канд. техн. наук, ведущий научный сотрудник
SPIN РИНЦ: 5136-4188;
Researcher ID: A-9321-2014;
Scopus Author ID: 6506511448.
Ph.D. in Engineering, Leading Researcher
Researcher ID: A-9321-2014;
Scopus Author ID: 6506511448
канд. техн. наук, доцент, заведующая Научно-образовательным центром «Экология энергетики» (НОЦ «Экология энергетики» МЭИ), член редакционной коллегии от России электронного журнала “Coal Combustionand Gasification Products”
Scopus Author ID: 6505929717
Ph.D. in Engineering, Associate Professor, Head of the Centre for Science and Education “Ecology of Power Engineering” of MPEI, Member of the Editorial Board from Russia of the Electronic Journal “Coal Combustion and Gasification Products”
Scopus Author ID: 6505929717
ведущий научный сотрудник
Leading Researcher
Стратегия развития сельских территорий до 2030 г. определяется распоряжением Правительства РФ и существенно зависит от уровня энергоснабжения АПК. Для сельхозпроизводителей в среднем цена 1 кВт·ч выше, чем в городе, что обусловлено низкой плотностью нагрузок (на порядок ниже, чем в городе), низкой плотностью и изношенностью электросетей, большой длиной сетей низкого напряжения с большими потерями и высокими затратами на их эксплуатацию. Другими причинами являются устаревшие технологии, дополнительные потребности, отличные от городских, низкая электровооруженность сельского быта и более высокая нагрузка на семейные бюджеты. В результате сельская энергетика требует разработки специальных энергетических технологий в части генерации, передачи, распределения и потребления. В статье проведен анализ требований по энергетическому снабжению и перевооружению АПК с учетом роста тарифов, вызванного ухудшением состояния изношенных длинных (свыше 1 млн км) сетей 6–10 кВ. Проблема энергоснабжения села в значительной мере может быть решена за счет разработки и применения систем автономного энергоснабжения (САЭ), которые могут работать как на переменном токе, так и на постоянном токе на линейку мощностей 0,1 МВт, 1 МВт, 10 МВт напряжением 0,4 кВ, 1 кВ и 6–10 кВ соответственно. Учитывая наиболее перспективные решения с использованием ВИЭ, предпочтительными становятся САЭ на постоянном токе с накопителями электроэнергии. Рассмотрены различные варианты реализации САЭ с использованием нетрадиционных энергомодулей криогенного (КрЭУ), водородного на топливных элементах или биореакторов, а также энергомодулей традиционного типа в виде дизель-генераторов, газотурбинных и газопоршневых установок. Проведено сопоставление различных сред по энергоэффективности и показаны преимущества водорода в топливных элементах, а затем жидкого азота в составе КрЭУ перед электрохимическими накопителями (литий-ионные аккумуляторы). Установлено, что для применения на объектах АПК постоянного тока целесообразно использовать мобильные модульные подстанции (ММП), соединенные кабельными линиями вместо прокладки воздушных линий не только в силу большей пропускной способности, надежности, но и в силу их большей устойчивости к техногенным и природным воздействиям, мобильности контейнерных подстанций и улучшения экологии. Описана структура ММП в виде мобильных комплексов жизнеобеспечения, которые позволят обеспечить потребителей не только электричеством, но и теплом, холодом, технической и питьевой водой, а для круглогодичного выращивания плодовоовощных культур – воздухоподготовкой и регулируемым спектром освещения.
The strategy for the development of rural areas until 2030 is determined by the decree of the RF Government and significantly depends on the level of energy supply to agriculture. For agricultural producers, the average price of 1 kWh is higher than in the city and is about 10 cents per kWh. This increase is due to the low density of loads (an order of magnitude lower than in the city), low density of worn-out power grids, long low-voltage networks with large losses and high operating costs. In terms of energy consumption, the specifics are due to the use of outdated technologies in rural areas, the presence of additional needs other than urban ones, low electric power of rural life and a higher burden on family budgets. As a result, rural energy requires the development of special energy technologies in terms of generation, transmission, distribution and consumption. The requirements for energy supply and reequipment of agriculture are estimated taking into account the growth of energy tariffs caused by the deterioration of long worn (over 1 million km) rural networks of 6-10 kV. The solution to the problem of power supply to the village can be largely solved by the development and application of autonomous power supply systems (APPS) which can be both alternating current and direct current and a line of capacities of 0.1; 1; 10 MW, respectively, voltage of 0.4 kV, 1 kV and 6-10 kV. Taking into account the most promising solutions using RES, APPS on DC with the use of electricity storage devices are preferred. Various options for the implementation of APPS using unconventional cryogenic energy modules (CrEM), hydrogen (on fuel cells) types or bioreactors, as well as the traditional type in the form of diesel generators, gas turbine and gas piston plants are considered. A comparison of the energy efficiency of different media and shows the advantages of using hydrogen in the fuel cells, and then liquid nitrogen in the composition of the CrEM before the electrochemical accumulators in the composition of LIA. For use DC in objects of APK, it is advisable to use mobile modular substation (MMS), united KL instead of the strip VL is not only because of the greater bandwidth, reliability, but also because of the greater resistance to technogenic, natural influences, improve the environment and mobility of container substations. The article describes the structure of MMS in the form of mobile lifesupport complexes which allows to provide consumers not only with electricity, but also with heat, cold, technical and drinking water, and for year-round cultivation of fruit and vegetable crops with air flow and adjustable lighting spectrum.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.