Скрипник Микола Микитович. Енерго- і ресурсозберігаючі електротехнології опромінювання донорів та регенерантів рослин : Дис... д-ра наук: 05.09.16 - 2003.
Анотація до роботи:
Скрипник М.М. Енерго- і ресурсозберігаючі електротехнології опромінювання донорів та регенерантів рослин. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.09.16 – Електротехнології та електрообладнання в агропромисловому комплексі. – Національний аграрний університет, Київ, 2002 рік.
Дисертація присвячена проблемі енергозбереження в електротехнологічних процесах опромінювання донорів та регенерантів рослин. На основі розроблених науково-технічних передумов запропоновано новий напрямок ефективного використання електричної енергії в галузі елітного насінництва АПК.
Розроблено методи та моделі : оцінки ефективності і прогнозування електротехнологій опромінювання донорів та регенерантів рослин на основі єдиних критеріїв – інтегральних показників енергозбереження, енерго- і ресурсозбереження, енерго- і ресурсозбереження та собівартості продукції (відповідно ІЕ, ІЕР, ІЕРС-показників).
Розроблено і впроваджено: агротехнічні і електротехнологічні вимоги до новітніх електротехнологій, енерго- і ресурсозберігаючі системи і режими опромінювання (безперервні, регульовані безперервні, “зірка-трикутник”, квазістаціонарні, високочастотні, спектральні, комбіновані з використанням мережі живлення опромінювачів “лінійна-фазна-половина лінійної напруги”), а також методи і моделі енерго- і ресурсозбереження, що забезпечує раціональні витрати електричної енергії в галузі елітного насінництва АПК. Основні результати праці знайшли впровадження в технологічних процесах АПК, науково-дослідних інститутах і учбових закладах, а також в промисловості.
Дисертація присвячена теоретичним та експериментальним проблемам створення енерго- і ресурсозберігаючих електротехнологій опромінювання донорів та регенерантів рослин.
У результаті виконання роботи отримані такі основні результати.
1. Аналіз літературних джерел вітчизняних і зарубіжних авторів показав, що існуючі методи і технічні засоби не забезпечують енергозберігаючі режими опромінювання донорів та регенерантів рослин, що призводить до перевитрат електричної енергії в 1,3…1,5 рази: при рівнях опроміненості рослин-регенерантів від 0,4 до 2 кВт/м2 (ФАР) витрати електричної енергії на одиницю продукції становлять 0,056…0,15 кВтгодин. Тому необхідна розробка енергозберігаючих режимів і систем опромінювання з регулюванням потужності систем та тривалості режимів опромінювання.
2. Для опромінювання донорів та регенерантів рослин запропоноване використання квазістаціонарних режимів з експозицією 33…45 с, що забезпечує заощадження електричної енергії, а також покращення біометричних показників розвитку рослин.
3. Для зменшення витрат електричної енергії і матеріальних витрат обґрунтовано застосування трифазних систем опромінювання із з’єднанням джерел:
в “зірку” з ізольованою нейтраллю (межі регулювання кількості джерел на один ПРА від 15 до 42);
в “трикутник” (межі регулювання кількості джерел на один ПРА від 24 до 39).
Найвищі показники енерго- і ресурсозбереження досягаються при з’єднанні 33-х джерел в “зірку” з ізольованою нейтраллю.
4. Теоретичний аналіз моделей “система-об’єкт” опромінювання дозволив визначити коефіцієнти енергозбереження (постійні 0,8…1,25; частотні 0,25…0,3; режимні 1,32…1,36), які визначають межі регулювання відносної тривалості параметрів опромінювання 0,01…1; режимів опромінювання 0,33…1 та циклів опромінювання 0,17…1 (найвища ефективність опромінювання забезпечується при відносній тривалості параметрів, режимів та циклів опромінювання відповідно 0,035…0,045; 0,33…0,45 та 0,625…0,7).
5. Встановлено, що при використанні режимів опромінювання рослин (780…1100 Гц) досягається підвищення світлової віддачі джерел на 8…10%.
6. Встановлено, що нижня критична межа відносної ємності ПРА становить 0,2 (при менших значеннях спостерігається нестійка робота джерел і зрив інвертування), а верхня – 0,34 (при значеннях, менших цієї величини не забезпечується номінальний режим роботи джерел, а при більших за 0,34 – зменшується світлова віддача джерел і відповідно зростають витрати електроенергії).
