|
Agricultural Consulting
Service
English
Українська
География наших проектов
Last updated: 2024,
November 15
Энергоферма
- источники энергии
в промышленности, агробизнесе
и
аквакультуре
Про то, каким образом можно получать энергию для собственных нужд,
обеспечения бесперебойной работы своего бизнеса, элеваторов и
производственных мощностей и на продажу
кандидат
наук,
Msc, PhD
Смотри также:
В условиях, когда газ и электроэнергия дорожает стремительными темпами,
и каждый месяц приходят все более и более значительные счета за
энергоносители, даже смена обычных лампочек на светодиодные на
предприятии, способна сэкономить значительную сумму и снизить размер
счетов.
Не говоря уже о строительстве собственной электростанции. На фото - мощная
электростанция в пустыне Марокко, мощностью 22 МВт, в 2018 году мощность
достигла 522 МВт!
Вторым фактором, который сейчас активно стимулирует строительство своих
собственных мощностей для получения электричества и тепловой энергии -
это постоянные отключения электричества в сезон и газа в зимний период
(с этим наверняка согласятся все сельские жители, особенно Луганской и
Донецкой областей. Во многих сельских районах по всему Миру, случаются
отключения электроэнергии.
Если выключается электричество - останавливаются все машины, выключаются
двигатели, исчезает связь, гаснут компьютеры и отключаются насосы,
подающие воду.
Нет света - нет жизни.
Фото 1.
Солнечная станция возле Днепра.
Земли, на которых строили эту станцию - не пригодны для ведения сельского
хозяйства, это сплошной песок и болото.
Эти земли пустовали и никто никогда ничего не пробовал создавать и строить
что-либо на этих землях за всю историю человечества.
Сейчас эта станция дает очень хорошую прибыль своим
хозяевам
Поэтому наличие собственных мощностей по
обогреву и для получения электроэнергии - очень важно в плане энергетической
безопасности для бизнеса и обогрева своей семьи зимой.
Раньше сельские жители сталкивались с такими отключениями очень редко, а
сейчас это обычное дело.
Также сейчас государство, благодаря
поддержке фондов с ЕС, компенсирует часть капитальных расходов в повышение
энергоэффективности.
Плюс работает зеленый тариф для производителей «зеленой» электроэнергии.
Часто электроэнергия от собственной
электростанции, может быть продана по «зеленому тарифу», а не использована
для собственных нужд, так как является более дорого для собственного
потребления.
Ее выгоднее продавать, а не потреблять для собственных нужд бизнеса и
освещения.
Если есть возможность построить солнечную или ветровую электростанцию, то
благодаря "зеленым" тарифам на электроэнергию для аграрных компаний,
выгоднее будет поставлять такую энергию в сеть, а потреблять для собственных
нужд энергию из традиционных источников.
Большим преимуществом солнечных
электростанций, является то, что они могут быть построены на землях,
непригодных для любого другого бизнеса, например в пустыне
Не только в странах Европы, но и во всем
мире, зеленая энергетика развивается усиленными темпами, например в
Великобритании количество людей, занятых в области солнечной энергетики, уже
превысило численность работников индустрии нефти и газа.
Этот рынок будет развиваться активными темпами, о чем свидетельствует опыт ЕС,
где традиционные источники электроэнергии, основанные на сжигании угля и
газа, является уже неконкурентоспособными.
Солнечная энергия
Солнце, является универсальным и постоянным и наиболее доступным источником
энергии.
В сельских районах, часто строят отдельные электростанции (фото 1),
оборудуют солнечными панелями дома и фермы (фото 2).
Фото 2. В
современных условиях, вполне реально построить дом, офис или ферму, которая
будет полностью себя обеспечивать энергией а счет возобновляемых / "зеленых"
источников.
