Каталог технологий и изделий

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК

 

 

ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВСЕРОССИЙСКИЙ

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ

ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

(ГНУ ВИЭСХ)

 

 

 

ТЕХНОЛОГИИ

ВОЗОБНОВЛЯЕМОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

И Энергосберегающее

оборудование

 

 

Technology for renewable energy utilization

and energy saving equipment

 

 

 

 

Каталог технологий и изделий,

разработанных в системе ГНУ ВИЭСХ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Москва  2008

 


 

Технологии возобновляемой энергетики и энергосберегающее оборудование. Каталог технологий и изделий, разработанных в системе ГНУ ВИЭСХ. — М.: ГНУ ВИЭСХ, 2008. — 60 с.

 

 

В каталоге представлены технологии и оборудование для использования возобновляемых источников энергии, а также энергосберегающие экологически безопасные технологии и технические средства, разработанные в системе ГНУ ВИЭСХ.

 

 

Составители: к.т.н. Н.Ф. Молоснов, Ю.М. Галкин.

Тел.: (495) 171-02-74.

 

 

 

* Адрес института:

109456, Москва, 1-й Вешняковский проезд, 2. ВИЭСХ

( Телефоны: (495) 171-19-20, 171-02-74.

Телефакс: (495) 170-51-01.

E-mail:  viesh@dol.ru

Интернет:  www.viesh.ru

 

 

Директор института

Стребков Дмитрий Семенович,

Академик Россельхозакадемии,

доктор технических наук, профессор

Заслуженный деятель науки Российской Федерации

 

 

Редакционно-издательская группа ГНУ ВИЭСХ

Редактор   Т.А. Гудкова

Фото   Ю.М. Антонов

 

 

Подписано в печать 07.05.2008.           Формат 60х84/16.                 Объем  3,75 печ. л.

Тираж 500 экз.                                        Печать офсетная.                            Заказ №

 

Отпечатано в ОНО «Типография Россельхозакадемии»

115598 Москва, ул. Ягодная, 12

 

Ó ГНУ ВИЭСХ, 2008


 

 

 

 

 

 

Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) — научный центр по энергообеспечению, электрификации и автоматизации сельского хозяйства, электромеханизации животноводства, использованию возобновляемых и нетрадиционных источников энергии.

Институт создан в марте 1930 г.

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ:

· научное обоснование, прогноз и стратегия энергообеспечения, электрификации и энергосбережения в сельском хозяйстве, экологически чистых ресурсосберегающих технологий, систем машин для электрификации сельскохозяйственного производства и животноводства;

· создание высокоэффективных электротехнологий, систем тепло- и электрооборудования, автоматизации для животноводства, растениеводства, первичной обработки и хранения сельскохозяйственной продукции;

· разработка методов, технических средств и систем надежного энергоснабжения сельского хозяйства, эксплуатации и электробезопасности электроустановок и электрооборудования, включая автономные системы;

· создание систем и технических средств для электромеханизации животноводства, включая оборудование и машины для молочных ферм;

· совершенствование перспективных технологий и создание новых технических средств для использования возобновляемых и нетрадиционных источников энергии в сельском хозяйстве и других отраслях народного хозяйства;

· подготовка научных кадров (аспирантура, докторантура) и повышение квалификации специалистов;

· внешнеэкономическая деятельность и научно-техническое сотрудничество в области электрификации сельского хозяйства и возобновляемой энергетики;

· оказание информационных, консультационных и внедренческих услуг.

В систему ГНУ ВИЭСХ входят:

· Организация научного обслуживания (ОНО) Центральное опытное проектно-конструкторское бюро (ОНО ЦОПКБ ВИЭСХ).

Адрес: 109456, Москва, 1-й Вешняковский проезд, 2.

Тел.: (495) 171-02-10. Телефакс: (495) 171-27-03.

· ОНО Опытный механический завод «Александровский» ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии.

Адрес: 601600, Владимирская обл., г. Александров, ул. Гагарина, 6.

Тел.: (49244) 627-01. Телефакс: (49244) 625-34, 616-73.

· Межотраслевой Научно-технический центр по машинному доению коров и первичной обработке молока (МНТЦ ВИЭСХ «Техника для молока»): тел.: (495) 174-85-98, 171-45-56.

· Научно-технический центр по энергосбережению в сельском хозяйстве (НТЦ ВИЭСХ «Энергосбережение»): тел.: (495) 171-04-94.

· Международная кафедра ЮНЕСКО «Возобновляемая энергетика и сельская электрификация»: тел.: (495) 171-19-20, 171-05-23.

· Кафедра МГАУ им. В.П. Горячкина «Возобновляемая энергетика и электрификация сельского хозяйства»: тел.: (495) 171-19-20, 171-05-23.

· Экспериментально-технологические участки по:

— производству солнечных фотоэлектрических элементов и модулей (батарей);

— созданию оборудования и средств автоматизации для технологических процессов сельскохозяйственного производства;

— созданию оборудования для первичной обработки и хранения сельскохозяйственной продукции;

— созданию и выпуску опытных образцов оборудования для электромеханизации молочного скотоводства;

— созданию экспериментальных светильников и облучателей для объектов АПК.

              ОРГАНИЗАЦИИ ПРИ ВИЭСХ:

· Акционерное общество закрытого типа «Новые и возобновляемые источники энергии» (АОЗТ ВИЭН);

· Научно-производственное предприятие «Фемакс» (НПП «Фемакс»);

· Общество с ограниченной ответственностью «Производственное объединение ОВЕН» (ООО ПО «ОВЕН»).

Институт, научно-технические центры, опытные производства института и ОНО Опытный механический завод «Александровский» по договорам с сельскохозяйственными и промышленными предприятиями и организациями, фермами и другими сельскими товаропроизводителями разрабатывают технологии, изготовляют технические средства, выполняют проекты, организуют изготовление, приобретение машин, оборудования, монтаж, авторский надзор, сервисное обслуживание.

ВИЭСХ приглашает к сотрудничеству по разработке, освоению и производству разработанной институтом электрифицированной техники.

 

ВИЭСХ предлагает лицензии на разработанные институтом запатентованные технологии изготовления солнечных фотоэлектрических элементов и модулей, стационарных концентраторов, биодизельного топлива, а также другое оборудование, приведенное в каталоге.


 

Бесхлорная технология получения

солнечного кремния

 

Для производства солнечных элементов и в полупроводниковой электронике используется высокой степени чистоты поликристаллический кремний (ПКК), получаемый по предлагаемой экологически чистой технологии. Технология разработана совместно с институтами Министерства промышленности и энергетики РФ.

Процесс изготовления ПКК включает следующие химические стадии:

Si +ЗС2Н5ОН ®SiН(ОС2Н5)32

4 SiH(OC2H5)3®SiH4 + 3Si(OC2H5)4

SiH4®Si+2H2

 

Краткие технико-экономические данные

· Исходные материалы (металлургический кремний с содержанием примесей 13% и этиловый спирт) доступны в неограниченных количествах по относительно низкой цене.

· Соединения хлора не используются и процессы экологически безопасны, все процессы идут при нормальном давлении и температуре не выше 300°С.

· Химические реакции связаны только с кремнием и происходят практически без переноса посторонних примесей, что снижает стоимость очистки.

· Реакционные продукты не взаимодействуют со стенками реактора, сводя к минимуму загрязнение конечных продуктов.

· Отсутствие нереализуемых производственных отходов.

· Расход электроэнергии составляет около 30 кВт×ч/кг ПКК против 200 кВт×ч/кг для обычного трихлорсиланового метода, что в 2-3 раза снижает стоимость ПКК до 15 тыс. долл. США/т.

                      · Основная продукция: моносилан и поликристаллический кремний высокой степени чистоты.

Высокое качество моносилана и ПКК подтверждены результатами измерений. Присутствие примесей находится на уровне пределов обнаружения современными методами анализа. Удельное сопротивление изготовленных монокристаллических образцов кремния превышает 10 000 Ом×см, а время жизни неосновных носителей достигает 1000 мкс.

            При изменении конъюнктуры рынка технологический процесс, запатентованный в России и США, позволяет менять ассортимент и количество производимой товарной продукции:

·         ПКК электронного качества для электронной промышленности;

·         ПКК солнечного качества для фотоэнергетики;

·         ПКК для инфракрасных фотоприемников и детекторов ядерных частиц;

·         Высокочистый моносилан и его смеси с водородом и аргоном;

·         Тетраэтоксилан особой чистоты;

·         Диоксид кремния особой чистоты;

·         Кремнезоль.

Технология разработана совместно с предприятиями электронной промышленности.

Институт заключает контракты на создание крупномасштабного производства поликристаллического кремния (объемом                   до 1000 т/год).