7. Для ефективного використання електричної енергії в електротехнологіях опромінювання донорів та регенерантів рослин необхідні межі регулювання потужності систем опромінювання 0,88…1,18; 0,6…0,73; 0,73…1,84 від номінального значення відповідно для безперервних, чергуючих і квазістаціонарних режимів. Вихід за граничні межі регулювання потужності систем (0,27…3,33 від номінального значення) не забезпечує ефективної їх експлуатації у відповідності з вимогами до електротехнологій опромінювання донорів та регенерантів рослин.
8. Для підвищення ефективності використання електричної енергії співвідношення потужностей систем опромінювання в квазістаціонарних і безперервних режимах повинно становить 2,65 (верхня критична межа), а значення струму джерел опромінювання в чергуючих режимах – 27…29% від струму джерел в безперервних режимах (нижня критична межа).
9. В результаті теоретичних і експериментальних досліджень запропонована єдина система інтегральних показників енерго- і ресурсозбереження (ІЕ, ІЕР, ІЕРС-показників), які визначаються на основі параметричних, режимних і циклічних характеристик “система-об’єкт”, кривих росту, відповідних моделей (Н-моделей підвищення світлової віддачі джерел; – моделей зменшення втрат потужності; індуктивно-ємнісних LC-моделей заощадження електричної енергії; F-моделей підвищення строку служби опромінювачів; моделей енергозбереження “зірка-трикутник” тощо).
Застосування названих показників і коефіцієнтів енергозбереження дозволяє оцінити і прогнозувати ефективність рослинних електротехнологій, вибирати найбільш раціональні режими і параметри опромінювання, при яких забезпечується енергозбереження 33…40% порівняно з існуючими електротехнологіями і системами електрообладнання.
10. Для аналізу енергозбереження в рослинних електротехнологіях необхідне застосування системи інтегральних показників, яка дозволяє визначить не тільки ефективність електротехнологій в цілому, але й вплив окремих параметрів і режимів опромінювання на рівні енергозбереження, а також розрахувати продуктивність донорів та регенерантів рослин. Встановлені залежності інтегральних показників від рівнів енерго- і ресурсозбереження, поточних і одноразових витрат (при цьому верхня межа інтегрального показника ефективності опромінювання не перевищує значення 0,923).
11. Застосування розроблених засобів експрес-діагностики джерел опромінювання донорів та регенерантів рослин забезпечує скорочення строків випробовувань джерел майже в 7 разів, а заощадження електричної енергії для тисячі джерел на 1000 годин роботи складає 3,5%.
12. На основі теоретичних і експериментальних досліджень встановлено, що застосування розроблених електротехнологій і технічних засобів опромінювання донорів та регенерантів рослин дозволяє підвищити урожайність зернових та овочевих культур на 12…15% з заощадженням електричної енергії 33…40% порівняно з існуючими системами.
Публікації автора:
Кистень Г.Е., Скрыпник Н.Н., Герасимчук Ю.В., Садовой А.Ф., Ковалышин Б.М. Установка для импульсного облучения растений // Механизация и электрификация сельского хозяйства. -1985. -№5. -С.51-54 (обґрунтування характеристик “система-об’єкт”, участь в експериментальних дослідженнях та узагальнення їх результатів).
Скрыпник Н.Н., Герасимчук Ю.В. Облучательные установки с групповым зажиганием ламп // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 1983.-№6.-С.55-56 (постановка задачі, участь в експериментальних дослідженнях, узагальнення результатів та підготовка матеріалів до публікації).
Скрипник Н.Н., Коваль В.А. Новое оборудование для выращивания растений в фитотронах // Механизация и электрификация сельского хозяйства. -1985. -№11.-С.27, 43 (постановка задачі, аналіз характеристик обладнання, узагальнення результатів).
Скрипник М.М. Енерго- i ресурсозберігаючі режими опромінювання рослин //Техніка АПК. -1997. -№1. -С.29.
Скрипник М.М. Ефективність опромінюючих систем // Техніка АПК. -1997.-№1.-С.3О-31.
Скрипник М.М. Опромінюючі системи з різнотиповими ПРА // Техніка АПК. -1997. -№4. -С.16.
Скрипник М.М. Моделювання та обґрунтування режимів i систем опромінювання // Техніка АПК. -1998. -№2. -С.29.
Скрипник М. М. Методика контролю і вимірювань електричних і світлових величин// Харчова і переробна промисловість. -2002 .-№ 9.-С.12-13.
Скрипник М. М. Електротехнології опромінювання // Харчова і переробна промисловість. -2002. -№10 .-С. 18-20.
