Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Анализ работы комплекта «натриевая лампа высокого давления - пускорегулирующий аппарат» в условиях теплицы 11
1.1. Анализ факторов, влияющих на энергетические показатели источников лучистой энергии для облучения растений 11
1.1.1. Натриевая лампа высокого давления как источник оптического излучения 11
1.1.2. Нестабильность питающего напряжения 13
1.1.3. Повышение напряжения горения ламп 13
1.1.4. Влияние условий эксплуатации НЛВД на их характеристики... 14
1.2. Взаимосвязь спектральных и электрических параметров разрядных ламп при изменении условий питания 15
1.3. Работа натриевой лампы высокого давления в комплекте с пускорегулирующим аппаратом в условиях теплицы 16
1.3.1. Схемы включения и зажигания ДНаТ 16
1.3.2. Согласование электрического режима лампы с ПРА 17
1.3.3. Влияние изменения сетевого напряжения на выходную характеристику комплекта «НЛВД-пускорегулирующий аппарат» 20
1.4. Анализ энергосберегающих методов и устройств стабилизации параметров НЛВД 24
1.5. Характеристики НЛВД на повышенной частоте 26
1.6. Анализ влияния акустического резонанса на работу ДНаТ 27
1.7. Выводы 29
ГЛАВА 2. Исследование и обоснование режимов стабилизации характеристик натриевых ламп высокого давления 30
2.1. Методика расчета тиристорного регулятора мощности 30
2.2. Регулирование и стабилизация спектра и потока ФАР НЛВД в теплице 38
2.3. Определение зависимости энергетических характеристик лампы от времени ее эксплуатации 42
2.4. Технические требования к ЭПРА НЛВД 46
2.5. Выводы 47
ГЛАВА 3. Синтез и исследование моделей стабилизации энергетических характеристик ламп с использованием искусственных нейронных сетей 48
3.1. Методика проведения эксперимента 48
3.2. Искусственные нейронные сети 52
3.2.1. Модели нейронных сетей 55
3.2.1.1. Модель Маккалоха 55
3.2.1.2. Модель Розенблата 56
3.2.1.3. Модель сети с обратным распространением 57
3.3. Алгоритмы обучения нейронных сетей 58
3.3.1. Общий алгоритм обучения 58
3.3.2. Дельта правило 60
3.3.3. Процедура обратного распространения 62
3.3.4. Добавление нейронного смещения 66
3.3.5. Квазиньютоновские методы 68
3.4. Построение модели с помощью искусственной нейронной сети ...70
3.4.1. Описание нейронной сети 71
3.4.2. Обучение нейронной сети 75
3.5. Выводы 77
ГЛАВА 4. Схемные решения, реализующие энергосберегающие режимы ЭПРА 79
4.1. Структура построения ЭПРА 79
4.1.1. Устройство электронного балласта и особенности его работы . 79
4.1.2. Схема высокочастотной установки 85
4.1.3. Схема управления ВЧ - установкой 89
4.2. Производственные испытания ЭПРА НЛВД 89
4.3. Выводы 92
ГЛАВА 5. Технико-экономическое обоснование применения эпра в теплице 93
5.1. Расчет экономической эффективности внедрения ЭПРА 93
5.2. Расчет чистого дисконтированного дохода 97
5.3. Выводы 99
Общие выводы 100
Список литературы 102
- Натриевая лампа высокого давления как источник оптического излучения
- Определение зависимости энергетических характеристик лампы от времени ее эксплуатации
- Построение модели с помощью искусственной нейронной сети
- Устройство электронного балласта и особенности его работы
Введение к работе
Актуальность темы. Перевод сельскохозяйственного производства на рыночные 01 ношения приведет к тому, что доля электроэнергии в себестоимости тепличной продукции значительно возрастет. Поэтому поиск новых принципов, методов, способов и средств энергосбережения в облучательных установках теплиц является актуальным.
Наиболее результативный путь в этом поиске - разработка технологий и технических средств, позволяющих экономить электроэнергию, не нарушая технологию производства сельскохозяйственной продукции.
