Совершенствование методов оценки сельскохозяйственных энергоустановок на основе возобновляемых источников энергии

• Автор: Амерханов, Роберт Александрович
• Шифр специальности: 05.14.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 318 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ5
1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ И ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Анализ интенсивности солнечного излучения.

Классификация систем солнечного энергоснабжения

1.2 Использование солнечной энергии в системах

энергоснабжения сельского хозяйства.

1.3 Повышение эффективности солнечных систем

энергоснабжения ,.

1.4 Математическое моделирование термо и гидродинамики

процессов в коллекторе гелиоустановки.

1.5 Анализ и оптимизация гелиоустановок методами теоретико
графовых построений .
Выводы.
2 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И МЕТОДЫ ПЕРЕРАБОТКИ БИОМАССЫ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЭНЕРГИИ
2.1 Количественные и качественные характеристики
биомассы
2.2 Непосредственное сжигание биомассы.
2.3 Метановое сбраживание биомассы.
3 ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ТЕРМОТРАНСФОРМАТОРОВ
3.1 Общие сведения по использованию и режимам работы
термотрансформаторов.
3.2 Компрессионные тепловые насосы
3.3 Оптимизация тепловых насосов на основе
эксерготопологического анализа.
3.4 Повышение эффективности работы абсорбционных
тепловых насосов .
3.5 Эксергоэкономическая оптимизация теплонасосных
Выводы.
4 ИССЛЕДОВАНИЕ АККУМУЛИРОВАНИЯ ЭНЕРГИИ КАК ЭФФЕКТИВНОГО СРЕДСТВА ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ
4.1 Аккумулирование энергии как фактор
энергосбережения
4.2 Исследование характеристик различных типов тепловых
аккумуляторов.
4.3 Оптимизация аккухмуляторов теплоты.
Выводы.
5 АНАЛИЗ ПЕРСПЕКТИВ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
ГЕОТЕРМАЛЬНОЙ ЭНЕРГИИ
5.1 Основные характеристики геотермальных вод
5.2 Математическое моделирование термогидродинамических
процессов в геотермальных системах
5.3 Анализ существующих систем геотермального
теплохладоснабжения.
5.4 Использование петротермальной энергии
Выводы.
6 ОПТИМИЗАЦИЯ ЭНЕРГОСИСТЕМ, ИСПОЛЬЗУЮЩИХ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ
6.1 Характеристики энергосистем как объектов
оптимизации.
6.2 Топологическое представление графовых построений
6.3 Основы эксергетического метода анализа энергосистем
6.4 Анализ методов оптимизации энергосистем
6.5 Анализ методов оптимизации технических систем
6.6 Эксергоэкономический метод анализа, синтеза и
оптимизации.
6.7 Математическое моделирование и оптимизация солнечно
теплонасосных систем с сезонным аккумулированием 5 Выводы .
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Такие варианты гелиоустановок гравитационного типа следует рекомендовать для автономного водо- и энергоснабжения сельскохозяйственных объектов различного назначения. Для автоматического регулирования температуры теплоносителя и теплового режима гелиоустановки разработана система автоматизации «Логика-И» [4]. Структурная схема установки приведена на рис. В системе регулирования предусмотрено последовательное корректирующее устройство. Для этого между блоком автоматики 8 и регулирующим органом 7 включено звено задержки 9. В обычных (неселективных) коллекторах трудно обеспечить температуру воды, превышающую °С. Рис. Существенно снизить эту составляющую потерь и повысить тем самым эффективность коллектора можно нанесением на его тепловоспринимающую поверхность поглощающих покрытий, обладающих селективными оптическими свойствами. Важной характеристикой селективного покрытия является отношение поглощательной способности поглощающей панели относительно солнечного излучения ая к степени черноты е в области длин волн собственного теплового излучения. Наибольшее значение ав/е удается получить с помощью многослойных интерференционных покрытий, создаваемых нанесением на предварительно отполированную поверхность коллектора тонких диэлектрических и металлических пленок в высоком вакууме. Один из самых подходящих методов получения селективных покрытий заключается в создании покрытий «черный хром» и «черный никель», обладающих хорошими оптическими характеристиками. Эффективность работы коллектора можно повысить с помощью так называемых сотовых структур. Они состоят из ячеек, которые в плане имеют' форму квадрата, прямоугольника или шестиугольника. Результаты экспериментальных исследований показали, что применение сотовых структур дает эффект при толщине стенок ячеек 0,5 мм и менее [5]. При толщине 5 = 0, мм КПД коллектора повышается на %. Для того чтобы снизить конвективные потери из коллектора в окружающую среду, авторы работы [3] предложили заполнить пространство между поглощающей поверхностью и прозрачным покрытием инертным, газом — ксеноном или аргоном. При этом КПД повышается на 4:8 %, однако трудно обеспечить длительное сохранение в коллекторе инертного газа, поэтому этот способ не нашел практического применения. Один из путей повышения эффективности солнечных установок заключается в использовании электрогелионагревателей (ЭГН), концепцию которых разработал акад. Л.С. Герасимович [9, 3]. Пленочные низкотемпературные нагреватели имеют ряд преимуществ. Они могут использоваться в качестве электронагревателей для нагрева жидкости на фермах молодняка животных и в птицеводческих помещениях. На базе ЭГН была изготовлена водонагревательная установка, которая включала в себя: ЭГН,. Установка была смонтирована в Крыму. Производственные испытания свидетельствуют о технологической пригодности и. Совмещение в одном элементе солнечного коллектора и резервного источника теплоты целесообразно также в вакуумированных гелиоколлекторах, что уменьшает габаритные размеры системы и делает ее более удобной в управлении. Следует подчеркнуть, что электрогелиоколлекторы могут быть использованы в дни, когда из-за сильной облачности или дождя эффективность работы солнечных систем отопления существенно уменьшается. Автоматическое регулирование* работы гелиосистем и управление ими позволяет повысить точность поддержания технологических параметров, понизить энергетические потери при преобразовании лучистой энергии в энергию других видов, снизить эксплуатационные расходы. Обеспечивается поддержанием требуемых значений температур на объекте теплопотребления, минимизацией тепловых потерь в системе' солнечного тепло- хладоснабжения и экономией топливно-энергетических ресурсов при использовании солнечной энергии [5]. При этом система автоматического управления должна удовлетворять требованиям экономичной целесообразности, а успех автоматизации гелиосистем в значительной степени определяется выбором степени и объема автоматизации. Немаловажное значение имеет подключение микропроцессорной техники в систему автоматического регулирования.