Солнечная энергетика

Содержание

 

 1.Производство топливной щепы из древесно-кустарниковой возобновляемой растительности зоны отчуждения линий электропередач….3

2.Солнечная энергетика за рубежом…………..…….…….……………10

3.Мониторинг ресурсов местных видов топлива в Республике Беларусь………………………………………………………………………….18

4.Ветроустановки: особенности и перспективы……………………......20

5.Список использованных  источников……………………….…………23

 

 

 

1. Производство топливной щепы из древесно-кустарниковой возобновляемой растительности зоны отчуждения линий электропередач

 

Одной из задач энергетического  комплекса Республики Беларусь является обеспечение надежней передачи электроэнергии по воздушным линиям электропередачи (ЛЭП), проходящим в лесных массивах, по мелколесью и площадям, занятым  древесно-кустарниковой зарослью. Небольшая  ширина просек в лесных массивах, проложенных 10-20 лет назад по мелколесью, при  значительной протяженности трасс  ЛЭП и их отдаленности от магистральных  дорог, а также постоянное зарастание площадей расчищенных трасс древесно-кустарниковой  возобновляемой растительностью (ДКВР) создают значительные трудности  при выполнении работ по обслуживанию линий.

В сложившихся в настоящее  время условиях дефицита собственных  топливно-энергетических ресурсов в республике очевидна целесообразность использования образующегося при расчистке трасс ЛЭП древесного сырья для производства топлива. Соответственно возникает необходимость обоснования, разработки технологий и формирования систем машин для заготовки сырья и производства топливной щепы при выполнении работ по удалению древесно-кустарниковой возобновляемой растительности (ДКВР) на трассах линий электропередачи  и, параллельно, в часто встречающихся случаях — расширения зоны отчуждения ЛЭП, проложенных в лесных массивах. Производимая при этом топливная щепа может поставляться на котельные и мини-ТЭЦ, работающие на твердом топливе.

В результате внедрения разработанных  мероприятий значительный объем  древесной биомассы, получаемый при  очистке и расширении трасс ЛЭП  на территории республики, может быть использован как сырье для  производства топлива.

           Специфика заготовки и утилизации ДКВР, образующейся на трассах ЛЭП (небольшой запас древесной массы на единице площади, требования безопасности при выполнении работ, низкие размерно-качественные характеристик предмета труда, значительная протяженность трасс воздушных линий, их отдаленность от существующих транспортны путей, многообразие рельефных особенностей, разнотипные условия, определяемые категорией ЛЭП и др.), требуют детальной проработки и обосновании технологических процессов и оборудования для их реализации с целью эффективной организации производства.

Работы по организации  и выполнению проектируемого производственно  го процесса рассматриваются по двум направлениям:

• расширение просек в лесных массивах, где деревья достигли такой высоты, когда в случае их падения в сторон трассы возникает угроза задевания разрыва ими высоковольтных проводов
• расчистка трасс ЛЭП от образовавшейся за несколько лет молодо поросли деревьев и кустарников пост предыдущей очистки.

Первое из названных направлений работ (расширение просек) представляет собой обычные лесосечные работ (сплошные рубки леса в приспевающих спелых насаждениях), которые выполняются традиционными методами лесозаготовок предприятиями лесного комплекс причем эти работы лесохозяйственные учреждения выполняют специализированными бригадами сами, не допуская к ним другие предприятия нелесного профиля из соображений необходимости соблюдения правил рациональной безопасной разработки взрослых древостоев. Соответственно, при организации производства топливной щепы из древесной массы комплекс выполняемых работ на месте вырубки (лесосеке) ограничится сбором, концентрацией, измельчением лесосечных отходов (оставшихся после вывозки заготовленной стволовой древесины порубочных остатков), что мало чем будет отличаться от переработки древесно-кустарниковой возобновляемой растительности. При этом из существенных изменений могут быть изменены технология и оборудование, используемые для переработки ДКВР.

Обзор отечественных и  зарубежных информационных источников показывает, что в настоящее время не существует серийного производства многооперационных машин типа «комбайн» для срезания, измельчения, погрузки собственный кузов, транспортирования и перегрузки (или складирования) древесно-кустарниковой растительности в рассматриваемых условиях, следовательно, для реализации разрабатываемого технологического процесса необходимо прибегнуть к использованию пооперационных машин.