В настоящее время более 70% генерируемого светового потока в сельскохозяйственном производстве создается экономичными разрядными источниками света, в том числе металлогалогенными лампами (МГЛ) и натриевыми лампами высокого давления (НЛВД), которые при нестабильных параметрах питающей сети работают не в номинальном режиме, что приводит к увеличению энергопотребления и уменьшению срока службы ламп. Как установлено, при отклонениях уровня напряжения на разрядных лампах в пределах, установленных стандартом, и при условии обеспечения допустимого минимума облученности фотосинтетически активной радиации (ФАР) потери электроэнергии могут достигать 25-30%, интегрального потока - 35-40%, а наиболее чувствительных к напряжению спектральных диапазонов - 55-60%.
Существующие в настоящее время схемы управления работой разрядных ламп не способны в достаточной мере обеспечить стабилизацию энергетических и светотехнических характеристик ламп.
Поэтому решение вопросов применения электронных пускорегули-рующих аппаратов (ЭГТРА), позволяющих не только сократить расход энергии, но и значительно повысить качество готовой продукции за счет стабилизации характеристик разрядных ламп, весьма актуально. Исследования по данному направлению проводились по плану НИР КоасГАУ в соответствии
рос. национальная! библиотека i
Sbstm
4 с заданием 03.02 «Разработать энергоресурсосберегающие технологии и новые электрофизические методы воздействия на биообъекты» Межведомственной координационной программы фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития АПК РФ на 2001-2005 гг.
Целью работы является обоснование рациональных режимов работы
электронных пускорегулирующих аппаратов натриевых ламп высокого дав- V
ления в сооружениях защищенного фунта для снижения энергозатрат.
Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач: І
провести анализ способов стабилизации светотехнических характеристик и регулирования мощности газоразрядных ламп;
разработать модель работы устройств по стабилизации спектра и мощности газоразрядных ламп и установить функциональную зависимость между факторами, оказывающими влияние на характеристики ламп, сформулировать технические требования к ЭПРА НЛВД для теплиц;
разработать методику экспериментальных исследований ЭПРА, изготовить экспериментальную установку и провести исследование режимов стабилизации характеристик газоразрядных ламп;
провести выбор рациональных технологических параметров и определить эффективные режимы высокочастотного питания газоразрядных ламп;
провести экспериментальные исследования ЭПРА в реальных условиях работы в теплице;
- дать технико-экономическое обоснование применения ЭПРА.
Объект исследования. Электронные пускорегулирующие аппараты
натриевых ламп высокого давления для теплиц.
Методы исследований. Решение поставленных задач осуществлялось
на основе теоретических методов: математического и физического модели-
рован^х-исиодьзованием измерительной и вычислительной техники, метода \t л ,г*<':. '..
».- С»' v» >
5 гармонического анализа, для обучения нейронной сети применен квазиньютоновский метод.
Научная новизна исследований:
разработана модель и установлена взаимосвязь основных факторов, влияющих на энергетические характеристики натриевых ламп высокого давления в процессе эксплуатации;
предложен метод, позволяющий повысить эффективность преобразования электрической энергии в оптическую при работе комплекта НЛВД-ЭПРА в теплице;
разработаны технические устройства, реализующие высокочастотный способ стабилизации энергетических характеристик натриевых ламп высокого давления.
Практическая значимость работы. Разработанные іехническое задание и техническая документация на установку предназначены для проектирования и изготовления ЭПРА НЛВД дЛя теплиц.
Реализация результатов:
техническая документация на энергосберегающий ЭПРА принята к внедрению в ОАО «Дивногорский завод низковольтной аппаратуры»;
опытный образец электронного пускорегулирующего аппарата прошел производственные испытания в условиях тепличного комбината «Фёдоровский» Хабаровского края;
результаты исследований используются в учебном процессе вузов РФ.
Автор защищает:
энергосберегающий способ стабилизации светотехнических характеристик разрядных ламп при облучении растений;
алгоритм регулирования характеристик разрядных ламп в процессе эксплуатации;
конструкцию энергосберегающего электронного пускорегулирующего устройства натриевых ламп высокого давления для теплиц.