Микитенко В.В., Скрипник М. М. Енергозбереження : реальність і прогноз // Харчова і переробна промисловість. -2002 . -№ 12. -С. 10-12.( розробка методики досліджень, обґрунтування показників ефективності енергозбереження).
Кистень Г.Е., Скрыпник Н.Н. Исследование процесса влаго- и теплообмена в шелководне на электрической модели // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 1974. -№12.-С.49-50 (постановка задачі, розробка методики досліджень, проведення експериментальних досліджень).
Чудновский Б.Д., Наконечная О.А., Антонов В.И., Скрыпник Н.Н., Герасимчук Ю.В. Импульсное облучение растений // Сахарная свекла. -1985. -№12.-С.32-33 (участь в розробці методики досліджень та проведенні експериментальних досліджень, узагальнення отриманих результатів).
Скрыпник Н.Н. В сети - люминесцентная лампа // Сельский механизатор. -1977.-№6.-С.3О.
Скрыпник Н.Н., Герасимчук Ю.В. Исследование характеристик тепличных облучателей // Механизация и электрификация сельского хоз-ва: Сб. научн. тр.-К.: Урожай, 1980. -№48 (постановка задачі, розробка методики досліджень, проведення експериментальних досліджень).
Герасимчук Ю.В., Скрипник М.М. Оцінка ефективності режимів опромінювання при вирощувані рослин в захищеному ґрунті // Механізація та електрифікація сільського господарства. -К.: Урожай, 1992. -Вип.76. -С.77-84 (постановка задачі, участь в експериментальних дослідженнях, розробка математичних моделей, узагальнення результатів та підготовка матеріалів до публікації).
Скрипник М.М., Герасимчук Ю.В., Горго О.Д. Застосування баластних дроселів опромінювачів ОТ-400 з газорозрядними лампами ДРИ-400 в захищеному ґрунті // Механізація та електрифікація сільського господарства. -К.: Урожай, 1992. -Вип.76. -С.85-89 (постановка задачі, участь в експериментальних дослідженнях, узагальнення результатів та підготовка матеріалів до публікації).
Скрипник М.М. Низько- та високочастотні режими опромінювання рослин у біотехнології // Науковий вісник Національного аграрного університету. -1997.-№1.-С.58-64.
Скрипник М.М. Електротехнологічні режими опромінювання рослин у біотехнології // Науковий вісник Національного аграрного університету. -1997.-№2.-С.61-66.
Скрипник М.М. Моделі опромінювання в рослинних електротехнологіях // Збірник наукових праць Національного аграрного університету ”Механізація сільськогосподарського виробництва”. - К.: НАУ. -2002. -Т.ХІІ. -С.188-192.
Скрипник М.М. Електротехнології опромінювання донорів та регенерантів рослин // Збірник наукових праць Національного аграрного університету. ”Механізація сільськогосподарського виробництва”. - К.: НАУ. -2002. -Т.ХІІ. -С.230-234.
Скрипник М. М. Аналіз опромінюючих систем.// Сборник научных трудов Керченского морского технологического института «Механизация производственных процессов рыбного хозяйства, промышленных и аграрных предприятий». – Керчь: КМТИ.- 2002.-Вып. 4. -С. 116-120.
Скрипник М. М. Напрямки енергозбереження в електротехнологіях опромінювання донорів та регенерантів рослин // Збірник наукових праць Національного аграрного університету “Механізація сільськогосподарського виробництва”. - К.: Наукметодцентр агр. освіти, 2002. - Т. ХІІІ . - С. 234- 238.
Микитенко В.В., Скрипник М. М. Світові технології та їх технічне забезпечення // Збірник наукових праць Української академії зовнішньої торгівлі. . - Київ: УАЗТ. - 2001 .- Вип. 1(5). - С. 113-118(постановка задачі, обґрунтування єдиних критеріїв оцінки технології).
Скрыпник Н.Н., Коваль В.А. Справочник по приборам и средствам автоматизации для контроля качества сельскохозяйственной продукции. -К.:Урожай, 1988. - С. 1-128 (постановка задачі, обґрунтування методики аналізу, підготовка матеріалів до друку).
Скрипник Н.Н., Коваль В.О. Довідник по контрольно-вимірювальних приладах у сільському господарстві. -К.: Урожай, 1989. - С. 1-112 (постановка задачі, обґрунтування методики аналізу, підготовка матеріалів до друку).
А.с. 944171 СССР, МКИ Н05В 41/18. Устройство для облучения растений в сооружениях защищенного грунта / Ю.В.Герасимчук, В.Т.Здор, Г.Е.Кистень, Н.Н.Скрыпник, А.П.Стрельцов (СССР). - № 3009656/24-07; Заявлено 01.12.80; Опубл. 15.07.82, Бюл. №26. -4с.