Срок реализации проекта  — 3 года.


 

 

СОЛНЕЧНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ (СЭ)

КРУГЛЫЕ И ПСЕВДОКВАДРАТНЫЕ

 

Предназначены для прямого преобразования солнечного излучения в электрическую энергию постоянного тока. Используются для изготовления солнечных фотоэлектрических модулей (батарей) широкого применения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Псевдоквадратный солнечный элемент 125х125 мм

Круглый солнечный элемент D=100 мм

 

Технические характеристики

 

Параметры

Солнечные элементы

круглые

псевдо-квадратные

Диаметр (длина стороны), мм

100 ± 1

100 ± 1

125±1

Толщина (с учетом контактной металлизации), мк

550 ± 150

550 ± 150

Площадь, см2

77,5

97

153

Просветляющее покрытие

пятиокись тантала

Контактная металлизация

сплав олово-свинец

Средний КПД в точке максимальной мощности, %

>12

>12

>12

Мощность, Вт

0,7-1

1-1,4

1,75-2

Рабочее напряжение, В

0,45

0,45

Конструкция солнечных элементов (СЭ) разработана с учетом особенностей их применения для создания солнечных батарей наземного использования для гражданской сферы, в первую очередь в сельском хозяйстве:

·         Материалы элементов обеспечивают стабильность характеристик СЭ и простоту сборки модулей с использованием обычной пайки, в том числе после длительного хранения СЭ в неблагоприятных условиях; 

·         Конструкция СЭ обеспечивает минимизацию брака из-за пробоя pn переходов при монтаже в модули;

·         Солнечные элементы выпускаются с односторонней и двухсторонней рабочей поверхностью.

 


 

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СОЛНЕЧНЫЕ МОДУЛИ

ФСМ36/4-С (С КРУГЛЫМИ И ПСЕВДОКВАДРАТНЫМИ

СОЛНЕЧНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ)

 

Предназначены для прямого преобразования солнечного излучения в электроэнергию постоянного тока. Солнечные элементы герметично защищены упрочненным стеклом и специальными полимерными пленками. Обрамление модуля изготовлено из алюминия, что обеспечивает прочность конструкции и простоту установки при монтаже солнечных фотоэлектрических систем.

 

ФСМ с круглыми СЭ

 

 

ФСМ с псевдоквадратными СЭ 

 

Технические характеристики

Параметры

ФСМ36/4-С                  с круглыми СЭ

ФСМ36/4-С с псевдоквадратными СЭ

Мощность, Вт

27 — 33

33 — 41

Напряжение, В

17,5 — 19,2

17,5 — 19,2

Ток короткого замыкания, А

2,0 — 2,2

2,2 — 2,5

Ток нагрузки, А

1,8 — 1,9

1,9 — 2,1

Блокирующий диод

КД 213 А или КД 202 Д

Гарантийный срок, лет

1

1

Габаритные размеры, мм

96040028

99046028

Масса, кг

4,8

4,8

Срок службы, лет

20

20

       

 

 

Вольт-амперные характеристики модулей ФСМ36/4-С

 

Характеристики приведены для условий: плотность солнечного излучения 1000 Вт/м2, температура 25 °С. При более низкой освещенности мощность МФ, ток короткого замыкания и ток нагрузки снижаются.

 

Солнечные фотоэлектрические модули рентабельно применять при удалении источника потребления энергии от линий электропередачи более чем на 15 км или совместно с автономным дизельным электрогенератором для экономии жидкого топлива и резервного электроснабжения.

            Солнечные фотоэлектрические модули используются для комплектации фотоэлектрических станций и солнечных систем электропитания мощностью 0,1-100 кВт для широкого спектра изделий бытового и промышленного применения.

Фотоэлектрические модули в составе солнечных станций (установок) могут быть применены для электрификации жилых домов в сельской местности, электропитания уличных осветительных фонарей, водоподъемных установок, радио- и телеприемников, радиотелефонов и других бытовых приборов.

МФ могут использоваться для электропитания релейных радиокоммутаций, в качестве катодной защиты металлоконструкций, для обеспечения работы знаков водной навигации, для питания усилителей-ретрансляторов на телевизионных, телефонных и радиолиниях.

 

 

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МОДУЛИ С УВЕЛИЧЕННЫМ СРОКОМ СЛУЖБЫ (до 40 лет)

 

Новая экологически чистая энергосберегающая технология герметизации солнечных фотоэлектрических модулей позволяет:

·       повысить ресурс работы фотоэлектрических модулей до 4050 лет;

·       исключить экологически вредные факторы из производственных процессов;

·       снизить энергоемкость производства модулей.

            Новая технология предусматривает применение нового типа заполнителя, обладающего повышенной свето- и термостойкостью, улучшенными адгезионными характеристиками и чистотой от ионогенных примесей.

            Модули, изготовленные по предлагаемой технологии, рекомендуются для комплектования фотоэлектрических станций, в качестве архитектурных элементов (крыши, фасады), а также в составе установок с концентрированными потоками солнечного излучения и с двухсторонней рабочей поверхностью.


 

Мобильная фотоэлектрическая станция

 

Мобильная фотоэлектрическая станция (МФС) является автономным источником электропитания. МФС может быть использована как в полевых условиях, так и для электроснабжения стационарных потребителей.

МФС предназначена для зарядки аккумуляторов, питаю-щих нагрузку. (Контроллеры заряда, обеспечивающие защиту аккумуляторов от перезаряда и глубокого разряда, в комплект поставки не входят.)

В некоторых случаях возможно применение МФС без аккумуляторов, например для питания водоподъемного оборудования (при исполь-зовании соответствующего со-гласующего устройства).

Принцип действия МФС основан на прямом преобра-зовании солнечного излучения в электричество при помощи солнечных элементов (СЭ) из монокристаллического кремния.

МФС состоит из 4-х модулей солнечных батарей (СБ), сборно-разборной опорной конструкции и кабеля для межмодульной электрической коммутации.

Модули СБ представляют собой складную конструкцию, обеспечивающую удобство транспортирования и хранения. Используемые в модулях СЭ защищены от воздействия окружающей среды и механических повреждений с лицевой стороны прозрачной светостойкой пленкой, а с тыльной стороны жесткой подложкой.

Электрические характеристики модулей рассчитаны на заряд аккумуляторов, питающих нагрузку номинальным напряжением 12 В.

Такие модули могут быть использованы в качестве самостоятельных источников электроэнергии.

С помощью кабеля возможна коммутация всех модулей параллельно для зарядки аккумуляторов номинальным напряжением 12 В или последовательно-параллельно для напряжения 24 В.

Для обеспечения напряжения 48 В все модули соединяют собственными токовыводами в последовательную цепь.

 

 

 

Техническая характеристика

Электрические параметры*

Параметр

Исполнение

МФС- 12

МФС-24  

МФС-48

Номинальная мощность, Вт

150-200**

Номинальное напряжение, В

16

32

64

Напряжение разомкнутой цепи, В

20

40

80

* — Электрические параметры указаны для стандартных условий измерений.

** — Диапазон номинальных мощностей указан в зависимости от эффективности использованных СЭ.

 

Геометрические параметры, мм

Максимальная высота МФС

2100

Габаритные размеры рамы

Габаритные размеры модуля

1690162030

В рабочем положении

14803454

В транспортном положении

36034518

 

 

Диапазон изменения углов наклона рабочей поверхности МФС

40° — 75°

Масса в зависимости от материала опорной конструкции, кг

12-19

Средняя продолжительность подготовки к работе, мин

30

МФС работоспособна в условиях умеренно-

холодного климата

При температуре

не ниже  30 °С

Срок службы, лет

не менее 7

       

 


 

Раскладная солнечная батарея

 

Предназначена для зарядки аккумуляторов, обеспечивающих питание малогабаритных светильников, бытовой маломощной теле-радиоаппаратуры, средств связи сельского населения, проживающего или работающего вдали от населенных пунктов, с гарантированным электроснабжением.

Солнечная батарея состоит из 6 секций солнечных элементов, преобразующих световую энергию в электричество. Каждая секция защищена от воздействия окружающей среды полимерными пленками и снабжена жесткой подложкой, обеспечивающей ее устойчивость к механическим воздействиям.

Все секции соединены между собой гибкими элементами, образуя полотнище, которое может складываться для удобства транспортировки и хранения.

Основными преимуществами СБ являются снижение удельных весовых характеристик примерно в два раза и увеличение стабильности электрических параметров по сравнению с раскладными СБ на основе аморфного кремния.

Раскладная солнечная батарея выпускается в двух исполнениях: исполнение 1 — бескорпусное, может быть использована для комплектования мобильных фотоэлектрических станций; исполнение 2 — в пластмассовом корпусе.