Апробация работы. Основные положения диссертации представлялись и обсуждались на всероссийских и региональных конференциях, в частности: II Всероссийская научно-практическая конференция «Достижения науки и техники - развитию сибирских регионов» (г. Красноярск, 2000 г.); научно-практическая конференция «Красноярск. Энергосбережение: проблемы и перспективы» (г. Красноярск, 2000 г.); II Всероссийская научно-практическая конференция и выставка по проблемам энергоэффективности «Развитие теплоэнергетического комплекса города» (г. Красноярск, 2001 г.); III Всероссийская научно-практическая конференция «Повышение эффек- і тивности топливно-энергетического комплекса» (г. Красноярск, 2002 г.); Всероссийская научно-практическая конференция «Достижения науки и техники - развитию сибирских регионов» (г. Красноярск, 2003 г.); Всероссийская научно-практическая конференция «Аграрная наука на рубеже веков» (Красноярск, 2003 г.).
Публикации. По теме диссертации издано три статьи, семь тезисов докладов на конференциях, получены один патент и положительное решение на изобретение, опубликовано два учебных пособия с грифом Министерства сельского хозяйства.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы, включающего 90 наименований, и 4 приложений, изложена на 138 страницах машинописного текста, содержит 36 рисунков и 10 таблиц.
Натриевая лампа высокого давления как источник оптического излучения
Рабочий четырехугольник параметров сверху и снизу задается максимальными (линия 5) и минимальными (линия 8) значениями мощности лампы. Линия 5 определяется температурой, которая допустима для работы оболочки разрядной трубки с точки зрения обеспечения приемлемых сроков службы. Линия 8 задается в первую очередь предельными по НТД уровнями световых и цветовых параметров ламп.
Слева и справа эта область ограничивается линиями наименьших (линия 4) и наибольших (линия 6) значений напряжения на лампе. Линия 6 определяется с учетом возможного повышения напряжения на лампе при помещении ее в светильник, роста Цп в процессе горения, а также значений напряжений погасания лампы, при которых лампа переходит в циклический режим работы (линия погасания 7).
Линии 4 и 6 являются граничными из серии прямых (рис. 1.3), которые характеризуют линейную зависимость мощности лампы от напряжения на ней для различного времени эксплуатации при изменении напряжения питания или тока через лампу [12].
Приведенный в [13,14] анализ позволил сделать заключение, что главной задачей пускорегулирующего аппарата является поддержание в заданных пределах мощности в лампе, эквивалентное сопротивление которой меняется за срок службы почти в 4 раза.
Из анализа зависимостей, приведенных на рис 1.4, следует еще один вывод, касающийся эксплуатации ламп типа ДНаТ на повышенном напряжении сети, а именно при Uc 105%Un (231 В) линия Рл=/(ис) приближается к линии предельной мощности Ртах, а при Uc l 10%UH (242 В) выходит за пределы четырехугольника, и, следовательно, эксплуатация ламп с серийно выпускаемым дросселем при увеличении сетевого напряжения более чем на 5% недопустима с точки зрения обеспечения надежности комплекта.
Тепличные комбинаты, как правило, размещены вблизи мощных источников энергии (ТЭЦ, ГРЭС), как, например, ГУП совхоз «Красноярский», где в отличие от сельских электрических сетей имеются постоянные повышенные уровни напряжения (гистограмма рис. 1.5).
Это обстоятельство приводит к резкому ухудшению эксплуатационных характеристик НЛВД и снижению надежности работы существующих комплектов.
Реальные облучательные установки укомплектованы дросселями, отличающимися конструкцией, сопротивлением, способом изготовления. Они ведут себя по-разному в процессе эксплуатации: например, если ярмо магни топровода закреплено при изготовлении только механически, то при длительной работе может произойти так называемое «расшумливание» дросселей, то есть изменение «воздушного зазора» и, следовательно, сопротивления дросселя.
Таким образом, надежность работы комплекта в значительной степени определяется качеством питающей сети, конструкцией и уровнем технологии лампы и балластов, что необходимо учитывать при проектировании и эксплуатации установок с НЛВД [2,3,5,14].