Выполненный анализ передового опыта изучаемой области позволил установить, го предпочтительными для  рассматриваемых условий являются технологические процессы с применением:

• валочно-срезающих механизмов переносных бензопил или кусторезов) и погрузочно-транспортных машин форвардеров);
• легких валочно-пакетирующих машин для малоразмерных деревьев и кустарника и форвардеров;
• харвардеров — машин, обеспечивающих срезание ДКВР, формирование пачек, их погрузку и транспортировку к месту концентрации древесного сырья с последующей его выгрузкой и штабелевкой;
• оборудования для измельчения древесного сырья;
• транспортных средств для доставки древесного топлива потребителю.

Технологии производства топливной щепы могут быть представлены следующими основными вариантами.

Технология разработки участков лесного массива с получением топливной щепы на лесосеке. При данной технологии деловые круглые лесоматериалы заготавливаются на отведенном для вырубки участке леса и вывозятся в пункты потребления или переработки. Оставшиеся на лесосеке порубочные остатки и другое низкокачественное древесное сырье окучиваются или укладываются в валки и после некоторой подсушки измельчаются передвижной рубильной машиной с накопительным бункером непосредственно на лесосеке. Заготовленная щепа доставляется на погрузочный пункт и перегружается в контейнер автощеповоза, который доставляет ее к местам потребления или хранения.

Технология разработки участков лесного массива с получением топливной щепы на верхнем складе. В этом случае в процессе заготовки деловой древесины дровяная древесина, сучья, ветви, вершины, неделовые вырезки, фаутные деревья окучиваются на лесосеке, после чего погрузочно-транспортной машиной доставляются на так называемый верхний, или «промежуточный» склад, где при необходимости после соответствующей подсушки происходит их измельчение в передвижной рубильной машине с приводом от BOM трактора или от автономного двигателя с погрузкой щепы в контейнер автощеповоза.

Технология очистки  трассы ЛЭП с получением топливной  щепы на месте. Древесно-кустарниковая растительность, выросшая на трассе, срезается переносными бензиномоторными кусторезами и складывается в ориентированные кучи комлями в сторону волока в пределах досягаемости манипулятора рубильной машины. Подготовленное древесное сырье измельчается передвижной рубильной машиной с накопительным бункером, которая перемещается по волоку. Заготовленная щепа доставляется на погрузочный пункт и перегружается в контейнер автощеповоза, который везет ее к местам потребления или хранения.

Технология очистки  трассы ЛЭП с получением топливной  щепы на верхнем складе. ДКВР срезается переносными бензиномоторными кусторезами и складывается вдоль трелевочного волока в небольшие ориентированные кучи. Сформированные таким образом пачки доставляются погрузочно-транспортными машинами на специально подготовленную площадку около дороги и укладываются в штабеля, тем самым обеспечивая запас сырья для последующего измельчения в щепу передвижной рубильной машиной в кузов автощеповоза.

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1 - Капитальные вложения на формирование системы машин

Операция  технологического  процесса	Марка машины (оборудования)	Количество единиц, шт.	Суммарные капиталовложения, тыс. руб.
Производство  щепы на пасеке
Валка деревьев вдвоем	Stihl MS 361	1	1 864
Обрезка сучьев и раскряжевка	Stihl MS 260	1	1 750
Срезание ДКВР	Stihl FS 350	2	4 144
Сбор, подвозка и складирование  деловых сортиментов	МПТ-461.1	1	126 524
Погрузка, вывозка и выгрузка деловых сортиментов	МАЗ 6303+ МАЗ 8378 + М 75	1	288 093
Измельчение дров, отходов  лесозаготовок и ДКВР на щепу	«Амкорд» 2902	1	819 000
Доставка и выгрузка щепы у потребителя	МАЗ 5433 + САТ-105	2	284 253
			1 525 628
Удельные капитальные  вложения, тыс. руб./м3			25,26
Производство  щепы на верхнем складе
Валка деревьев вдвоем	Stihl MS 361	2	3 728
Обрезка сучьев и раскряжевка	Stihl MS 260	4	6 999
Срезание ДКВР	Stihl FS 350	6	12 433
Сбор, подвозка и складирование  деловых сортиментов, дров, отходов  лесозаготовок и ДКВР	МПТ-461.1	6	759 143
Погрузка, вывозка и выгрузка деловых сортиментов	МАЗ 6303 + МАЗ 8378 + М 75	1	288 093
Измельчение дров, отходов  лесозаготовок и ДКВР на щепу	«Амкорд» 2902	1	819 000
Доставка и выгрузка щепы у потребителя	МАЗ 5433 + САТ-105	4	568 506
			2 457 902
Удельные капитальные  вложения, тыс. руб./м3			12,47

 

Многообразие видов и  специфика выполняемых работ, высокая  степень деконцентрации производственного процесса предполагают возможность организации выполнения работ по производству топливной щепы с использованием различных технологий и соответствующих систем машин.