 

Техническая характеристика

Электрические параметры при стандартных условиях измерений, не менее:

Параметры

Исполнение 1

Исполнение 2

Мощность, Вт

25

25

Номинальное напряжение, В

16

16

Напряжение холостого хода, В

20

20

Ток короткого замыкания, А

1,4

1,4

Габаритные размеры, мм:

      в развернутом состоянии

 

10603005

 

110033022

      в сложенном состоянии

30030020

48033045

Масса, кг

1,75

2,15

Срок службы, лет, не менее

7

7

В разработке использован Патент РФ на полезную модель №37433 от 20 апреля 2004 года.


 

Портативная система

солнечного автономного электропитания

 

Предназначена для питания бытовой и специальной электроаппаратуры постоянного тока мощностью до 60 Вт. Изготавливается на основе солнечных элементов. В состав системы входят: солнечная батарея, герметизированная аккумуляторная батарея с контроллером заряда — разряда и устройством сигнализации о режиме работы системы (смонтированы в отдельном блоке), сетевое зарядное устройство (адаптер) и светильник с компактной люминесцентной лампой и лампой на светодиодах.

 

 

Техническая характеристика

 

Номинальное рабочее напряжение, В

12 и 9

Максимально отдаваемая мощность, Вт

60

Электрическая емкость аккумулятора, А×ч

7,2 — 14,4

Максимально отдаваемая энергия аккумулятором, Вт×ч

28,8-57,6

Максимально допустимая глубина разряда аккумулятора, %

 

30

 

Максимальный зарядный ток, А

 

0,7 — 1,4

Максимальное напряжение при зарядке, В

14,4

Минимальное допустимое напряжение на аккумуляторе, В

11,5

Мощность светильника, Вт

      с компактной люминесцентной лампой, Вт

      с лампой на светодиодах

 

7 или 12

1

Габаритные размеры, мм

25625898

Масса, кг

3,2

 

Особенности системы:

·         Аккумулирование энергии, поступающей от Солнца и от сетевого зарядного устройства.

·         Простота сборки и эксплуатации.

·         Небольшая масса.

·         Компактность.

 


 

СОЛНЕЧНАЯ ТЕЛЕВИЗИОННАЯ СИСТЕМА

 

            Предназначена для просмотра телевизионных программ при отсутствии централизованного электроснабжения.

 

Состав и параметры системы

1. Солнечная батарея

Мощность, Вт                                                            27 — 33

(при плотности солнечного излучения 1000 Вт/м2

и температуре +25°С)

Ток короткого замыкания, А                                      17,5 — 19,2

Ток нагрузки, А                                                          1,8 — 1,9

Габаритные размеры, мм                                          96040028

Масса, кг                                                                   4,8

Срок службы, лет                                                      20

2. Аккумулятор

Напряжение, В                                                                       12

Емкость, А×ч                                                              55

Масса, кг                                                                   20

Габаритные размеры, мм                                          240175190

3. Портативный телевизор «Siesta» со встроенным контроллером заряда аккумулятора

 

Технические характеристики телевизоров

 

Параметры

Марка телевизора

Siestaj3101AS

черно-белый

Siestaj3729AS

цветной

Siestaj3730AS

цветной

Размер экрана по диагонали, см

31

37

37

TV диапазоны

МВ, ДМВ

МВ, ДМВ, Hyper band

МВ, ДМВ, Hyper band

Напряжение питания, В

11,5-15/~220

11,5-15/~220

11,5-15/~220

Потребляемая мощность, Вт (при питании от источника +12В)

12

45

45

Габаритные размеры, мм

330255385

355320310

415320350

Масса, кг

7,0

12,0

12,0

В цветных телевизорах Siestaj3729AS и Siestaj3730AS предусмотрено дистанционное управление и возможность запоминания 255 программ.

            В телевизоры встроены три развлекательные игры и календарь.

            Встроенные в телевизоры контроллеры конструктивно состоят из трех узлов: электронного блока контроллера, блока управления и индикации, блока подключения.

            Контроллер обеспечивает выполнение следующих функций:

     · подключение аккумулятора к солнечной батарее для зарядки при напряжении аккумулятора менее 11,5 В;

     · отключение аккумулятора от солнечной батареи при напряжении аккумулятора, равном 14,5 В;

     · автоматическую защиту аккумулятора от перегрузок и короткого замыкания в нагрузках; SHAPE  * MERGEFORMAT

         

     · индикацию режимов работы контроллера: заряд аккумулятора, включение нагрузки, нижний и верхний пределы напряжения аккумулятора.

Отдельные составляющие и функции комплекта могут быть изменены по согласованию с заказчиком.

Солнечная телевизионная система разработана и производится ООО «Сатурн МКР» совместно с ГНУ ВИЭСХ и отражает мировую тенденцию по использованию экологически чистой и возобновляемой энергии.


 

Солнечная водоподъемная установка

 

Предназначена для подъема воды из водоисточников с глубиной залегания воды до 20 м. Установка применяется  для водоснабжения садово-огородных и дачных участков, приусадебных и фермерских хозяйств, отгонных пастбищ и других объектов.

 

Состав и параметры комплекта

Солнечная батарея

Число модулей типа ФСМ36/4-С, шт.          2

Мощность, Вт                                                                                                            60

Габаритные размеры, мм                                                                                   90096030

Масса, кг                                                                                                                     11

Контроллер

Мощность выходная, Вт                                                                                        250

Напряжение, В                                                                                                          12

Габаритные размеры, мм                                                                                   20020080

Масса, кг                                                                                                                  1,0

Аккумуляторная батарея

Количество, шт.                                                                                                           1

Напряжение, В                                                                                                          12

Емкость, А×ч                                                                                                              90

Тип                                                                                                       автомобильный

Масса, кг                                                                                                                     34

Инвертор напряжения

Напряжение входа, В                                                                                               12

Напряжение выхода, В                                                                                          220

Мощность, Вт                                                                                                          300

Масса, кг                                                                                                                    2,2

Водяной насос (вибрационный)

Мощность, Вт                                                                                                          200

Производительность, л/ч                                                                                      300

Номинальная высота подъема, м                                                                         20

Максимальная высота подъема, м                                                                       40

Масса, кг                                                                                                                   3,5

Водяной шланг

Диаметр, мм                                                                                                               19

Длина, м                                                                                                                      25

Масса, кг                                                                                                                     10

СОЛНЕЧНЫЕ Фотоэлектрические модули

со стационарным концентратором

ФЭМК-40-12 и ФЭМК-100-12

для электро- и теплоснабжения

 

Предназначены для комплектации солнечных фотоэлектрических станций автономных потребителей электричества.

Комплект модуля состоит из:

            · параболоцилиндрического концентратора, выполненного из стеклянных фацет;

            · фотоэлектрического приемника излучения, выполненного в виде полосы скоммутированных солнечных двусторонних элементов (СЭ) в стеклопакете из термостойкого стекла, заполненном прозрачной прокачиваемой жидкостью для отвода теплоты от СЭ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Солнечный концентратор применяется для увеличения плотности излучения на приемнике, что позволяет уменьшить количество дорогостоящих СЭ.

Использование СЭ с концентраторами увеличивает КПД преобразования солнечной энергии за счет одновременного использования электричества и тепла, отводимого от СЭ для охлаждения.

 

 

Технические характеристики

Параметры

ФЭМК-50-12

ФЭМК-100-12

Электрическая мощность, Вт

(при величине солнечной радиации

1000 Вт/м2)

50

100

Напряжение (номинальное), В

12

12

Площадь миделя концентратора, м2

0,9

1,75

Концентрация излучения, крат.

3,5

3,5

Режим работы

Стационарный

в течение года

Габаритные размеры, мм

2500350175

2500700350

Масса, кг

10

27

 

 

Фотоэлектрические модули с концентраторами работают круглый год без слежения за положением Солнца.

Фотоэлектрические модули разработаны по контракту с Минэнерго РФ.


 

УЧЕБНО-ЛАБОРАТОРНЫЕ СТЕНДЫ ПО КУРСУ

СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

И ГЕОИНФОРМАЦИОННЫМ ТЕХНОЛОГИЯМ

 

Лабораторные стенды предназначены для использования в учебном процессе в лабораториях ВУЗов, техникумов, колледжей. Упрощенные варианты могут использоваться в школах.

1. Стенд для изучения характеристик полупроводниковых солнечных элементов (СЭ) и фотоэлектрических модулей.

