбинирование различных систем обработки почвы по годам и культурам [3, 5]. Несмотря на отсутствие однозначной положительной оценки влияния обработки почвы на эффективность растениеводческих технологий современный парк почвообрабатывающей техники представлен разнообразной гаммой орудий и с каждым годом на рынок поставляются все новые их марки, со своими характерными конструктивными особенностями, определяющими агротехнические и эксплуатационно-эконо-мические показатели работы агрегатов. Их анализ -актуальная задача, решение которой является неотъемлемой частью процесса оптимизации загрузки ма-шинно-тракторного парка сельскохозяйственных предприятий.

Анализ состояния вопроса. Почвообрабатывающие орудия классифицируют по различным признакам [5]: назначение; способ агрегатирования; степень подвижности рабочих органов относительно рамы; конструктивные особенности и т.д. Одним из характерных признаков всех почвообрабатывающих орудий является степень их воздействия на стерню и растительные остатки, находящиеся на поверхности поля. Конструкторами разработаны группы орудий, предна-

значенные как для максимального сохранения стерни на поверхности поля при рыхлении почвы (плоскорезные культиваторы-глубокорыхлители; чизельные плуги; игольчатые бороны-мотыги; штанговые культиваторы и др.), так и для максимально эффективной заделки стерни и растительных остатков в почву. Как для первой, так и для второй группы орудий характерны свои определенные достоинства и недостатки. С одной стороны, сохранение стерни на поверхности поля позволяет снизить степень температурных колебаний почвы; сократить потери почвенной влаги испарением; значительно снизить или полностью исключить проявления как ветровой, так и водной эрозии; в зимний период способствует снегонакоплению и т.д. [3]. С другой стороны, измельчение и заделка стерни позволяют резко сократить степень использования ядохимикатов, эффективно бороться не только с сорной растительностью, но и с вредителями и патогенами; облегчают условия работы последующих почвообрабатывающих и посевных агрегатов; позволяют заделывать в почву значительные дозы минеральных и органических удобрений; способствуют минерализации веществ, содержащихся в растительных остатках, и т.д. [3]. Благодаря этим преимуществам орудия с дисковыми рабочими органами, лемешно-отвальными (рисунок 1) или рыхляще-отвальными корпусами по-прежнему широко используются во всех сельскохозяйственных зонах страны, несмотря на наличие очевидных агротехнических недостатков.

а - плуг полунавесной оборотный ППО-5/7-35 (ЗАО «Рубцовский завод запасных частей»); 6-плуг навесной ПНУ-6*35ИП (ОАО «Светлоградагромаш»); в - лущильник ЛДГ-15Б (ОАО НПО «Сибсельмаш»); г - борона дисковая тяжелая БДТ-3,8 (ОАО НПО «Сибсельмаш»); д - дискатор БДМ-6х4ПШК (ООО «БДМ-Агро») Рисунок 1 - Почвообрабатывающие орудия с дисковыми и роторными рабочими органами

Эффективная эксплуатация и конструктивное совершенствование орудий для заделки стерни возможны только на основе использования объективной информации об их технико-технологических характеристиках и функциональных особенностях. В связи с этим целью представленного исследования является анализ агротехнологических, технических и эко-

номических характеристик почвообрабатывающих орудий, предназначенных для сочетания интенсивного рыхления почвы с заделкой стерни и других растительных остатков.

Условия и методы исследований. Достижение поставленной цели осложняется не только многообразием существующих конструкций почвообрабаты-

вающих орудий, но и тем, что оснащенные ими агрегаты работают в стохастических, динамически меняющихся условиях. В связи с этим наиболее достоверная информация об их основных потребительских характеристиках может быть сформирована только на основе анализа результатов большого количества эмпирических исследований, проведенных в условиях, соответствующих производственным. И даже при этом полученные данные будут носить вероятностный характер, давая лишь примерное представление о характеристиках реализации реальных процессов [3, 4, 6].