А.с. 1252977 СССР, МКИ Н05 В 41/18. Устройство для облучения растений в теплицах /Ю.В.Герасимчук, Н.Н.Скрипник, Г.Е.Кистень, И.Т.Гераймович, А.И.Ляшенко (СССР). -№ 3710583/24-07; Заявлено 16.03.84; Опубл. 23.08.86, Бюл, №31. -4 с.
А.с. 1051444 СССР, МКИ G01R 19/00. Способ измерения импульсного тока / Ю.В.Герасимчук, Н.Н.Скрипник, А.Ф.Садовой., (СССР). -№ 3416315/18-21; Заявлено 30.03.82; Опубл. 30.10.83, Бюл. №40. -3 с.
А.с. 1182419 СССР, МКИ G01R 19/00. Устройство для измерения импульсного тока и мощности импульсной нагрузки /Ю.В.Герасимчук, Н.Н.Скрипник (СССР). -№ 3734402/24-21; Заявлено 29.04.84; Опубл. 30.09.85, Бюл. № 36. -4с.
А.с. 1226313 СССР, МКИ G01R 21/00, 19/00. Способ измерения тока приемника электроэнергии в момент кратковременной перегрузки и устройство для его осуществления /Ю.В.Герасимчук, Н.Н.Скрипник, Г.Е.Кистень (СССР). -№ 3763968/24-21; Заявлено 04.07.84; Опубл. 23.04.86, Бюл. №15.-6 с.
А.с. 1718127 СССР, МКИ G01R 19/00, 19/04. Устройство для измерения импульсного тока / Ю.В.Герасимчук, Н.Н.Скрипник, А.И.Безлепкин, А.П.Попов (СССР). -№ 4771130/21; Заявлено 21.11.89; Опубл. 07.03.92, Бюл. №9. -5 с.
А.с. 678736 СССР, МКИ НО 5 В 41/18. Устройство для импульсного облучения растений в сооружениях защищенного грунта / М.Т.Гирченко, В.С.Пастушенко, Г.Е.Кистень, Н.А.Корчемный, Н.Н.Скрипник (СССР). -№ 2402296/24-07; Заявлено 01.09.76; Опубл. 05.08.79, Бюл. №29. -3 с.
А.с. 1011079 СССР, МКИ Н05B 37/00. Устройство для импульсного облучения растений в сооружениях защищенного грунта / Н.Н.Скрыпник, Г.Е.Кистень, Ю.В.Герасимчук, А.Ф.Садовой, В.Д.оржеховский (СССР). -№ 2905768/30-15; Заявлено 08.04.80; Опубл. 15.04.83, Бюл. № 14. -2с.
А.с. 1611298 СССР, МКИ А01К 31/00, G05F 1/44. Устройство для регулирования светового режима в птичниках / Г.Е.Кистень, С.С.Шевель, М.А.Асриян, Ю.В.Герасимчук, Н.Н.Скрыпник (СССР). - №4440882/30-15; Заявлено 11.04.88; Опубл. 07.12.90, Бюл. №45. -4 с.
А.с. 702238 СССР, МКИ GO ID 7/32. Способ измерения площади деталей произвольной формы / В.С.Пастушенко, Н.Г.Кононенко, В.А.Кондратюк, Н.Н.Скрыпник (СССР). -№2518477/18-28; Заявлено 16.08.77; Опубл. 05.12.79, Бюл. №45. -2 с.
А.с. 1049942 СССР, МКИ G08B 21/00. Устройство для контроля технологического оборудования / Ю.В.Герасимчук, Г.Е.Кистень, Н.Н.Скрипник (СССР). -№ 3449577/18-24; Заявлено 07.06.82; Опубл. 23.10.83, Бюл. № 39. -Зс.
Скрипник М.М. Використання інтегральних показників енерго- i ресурсозбереження для оцінки ефективності зовнішньо-економічної діяльності України // 3б. матер. IV м1жнародної наук.-практ. конф. "Проблеми регулювання зовнішньо-економічної д1яльності України в сучасних умовах". -Київ: УАЗТ.-2001.-С.110-111.
Фіщук Н. У., Скрипник М. М. Анализ методов энергосбережения // Материалы VІІ международной конференции «Энергосбережение, эффективность, экология». – Киев: АТЕКУ. – 2002.- С.117-118 (обґрунтування використання інтегральних показників енергозбереження, моделей технології, енергетичних характеристик обладнання, розробка методики досліджень).