В состав типового стенда входят: батарея из трех СЭ с индивидуальными выводами — прототип модуля, блок питания постоянного тока, осветитель (галогенная лампа-прожектор, электрической мощностью 150 Вт), нагрузка и измерительные приборы. На рис. 1 показан внешний вид стенда. Все элементы монтируются на столешнице. Использование нескольких СЭ зна-чительно расширяет возможности использования стенда, так как можно исследовать различные типы включения СЭ (последо-вательное, параллельное, смешанное), а также влияние затенения одного из элементов при работе в составе батареи. Наличие нескольких СЭ позволяет проводить сравнение их между собой, выяснять конкретные параметры каждого из них. Основным устройством в области прямого преобразования солнечной энергии является СЭ, из которых затем формируется солнечный модуль.

 

 

 

Рис. 1. Стенд для изучения характеристик солнечных элементов (слева) и для изучения солнечных концентраторов (справа)

 

Основными измеряемыми характеристиками являются:

— световая характеристика: зависимость тока от напряжения при изменении нагрузки от нуля до бесконечности;

— темновая характеристика: СЭ закрывают так, чтобы на него не попадал свет, после чего подают напряжение смещения разной полярности. В этом случае он работает как диод;

— зависимость напряжения холостого хода от тока короткого замыкания при различных уровнях освещенности, позволяющая определять физические параметры р-п-перехода.

На стенде можно проводить различные лабораторные работы. Среди них: изучение характеристик полупроводниковых преобразователей; исследование различных способов соединения СЭ в батарею; влияние затенения одного из элементов на работу батареи; включение шунтирующих диодов в батарею для устранения влияния затенения и т. д.

2. Стенд для изучения характеристик концентраторов солнечного излучения.

В состав стенда входят полупроводниковый лазер (с цилиндрической линзой), установленный на поворотной платформе, которая закреплена на подвижной линейке, набор моделей концентраторов различной формы, солнечные элементы, цифровой мультиметр. Цилиндрическая линза служит для визуализации излучения на бумаге, располагаемой на поверхности столешницы. Профили поперечного сечения исследуемого вида концентраторов устанавливаются на столе на специальные штыри. Оптические отражатели моделей выполнены из зеркального алюминия марки MicroSun немецкой фирмы Alanod. Лазер имеет возможность передвигаться в горизонтальной плоскости вдоль подвижной линейки, меняя при этом угол поворота, что необходимо для моделирования хода лучей при различных углах падения в пределах апертурного угла концентраторов. Регулируя угол наклона распространения света к горизонтальной плоскости можно добиться отчетливого изображения на поверхности стола падающих и отраженных от зеркального покрытия лучей. Питание лазера осуществляется от блока питания адаптерного типа, подключаемого к сети ~220 В.

Целью данной лабораторной работы является ознакомление студентов с видами солнечных концентраторов, изучение принципов концентрации солнечного излучения, определение основных параметров концентраторов, изучение влияния потерь при отражении излучения на энергетические показатели фотоэлектрического модуля с концентратором

В данной лабораторной работе представлены модели пяти основных видов отражающих концентраторов (по выбору заказчика): параболический, цилиндрический, составной параболический (фокон), составной цилиндрический и асимметричный параболоцилиндрический концентраторы.

3. Учебно-лабораторный стенд для приема космических изображений земли.

В состав стенда входят приемная антенна, приемник космической информации «Космос-2М» (рис. 2). На компьютер заказчика устанавливается программное обеспечение для обработки получаемых сигналов. Стенд предназначен для получения и изучения изображений, посылаемых со спутников. Космические снимки отражают природную и сельскохозяйственную деятельность и делают возможным прогнозирование погодных условий (рис. 3). С помощью установки, например, оценивается отраженное излучение, степень облачности над поверхностью Земли, скорость ветровых потоков, температура поверхности. Оценка солнечной радиации может быть использована в сельском хозяйстве для прогнозирования урожая, использования солнечной энергетики и т. д.

 

 

Рис. 2. Приемная антенна (слева) и приемник спутниковой информации Космос-2М

 

Пользователь получает возможность работать напрямую с космической информацией, что позволяет объективно оценивать природные и антропогенные процессы и явления.

 

Рис. 3. Пример спутниковой фотографии

 

Техническая характеристика приемника «Космос-2М»

 

 

Ширина полосы обзора — 3000 км

Рабочие диапазоны датчиков на спутнике:

1-й (0,58 — 0,68 мкм) — измерение излучения, отраженного земной поверхностью;

2-й (0,725-1,1 мкм) — измерение излучения в ближней ИК-области;

Частота получения снимков — в среднем 1 раз в 2 3 часа.

 

 


 

ВЕТРОФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ

ДЛЯ АВТОНОМНОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Предназначены для электро-снабжения автономных потребителей, электропитания бытовой аппаратуры, теле-, радиоприемников, радиостанций, электроосвещения, навигационных, метеорологических, радиорелейных и других постов. Наличие в комплекте солнечных фотоэлектрических и акку-муляторных батарей позволяет обеспечить бесперебойное электро-питание потребителей при отсутствии ветра.

 

Технические характеристики

Состав и параметры

комплекта

Модификации

I

II

III

Ветроагрегат:

Ветэн-0,16

УВЭ-500М

УВЭ-1000

— мощность, Вт

— напряжение, В

160

12

500

24

1000

24

— род тока

Постоянный

— диаметр ветроколеса, м

— диапазон рабочих скоростей ветра, м/с

— масса, кг

1,6

3,5-25

 

52

2,2

3,5-25

 

60

3,3

3-25

 

250

Фотоэлектрическая батарея:

— мощность, Вт

— тип модуля

— число модулей

— масса, кг

 

60

ФСМ36/4-С

2

11

 

120

ФСМ36/4-С

4

22

 

180

ФСМ36/4-С

6

33

Инвертор:

— мощность, Вт

— напряжение входа, В

— напряжение выхода, В

 

160

12

220(50 Гц)

 

600

24

220(50Гц)

 

1000

24

220(50 Гц)

Аккумуляторная батарея:*

— емкость, А×ч.

 

100

 

200

 

460

 

* Аккумуляторная батарея в состав поставки не входит и приобретается заказчиком самостоятельно.

 

Установки прошли производственные испытания, сертифицированы.


 

ВЕРТИКАЛЬНО-ОСЕВАЯ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ              УСТАНОВКА ДЛЯ АВТОНОМНОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

 

Предназначена для автономного электроснабжения потребителей в местностях, удаленных от линии электропередач.

Способность установки использовать ветры независимо от их силы и направления без ориентации ее «на ветер» делает ее незаменимой для надежного электроснабжения в комплекте с аккумуляторными батареями.

 

Установка прошла полигонные испытания.

 

 

Техническая характеристика

 

Ветроагрегат

ВОВЭТ-5000

Установленная мощность генератора, Вт

5000

Напряжение, В

110

Род тока

постоянный

Диапазон рабочих скоростей ветра, м/с

4-50

Внешний диаметр статора, мм

860

Высота установки без опоры, м

12-16

Масса, кг

1280

Количество аккумуляторных батарей* (12 В), шт.

8

Инвертор* (110/220 В), Вт

3000

 

* Аккумуляторные батареи и инвертор по желанию заказчика могут не входить в состав установки.

 

Ветро-солнечная электрическая станция

вертикально-осевого типа

 

Предназначена для производства электроэнергии из энергии ветра и солнца для электроснабжения автономных потребителей.

Установленная мощность до 500 Вт.

 

Отличительные особенности:

· высокая эффективность и универсальность экологически чистого способа производства электроэнергии,

· бесшумность,

· безопасность эксплуатации.

 

Применение:

· электрическое освещение;

· электропитание телекоммуникационных устройств связи и систем катодной защиты трубопроводов.

 

 

 

 

 

Состав и параметры комплекта ветро-солнечной

электрической станции

 

 

Ветроагрегат:

высота конструкции, м

высота ветромодуля общая, м

диаметр ветромодулей, м

генератор магнитоэлектрический

диапазон рабочих скоростей ветра, м/с

масса, кг

 

6,5

3

0,9

350 Вт, 24 В

3,5 — 25

380

Фотоэлектрическая батарея:*

мощность, Вт

тип модуля

число модулей

размер модуля, м

масса модуля, кг

 

80

ФСМ36/4-С

2

0,99 0,46

4,8

Контроллер

 

Инвертор*:

мощность, Вт

напряжение входа, В

напряжение выхода, В

 

до 500

24

220(50 Гц)

Аккумуляторная батарея:*

емкость, А-ч.

 

100

       

 

* поставка согласуется с заказчиком.

 

 

 

 

 

 


 

ПОРТАТИВНЫЙ СВОБОДНОПОТОЧНЫЙ

ВОДОПОДЪЕМНИК (ТУРБОЛИФТ)

 

Предназначен для водоснабжения и орошения автономных потребителей, расположенных вблизи рек, каналов и различных водотоков. Устройство использует кинетическую энергию движущейся воды. Обеспечивает производительность от 100 до 1000 л/ч при скорости водотока от 0,6 до 3 м/с и высоте подъема воды до 25 м.