В представленном исследовании в качестве источников информации использовались открытые протоколы первичных и периодических испытаний современных сельскохозяйственных машин, представленных на машиноиспытательные станции страны в период с 2014 по 2017 годы [7-10]. При этом была получена информация о 17 лемешных плугах, из которых четыре оборотные, остальные - для «классической» свально-развальной вспашки, а также о 34 орудиях с дисковыми рабочими органами, из которых три -«классические» бороны с батарейным расположением

Из данных таблицы 1 видно, что отвальные плуги в среднем обеспечивают глубину обработки почвы в 2,5 раза больше, чем бороны, причем, из-за конструктивных особенностей рабочих органов неравномерность глубины дискования выше, чем вспашки. И те и другие орудия обеспечивают высокую степень крошения обрабатываемого пласта - более 73%. При этом дисковые рабочие органы дополнительно обеспечивают измельчение растительной массы на куски около 10 см. В среднем диски в 1,2 раза более интенсивно крошат почву, что, с одной стороны, обеспечивает её качественное рыхление, с другой - дополнительно провоцирует развитие эрозионных процессов. Гребнистость поверхности поля после плугов составила в среднем около 4,8 см, что меньше допуска агрот-ребований (5 см). Однако следует отметить, что в отдельных случаях гребнистость доходила до 8 см, что чаще всего обусловлено низкой влажностью и высокой твердостью обрабатываемой почвы. После прохода дисковых орудий поле можно считать выровненным (средняя гребнистость - 2,6 см). Это может объяснять-

дисков, остальные - дискаторы (фронтальные бороны с индивидуальным расположением дисков). С учетом разнообразия обрабатываемых фонов и скоростных режимов испытаний число наблюдений при исследовании плугов составило 26, дисковых борон - 54. При этом было установлено, что за рассматриваемый период лущильники к испытаниям не представлялись.

Результаты исследований и их обсуждение. В таблице 1 представлены основные показатели качества работы орудий для крошения и оборота почвенного пласта, при этом использованы следующие обозначения: аср - средняя глубина обработки почвы, см; оа - среднеквадратическое отклонение от средней глубины обработки почвы, см; К - степень крошения почвы, %; Г - гребнистость поверхности поля, см; И - степень измельчения растительных остатков, %; 3 - полнота заделки растительных остатков, %; х,ср - среднее значение /'-го параметра; ах/ - среднеквадратическое отклонение значений /-го параметра [11]; Хщах - максимальное значение /'-го параметра; хтт - минимальное значение /'-го параметра.

ся как высокой степенью крошения почвы, так и практически обязательным наличием катка в конструкции дискаторов. При этом дискаторы заделывают в почву около 80% растительных остатков, а плуги - почти 100%.

Некоторые технико-экономические и эксплуатационные характеристики орудий, используемых для крошения и оборота почвенного пласта, представлены в таблице 2.

В таблице приняты следующие обозначения: 1/р - средняя скорость движения почвообрабатывающего агрегата, км/ч; Вр - рабочая ширина захвата почвообрабатывающего орудия, м; аср - средняя глубина обработки почвы, см; И/0 - производительность почвообрабатывающего агрегата за час основного времени, га/ч; И/э - производительность агрегата за час эксплуатационного времени, га/ч; дуд - удельный расход топлива при обработке почвы, кг/га; т - масса почвообрабатывающего орудия, кг; Про - количество рабочих органов на орудии, шт; Ст - стоимость орудия (по данным завода-изготовителя в ценах 2014-15 гг.), тыс. руб.

Таблица 1 - Агротехнические показатели работы плугов и дисковых орудий

Тип орудий Показатель Эср, СМ Оэ, СМ К,% Г, см И, % 3,%

Х/'ср 10,0 1,3 88 2,6 77,6 77,2

Дисковые Ох/ 2,0 0,2 6,8 1,0 1,7 14,6

орудия Хтах 15,5 1,6 99,2 4,4 80,1 93,3

Хтт 5,8 0,9 71,4 0,8 76,2 58,2

Х/'ср 25,4 1,1 73,2 4,8 - 98,0

Плуги Ох/ 3,8 0,2 9,7 1,1 - 1,8

Хтах 38,1 1,4 92,8 8,0 - 100,0

Хтт 19,1 0,7 45,0 2,2 - 94,0

Таблица 2 - Характеристики плугов для отвальной вспашки

Показатель Vp, км/ч ßp, м Эср, СМ И/0, га/ч И/э, га/ч дуд, кг/га т, кг Про, ШТ. Ст, тыс. руб.