На фото - ферма, оборудованная солнечными панелями (wolfsystem.de,
Eagleson.Farm)
Также фотоэлементы можно разместить и на
крышах теплиц - особенно в южных регионах, где такие панели выполняют
двойную функцию - выработку энергии и создают необходимое для растений
затенение (фото 3). Широко используют солнечную энергию в труднодоступных
районах и там, где существуют перебои с централизованным снабжением энергией
(фото 4). Для энергообеспечения водяных насосов (фото 5) и электропастухов и
электроизгородей на пастбищах и для промышленных целей.
Для обеспечения энергией крупного предприятия, лучше использовать сочетание
солнечной или ветровой электростанции с промышленными накопительными
батареями (фото 6), которые будут обеспечивать электроснабжение, даже в
случае отсутствия поступления нужных количеств энергии от сети и от
солнечных панелей (ночью и в непогоду) или ветровых генераторов
(в безветренную погоду).
Фото 3. Теплицы, оборудованные
солнечными панелями (KUBO) - не для кого уже не секрет.
В сельском хозяйстве, солнечные панели можно разместить в любых местах,
сейчас оборудуют солнечными панелями даже баржи, транспортирующие зерно по
реке.
Есть также гибкие панели, которыми можно покрывать силоса элеваторов с южной
стороны, и получать энергию
Большое значение имеет возможность
получения дополнительного заработка от солнечной электростанции (фото 7), а
также эффективность панелей (например хорошие солнечные модули, имеют КПД
около 14-25%), использование панелей, которые не повреждаются градом
(противоударные), такой угол наклона и конструкция, которая препятствует
накоплению снега
(фото 8), панели с прозрачной внутренней стороной, позволяющие
аккумулировать отраженный свет (фото 10) и другие эффективные инновации
солнечной энергетики.
Также достаточно недорого и эффективно поставить обычные солнечные коллекторы
(фото 9) для обеспечения горячей водой, есть модели с антифризом, которые
обеспечивают подачу горячей воды даже в морозы.
Фото 4.
Солнечная электростанция, построенная в Украине, для обеспечения зернового
элеватора энергией, а также для получения прибыли от продажи электричества
по «зеленому» тарифу.
Мощность 1,3 МВт, стационарные системы крепления фотоэлементов
Фото 5. Небольшая солнечная станция,
питающая насос, работающий на солнечной энергии и который качает воду для
людей или для животных на пастбище в солнечные дни
Фото 6.
Накопительные батареи Tesla, имеют емкость в 10 кВт / ч (справа -
Powerwall),
их можно объединять в блоки для промышленных целей и они могут работать в
паре с солнечными панелями или ветрогенераторами или в отсутствии
собственных генераторов по схеме зарядки каждую ночь по минимально возможным
тарифам и
использования энергии от батареи все остальное время суток. Слева –
Powerpack промышленные накопительные батареи
Фото 7. Для того, чтобы земля под
солнечной электростанцией не зарастала травой, можно запустить на ее
территорию овец или гусей, которые будут ощипывать траву, и таким образом,
необходимость финансовых затрат на удаление растительности отпадает и можно
будет получить дополнительную прибыль от выращивания сельскохозяйственных
животных. Также сейчас проводятся опыты создания «двухъярусных систем»: 1-й
ярус – растениеводство, 2-й, верхний ярус – солнечные панели
Фото 8. Холодный
климат и снег в зимний период - это не проблема для солнечной
электростанции.
При правильной конструкции, снег скатывается с солнечных модулей и не
препятствует работе.
Даже в холодном климате солнечные модули с высоким КПД, будут приносить
прибыль длительное время.
Такие электростанции строят даже в Канаде и Норвегии.
Так что холодный климат - это не проблема.
На фото - простая электростанция
Фото 9.
Солнечные коллекторы, которые используются для получения горячей воды - это
даже гораздо более распространен вариант, чем солнечные панели.
Такие коллекторы можно использовать для обеспечения горячей водой офиса,
фермы или элеватора.