 

Техническая характеристика

 

Скорость потока, не менее, м/с

0,6

Глубина погружения в поток, не менее, м

0,3

Диаметр колеса, мм

275

Масса, кг

10

Диаметр шланга для подачи воды потребителю, мм

15

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ АВТОНОМНАЯ СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

 

Предназначена для бесперебойного снабжения электрической энергией автономных потребителей.

Состав комплекта: Стандартный дизель электрический генератор с электростартером на первом шасси, и электронный блок с 4-мя аккумуляторными батареями (АБ) на втором шасси.

Особенности:

· Периодический режим работы ДВС. 

· Питание нагрузки через электронный блок.

· Автоматическое включение и отключение ДВС в зависимости от степени заряда АБ.

· Использование для ДВС газового топлива.

· Отсутствие искажений синусоидальной формы выходного напряжения.

· Превышение допустимой мощности нагрузки над мощностью ДВС.

· Имеется порт со встроенным контроллером заряда для подключения солнечных батарей.

 

 

 

 

 

Рис. 1. Внешний вид автономной системы электрооснабжения

 

Рис. 2. Дизель-электрическая

станция

 

Рис. 3. Электронный блок                                с четырьмя аккумуляторами

 

 

Технические характеристики

 

Выходная мощность, кВт:

 

     электрическая номинальная

5,0

     электрическая пиковая

10,0

Вид топлива                                                                       дизельное

Выходное напряжение, В                                    50 Гц синусоида 204 — 232

Мощность дизель-генератора, В

3,7

Ёмкость одной АБ, А .ч

200

Напряжение  АБ, В

48

Расход дизельного топлива, л/ч

1,2

Моторесурс ДЭС, ч           

6000

Допустимая температура окружающей среды, С

Допустимая влажность воздуха, %

Габаритные размеры, мм:                                          

    электростанции                                                                       

    электронного блока

Масса без АБ, кг

0-45  

 

до 80   

 

500650550

550450420

110

 

 

            При потреблении 3 кВт×ч/сутки 50 литров дизельного топлива хватает на 25 дней работы, при этом ДВС работает 2-2,5 часа в сутки. Срок службы без ремонта около 7 лет.


 

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ вакуумные стеклопакеты

 

Предназначены для герметизации солнечных элементов при изготовлении солнечных модулей и создания теплосберегающих прозрачных экранов в конструкциях зданий и теплиц в виде различных стеклянных покрытий (оконные проемы, лоджии, зимние сады, оранжереи и т.п.)

Использование вакуумных паяных стеклопакетов позволяет в значительной мере решить проблемы энергосбережения.

Стандартные стеклопакеты состоят из двух или трех листов стекла, склеенных между собой с помощью специальной рамки. Стеклопакеты заполнены инертным газом и снабжены поглотителями влаги для предупреждения запотевания и замерзания стекла. Клеевое соединение недолговечно и через 510 лет из-за нарушения герме­тичности стеклопакета инертный газ улетучивается, и возникают проб­лемы с проникновением внутрь влаги, ее замерзанием и повышенными утечками тепла. Наличие внутренней рамки приводит к увеличению толщины стеклопакета до 1624 мм и увеличению его стоимости.

ВИЭСХом  совместно  с  промышленными  предприятия-               ми  разработаны  принципиально  новые ваку­умные  стеклопакеты,

 

 

Рис. 1.  Вакуумированный стеклопакет для прозрачных ограждений

зданий, теплиц и солнечных установок.  Вакуумный зазор 40 мкм, толщина 6 мм, сопротивление теплопередачи 0, 44 м2×°С/Вт

обладающие уникальными свойствами. В новых стеклопакетах нет клееной рамки, а стекла соединены друг с другом по торцам сваркой или пайкой. В результате срок службы, опреде­ляемый ресурсом сохранения герметичности, составляет 4050 лет (рис. 1).

Воздух в пространстве между стеклами заменен на вакуум, что улучшило теплоизолирующие и шумопоглощающие свойства. В таб­лице представлены теплоизолирующие свойства вакуумных стеклопаке­тов. При наличии ИК-покрытия на стеклах сопротивление тепло­передачи может быть увеличено в 10 раз по сравнению с обычным одинарным остеклением.

 

Сопротивление теплопередачи прозрачных ограждений зданий, теплиц и солнечных установок

 

Наименование

Толщина, мм

Сопротивление

теплопередачи,

м2×°С/Вт

Один лист стекла

6

0,17

Два листа стекла с зазором 16 мм

30

0,37

Вакуумный стеклопакет

6

0,44

Вакуумный стеклопакет

с ИК-покрытием на одном стекле

6

0,85

Вакуумный стеклопакет

с ИК-покрытием на двух стеклах

6

1,2

Двойной вакуумный стеклопакет

с ИК-покрытием на двух стеклах

12

2,0

Кирпичная стена в 2,5 кирпича

64

1,2

 

Высокая долговечность и прекрас­ные теплоизолирующие свойства получены при толщине вакуумного зазора 100 мкм и толщине стеклопакета 45 мм. В жилых домах при замене стекла на стеклопакеты толщиной 5 мм можно использовать обычные оконные рамы. Теплоизолирующие свойства окна улучшатся в 510 раз и будут такими же, как у кирпичной стены толщиной 0,51 м. Это самый экономичный метод повышения комфортности жилого помещения, так как не требует замены рам. Минимальная стоимость стеклопакета толщиной 5 мм составляет 1000 руб./м2.

При строительстве теплицы или зимнего сада из вакуумных стеклопакетов затраты энергии на отопление снизятся на 90%. Солнеч­ные установки с вакуумными стеклопакетами (рис. 2) нагревают воду не до 60°С, а до 90°С, т. е. они из установок для горячего водо­снабжения переходят в разряд установок для отопления зданий. Новые технологии дают простор для фантазии архитек­торов и строителей, заменяя дом с кирпич­ными стенами толщиной 1 м на такой же теплый дом с толщиной стен 10 мм, выполненных из вакуумных стеклопакетов.

 

 

Рис. 2. Солнечный коллектор Ковровского механического завода

с паяным вакуумным стеклопакетом. Предназначен для получения

горячей воды за счет использования солнечной энергии.

Производительность 100 л/сутки горячей воды с температурой

6090 °С. Снижение теплопотерь в коллекторе в 1,52 раза. Масса 25 кг

 

Конструкция паяных стеклопакетов защищена свидетельствами на полезную модель и двумя патентами на изобретения. Технология изготовления имеет ноу-хау.


 

РЕЗОНАНСНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

(РЭС)

 

Предназначена для электроснабжения потребителей при передаче электроэнергии по однопроводной линии.

Принцип работы РЭС основан на использовании двух резонансных контуров с частотой 0,5-50 кГц и однопроводниковой линии между контурами (см. схему) с напряжением линии 1-110 кВ при работе в резонансном режиме.

 

     1             2                   3                 4              5           6

  

 

 

 

 

 

 


 

Рис. 1. Принципиальная схема РЭС:

1 — преобразователь частоты;  2 — резонансный контур повышающего трансформатора; 3 — однопроводная линия; 4 — резонансный контур понижающего трансформатора; 5 — выпрямитель-инвертор; 

6 — нагрузка

 

В качестве линии электропередачи может быть использован любой проводник или проводящая среда, которые выполняют роль направляющей потока электромагнитной энергии, передаваемой от генератора к приемнику.

Для согласования обычной системы электроснабжения с предлагаемой системой разработаны согласующие устройства и преобразователи, которые устанавливаются в начале и в конце однопроводной линии и позволяют использовать на входе и выходе стандартное электрооборудование переменного или постоянного тока.

РЭС обеспечивает снижение расходов на строительство ЛЭП; возможность замены воздушных ЛЭП на однопроводниковые кабельные линии.

На способ и устройство передачи электрической энергии резонансным методом получены патенты.

Изготовлен экспериментальный образец системы мощностью 20 кВт.

Институт заключает контракты на изготовление комплекта оборудования РЭС мощностью 1-100 кВт для передачи электроэнергии по кабельным и воздушным линиям. Срок разработки —          6-12 месяцев. Принимает заказы на изготовление демонстрационных образцов РЭС мощностью 1-100 Вт для учреждений профессионального образования.