Плуги свально-развальные

Х/'ср 7,95 2,85 25,6 2,71 1,85 16,53 1840 6,5 303

Ох/ 0,99 0,89 4,2 1,13 0,69 1,90 1109 2,2 163

Хтах 9,70 4,33 38,1 3,85 3,01 23,75 3910 11,0 650

Xmin 5,90 1,45 19,1 1,08 0,88 11,57 660 4,0 112

Плуги оборотные

Х/'ср 8,01 3,12 25,0 2,57 1,93 18,36 4484 7,9 1512

Ох/ 0,69 0,31 2,4 0,63 0,23 3,28 928 0,7 550

Хтах 8,90 3,50 30,0 3,20 2,26 23,08 5950 9,0 2290

Xmin 6,40 2,50 22,3 1,70 1,36 13,80 3345 7,0 673

Цисковые бороны

Х/'ср 10,84 4,92 10,0 5,68 4,16 7,26 4209 43,9 1009

Ох/ 1,74 2,00 1,9 2,25 1,65 1,97 2301 17,7 1108

Хтах 16,00 9,40 15,5 10,61 8,18 11,65 9320 87,0 4631

Xmin 8,10 2,30 5,8 2,44 1,72 3,63 1100 18,0 236

Средняя рабочая скорость пахотных агрегатов около 8 км/ч, МТА с дискаторами - 10,8 км/ч. Коэффициент использования времени смены для «классических» плугов составил 0,68; для оборотных - 0,75; при дисковании - около 0,71. Производительность дисковых орудий в среднем больше, чем у плугов примерно в 2,3 раза. Среднее значение удельного расхода топлива при работе «классических» плугов составляет 16,53 кг/га, при работе агрегатов с оборотными плугами - в 1,11 раза больше. Средний удельный расход топлива при дисковании - 7,26 кг/га. Приведенная металлоемкость плугов для свально-развальной вспашки - 645 кг/м, дискаторов - 855,5 кг/м; оборотных плугов -1437 кг/м. Стоимость исследуемых орудий варьируется в широких пределах. При примерно равной ширине захвата стоимость оборотных плугов выше в 3,2 раза, чем плугов для свально-развальной вспашки. Примерная приведенная стоимость дискаторов (в ценах 2015 года) - 205 тыс. руб./м. Удельная стоимость (в ценах 2015 года) для «классических» плугов составляет около 165 руб./кг, для дискаторов - около 240 руб./кг, для оборотных плугов - 337 руб./кг.

Выводы. В целом проведенное исследование позволило выявить основные статистические показатели некоторых потребительских характеристик орудий, применяемых для крошения и оборота почвенного пласта. Анализ протоколов испытаний показал, что орудия к тракторам класса 8, а также лущильники производителями на испытания в 2014-2017 годах не поставлялись, а все испытанные оборотные плуги были предназначены для эксплуатации с тракторами тяговых классов 5-6. При этом было установлено, что отвальные плуги в среднем обеспечивают глубину обработки почвы в 2,5 раза больше, чем бороны, при более высокой равномерности. И те и другие орудия обеспечивают степень крошения обрабатываемого пласта выше 73%. При этом дисковые рабочие органы допол-

нительно обеспечивают измельчение растительной массы. Гребнистость поверхности поля после плугов -в среднем около 4,8 см, после прохода дисковых орудий - 2,6 см. Дискаторы заделывают в почву около 80% растительных остатков, а плуги - почти 100%. Средняя рабочая скорость отвальных плугов была примерно равна 8 км/ч, дисковых орудий - 10,8 км/ч. Коэффициент использования времени смены для «классических» плугов составил 0,68; для оборотных -0,75; для дискаторов - около 0,71. Среднее значение удельного расхода топлива при работе «классических» плугов - 16,5 кг/га, оборотных плугов - 18,4 кг/га, при дисковании - 7,26 кг/га. Приведенная металлоемкость плугов для свально-развальной вспашки составляет 645 кг/м, для дискаторов и оборотных плугов этот показатель выше соответственно в 1,33 и 2,23 раза. Примерная удельная стоимость (руб./кг) дискаторов и оборотных плугов в среднем выше, чем «классических» плугов в 1,45 и 2,04 раза соответственно. Полученные данные могут быть использованы при сравнительной оценке показателей работы новых машин, при планировании работы МТА, при проведении научных и учебных расчетов и т.д.

Литература

1. Лобачевский, Я.П. Новые почвообрабатывающие технологии и технические средства / Я.П. Лобачевский II Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2000. -№8.-С. 30-32.

