Использование растительных отходов для обеспечения функционирования сельскохозяйственных энергокомплексов

АКТУАЛЬНОСТЬ. На сельскохозяйственных предприятиях образуются растительные отходы, которые сложно утилизировать. Такие отходы могут быть использованы для сжигания в котлах, обеспечивая тепловой и электрической энергией сельскохозяйственный энергокомплекс. Гибридная мини-ТЭС, объединяющая возобновляемые источники энергии и растительное биотопливо, сможет обеспечить более экономичные, экологически чистые и надежные поставки тепловой и электрической энергии при любых условиях спроса по сравнению с использованием одной из этих систем.

ЦЕЛЬ: Определение расхода топлива при сжигании различных видов растительных отходов сельского хозяйства в гибридной мини-ТЭС с параллельным подключением концентраторов солнечной энергии в условиях солнечной инсоляции Республики Татарстан.

МЕТОДЫ. В статье рассмотрены химический состав и характеристики различных видов растительных отходов сельского хозяйства. Определена средняя суммарная нагрузка энергопотребления сельскохозяйственного предприятия.

РЕЗУЛЬТАТЫ. Для определения расхода биотоплива для работы котла КЕ10-14СО проведен расчет теоретических объемов продуктов сгорания и тепловой расчет котла. Определена потребность во вспомогательном топливе на мини-ТЭС при параллельном подключении концентрационных установок солнечной энергии. Произведен расчет тепла, собираемого солнечным коллектором.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Использование концентраторов солнечной энергии при параллельном подключении с котлом на биотопливе дает возможность равномерного энергоснабжения предприятия и формирования запасов биотоплива. Расчеты показали, что использование гибридных установок для сжигания биомассы и солнечных коллекторов способствует снижению расхода топлива.

1. Mehmet A.D., Samuel A.S., Ernest F.A. Does biomass energy drive environmental sustainability? An SDG perspective for top five biomass consuming countries // Biomass and Bioenergy, 2021, Vol. 149, pp.1-8.

2. Bridgwater A.V. Review of Fast Pyrolysis of Biomass and Product Upgrading // Biomass bioenergy, 2012, Vol. 38, pp. 68-94.

3. Demirbas A. Resource Facilities and Biomass Conversion Processing for Fuels and Chemicals // Energy Conversion Management, 2011, Vol. 42, N11, pp. 1357-1378.

4. Okello C., Pindozzi S., Faugno S., Boccia L. Bioenergy potential of agricultural and forest residues in Uganda // Biomass Bioenergy, 2013, Vol. 56, pp. 515-525.

5. N. Kaliyan, R.V. Morey Factors Affecting Strength and Durability of Densified Biomass Product, Biomass Bioenerg, 2009, Vol. 33, N3, pp. 379-359.

6. Nathan G.J., Jafarian M., Dally B.B., et al. Solar thermal hybrids for combustion power plant: Agrowingopportunity // Progressin Energy and Combustion Science, 2018, Vol. 64. pp. 4-28.

7. Perez-Navarro A., Alfonso D., Alvarez C., et al. Hybridbiomass-wind power plant for reliable energy generation // Renewable Energy, 2010, Vol. 35, N7, pp. 1436-1443.

8. Караева Ю.В., Тимофеева С.С., Гильфанов М.Ф., Камалов Р.Ф., Марфин Е.А. Термохимическая конверсия лузги подсолнечника // Химия растительного сырья. 2023. № 2. С. 335-344.

9. Забарный Г.Н., Клюс С.В., Довженко Д.С. Использование растительных отходов для производства энергии // Альтернативная энергетика и экология. 2011. Т. 8. С. 100– 106.

10. Солома как энергетическое топливо: возможные решения проблем, возникающих при производстве и сжигании гранулированной соломы и других отходов растениеводства. Доступно по: http://www.energosovet.ru/stat803.html. Ссылка активна на 13 февраля 2024.

11. Стебли кукурузы - замечательное биотопливо. Доступно по: https://bio.ukr.bio/ru/articles/11019. Ссылка активна на 13 февраля 2024.

12. Srinivas T., Reddy B.V. Hybrid solar–biomass power plant without energy storage // Case Studies in Thermal Engineering. 2014. Vol. 2, pp. 75-81.

13. Значение солнечной инсоляции в г. Казань (Республика Татарстан). Доступно по: https://www.betaenergy.ru/insolation/kazan. Ссылка активна на 10 февраля 2024.

14. Теплоносители для солнечной энергетики. Доступно по: https://termolan.ru/teplonositeli-dlya-solnechnoy-energetiki. Ссылка активна 18 марта 2024.

15. Савина М.В., Ндлову Э.Т., Мингалеева Г.Р. Оценка эффективности парового котла типа КЕ при сжигании низкосортного топлива // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2020. № 1 (45). Т. 12. С. 3-12.

16. Servert J., San Miguel G., Lopez D., Hybrid solar - biomass plants for power generation; technical and economic assessment // Global NEST Journal, 2011, Vol. 13, N3, pp. 266-276.

17. Шишкин Н.Д., Манченко Е.А. Системный анализ и алгоритмы расчета комбинированных солнечно-ветровых установок // Вестник АГТУ. Серия: Управление, вычислительная техника и информатика. 2013. №1. С. 100-108.