Предварительно же можно сделать следующие выводы: кривые для Uc=209-231 В удовлетворяют требованиям МЭК во всем интервале изменения напряжения на лампе, следовательно, можно предположить, что в процессе эксплуатации при изменениях сетевого напряжения до ±5% комплект будет работать в допустимых пределах и срок службы лампы будет соответствовать нормативным документам; кривая для Uc=242 В практически во всем диапазоне изменений напряжений на лампе не удовлетворяет вышеуказанным требованиям, хотя в начальный период горения лампы значение Рл не превышает верхний предел по мощности. Однако, когда в процессе эксплуатации напряжение на лампе UJI достигнет значения 110 В, мощность лампы превысит допустимую величину Ртах=290 ВТ. При дальнейшей эксплуатации лампа будет работать при мощности больше допустимой, и каждый час ее работы в этом режиме будет уменьшать ее экономически оправданный срок службы.
Широко распространенный комплект НЛВД-ПРА обеспечивает оптимальную работу лампы при отклонениях напряжения в сетях в пределах ±5%. Именно этот показатель качества электроэнергии крайне нестабилен и обусловлен в значительной мере протяженностью участков осветительных сетей с неравномерным распределением нагрузок. На рис. 1.5 показана гистограм ма отклонения напряжения, построенная по данным, полученным с помощью статистического анализатора качества напряжения (САКН). Исследования проводились в тепличном хозяйстве ГУП «Красноярский» в период выращивания тепличных культур [8].
Анализ рис. 1.5 показывает, что уровень напряжения в сетях меняется от -11,25% до +11,25% от номинального, причем за 168 часов (7 суток) облу-чательные установки работали в режиме превышения напряжения 133 часа, а при пониженном напряжении - 21 час. Это снижает срок службы РЛ, надежность их зажигания и стабильность работы и обуславливает повышенное потребление электроэнергии облучательными установками. К тому же в условиях теплицы изменение напряжения приводит к изменениям интенсивности спектрального состава излучения и, как следствие, к нарушению технологии выращивания.
Определение зависимости энергетических характеристик лампы от времени ее эксплуатации
Так как электронные балласты являются устройствами широкого применения, то кроме проблем, связанных с характером нагрузки, они должны решать общие задачи, возникающие при проектировании ЭПРА. К таким задачам относятся: обеспечение высокого КПД, совместимость с питающей сетью (высокий коэффициент мощности), защита при сетевом перенапряжении, а также, что немаловажно, простота построения и высокая надежность ЭПРА.
В результате проведенного выше анализа можно сформулировать требования к ЭПРА. 1. Надежное зажигание и отключение устройства зажигания после пуска или при отсутствии лампы. 2. Устойчивое горение НЛВД и стабилизация мощности, передаваемой в лампу при изменении напряжения на лампе в течение срока службы. 3. Возможность работы высокочастотной установки с плавным регулированием частоты для стабилизации энергетических характеристик ламп. 4. Внутренняя защита от работы в «аномальных» режимах (отсутствие лампы, незажигание лампы, короткое замыкание в цепи нагрузки, пониженное напряжение на лампе 20 - 40 В, то есть не выходит на рабочий режим). 5. Простота построения схемы и высокая надежность преобразователя. 6. Высокий коэффициент мощности (согласно требованиям МЭК). 7. Высокий КПД ( 0,9).
1. Теоретические исследования работы комплекта «НЛВД-ПРА» в теплице позволили определить рациональные параметры и диапазон варьирования основных энергетических характеристик, которые должны изменяться в пределах: напряжение сети ±2,5%, мощность лампы — ±5%. При этом отклонение потока ФАР составляет не более ±5%, что допустимо по технологии выращивания растений в сооружениях защищенного грунта.
2. В результате выполненного математического анализа работы комплекта «НЛВД - ПРА» было установлено, что изменения тока, мощности, а, следовательно, и потока ламп в зависимости от угла регулирования тиристоров находятся в нелинейной зависимости. Эти кривые разделяются на две характерные части. Первая, резко спадающая часть кривых, относится к углам регулирования 0-60, вторая, слабоизменяющаяся — к углам а 60. Таким образом, рекомендуемый угол регулирования лежит в пределах 0-60.