Есть модели, которые работают даже в зимний период
Использование электрических машин
Электрические машины - это будущее сельского хозяйства
(фото 10, 11),
но к сожалению, в большинстве случаев сейчас все ограничивается только
концептами из-за низкой производительности таких машин.
Основным сдерживающим фактором является емкость батарей.
Но все преимущества можно увидеть сразу - трактор зарядился под солнечным
навесом прямо на ферме и поехал работать в поле - очень удобно
Фото 10.
Специальные навесы для зарядки автомобилей, также с помощью таких солнечных
навесов можно заряжать промышленные литиевые батареи Tesla и различные
электрические машины
Фото 11.
Слева - электрический трактор Fendt Х-Сoncept 130 кВт, представленный в 2013
году на "Agritechnica" в Ганновере. Также, на рынке сейчас
широко представлены электрические погрузчики.
Справа - электрический Land Rover Defender (Electric Defender Research
Vehicle), его потенциал впечатляет - с полностью заряженной батареей он
может медленно двигаться по бездорожью до 8:00 часов подряд :-) Такая машина
справляется с препятствиями даже лучше обычной машины за счет высокого
крутящего момента
электромотора на очень низких оборотах, то есть при ползущем движении
Большим преимуществом ветровых
электростанций, является то, что они могут быть построены в море и других
местах, непригодных для любого другого бизнеса
Энергия
ветра
Энергия ветра - еще один метод получения
электричества.
Очень многие фермеры в ЕС инвестируют в этот тип энергетики и размещают
ветряки на своих землях
Фото 12.
Ветровые электростанции получили широкое распространение у фермеров в
Германии, Дании, Норвегии, Голландии и других странах ЕС.
Особенно, это выгодно, если земли фермы находятся на побережье или в зоне
постоянных сильных ветров.
По сравнению с солнечными электростанциями, ветровые электростанции - более
сложные в технологическом плане и более дорогие сооружения.
Но они дают больше энергии, в том числе и в ночное время и не занимают
большую площадь, как солнечные электростанции - это особенно актуально для
районов, где высокая стоимость земли.
Современные установки, имеют мощность до 7 MW, можно приобрести
ветрогенератор и в 10 MW, а разрабатываются установки мощностью до 15-20 MW.
Для новых ветряных энергетических парков, мощность одной установки в 6-7 MW,
является оптимальной (Siemens)
Энергия
биомассы
Теоретически, энергию можно получать из любого растительного сухого сырья:
пеллет, измельченной соломы и древесины и т. д. Определяющим здесь является,
то что сырье должно быть измельченным и сухим, чтобы можно было осуществлять
автоматизированную подачу в теплогенератор.
С помощью сжигания биомассы, можно производить электроэнергию и тепло.
Тепло можно использовать для сушки зерна, в том числе и в промышленных
масштабах, даже на больших элеваторах и маслоэкстракционных заводах.
Photo ©
Dr. Oleksii Orlov
Фото 13.
Биомасса - хороший источник тепла и энергии.
Один килограмм биомассы (пеллет или щепы), по теплотворной / энергетической
способности соответствует приблизительно 1 м. куб.
природного газа.
Даже предварительные расчеты показывают, что отопление с помощью таких
ресурсов, как пеллеты или щепа, будет гораздо более выгодным решением, чем
отопление газом.
Н фото слева - пеллеты из лузги подсолнечника, справа - щепа с энергетической
ивы
Биогаз
Биогаз - хороший источник тепла и
энергии, по своим характеристикам, практически никак не отличается от
природного газа.
Тем более для аграрных предприятий, которые
занимаются животноводством, здесь двойная выгода, и забота об окружающей
среде и полная утилизация отходов для получения прибыли.
Грубо говоря - деньги из навоза :-)
Фото 14.
Биогазовая станция на молочной ферме в Черниговской области, Украина.
При планировании получения энергии из навоза, биомассы и других отходов с
помощью биогазовой установки, особенно хорошо следует подойти к планированию
инвестиций - на ферме не должно оставаться навоза.