2. Российская технология обработки почвы и посева на основе собственных конкурентоспособных инновационных машин / Н.К. Мазитов, Я.П. Лобачевский, P.C. Рахимов, Н.Т. Хлызов, Л.З. Шарафиев, Ф.М. Садриев, С.Ю. Дмитриев II Достижения науки и техники АПК. - 2014. - № 7. - С. 68-70.

3. Несмиян, А.Ю. Машинно-технологическое обоснование процессов обработки почвы и посева пропашных культур в условиях дефицита влаги: дис. д-ра техн. наук

05.20.01. Защищена 09.06.17; утв. 11.12.17 / Андрей Юрьевич Несмиян. - Зерноград, 2017. - 424 с.

4. A review of assessment of the machinery tillage tools' performance for higher crop production efficiencies / A.Yu. Nes-miyan, V.A. Chernovolov, A.M. Semenihin, V.P. Zabrodin, S.L. Nikitchenko // Research on crops journal. - 2018. - Vol. 19. - № 3 (September). - P. 567-575.

5. Несмиян, А.Ю. Механизация растениеводства / А.Ю. Несмиян, Л.М. Костылева. - Зерноград: ФГБОУ ВПО АЧГАА, 2013.-281 с.

6. Aduov, М.А. Model of soil environment as object of mechanical tillage / M.A. Aduov, S.N. Kapov, S.A. Nukusheva// Life Science Journal. - 2014. - T. 11. - № 12. - P. 156-161.

7. Почвообрабатывающие машины II Вестник испытаний сельскохозяйственной техники: периодический ин-формационый бюллетень. - 2014. - С. 8-39.

8. Почвообрабатывающие машины II Вестник испытаний сельскохозяйственной техники: периодический ин-формационый бюллетень. - 2015. - С. 8-32.

9. Почвообрабатывающие машины II Вестник испытаний сельскохозяйственной техники: периодический ин-формационый бюллетень. - 2016. - С. 8-35.

10. Почвообрабатывающие машины II Вестник испытаний сельскохозяйственной техники: периодический ин-формационый бюллетень. - 2017. - С. 10-38.

11. Mathematical statistics. Encyclopedia of mathematics [Электронный ресурс]. URL: http://www. Encyclopedia of math.org/index.php/ Mathematical_statistic (дата обращения: 09.09.2018).

References

1. Lobachevskiy Ya.P. Novyie pochvoobrabatyvayu-shchiye tekhnologii i tekhnicheskiye sredstva [The new tillage technologies and technical means], Mekhanizatsiya i elektrifikat-siya seiskogo khozyaystva, 2000, No 8, pp. 30-32.

2. Mazitov N.K., Lobachevskiy Ya.P., Rakhimov R.S., Khlyzov N.T., Sharafiyev L.Z., Sadriyev F.M., Dmitriyev S.Yu. Rossiyskaya tekhnologiya obrabotki pochvy i poseva na osnove sobstvennykh konkurentosposobnykh innovatsionnykh mashin

[The Russian technology of tillage and seeding on the basis of their own competitive innovative machines], Dostizheniya nauki i tekhnikiAPK, 2014, No 7, pp. 68-70.

3. Nesmiyan A.Yu. Mashinno-tekhnologicheskoye obos-novaniye protsessov obrabotki pochvy i poseva propashnykh kul'tur v usloviyakh defitsita vlagi: dis. d-ra tekhn. nauk [The machine and technological substantiation of soil treatment processes and sowing of tilled crops in conditions of moisture deficiency]: 05.20.01. Zashchishchena 09.06.17; utv. 11.12.17, Zernograd, 2017, 424 p.

4. Nesmiyan A.Yu., Chernovolov V.A., Semenihin A.M., Zabrodin V.P., Nikitchenko S.L. A review of assessment of the machinery tillage tools' performance for higher crop production efficiencies. Research on crops journal, 2018, Vol. 19, No 3 (September), pp. 567-575.

5. Nesmiyan A.Yu., Kostyleva L.M. Mekhanizatsiya ras-tenievodstva [The crop production mechanization], Zernograd, FGBOU VPO ACHGAA, 2013, 281 p.

