Розробка системи комплексного енергозабезпечення ФГ "Білі Береги" з використанням тригенераторів

Abstract

Сільське господарство займає одне з провідних місць в економіці України, проте його ефективне функціонування значною мірою залежить від надійності та вартості енергопостачання. Для забезпечення всіх виробничих процесів фермерським господарствам необхідні великі обсяги електроенергії, тепла, а в деяких випадках і холоду. Це стосується як роботи обладнання, так і опалення приміщень, нагріву води, охолодження продукції тощо. Традиційні способи енергозабезпечення, що базуються на централізованих мережах і споживанні викопного палива, часто виявляються не лише дорогими, а й нестабільними, з високими втратами під час транспортування та шкідливим впливом на навколишнє середовище. Все це підштовхує аграрний сектор до пошуку альтернативних, більш ефективних і сталих енергетичних рішень. Одним із таких рішень є застосування технологій комбінованого виробництва енергії. Тригенераційні установки, які виробляють електроенергію, тепло і холод одночасно, дозволяють значно підвищити ефективність використання палива - до 80-90%, що значно перевищує показники при окремому виробництві кожного виду енергії. Такий підхід особливо доцільний для підприємств, які мають постійну потребу у всіх трьох типах енергії - саме до таких належать сучасні багатопрофільні фермерські господарства. Фермерське господарство «Білі Береги», яке розглядається в рамках цього дослідження, є типовим прикладом такого підприємства. Його енергетичні потреби охоплюють електропостачання для обладнання та освітлення, тепло для опалення та господарських потреб (наприклад, гаряче водопостачання чи сушка), а також холод для зберігання продукції і охолодження молока. При цьому господарство має потенціал для виробництва біогазу з відходів тваринництва, що робить доцільним розгляд впровадження тригенераційної системи на базі біогазової установки. Такий підхід дозволить значно зменшити витрати на енергоносії, підвищити енергетичну незалежність та одночасно поліпшити екологічну ситуацію завдяки зменшенню викидів і утилізації органічних відходів. Відтак, дослідження та проєктування системи комплексного енергозабезпечення для ФГ «Білі Береги» із застосуванням тригенераційної технології є актуальним і має як практичну, так і наукову цінність. Мета роботи - розробити систему комплексного енергозабезпечення для ФГ «Білі Береги» на базі біогазової тригенераційної установки, обґрунтувавши її технічну та економічну доцільність. Завдання дослідження: 1. Провести аналіз структури господарства «Білі Береги» і визначити його потреби в електроенергії, теплі та холоді впродовж року. 2. Оглянути сучасні тригенераційні технології, зокрема види обладнання та можливі види палива, з фокусом на використання біогазу. 3. Обґрунтувати вибір типу установки, а також виконати розрахунок необхідної потужності як самої тригенераційної установки, так і абсорбційної холодильної машини (АБХМ) відповідно до умов господарства. 4. Розробити принципову схему інтеграції обраної енергетичної системи у внутрішню інфраструктуру ФГ, включно з біогазовим комплексом. 5. Виконати попереднє техніко-економічне обґрунтування проєкту, розрахувавши капітальні та поточні витрати, економічний ефект і строк окупності. 6. Оцінити екологічні вигоди від впровадження системи. Об’єкт дослідження - процес енергопостачання в багатопрофільному фермерському господарстві «Білі Береги». Предмет дослідження - використання тригенераційних установок на біогазі для повного покриття енергетичних потреб фермерського підприємства. Практичне значення роботи полягає в тому, що результати цього дослідження можуть бути використані для модернізації енергосистем не лише в господарстві «Білі Береги», а й у подібних аграрних підприємствах, які мають біомасу як потенційне джерело палива. Структура і обсяг роботи: дипломна робота складається зі вступу, чотирьох основних розділів, висновків, списку використаних джерел і додатків. Основна частина охоплює близько 42 сторінок. У першому розділі аналізуються енергетичні потреби господарства, другий розкриває теоретичні засади тригенерації, третій присвячений вибору обладнання, а четвертий - техніко-економічному та екологічному обґрунтуванню запропонованого рішення.