Технические средства снижения энергозатрат при реализации технологии переменного оптического облучения рассады овощных культур в теплицах

• Автор: Самойленко, Владимир Валерьевич
• Шифр специальности: 05.20.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Ставрополь
• Количество страниц: 172 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
1 АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЙ ИСКУССТВЕННОГО ОБЛУЧЕНИЯ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ РАССАДЫ РАСТЕНИЙ ЗАЩИЩЕННОГО ГРУНТА И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Современные технологии освещения овощных культур с изменяющейся интенсивностью

1.2 Источники оптического излучения, применяемые в тепличных комплексах

1.3 Анализ способов питания газоразрядных ламп высокого давления и реализующих их технических средств

1.4 Цели и задачи исследований

2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ИСКУССТВЕННЫМ ОБЛУЧЕНИЕМ В СООРУЖЕНИЯХ ЗАЩИЩЕННОГО ГРУНТА

2.1 Структура системы управления искусственным оптическим облучением рассады

2.2. Управление регулируемым источником постоянного напряжения.

2.3 Теоретическое обоснование способа питания НЛВД и устройства для его осуществления
2.4. Теоретическое обоснование параметров двухтрансформаторного ЭПРУ
2.5 Методика расчета многопараметрического источника питания для НЛВД
2.6 Моделирование выпрямительного блока в среде N1 МиШят 10.1..
2.7 Теоретическое обоснование выбора параметров ЭПРУ для НЛВД..
2.7 Выводы к главе
3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Общие положения

3.2 Программа и методика экспериментального исследования светотехнических, электрических и тепловых параметров НЛВД при питании постоянным током
3.3 Описание экспериментальной установки для определения светотехнических, электрических и тепловых параметров НЛВД при питании постоянным током
3.4 Программа и методика экспериментальных исследований работоспособности действующего макета системы управления НЛВД, питаемой постоянным током при осуществлении полного цикла выращивания рассады
3.5 Описание экспериментальной установки действующего макета системы управления НЛВД, питаемой постоянным током при осуществлении полного цикла выращивания рассады
4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕЙ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕМЕННОГО ОПТИЧЕСКОГО ОБЛУЧЕНИЯ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ РАССАДЫ ОГУРЦОВ
4.1 Экспериментальное исследования режимов работы НЛВД в режиме постоянного тока
4.2 Исследование действующего макета ЭПРУ при реализации технологии переменного оптического облучения рассады овощных культур..
4.3 Выводы к главе
5. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННОГО ПУСКОРЕГУЛИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА
5.1 Расчет затрат на стадии исследования и разработки
5.2 Расчет себестоимости изделия
5.3 Расчет капитальных вложений
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
По данным [171] на 2013 год на территории России функционирует более 2000 га зимних теплиц. Большая часть из них оснащена установками для искусственного оптического облучения. В структуре себестоимости продукции таких тепличных комплексов и особенно зимних, занятых подготовкой рассады, затраты на электроэнергию составляют порядка 40%, что в свете роста тарифов на электроэнергию также является немаловажной проблемой. Поэтому разработка нового электрооборудования и технологий, снижающих энергетические расходы, в том числе и в системе искусственного оптического облучения, является актуальной задачей, решение которой позволит снизить себестоимость тепличной продукции и расширить ее производство.
Особый интерес вызывают работы А.Г. Молчанов [62-72], направленные на исследование технологии переменного оптического облучения, основанной на чередующихся четырехчасовых циклах низкой и высокой освещенности рассады огурцов и томатов. Предложенная им электротехнология позволила существенно до 35% снизить энергозатраты при выращивании рассады овощных культур [66, 93].
Внедрение в промышленные тепличные комплексы предложенной им электротехнологии переменного оптического облучения было затруднительно в силу недостаточного на тот момент уровня техники. Следует также отметить, что эта технология рассчитана на использование дуговых ртутных люминесцентных (ДРЛ) ламп, которые в настоящее время практически полностью вытеснены из тепличных комплексов более совершенными (с позиции фитотехнических и экономических требований) натриевыми лампами высокого давления (НЛВД). Пуск и управление этими лампами значительно сложней, чем у ДРЛ. Поэтому предложенные Молчановым А.Г. достаточно эффективные и оригинальные технологические решения нельзя машинально без дополнительных исследований перенести на теплицы, оборудованные лампами типа НЛВД.

зоразрядных ламп, реализуемый устройством, содержащим подключенный в промышленную сеть выпрямительный блок питания с падающей вольт-амперной характеристикой, подключенный к коммутатору изменения полярности, управляемому времязадающим таймером, заключающийся в том, что газоразрядную лампу, в частности НЛВД, включают в цепь постоянного тока и периодически меняют полярность питающего напряжения на противоположную по фиксированным временным уставкам (рис. 1.11) [179].
во ( Ґ % ЬА
»-X г Д 1 I гогтг 1 по-ї *-120 400 I | Ы РМІ -НІ—г *021 «03 V
1
Рисунок 1.11 - Схема устройства для питания ГЛВД
Применение выпрямительного блока питания с падающей вольт-амперной характеристикой позволяет отказаться от использования балластного элемента в цепи питания НЛВД. Однако, данный известный способ питания газоразрядных ламп, реализованный вышеописанным устройством, обладает аналогичным недостатком, т.к. не устраняет возможность возникновения длительных, т.е. соизмеримых с периодом коммутации питающего напряжения, режимов работы НЛВД при расслоении плазмы.
Вышеописанные исследования показали, что при питании ГЛВД постоянным током можно увеличить светоотдачу используемых источников света. Однако, предложенные технические решения не позволяют эффективно производить питание НЛВД. Поэтому и была поставлена задача: разработать новый способ питания НЛВД постоянным током, позволяющий реализовать технологию переменного облучения рассады в теплицах.