Альтернативная энергетика для мехдвора

Альтернативная энергетика для мехдвора
Петр Морозов
Опубликовано в №5 (133), май

Нетрадиционная энергетика сегодня становится новым резервом для повышения эффективности сельского хозяйства. Биогаз, солнечные батареи, ветряки, геотермальные станции превратились в значительное подспорье для фермеров в разных странах мира. Не исключение и Беларусь. На экспериментальной базе «Зазерье» РУП «Научно-практический центр НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства» будет задействовано максимальное число нетрадиционных источников энергии.

Нетрадиционная энергетика сегодня становится новым резервом для повышения эффективности сельского хозяйства. Биогаз, солнечные батареи, ветряки, геотермальные станции превратились в значительное подспорье для фермеров в разных странах мира. Не исключение и Беларусь. На экспериментальной базе «Зазерье» РУП «Научно-практический центр НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства» будет задействовано максимальное число нетрадиционных источников энергии.

Энергетика и экология постепенно становятся одними из главных проблем сельскохозяйственного производства. Стоимость энергоресурсов растет с каждым днем. В развитых странах не меньшими темпами ужесточаются экологические нормы. Не удивительно, что западные исследователи заняты поиском решений в области энергонезависимых ферм. Подобный проект реализует компания «New Holland». Предполагается, что их экспериментальная ферма на севере Италии будет полностью обеспечивать себя энергией за счет солнца, ветра и биогаза. При этом исследователи намерены еще и получать из отходов достаточно водорода, чтобы заправлять топливные ячейки специально разработанного экологически чистого трактора.

В Беларуси пока нет необходимости в столь масштабных и амбициозных экспериментах. Наша страна получает относительно дешевые энергоресурсы, однако это вовсе не значит, что их не нужно экономить. Наиболее распространенным способом у нас стал переход на местные виды топлива. Котлы на щепе, торфе или соломе используются для подогрева воды, ими отапливаются бытовые и производственные помещения. Она. Однако есть и другие источники недорогого тепла.

Тепло земли для мастерских

В «Зазерье» они применяются для улучшения производственных и бытовых условий на мехдворе предприятия. Так, мастерские здесь отапливаются за счет геотермального насоса.

Недра нашей земли содержат практически неограниченные ресурсы тепловой энергии. Уже на глубине 2–3 м от поверхности земли средняя годовая температура составляет +4…+6 °С. Это тепло можно использовать на различные нужды с помощью тепловых насосов. По своей конструкции они подобны холодильной машине, имеют одинаковый с ней принцип работы. Однако на выходе из теплового насоса получают тепло, а не холод. Оно вырабатывается в конденсаторе машины, в то время как в холодильнике холод генерируется на испарителе.

Полная тепловая мощность насоса состоит из двух частей: тепла, переносимого с низкого температурного уровня на высокий, и теплового эквивалента работы, совершаемой двигателем компрессора. Компрессор всасывает пары хладагента, поступающие из испарителя, и сжимает их до высокого давления. Тепло, необходимое для превращения жидкого хладагента в пар, отводится от среды, в которой находится испаритель. Это может быть воздух, вода или почва. Передача тепла, отобранного от низкопотенциального источника, как и теплового эквивалента работы компрессора, происходит в конденсаторе. Так и получается тепловая энергия, которая может использоваться на различные цели (обогрев зданий, нагрев воды).

Отдав тепло, хладагент конденсируется, превращаясь в жидкость, и, проходя через устройство расширения, в котором его давление понижается, вновь поступает в испаритель. Цикл повторяется.

В «Зазерье» установлено шесть глубинных зондов. Каждый из них представляет собой две пары U-образных теплообменников, выполненных из полимерной трубы отечественного производства, которые заглубляются на 100 м. Тепловой насос работает с коэффициентом преобразования в среднем около 3, т. е. на 1 кВт·ч электроэнергии, затраченной на привод компрессора и циркуляционных насосов, поставляет 3 кВт тепловой энергии в систему теплоснабжения и позволяет получить существенный экономический эффект. Всего для отопления мастерских необходима мощность в 30 кВт.

Результаты работы теплового насоса можно ощутить непосредственно в пункте технического обслуживания. Здесь тепло и комфортно, а бытовые помещения на третьем этаже даже используются в зимнее время для временного проживания бригад, работающих по подряду.

Как показали расчеты, применение геотермального насоса снижает удельную стоимость теплоснабжения в 3,9 раза по сравнению с электрокотлом, в 6 раз по сравнению с жидким топливом и практически сопоставимо с газовым отоплением. Если в Беларуси стоимость природного газа возрастет до уровня 80 % от его стоимости в Европе, тепловой насос будет наиболее выгодным вариантом теплоснабжения. При этом срок окупаемости по расчетам Научно-практического центра по механизации сельского хозяйства составит около четырех лет.