6. Aduov M.A., Kapov S.N., Nukusheva S.A. Model of soil environment as object of mechanical tillage. Life Science Journal, 2014, T. 11, No 12, pp. 156-161.

7. Pochvoobrabatyvayushchiye mashiny [The tillage machines], Vestnik ispytaniy seiskokhozyaystvennoy tekhniki,

2014, pp. 8-39.

8. Pochvoobrabatyvayushchiye mashiny [The tillage machines], Vestnik ispytaniy seiskokhozyaystvennoy tekhniki,

2015, pp. 8-32.

9. Pochvoobrabatyvayushchiye mashiny [The tillage machines], Vestnik ispytaniy seiskokhozyaystvennoy tekhniki,

2016, pp. 8-35.

10. Pochvoobrabatyvayushchiye mashiny [The tillage machines], Vestnik ispytaniy seiskokhozyaystvennoy tekhniki,

2017, pp. 10-38.

11. Mathematical statistics. Encyclopedia of mathematics [Electronic resource], URL: http://www. encyclopediaof-math.org/index.php/ Mathematical_statistic. Date of circulation: 09.09.2018.

Сведения об авторах

Добровольский Михаил Сергеевич - магистрант, Азово-Черноморский инженерный институт - филиал ФГБОУ ВО «Донской государственный аграрный университет» в г. Зернограде (Ростовская область, Российская Федерация). Тел.: +7-928-621-82-71. E-mail: dobrovolskiy.mihail@mail.ru.

Несмиян Андрей Юрьевич - доктор технических наук, доцент, профессор кафедры «Технологии и средства механизации агропромышленного комплекса», Азово-Черноморский инженерный институт - филиал ФГБОУ ВО «Донской государственный аграрный университет» в г. Зернограде (Ростовская область, Российская Федерация). Тел.: +7-904-346-83-54. E-mail: nesmiyan.andrei@yandex.ru.

Кувшинова Елена Константиновна - кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры «Агрономия и селекция сельскохозяйственных культур», Азово-Черноморский инженерный институт - филиал ФГБОУ ВО «Донской государственный аграрный университет» в г. Зернограде (Ростовская область, Российская Федерация). Тел.: +7-909-407-30-82. E-mai: kuv.ek61@yandex.ru.

Хижняк Владимир Иванович - кандидат технических наук, директор Центра инжиниринга и трансфера, Азово-Черноморский инженерный институт - филиал ФГБОУ ВО «Донской государственный аграрный университет» в г. Зернограде (Ростовская область, Российская Федерация). Тел.: +7-928-181-74-27. E-mail: hignyk@mail.ru.

Information about the authors

Dobrovolskiy Mikhail Sergeevich - master student, Azov-Black Sea Engineering Institute - branch of FSBEI HE «Don State Agrarian University» in Zernograd (Rostov region, Russian Federation). Phone: +7-928-621-82-71. E-mail: dobrovolskiy.mihail@mail.ru.

Nesmiyan Andrey Yuryevich - Doctor of Technical Sciences, professor of the Technologies and means of mechanization of the agro-industrial complex department, Azov-Black Sea Engineering Institute - branch of FSBEI HE «Don State Agrarian University» in Zernograd (Rostov region, Russian Federation). Phone: +7-904-346-83-54. E-mail: nesmiyan.andrei@yandex.ru.

Kuvshinova Elena Konstantinovna - Candidate of Agricultural Sciences, associate professor of the Agronomy and selection of crops department, Azov-Black Sea Engineering Institute - branch of FSBEI HE «Don State Agrarian University» in Zernograd (Rostov region, Russian Federation). Phone: +7-909-407-30-82. E-mail: kuv.ek61@yandex.ru.

Khizhnyak Vladimir Ivanovich - Candidate of Technical Sciences, director of the Engineering and transfer center, Azov-Black Sea Engineering Institute - branch of FSBEI HE «Don State Agrarian University» in Zernograd (Rostov region, Russian Federation). Phone: +7-928-181-74-27. E-mail: hignyk@mail.ru.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.