3. При поддержании только стабильного напряжения поток ФАР снижается за культивационный период на 8%, интенсивность спектральных диапазонов также снижается на 15-25%, что недопустимо по технологии выращивания растений и требует принятия дополнительных мер по стабилизации энергетических характеристик ламп.
Во второй главе показана необходимость установить зависимость параметров потока излучения ламп (спектральная плотность потока излучения, поток ФАР) от параметров питания и условий эксплуатации ламп. Такие зависимости могут быть получены только экспериментально.
Для математического моделирования зависимости спектральной плотности потока излучения и потока ФАР от частоты и времени эксплуатации ламп современная наука располагает следующими методами: факторный анализ, численные методы оптимизации, методы теории игр, методы пассивного эксперимента [48-52]. В данной работе предпочтение отдано исследованию алгоритма получения модели с помощью нейронной сети [54-56]. Предложенный подход к получению математической зависимости между частотой, временем эксплуатации ламп, спектральной плотностью потока излучения и потоком ФАР интересен тем, что при современном уровне развития вычислительной техники (появление нейрокомпьютеров и нейрочипов для персональных компьютеров) метод может быть со временем реализован на аппаратно-программном уровне, что позволит развивать данный метод с помощью подключения датчиков освещенности к компьютеру, использования таймера компьютера, введения новых входных параметров, а также интеграции модели в системе управления более высокого уровня [55-57].
Построение модели с помощью искусственной нейронной сети
Структурная схема электронного балласта для натриевых ламп типа ДНаТ-400 представлена на рис. 4.2 и содержит следующие узлы:
1. Сетевой фильтр. Данное устройство служит для ограничения высокочастотных гармонических составляющих, создающихся при работе тири-сторных ключей.
2. Генератор ключевых импульсов выполнен на однопереходном транзисторе и служит для изменения угла открывания тиристорных ключей.
3. Силовые тиристорные ключи управления. Посредством управления ключей изменяется ограничение мощности потребителя.
4. Устройство управления мощностью. Устройство представляет собой двухкаскадный транзисторный усилитель сигнала управления, который меняет частоту тактовых импульсов генератора.
5. Резистор с эффективным сопротивлением. На данном резисторе формируется напряжение, используемое для управления мощностью. Напря жение формируется пропорционально току потребления нагрузки.
6. Корректор питающего напряжения. Данный узел представляет собой понижающий трансформатор, который корректирует напряжение генератора тактовых импульсов в зависимости от отклонения сетевого напряжения.
Регулирующие элементы устройства - тиристоры VS1 и VS2 - включены последовательно с нагрузкой. Изменение мощности, потребляемой нагрузкой, достигается изменением угла открывания тиристоров [46,65].
Основным назначением регулятора является плавное изменение эффективного значения напряжения на нагрузке с помощью однофазного тиристорного регулятора [65,72]. При изменении угла управления а напряжение на нагрузке изменяется.
Узел, обеспечивающий изменение угла открывания тиристоров, выполнен на однопереходном транзисторе VT1. Конденсатор С1, соединенный с эмиттером транзистора, заряжается через резисторы R2 и R3. Как только напряжение на обкладках конденсатора достигнет определенного значения, однопереходной транзистор откроется, через обмотку I трансформатора ТІ пройдет короткий импульс тока. Импульсы с обмотки II или III откроют тиристор VS1 или VS2 - в зависимости от фазы сетевого напряжения, и с этого момента до конца полупериода через нагрузку будет протекать ток. Изменяя сопротивление резистора R3, можно регулировать скорость зарядки конденсатора С1 и, следовательно, угол открывания тиристоров и среднюю мощность в нагрузке. Таким образом, сопротивлением R3 выставляется уровень ограничения максимума напряжения на нагрузке.