Во время строительства теплового насоса предполагалось, что он будет работать только в ночное время, в период действия льготных тарифов на электроэнергию. Тепло, полученное ночью, будет накапливаться в бойлере, а расходоваться в течение всех суток. Однако позднее белорусские энергетики уравняли дневной и ночной тарифы, поэтому данный ресурс полностью задействовать не удалось.

Есть у тепловых насосов и свои недостатки. Внедрение технологии обходится довольно дорого и требует специальных работ. Нужно бурить несколько скважин, устанавливать оборудование. В то же время в процессе эксплуатации насос требует минимального внимания и затрат, а гарантийный срок службы таких систем составляет 15–20 лет. Не удивительно, что сегодня они находят применение в строительстве коттеджей. Особенно популярны геотермальные системы в Европе. В Германии с их помощью уже отапливается 370 тыс. зданий, в Швеции — 250 тыс.

Энергия солнца для столовой

Используется на мехдворе экспериментальной базы «Зазерье» и энергия солнца. Природно-климатические условия нашей страны, к сожалению, не позволяют рассчитывать на производство электричества из солнечной энергии с помощью фотоэлементов. У нас относительно небольшое количество ясных дней по сравнению даже с Германией, низкие температуры зимой. Однако гелиоколлекторы могут с успехом использоваться в Беларуси для подогрева воды. На крыше тех же экспериментальных мастерских «Зазерья» установлены прозрачные трубы с водой. Здесь она нагревается и поступает для использования на бытовые нужды, в том числе в систему отопления.

Рядом со столовой также находятся коллекторы, но другой конструкции. Они обеспечивают ее горячей водой. Вакуумированные гелиоколлекторы имеют КПД в среднем на 25 % выше, чем плоские, что позволяет обходиться меньшей площадью для подогрева одинакового количества воды. Кроме того, данные коллекторы эффективны и в зимнее время. Они подогревают воду до температуры 30 °С, снижая расход традиционных энергоресурсов. О потенциале солнечной энергии ярче всего свидетельствует тот факт, что в жаркие дни работникам хозяйства приходится даже принимать меры, чтобы избежать перегрева воды в коллекторах.

Наконец, систему альтернативной энергетики в «Зазерье» дополняет строящаяся биогазовая установка. Конечно, после того, как она будет введена в эксплуатацию, экспериментальная база не перейдет на автономное энергообеспечение. Такой цели перед собой не ставило ни руководство хозяйства, ни ученые. Однако результаты эксплуатации альтернативных источников энергии в «Зазерье» показывают, что они вполне применимы в отечественных условиях для решения некоторых локальных задач.

 

Другие материалы рубрики
Кооператив. Как это работает?
Евгений Ерошенко
Опубликовано в №9 (149), сентябрь

Вслед за европейскими и американскими фермерами белорусские постепенно начинают открывать для себя плюсы объединения в кооперативы: коллективные закупки за счет больших объемов позволяют рассчитывать на скидки, а совместное...

«Южная» экономическая модель
Евгений Ерошенко
Опубликовано в №4 (144), апрель

Основа экономической эффективности ОАО «Агрокомбинат «Южный» — трезвый расчет на собственные силы. Отталкиваясь от базы в виде типового свинокомплекса, здесь за последнее десятилетие успешно выстроили...

«Мирная» оптимизация
Евгений Ерошенко
Опубликовано в №12 (152), декабрь

Расположенное в пяти километрах от Барановичей ОАО «Агрокомбинат «Мир» известно в первую очередь как один из крупнейших в Беларуси производителей говядины. Однако с директором предприятия Иваном Клишевским мы...

Такой обычный фермер
Евгений Ерошенко
Опубликовано в №2 (130), февраль

До 2001 года Павел Волынец был обычным белорусским предпринимателем с широким кругом интересов, но без определенной специализации. К сельскому хозяйству приглядывался, однако серьезного намерения посвятить жизнь работе на земле...

Вопрос «в яблочко»
Евгений Ерошенко
Опубликовано в №8 (136), август

Ежегодно в ОДО «Гринвэй» собирают до 35 т яблок с гектара. Для специализированных хозяйств результат, может, и не фантастический, но для типового отечественного сада более чем достойный. Специально для читателей...

СПК «Гирки»: простой разговор о сложном
Евгений Ерошенко
Опубликовано в №9 (173), сентябрь

Откровенный разговор особенно ценен, когда собеседник — человек, болеющий за свое дело. Руководитель СПК «Гирки» Тадеуш Мушинский не стал кривить душой и прямо рассказал об основных проблемах своего предприятия:...

Комментарии
Войти как