УДК 620.91

ОЦЕНКА ГРАФИКОВ ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ОБЪЕКТОВ НА СЕЛЬСКИХ ТЕРРИТОРИЯХ КАК НАГРУЗКИ СОЛНЕЧНОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ

© 2018 г. И.В. Юдаее, Ю.В. Даус, Д.А. Десятниченко

Сегодня основной задачей производителей сельскохозяйственной продукции является задача снижения электроемкости выпускаемой продукции и уменьшения ее себестоимости. Отдельной статьей затрат при этом следует считать зависимость от оплаты за электрическую энергию, тарифы на которую устанавливают энергоснабжающие организации. В соответствии с нормативными документами в области энергосбережения, внедрение энергосберегающих мероприятий и технологий рассматривается как реальная помощь производственникам для снижения затрат за потребление энергии и ресурсов. Одним из действенных инструментов для этого может стать использование возобновляемых источников энергии, и в частности солнечных фотоэлектрических станций. Согласование режимов работы фотоэлектрической станции и потребителей электрической энергии на сельских территориях чаще всего рассматривается с точки зрения организации работы микроэнергетической системы (микросети), нормальное функционирование которой определяется такими техническими и экономическими показателями, как: потери и себестоимость электроэнергии, уровень напряжения на вводе у потребителя, надежность электроснабжения. Но при всем при этом, отдельный исследовательский интерес касается вопроса анализа существующих графиков потребления электрической энергии реальными сельскохозяйственными потребителями и объектами, расположенными на сельских территориях и выступающими в качестве нагрузки фотоэлектрической станции. Выполненные изыскания позволяют сгруппировать типовые графики разнородных потребителей и выявить закономерности их изменения в течение суток и времени года. Результаты исследования послужат основой для согласования режимов генерации на солнечной электростанции и потребления электрической энергии, а также периодов выявления дефицита и избытка вырабатываемой электрической энергии, что определит выбор, по необходимости, дополнительного генерирующего или аккумулирующего оборудования. Кроме этого можно заметить, что проведенный анализ дает возможность обосновать режим работы солнечной фотоэлектрической станции, реализовав принцип максимального приближения графика генерации к графику нагрузок, что в итоге скажется для потребителя на затратах по оплате за электрическую энергию.

Ключевые слова: график электрических нагрузок, график генерации солнечной электростанции, пик потребляемой мощности, сельскохозяйственный потребитель.

Today the main task of agricultural producers is to reduce the power consumption of products and cost. As a separate cost item in this case it should be considered the dependence on the payment for electricity, the tariffs for which are set by the energy supply organizations. In accordance with the normative documents in the field of energy saving, the introduction of energy-saving measures and technologies is considered as a real help to manufacturers to reduce costs for energy consumption and resources. One of the most effective tools for this is a usage renewable energy sources, in particular solar photovoltaic plants. Coordination of the modes of operation of the photovoltaic plant and consumers of electric energy in rural areas is most often considered from the point of view of the organization of work of the micro power system (micro grid), the normal functioning of which is determined by such technical and economic indicators as: losses and the cost of electricity, the level of voltage at the input of the consumer, the reliability of power supply. But at the same time, as separate research interest it is concerned the issue of analysis of existing graphs of electricity consumption by real agricultural consumers and objects located in rural areas and acting as a load of a photovoltaic plant. The carried out researches allow to group standard schedules of heterogeneous consumers and to reveal regularities of their change during the day and time of year. The results of the research could be concerned as the basis for the coordination of modes of generation at the solar power plant and consumption of electric energy, as well as periods of detection of deficit and excess of generated electric energy, which will determine the choice, if necessary, of additional generating or accumulating equipment. In addition, it can be noted that the conducted analysis makes it possible to justify the mode of operation of a solar photovoltaic station by implementing the principle of maximum approximation of the generation schedule to the load schedule, which will ultimately affect on the cost of paying for electric energy.

Keywords: schedule of electrical loads, schedule of solar power generation, peak power consumption, agricultural consumer.

Введение. Сегодняшний высокий уровень охвата системами электроснабжения с максимальным обеспечением электрической энергией производственных и коммунально-бытовых потребителей характерен, прежде всего, для густонаселенных территорий и конгломератов, на которых размещены промышленные объекты, требующие обязательной гарантии бесперебойной подачи энергии с заявленным её качест-

вом. Но в то же время много внимания уделяется и вопросам повышения надежности и обеспечения качественного, гарантированного электроснабжения удаленных от централизованных энергосистем территорий, на которых ведется интенсивная хозяйственная деятельность и проживает достаточно большой процент населения. По данным Минэнерго - от 60 до 70% территории России сегодня не охвачено централизо-