 

 

Результаты испытаний резонансной электрической системы                   мощностью 20 кВт

 

  Электрическая  мощность на нагрузке, кВт    

           Tок, А

           Напряжение, В

20,52

54

380

  Напряжение линии, кВ    

6,8

  Частота тока в линии, кГц

3,4

  Длина линии

6 м

1,7 км

  Диаметр провода линии

0,08 мм

1 мм

  Максимальная эффективная плотность тока на единицу

  площади поперечного сечения проводника линии, А/мм2

600

  Максимальная удельная электрическая мощность

  в линии, МВт/мм2

4

 

 

Рис. 2. Преобразователь частоты и резонансный контур передающего

 высокочастотного трансформатора электрической мощностью

20 кВт, 10 кВ

Области использования резонансной

электрической системы

 

 

·       Электроснабжение сельскохозяйственных и сельских населенных пунктов.

·       Однотроллейный и однопроводный кабельный электротранспорт.

·       Принципиально новые резонансные электротехнологические установки и плазматроны, обеззараживание воды и стоков, производство озона, ветеринарные плазменные коагуляторы, резонансные системы электрического освещения, мобильная сельскохозяйственная техника.

 

 

Преимущества резонансной электрической системы

 

 

§      Электрическая энергия передается с помощью реактивного емкостного тока в резонансном режиме. Несанкционированное использование энергии затруднено.

§      Снижение расхода цветных металлов в проводах в 5 — 10 раз.

§      Потери электроэнергии в однопроводной линии малы, и электроэнергию можно передавать на большие расстояния.

§      В однопроводном кабеле невозможны короткие замыкания и однопроводный кабель не может быть причиной пожара.


 

РЕЗОНАНСНАЯ СИСТЕМА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОСВЕЩЕНИЯ

 

Предназначена для освещения жилых, промышленных, сельскохозяйственных, спортивных объектов, выставочных павильонов, улиц, автомобильных дорог, парков и т.д. с электропитанием по одному проводу от резонансной электрической системы (РЭС).

 

 

Резонансная система уличного освещения в ночное время

 

Техническая характеристика

Количество светильников неограниченно

Напряжение в кабельной линии, кВ                                1,35

Частота тока в линии, кГц                                                 5

Длина кабельной линии, км                                            до 20

Срок службы, ч:

компактных люминесцентных  ламп                       до 11000

ламп на светодиодах                                                  до 100000

Световой поток, лм                                                         300 — 5000

 

Система обеспечивает:

· снижение капитальных затрат на электроснабжение на 36%;

· уменьшение потерь в линии при передаче электроэнергии;

· повышение энергетической безопасности передачи;

· исключение аварий на линии, связанных с погодными явлениями;

· экономию цветных металлов до 60%

 

Система прошла производственные испытания.


 

УСТАНОВКИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ

ЖИДКОГО И ГАЗООБРАЗНОГО ТОПЛИВА

ИЗ БИОМАССЫ И РАСТИТЕЛЬНЫХ ОТХОДОВ

 

Предназначены для решения энергетических и экологических проблем применения альтернативных источников топлива и энергии. К таким источникам относится растительная биомасса, основными поставщиками которой являются агропромышленное производство и лесное хозяйство.

Основное применение биотоплива — использование его для производства электроэнергии и тепла на тепло- и электростанциях на основе стационарных дизельных двигателей, газотурбинных электростанций и котельных в диапазоне от 10 кВт до 10 МВт.

Одной из востребованных систем термохимической конверсии биомассы является получение жидкого и газообразного топлива методом быстрого пиролиза, предусматривающего максимальное использование в энергетике низкокалорийных полезных ископаемых (уголь, сланцы, торф, продукты переработки нефти), бытовых отходов, отходов лесного и сельскохозяйственного производства или специально выращиваемой биомассы, например, водорослей. Быстрый пиролиз процесса разложения вещества заключается в высокоскоростном нагреве его до температур, при которых скорость выделения требуемых продуктов максимальна.

Параметры процесса быстрого пиролиза, состав и количество выделяемых продуктов предварительно уточняются для каждого вида сырья. Максимальные температуры переработки определяются температурой существования вещества в конденсированной фазе. Установки разрабатываются для каждого вида органического сырья (сыпучего, несыпучего, измельченного и неизмельченного твердого).

Высокоскоростной нагрев вещества обеспечивает: минимальные потери энергии в окружающую среду; максимальную скорость процесса разложения вещества с выделением продуктов в газовую фазу. Скорость нагрева вещества должна превышать скорость физико-химических процессов, протекающих в перерабатываемой массе. Выход жидкого и газообразного топлива составляет не менее 50% от органической массы сырья.

В твердой фазе остаются неорганические компоненты и продукты химической модификации (углеподобный остаток). Количество углеподобного остатка определяется содержанием лигнина и всегда ниже количества остатка, получаемого при других методах переработки биомассы.

Для получения основного компонента жидкого топлива газовая фаза частично конденсируется (образующиеся в процессе низкомолекулярные продукты, например, метан, не конденсируются). Газовая фаза после конденсации или без нее может направляться непосредственно на сжигание. Теплота сгорания (теплотворная способность) основного компонента топлива обычно больше высшей теплотворной способности сухого топлива данного типа. Так, высшая теплотворная способность древесины составляет 18,8 МДж, а теплота сгорания жидкого и газообразного компонента — 23 МДж/кг. Жидкое и газообразное топливо может использоваться как печное топливо и после модификации как моторное топливо в низкооборотных двигателях внутреннего сгорания и в дизель-электрических установках.

Установки работают за счет электроэнергии или сжигания продуктов переработки сырья. Затраты энергии для работы установки составляют до 12% от энергии производимого топлива.

Преимущества процесса: высокие скорость и степень превращения перерабатываемой продукции, малые габариты основного узла установки, небольшой расход энергии на единицу перерабатываемой продукции, низкая себестоимость энергии, получаемой из продуктов реакции.

В институте разработаны и прошли апробацию установки для получения жидкого и газообразного топлива из древесных и других измельченных растительных отходов производительностью от 0,05 до 1 т в сутки по исходному сырью, а также из отходов пищевой и текстильной промышленности.

Ниже приведена функциональная схема, порядок работы,  краткое описание технологического процесса и общий вид пиролизных установок производительностью 1,0 т; 0,5 т и 0,05 т в сутки по древесным опилкам влажностью 10-12%. Очищенное от посторонних примесей измельченное сырье загрузочным устройством 1 подается в приемный бункер 2, откуда посредством дозатора (шнекового транспортера) 3, установленного внутри камеры предварительного нагрева и удаления влаги, с требуемой скоростью подается в реактор пиролиза 5.

 

 

Рис. 1. Функциональная схема установки для получения                   жидкого и газообразного топлива

 

Образовавшийся в камере удаления влаги пар может быть использован для отопления или направлен в теплообменник 4.

В реакторе пиролиза происходит термическое разложение органической массы с образованием преимущественно газифицированной фракции. Не пришедшие в газообразное состояние продукты пиролиза выводятся из реактора с помощью транспортера 7 в сборник твердого остатка 8. Газифицированные продукты пиролиза, пройдя через камеру очистки 6, поступают в конденсатор 9, где разделяются на жидкую и газообразную фракции. Сконденсированный жидкий продукт накапливается в приемнике 11. Газообразные продукты через блок очистки газа 10 подаются на сжигание в котельную или дизель-генераторную установку 12. Дизельный агрегат работает на комбинированном топливе в газодизельном режиме, одновременно потребляя пиролизный газ и дизельное топливо с добавлением до 20% очищенной пиролизной жидкости, поступающей из смесителя 13.

 

 

 SHAPE  * MERGEFORMAT

 

Рис. 2. Общий вид установки для получения жидкого и газообразного топлива производительностью              1 т в сутки и дизель-генератор (справа) электрической мощностью 30 кВт

 

Рис. 3. Установка для получения газообразного и жидкого топлива методом быстрого пиролиза древесных и растительных отходов, производительность по сырью 0,5 т в сутки

 

Первый производственный образец пиролизной установки опробован в лабораторном зале института на следующих видах сырья: древесная стружка, древесные опилки, фрезерный торф, измельченный бурый уголь, горючие сланцы, рисовая лузга, отходы экстрагированного кофе (крошка), измельченная льняная костра, отходы переработки ржи.

Проведен анализ продуктов пиролиза в институтах: ГНУ ВИИТиН (топлива и нефти) г. Тамбов — жидкой фракции; ВИМС (минерального сырья) г. Москва — твердой фракции; Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева — газообразной фракции. По результатам анализов установлено:

 

Выход продукции пиролиза

в зависимости от температуры процесса и вида сырья, в весовых %:

жидкое биотопливо                    30 — 50

углеподобный остаток               12 — 15

несконденсированный газ         15 — 35

 

Рис. 4. Установка для получения газообразного топлива из биомассы                     

 и растительных отходов для энергоснабжения фермерского дома

 

Несконденсированный газ в основном содержит легкие углеводороды, хорошо горит и может быть использован (после влажной очистки) в двигателях внутреннего сгорания, например в дизель-генераторе для получения электроэнергии.