Узел регулирования угла открывания тиристоров питается от двухпо-лупериодного выпрямителя, выполненного по мостовой схеме. Напряжение на однопереходном транзисторе ограничено стабилитронами VD2 и VD3.
Фильтр питающей сети. При переключении тиристоров возникает «всплеск» напряжения, создающий паразитные выбросы в сеть. Частотный спектр выделившейся при этом энергии весьма широк. Помехи, распространяющиеся по соединительным проводам, могут быть уменьшены при помощи LC-фильтра, в котором 2 мкФ Свх 0,1 мкФ, 33 нФ С 2,2 нФ, 47 мГн L 18мГн.
Помехи, излучаемые в сеть при работе тиристорного регулятора, подавляются компоновкой электростатических и магнитных экранов.
Устройство управления мощностью. Устройство управления мощностью является двухкаскадным усилителем сигнала выделившегося напряжения на резисторе с эффективным сопротивлением при включении нагрузки. По мере разгорания лампы, напряжение на резисторе с эффективным сопротивлением будет меняться. В качестве связующего узла устройства управления мощности с резистором с эффективным сопротивлением используется оптическая пара (инфракрасный светодиод и фотодиод), которая обеспечивает линейность характеристики усилителя и гальваническую развязку [85,86]. После резистора с эффективным сопротивлением напряжение выпрямляется диодным мостом, а затем приходит на инфракрасный светодиод.
Фотодиод, являющийся светоприемником, подает сигнал с определенной амплитудой на первый каскад транзисторного усилителя. Сигнал, полученный с эмиттера первого каскада, подается на базу транзистора второго каскада, который одновременно является и усилителем сигнала и ключом.
Полученный сигнал с устройства управления мощности через сопротивление R 11 поступает в узел, обеспечивающий изменение угла открывания тиристоров.
В электрической схеме электронного балласта используются два источника питания: первый источник представляет собой стабилизированный транзисторный регулятор напряжения, он обеспечивает питание усилителя устройства управления мощности; второй — имеет подобную конструкцию, но его назначением является обеспечение «подпитки» инфракрасного свето-диода.
Настройка схемы для работы с лампой ДНаТ 400. Для того чтобы использовать электронный балласт для ламп типа ДНаТ мощностью 400 Вт, необходимо произвести настройку прибора для имеющихся вольтамперных характеристик лампы.
Устройство электронного балласта и особенности его работы
Расчет ожидаемого дополнительного дохода, связанного с применением ЭПРА.
При применении новых технологий в любой из отраслей сельского хозяйства доказательством эффективности является расчет ожидаемого дополнительного дохода. Дс Щ-Ц, »., (5-Ю) где AQ — ожидаемое повышение урожайности в результате внедрения ЭПРА в размере 10 15% [89]. AQ = 17479 -0,1 = 1748 КГ Qy = 17479 +1748 = 19227 кг для 1 -й теплицы. Д,,,,УРЧ,М =1748-32 = 55936 руб.
Срок окупаемости единовременных затрат на замену ПРА с электромагнитного на электронный: т = , (5.11) где К и - стоимость ЭПРА (принята по стоимости опытного образца, без затрат на научную разработку), руб.; «, - количество электромагнитных ПРА в теплице, шт.; п2 — количество электронных ПРА в теплице, шт. 7". = = 0,96года -1 \,5мес. 138-190-128-300 + 53574 + 55936
Срок окупаемости затрат на замену электромагнитного ПРА на ЭПРА с целью экономии электроэнергии и увеличения урожайности овощных культур составит 11,5 месяцев. Учитывая возможности инвестора предоставить инвестиции на реконструкцию сроком на один год, реконструкция может быть произведена.
В диссертационной работе предлагается применить элемент облуча-тельной установки (ЭПРА НЛВД), обеспечивающий получение дополнительного эффекта в отрасли растениеводства защищенного грунта.
При оценке эффективности проектных предложений соизмерение разновременных показателей затрат и результатов осуществляется путем приведения (дисконтирования) их к ценности в начальном периоде. Для приведения разновременных затрат, результатов и эффектов используется норма дисконта (), равная норме дохода на капитал [90].