Таким образом, применительно  к природно-производственным условиям предприятий Республики Беларусь, с  учетом рассмотренного оборудования, которое может быть использовано на операциях проектируемого технологического процесса, финансовых возможностей, а также разработанных технологических процессов, предполагающих измельчение дровяной древесины и древесно-кустарниковой возобновляемой растительности на пасеке либо на верхнем складе, предлагается система машин, представленная в таблице.

Расчет производственной мощности системы машин выполнен с учетом организационных (режим  работы), технических (типы и база применяемых  машин, производительность оборудования), технологических (размер лесосек, тип  технологического процесса лесосечных работ) и экономических факторов (трудоемкость производственных операций, уровень механизации работ). Выравнивание производственной мощности по различным стадиям технологического процесса выполнено путем подбора списочного числа машин.

Суммарный объем капиталовложений на формирование системы машин в  случае производства топливной щепы на пасеке составит около 1525628 тыс. руб., а в случае производства щепы на верхнем складе — около 2 457 902 тыс. руб. (см. таблицу). То есть организация производства топливной щепы на пасеке требует в абсолютном выражении меньших капитальных вложений по сравнению с организацией производства на верхнем складе. Однако наиболее важный комплексный показатель — удельные капитальные вложения — рассчитанный с учетом годовой производственной мощности системы машин по заготовке деловой древесины и производству топливной щепы, свидетельствует о том, что наиболее эффективным способом организации технологического процесса будет производство щепы на верхнем складе. Так, значение показателя удельных капитальных вложений примерно в 2 раза ниже для случая измельчения низкокачественной дровяной древесины, отходов лесозаготовок и древесно-кустарниковой возобновляемой растительности на верхнем складе (см. таблицу).

В состав каждой из предложенных систем машин может быть дополнительно включена высокопроизводительная машина для окончательной обработки почвы, созданная на базе трактора МТЗ-1221, оснащенного лесной почвенной фрезой.

Результаты выполненных  исследований применительно к природнопроизводственным условиям предприятий Республики Беларусь позволяют сделать следующие основные выводы.

1. Необходимость расширения трасс ЛЭП и расчистки закустаренных площадей в настоящее время приобретает очертания комплексной проблемы, требующей скоординированных усилий специалистов лесного и топливно-энергетического комплексов, министерство природных ресурсов и охраны окружающей среды и других заинтересованных ведомств и организаций. Особую актуальность она приобретает в связи с необходимостью увеличения использования местных видов возобновляемого топлива в стране.

2. Накопительный опыт  свидетельствует, что при очистке  линий электропередач от древесно-кустарниковой  растительности и расширении  зоны отчуждения ЛЭП заготавливается небольшое количество деловой древесины, что негативным образом сказывается на эффективности выполнения данных работ. Однако утилизация оставшегося после вывозки деловой древесины низкокачественного сырья (дровяная древесина, песочные отходы и ДКВР) на топливную щепу в условиях роста цен на импортируемые энергоносители позволяет в некоторых случаях сделать данные процессы экономически целесообразными. 

3. Основными препятствиями  в организации широкомасштабного  промышленного производства топливной  щепы и низкокачественной древесной  биотрассы, заготавливаемой при расширении и расчистке линии электропередачи, на сегодняшний день является отсутствие разработанных технологий и обоснованных систем машин, практического опыта работы и дефицит специализированного оборудования.

4. представляет промышленный  интерес применения систем машин  для заготовки ДКВР  и тонкомерного  древесного сырья на базе харвардера. Данная машина в комплексе с передвижной рубильной машиной позволяет исключить ручной труд и обеспечить полную машинизацию  производственного процесса заготовки низкокачественного сырья и получения из него топливной щепы. В настоящее время такие машины появились в Скандинавских странах и первый отечественный образец прошел испытания в ГЛХУ «Городской лесхоз» Витебского ПЛХО.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.Солнечная энергетика за рубежом

 

В последнее время в  большинстве развитых стран мира в качестве возобновляемых источников теплоснабжения наибольшее распространение  получили системы использования  солнечной энергии. Солнце обрушивает на Землю такое количество энергии, что, если преобразовать ее всю в  другие виды энергий, хватило бы на тысячи цивилизаций, т.к. известно, что  суммарное излучение на поверхность  Земли достигает 152424х10¹³ кВт энергии. Согласно некоторым источникам это в 20 тыс. раз превышает потребляемую энергию, вырабатываемую традиционными энергоносителями. Однако, быстрый рост солнечной энергетики возможен лишь при активной поддержке государственных структур.