И вносить его нужно только в почву с немедленной заделкой. Инженерные
решения, также должны быть хорошо продуманы еще на этапе планирования фермы.
Следует особенно тщательно учитывать необходимость утепления всей системы
транспортировки навоза и самой биогазовой установки для условий холодного
климата
Другие способы получения энергии в
агробизнесе и методы ее экономии:
•
энергия воды;
•
геотермальная энергия;
•
тепловые насосы;
•
утепление и теплоизоляция полиуретаном зданий,
сушилок для зерна, элеваторов, коммуникаций;
•
энергоэффективность техники и оборудования;
•
светодиодное освещение (фото 15).
Фото 15. В
последнее время, цены на светодиоды значительно снизились.
Что позволяет покупать их любому фермеру.
При сегодняшних ценах на электричество, инвестиции в светодиодное освещение
окупаются уже через полгода.
Только следует учитывать, что они более чувствительны к перепадам
напряжения, поэтому обязательны гарантия на светодиоды, защита от перепада
напряжения, заземление, резервные системы и системы молниезащиты.
Изменение обычных ламп на светодиоды - снижает вполовину счета за освещение
уже в первый же месяц
Зеленая энергия в
аквакультуре
В современных условиях, в аквакультуре
широко используют энергию солнца (например для того, чтобы питать насосы,
подающие воду в водоемы (рис. 16, справа) и дают энергию для работы
компрессоров, которые аэрируют (насыщают) кислородом воду. Чаще используют
энергию ветра, и воды - (особенно на форелевых фермах, которые подпитываются
водой из горных потоков). Но встречаются случаи, когда используют и
плавающие солнечные электростанции на озерах (рис. 16, слева). В этом случае
продуктивность водных ресурсов может снижается, так как солнечные панели
забирают часть света, необходимого водорослям и фитопланктону. Часто
солнечные панели размещают на крышах стационарных акваферм, где рыбу
выращивают в резервуарах с водой - в таком случае это очень хорошее решение,
снижающее риски и дающее дополнительную прибыль.
Фото 16. Источники энергии в
аквакультуре. Для аквакультуры, использование зеленой энергетики,
очень важно, так как очень многие фермы находятся далеко от линий
электропередач и часто затраты на создание собственной "зеленой"
электростанции будут значительно меньше затрат на подводку традиционного
электричества. Слева - электростанция на воде в Китае. При этом солнечные
панели размещены на высоких опорах, поэтому на поверхность воды попадает
больше света, чем при размещении панелей на понтонах. Справа - водяной насос
с солнечной панелью, который используется на акваферме в Кении
Выводы - когда люди отказываются от «старых» технологий в пользу новых, это
знаменует значительные преимущества для цивилизации в целом.
На этот раз мы имеем переход от газа и нефти - к более совершенным
источникам энергии.
Любому фермеру или агропромышленнику, владельцу элеватора, стоит задуматься
об энергетической независимости, возможности заработка от инвестиций в
зеленую энергию и использования зеленого тарифа или просто купить себе более
энергоэффективный трактор и сэкономить существенную сумму на топливе.
Сокращенный
вариант статьи, опубликован в
журнале
"The
Ukrainian FARMER"/ - Киев.
- 2016. - №3.
Смотри также:
Аудит энергоэффективности
Обращайтесь к нам для
аудита энергоэффективности, по вопросам
повышения энергоэффективности и консалтинга
Гарантируем качество услуг
наивысшего международного уровня!
Дисклеймер
©Все
права защищены. Защита авторских прав и правила сайта
©Agricultural
Consulting Service.
Бизнес-консалтинг. Создание современного бизнеса под ключ. Технический
аудит. Как
получить дополнительную прибыль?
Консультационные услуги по сельскому хозяйству, аквакультуре, природным
ресурсам, окружающей среде, безопасной энергии в промышленности и
строительстве...
www.farming.org.ua |