Экономическая эффективность вариантов оценена по критерию ЧДД. Чистый дисконтированный доход определяется как сумма текущих эффектов за весь расчетный период, приведенная к начальному шагу. где /?, — результаты, принятые как выручка от реализации продукции по одной теплице, руб.; 3, - затраты, связанные с содержанием и эксплуатацией технического средства, руб.; г - коэффициент дисконтирования.
Для недопущения двойного счета из состава эксплуатационных расходов исключены амортизационные отчисления. Зи=п-к,и, + И„жт1 + п И.т -#„,, (5.13) где ИІюіт - постоянные затраты по вариантам, связанные с содержанием теплицы (включают затраты на амортизационные отчисления по теплице, заработную плату работников теплицы, затраты на обогрев и т.д.). И. =450700 руб. Выручка от реализации продукции по вариантам ПРА составит R,=Q-lt, (5.14) где Q - объем производства продукции, кг; Ц - цена реализации, руб. Л, = 17479 32 = 55932Spy6. Л2= 19227- 32 = 6\ 5264 руб. Чистый дисконтированный доход по первому варианту за пять лет составит: ЧДДХ = (559328-(138-320)-62136-45070))-0,833 + 2332-0,694 + 2332-0,579 + + 2332 0,482 + 2332 0,402 = 6974руб. Чистый дисконтированный доход по второму варианту за пять лет: ЧДДг = (615264 -(128- 728) -(128-174) - 450700))) 0,833 + 49108- 0,694 + 49108 0,579 + 49108 0,482 + 49108 0,402 = 146833 дуб. ЧДД за пять лет в варианте установки электронного ПРА выше, очевидно, что этот вариант эффективнее, даже в случае замены электромагнитных ПРА на электронные до окончания их срока службы.
1. Проведенное экономическое сравнение двух вариантов пускорегули-рующих аппаратов натриевых ламп высокого давления по критерию максимума чистого дисконтированного дохода показало, что при равнозначных вариантах предложенные пускорегулирующие аппараты экономически выгодны, за счет экономии затрат на электроэнергию, равную 53574 руб/год в расчете на теплицу площадью 1,5 га.
2. Срок окупаемости затрат на замену электромагнитного ПРА на ЭПРА с целью экономии электроэнергии и увеличения урожайности овощных культур составит 11,5 месяцев, что, учитывая возможности инвестора предоставить инвестиции на реконструкцию сроком на один год, делает реальной возможность предлагаемой реконструкции.
Основные результаты диссертационной работы можно сформулировать в следующем виде:
1. Анализ существующих методов и устройств стабилизации энергети ческих характеристик натриевых ламп высокого давления в тепличных усло виях показывает, что большинство способов и технических средств в на стоящее время не нашли широкого применения из-за потерь при преобразо вании электрической энергии в оптическую, которые могут составлять по по току ФАР до 25%. Причиной этого является множество факторов, оказы вающих существенное влияние на характеристики ламп, не учитываемых при проектировании пускорегулирующих устройств.
2. Теоретические исследования работы комплекта «НЛВД-ПРА» в теплице позволили определить рациональные параметры и диапазон варьирования основных энергетических характеристик, которые должны изменяться в пределах: напряжение сети ±2,5%, мощность лампы -±5%. При этом отклонение потока ФАР составляет не более ±5%, что допустимо по технологии выращивания растений в сооружениях защищенного грунта.
3. Разработанная экспериментальная установка позволяет провести исследование влияния параметров схемы пускорегулирующих аппаратов на по казатели эффективности преобразования электрической энергии в оптиче скую для моделирования зависимости спектральной плотности потока излучения и потока ФАР от частоты. При этом дисперсия, вычисленная для экспериментальной и модельной выборок, составляет: для векторов спектральной плотности 400-500 нм - 0,000323, 500-600 нм - 0,0219 и 600-700 нм -0,0395 и потока ФАР - 0,0149, что является избыточной точностью для имеющегося регулятора, но позволяет применить данную модель для различных технических решений, например, для программируемых микроконтроллеров с применением специализированных микрочипов для более точ w ной установки параметров.