Древесный уголь может найти применение в сталелитейной промышленности, быту, медицине, а также в процессе приготовления смесевых топлив.

При переработке древесных опилок из 1 тонны в сутки получается 0,5 тонны жидкого и газообразного топлива. Срок окупаемости пиролизных установок в зависимости от производительности, условий эксплуатации и вида перерабатываемого сырья составляет от 2 до 4 лет.

Институт заключает контракты на изготовление установок производительностью по перерабатываемому сырью 1-3 тонны в сутки. Срок поставки 6-8 месяцев.


 

ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА

ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ВОДОЭМУЛЬСИОННЫХ ТОПЛИВ

 

Предназначена для приготовления смесевых топлив, используемых в водогрейных котлах и ДВС: дизельное топливо + вода; мазут + вода; рапсовое масло + спирт и др.

Установка содержит блок диспергации, центробежные насосы с электроприводом, узел смешения, загрузочную и приемную емкости, соединительные трубопроводы с запорной арматурой, контрольные приборы, блок управления. Она размещается в помещении II класса огнестойкости, оборудованном вытяжной вентиляцией.

Установка позволяет получать устойчивые топливные смеси при добавлении поверхностно-активных веществ. В зависимости от количества вводимой в топливо воды повышается экономический эффект  при эксплуатации  водогрейных котлов  и другого энергети-

 

Внешний вид гидродинамической установки производительностью                         2 тонны в час

ческого оборудования; снижается эмиссия экологически вредных выбросов (СО, сажи, окислов азота и др.), снижается потребление углеводородного топлива. Наибольший экономический эффект и одновременное снижение газовых выбросов обеспечивает добавление в топливо 10-15% воды.

 

 Техническая характеристика

 

Производительность, т/ч                                                       

Установленная мощность, кВт                                             

Допустимое давление жидкости, атм.

Вместимость загрузочной и приемной емкостей, л

Габаритные размеры, мм:

                     длина

                     ширина

                     высота

Масса (без топливной смеси), кг

2

15

16

100 (каждая)

 

1620

800

2000

250

 

 


 

БИОГАЗОВЫЕ УСТАНОВКИ (БГУ)

 

Предназначены для экологически чистой безотходной переработки органических отходов с получением газообразного топлива — биогаза.

БГУ обеспечивают получение биогаза в количестве 350 — 500 м3 при обработке 1 т сухого вещества отходов и снижение на 50% энергетических затрат на утилизацию отходов в качестве удобрений — на дегельминтизацию, уничтожение семян сорных растений, дезодорацию и снижение антропогенной нагрузки на окружающую среду.

 

Типы установок:

БГУ-2,0 — для крестьянских хозяйств для переработки навоза от 3 условных голов.

 

БГУ-2  

 

         БГУ-25 — для фермерских хозяйств (на 25 условных голов).

         БГУ-50 — для фермерских и подсобных хозяйств на 45 — 50 условных голов.

БГУ-50

 

БГУ-150 — модернизированная установка для переработки навоза ферм КРС на 400 голов.

БГУ-500

(макет)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

БГУ-500 — базовая установка для переработки навоза свиноферм до 24000 гол./год.

БГУ МТ-6 — биогазовая установка блочно-модульного типа для переработки навоза ферм КРС на 800 голов.

Техническая характеристика

 

Тип

установки

Количество и объем реакторов, м3

Вид перерабатываемого сырья

Производительность по исходному навозу, т/сутки

Общий выход биогаза, м3/сутки

БГУ-2,0

12,0

навоз КРС

0,1

1,5

БГУ-25

125

навоз свиней, КРС, помет птиц

1,5

20

БГУ-50

250

навоз свиней, КРС, помет птиц

3,0

80

БГУ-150

2150

навоз КРС, помет птиц

25

300

БГУ-500

4125

1500

навоз КРС, свиней, помет птиц

40

100

400

450

БГУ МТ-6

670

навоз КРС, свиней, помет птиц

45

450

Предлагаем построить в Вашем регионе биогазовую установку на животноводческой или птицеводческой ферме производительностью до 5 тонн по исходному сырью и 80 м3 биогаза в сутки (БГУ-50). В комплект поставки входят:

·         технология и перечень комплектующего оборудования; рабочие чертежи на реактор емкостью 50 м3;

·         рабочие чертежи на газгольдер для хранения биогаза емкостью 8 м3;

·         рабочие чертежи вспомогательных систем с размещением их в специальном блок-контейнере площадью до 20 м2 (подача исходного сырья, теплоснабжение,

·         газоснабжение, водоснабжение и вентиляция, электроснабжение);

·         пояснительная записка по устройству и эксплуатации биогазовых установок.

 

Изготовление и комплектацию — по месту нахождения фермы — может осуществить, по Вашему усмотрению, завод нестандартного оборудования и строительно-монтажная организация. По отдельному соглашению мы обеспечим также шеф-монтаж, шеф-наладку и ввод установки в действие.

 


 

УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫЕ ОБЛУЧАТЕЛИ-ОЗОНАТОРЫ «ОЗУФ»

 

Предназначены для активного обеззараживания воздуха и уничтожения запахов ультрафиолетовым излучением и озоно-воздушной смесью производственных и подсобных помещений, общественных туалетов, а также объектов ветеринарного надзора в сельском хозяйстве, пищевой промышленности и торговле.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обеспечивают:

· обеззараживание воздуха и поверхностей, уничтожение неприятных запахов, профилактику вирусных инфекций в местах скопления людей, в сельскохозяйственных, производственных, подсобных помещениях, общественных туалетах, а также на объектах ветеринарного надзора в пищевой промышленности и торговле;

· улучшение сохранности продуктов в торговых помещениях и на транспорте;

· в животноводческих и птицеводческих хозяйствах поддерживают нормируемый микроклимат и профилактируют возникновение инфекционных заболеваний животных и птицы, что повышает продуктивность и сохранность поголовья.

 

Техническая характеристика

 

Параметры

ОЗУФ 2-10

Озуф 3-40

Озуф 3-160

Потребляемая мощность, Вт

10

40

160

Напряжение питания, В

180-240

180-240

190-240

Объем обрабатываемого помещения, м3

40

200

500

Концентрация озона

в воздухе, не более

0,3 ПДК

Габаритные размеры, мм

100130450

100130980

130150990

Масса, кг

1,4

3,0

5,0

Срок службы лампы, ч

10 000

 

Облучатели-озонаторы рекомендуется использовать с индивидуальными или групповыми таймерами.

Облучатели прошли производственные испытания, сертифицированы.

 

 


 

АККУМУЛЯЦИОННЫЕ ХОЛОДИЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ

МО-2Сх, МО-3Сх, МО-4Сх, МО-5Сх, МО-6Сх

 

Предназначены для охлаждения сельскохозяйственной продукции и аккумулирования холода в виде льда и «ледяной» воды.

Обеспечивают экономию электроэнергии, позволяют снизить стоимость установок; аккумулировать запас холода в аварийных ситуациях, использовать удешевленный ночной тариф на электроэнергию.

Могут комплектоваться по специальным требованиям выносными воздушными конденсаторами, увеличивающими их хладопроизводительность на 15 20 %.

Защищены патентами Российской Федерации.

 

 

Техническая характеристика

 

Параметры

Тип

МО-2Сх

МО-3Сх

МО-4Сх

МО-5Сх

МО-6Сх

Холодопроизводительность с использованием льда,  кВт

 

 

14

 

 

21

 

 

28

 

 

35

 

 

60

 

Параметры

Тип

МО-2Сх

МО-3Сх

МО-4Сх

МО-5Сх

МО-6Сх

Производительность

по молоку, т/ч

0,4

0,6

0,85

1,0

2,0

Хладопроизводительность компрессорно-ресиверного агрегата, кВт

3,2

6,5

8,6

10,4

16,9

Компрессор «Dopin»

(Италия)

Н150СС

Н300СС

Н400Сс

Н500СС

Н600СС

Воздушный конденсатор

LUVE (Италия)

SHVS7/1

SHVH12/9

SHVH19/1

SHVH24/7

SHVH38/2

Объём ресивера, л

10

12

12

16

24

Площадь поверхности испарителей, м2

6

10

12

14

20

Вместимость аккумулятора холода, м3

0,9

1,1

1,2

1,3

2,0

Масса намораживаемого льда, т

0,34

0,48

0,5

0,75

1,0

Установленная мощность, кВт

1,1

2,6

3,0

5,6

9,8

 


 

ПРИЁМНИКИ-АККУМУЛЯТОРЫ

ПРИРОДНОГО ХОЛОДА

ПА-1, ПА-2, ПА-3, ПАГ-1

 

Предназначены для охлаждения сельскохозяйственной продукции природным холодом наружного воздуха (ПА-1, ПА-2, ПА-3) и грунта (ПАГ-1) в охлаждающих системах сезонного и круглогодового действия.

