Вы здесь

Раціональне використання енергії сонячної радіації та вітру в технологічних процесах сільськогосподарського виробництва

Автор: 
Головко Володимир Михайлович
Тип работы: 
Дис. докт. наук
Год: 
2003
Артикул:
0503U000317
99 грн
(320 руб)
Добавить в корзину

Содержимое

РОЗДІЛ 2
ТЕОРЕТИЧНЕ ВИЗНАЧЕННЯ ДОЦІЛЬНОСТІ РАЦІОНАЛЬНОГО ВИКОРИСТАННЯ В ТЕХНОЛОГІЧНИХ
ПРОЦЕСАХ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКОГО ВИРОБНИЦТВА ЕНЕРГІЇ СОНЯЧНОЇ РАДІАЦІЇ ТА ВІТРУ
2.1. Алгоритм аналітичного рішення проблеми
Використання геліовітроенергетичного обладнання для об’єктів
сільськогосподарського виробництва залежить від низки факторів, але може бути
об’єднане системою, що поєднує кліматичні, технологічні та економічні аспекти.
При цьому необхідно встановити межу дії системи, а також проаналізувати
альтернативні шляхи досягнення поставленої мети, а також отримати обгрунтовану
критеріальну оцінку прийнятих рішень.
В загальному випадку вирішення проблеми використання енергії сонячної радіації
та вітру буде визначаться відображенням бінарного відношення множин :
¦ : A ґ B ® С, (2.1)
де А – множина потреб в енергопостачанні об’єкта (N), який характеризується
коефіцієнтом графіка навантаження (КЗ),ємністю акумулюючого пристрою (СА),
потужністю резервного джерела енергії (NP) ;
В – множина величин надходження енергії сонячної радіації (еS) та вітру (еW) в
залежності від географічного місцезнаходження об’єкта, що характеризується
широтою місцевості (j), середньорічною швидкістю вітру (v), довжиною періоду
використання даних видів енергії (Т).
Пересічення множин А і В визначає множину конструктивних параметрів технічних
засобів з утилізації енергії сонячної радіації та вітру :
С – що характеризується площею геліонагрівачів ( LS ), площею обмаху ротора (
LW ), ефективністю колектора наргівача ( hе ), коефіцієнтом потужності
вітроустановки
(x ), продуктивністю геліоустановки (V ), рівнем потужності вітроагрегата ( W
).
При цьому множина С повинна бути кінцевою при виконанні умови:
пCп=K| yЈyH, (2.2)
де yЈyH - умова виконання критерію енергоекономічної
оцінки.
Таким чином, вирішення питання застосування енергії сонячної радіації та вітру
складає в визначенні взаємнооднозначного відображення ( ін’єкції ) бінарного
відношення при обмеженні умовами енергоекономічної оцінки.
Обгрунтування структурних схем енергозабезпечення від енергії сонячної радіації
та вітру, відноситься до класу задач системного аналізу, загальний підхід до
рішення якої проводиться в роботах Моісеєва М.М., Ларічева О.І., Пентл Р. та
ін. [121,134,162,209].
Алгоритм визначення бінарного відношення (2.1), результатом якого є вибір
параметрів технічних засобів структурних схем
енергозабезпечення від енергії сонячної радіації та вітру наведений на рис.2.1.
Вимоги споживача в енергії, ЕСП , на протязі технологічного циклу Т, є
визначальними в постановці питання енергозабезпечення об’єкта від енергії
сонячної радіації та вітру:
n
рі Ті Ј Gj е tj Rj , (2.3)
j= 1
де t - тривалість доцільного періоду використання енергії сонячної радіації або
вітру ;
R - ресурс енергії сонячної радіації або вітру;
Gj - конструкторсько-технологічні параметри установок перетворювачів енергії
сонячної радіації та вітру.
Надходження енергії сонячної радіації та вітру характеризується тривалістю
періоду доцільного використання в енергопостачанні споживача з заданою
ймовірністю:
Т = е Dq (2.4)

При чому [ p ( x і xз ) і 0,6 ]Ю Dq > Dn (2.5)
х m
р = т F(х)dx при F(x)-def ;
хЗ
де
к
р = ѕѕ при F(x) - indef.,
М + 1
де хЗ - задане порогове значення рівня сонячної радіації або швидкості вітру ;
Dq - день доцільного використання енергії сонячної радіації та вітру;
Dn - поточний день року;
F(x) - розподіл щільності ймовірності випадкової величини;
к – кількість значень x і xз ;
М – об’єм вибірки.
Ресурс енергії сонячної радіації та вітру визначається як :

Ea = ¦(E, Ed);
R =
Ej = aЧLеvi3Ti ,
де Еa - надходження енергії сонячної радіації на похилу поверхню згідно
рівняння Клейна [30];
Е, Еd - відповідно сумарна та дифузна складові сонячної радіації ;
LW - площа обмаху ротора вітроустановки;
vi - швидкість вітру за градаціями ;
Ti - тривалість градацій.
Конструктивно-технологічні параметри установок перетворювачів енергії сонячної
радіації та вітру отримують в результаті композиції потреб А споживача та
можливостей енергії сонячної радіації та вітру - В, тобто:

a T b = c = ¦(Gj) - def ,  (2.6)
При умові виконання
к0 > 0;
кЗ і 1;
кН = {0; 0,5; 10; 24};
кЕК і 1;
к ЕН > кнЕН ,
де ко - коефіцієнт забезпечення графіків споживання ;
кз - коефіцієнт заповнення графіка навантаження ;
кн - коефіцієнт неспівпадання з графіком навантаження ;
кЕК - коефіцієнт економічної ефективності ;
кЕН - енергетичний коефіцієнт заміщення.

2.2. Енергетична оцінка ресурсів енергії сонячної радіації
та вітру
Відомі методичні розробки питання енергетичної оцінки сонячної радіації та
вітру [8, 21, 35, 39, 41, 44, 49, 51, 86, 97, 120, 133, 163, 180, 183, 218,
235, 251, 252, 265, 268] дають загальну величину енергії для сезону, або року в
цілому. Такий підхід не дозволяє визначитися, з одного боку, про розподіл
енергії на протязі сезону, а з другого - про величину заміщення енергії в
технологічних