Обеспечивают экономию электроэнергии, воды и других ресурсов, экологическую чистоту процесса охлаждения, повышают надёжность охлаждающих систем, сокращают потери сельскохозяйственной продукции.

 

Подпись:   ПА-1, 2

 

Подпись:   ПАГ-1

 

Подпись:   ПА-3

 

 

Защищены патентами Российской Федерации.

 

Техническая характеристика

 

Параметры

Тип

ПА-1

ПА-2

ПА-3

ПАГ-1

Хладоноситель

вода

вода

вода

вода

Тепловая нагрузка, кВт

15…30

15…30

10…20

10…20

Температура охлаждения хладоносителя, °С

2…3

2…3

2…3

7…8

Параметры

Тип

ПА-1

ПА-2

ПА-3

ПАГ-1

Вместимость аккумулятора, м3

0,8

0,5

0,3

0,8

Расход хладоносителя, м3

1,5…3

1,5…3

1,5…3

1,5…3

Тип

плёночный

эжекторный

роторный

грунтовый

Расход воздуха, м3

1700

1700

1700

Установленная мощность, кВт

0,97

0,97

0,97

0,6

 

 

 


 

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩАЯ БЕСФРЕОНОВАЯ СИСТЕМА

ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ                  ПРОДУКЦИИ

Предназначена для комбинированного охлаждения сельскохозяйственной продукции вакуумом и природным холодом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Обеспечивает экономию электроэнергии, воды и других ресурсов, экологическую чистоту процесса охлаждения, снижает эксплуатационные и капитальные затраты, сокращает потери сельскохозяйственной продукции. 

Оборудование защищено патентами Российской Федерации.

 

Техническая характеристика

 

Установленная мощность, кВт:

в тёплое время года

в холодное время года

 

2,55

1,1

удельные затраты электроэнергии, кВт×ч/т

7…15

производительность по молоку, т/ч

0,3


 

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ГИДРОПОННАЯ                             ОБЛУЧАТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА

ДЛЯ ИНТЕНСИВНОГО ВЫРАЩИВАНИЯ РАСТЕНИЙ КОНСТРУКЦИИ О.В. ИЛЬИНА

 

            Предназначена для выращивания растений в условиях интенсивной светокультуры, позволяет круглогодично и высокоэффективно выращивать любую сельскохозяйственную продукцию — овощные, декоративные, лечебные и др. растения — с уникальными экологическими свойствами.

 

 

Техническая характеристика модуля

Размер модуля, м

                     1,21,2             1,2х2

Полезная площадь модуля, м2

                      1,0                    2,0

Уровень облученности растений, Вт/м2 ФАР

                  До 140

Субстрат

                     несменяемый

 

Для производственного использования разработана серия интенсивных наукоемких безотходных, водо-, энерго- и ресурсосберегающих технологий со сроком окупаемости до 1 года.

 

Характеристики предлагаемых технологий выращивания

Зеленные овощи — сельдерей, петрушка, базилик, кинза, укроп и т.д. Срезка зелени еженедельная, урожайность 4 — 10 кг/м2 за месяц. Расход электроэнергии 18 — 30 кВт×ч/кг.

Салаты — листовые, кочанные, крессы, мангольд и т.д., редис. Урожайность 4 — 12 кг/м2 за месяц. Расход электроэнергии 20 — 30 кВт×ч/кг.

Томаты — получение плодов, 6 — 8 урожаев за 1 год, урожайность 16 — 20 кг/м2, размер плода 60 — 100 г. Расход электроэнергии до 16 — 18 кВт×ч/кг. Семенной материал прилагается (сорта «Пушкинский лабораторный», «Танюшка»).

Рассада и черенки — томаты, земляника, капуста, свекла, кукуруза, амарант и т.д. для теплиц и открытого грунта, укоренение и подращивание черенков вне сезона — смородина, крыжовник, жимолость, ирга, голубика, рябина, облепиха, лимонник и т.д., выращивание семенных подвоев яблони, груши, вишни и т.д. — до 400 — 600 шт./м2 за месяц. Высокое соответствие требованиям ГОСТа. Расход электроэнергии до 0,3 — 0,6 кВт×ч/шт.

Земляника — выращивание сеянцев, усов или получение ягод. Урожайность до 500 шт./м2 рассады, 4 — 5 кг/м2 ягод за месяц. Расход электроэнергии до 0,4 кВт×ч/ шт., до 50 кВт×ч/кг.

Стахис — получение клубней для пищевых и лечебных целей (лечение диабета). Урожайность до 6 урожаев в год, около 4 кг/м2 клубней за 1 урожай. Расход электроэнергии до 60 кВт×ч/кг.

Астры и другие однолетники на срезку. Урожайность до            800 шт./м2 за 3,5 мес., выход астры до 90%. Расход электроэнергии до 1,0 кВт×ч/шт.

Гвоздика — производство посадочного материала и цветов на срезку. Урожайность до 1500 шт./м2 за 7 мес., до 2500 шт./м2 в год, выход экстры до 90%. Расход электроэнергии до 1,0 кВт×ч/шт.

Стевия — на зеленую массу для получения гликозидов (заменителей сахара) и одновременно для получения черенков для размножения. Сбор зеленой массы около 3 кг/м2 за месяц, содержание гликозидов более 12%. Расход электроэнергии около 50 кВт×ч/кг, до 0,2 кВт×ч/шт. Выход зеленых черенков до 800 шт./м2, укоренение до 90%.

Стоимость технологий договорная (от 75 до 120 тыс. рублей).

насосная станция контейнерная автономного типа (скат) для снабжения питьевой водой сельскохозяйственных объектов

 

            Назначение:

·  осуществляет подъем воды из скважины с помощью частотно-регулируемого погружного электронасоса с переменной производительностью;

·  обеспечивает производительность от 24 до 1560 м3/сут.;

· стабилизирует давление у потребителя,

   обеспечивает прямоточную технологию:

   согласует водоподачу с водопотреблением;

·  осуществляет плавный пуск и останов электродвигателя;

·  защищает электронасос от коротких замыканий, перегрузок по току, пропадания напряжения фаз или их несимметрии, неправильного чередования фаз, «сухого хода»;

·  обеспечивает водоочистку: соответствие характеристик поднимаемой воды требованиям ГОСТ;

·  обеспечивает экологическую безопасность благодаря полной герметичности системы;

·  обеспечивает любые требуемые напоры у потребителя;

·  осуществляет мониторинг и управление с помощью компьютера на

 

любом расстоянии посредством GSM-связи или через протокол ModBus;

· обеспечивает экономию ресурсов.

 

Эффективность (в сравнении с башенной системой водоснабжения:

  сокращение капитальных вложений до 21%, исключение водонапорных башен, гидроаккумуляторов;

  сокращение затрат электроэнергии до 18%, повышение КПД и снижение потерь давления в трубопроводе;

  снижение потерь воды до 4%, устранение утечек из-за избыточных напоров в трубопроводе.

 

Состав насосной станции

§ Контейнер:

Габаритные размеры, м       от 2,02,02,0 до 3,04,02,0

Толщина оболочки (типа «сэндвич»), мм       100

Коэффициент теплопроводности

Материала оболочки, ккал/м×ч×°С                  0,034

Мощность обогрева, кВт                                 1 — 3

Автоматическое поддержание температуры

(при наружной температуре до — 40 °С)        10 — 20

Аппаратура автоматического регулирования температуры типа «КОНС».

Может быть использован для размещения любого технологического оборудования.

§ Оборудование водоподготовки:

Обезжелезивание, до 3 мг/л и менее;

Умягчение, до 7 мг×экв/л и менее;

Снижение мутности до 1,5 мг/л и менее;

Снижение бактериального загрязнения до 100/мл и менее.

§ Преобразователь частоты:

Тип VFD;

Мощность, кВт   1,5 — 55,0

Встроенный ПИД-регулятор;

Частота выходного 3-х фазного напряжения, Гц   0 — 400;

Закон регулирования U/(f) кубический обеспечивает снижение температуры корпуса электродвигателя насоса на 6°С при снижении частоты вращения на 66%.

§ Контроллер:

Тип SR2 B121BD;

Осуществляет корректировку задания давления стабилизации в функции расхода.

§ Коммуникационный интерфейс  (тип sr2 СОМ01);

§ Модем GSM  (тип sr2 MОD02);

§ Датчик давления  (тип КРТ5 — 11 — 1,0 — 1,0);

§ Датчик расхода  (тип DYMETIC — 1001).