За вградени в екологичните ниши на дунавските общини комплексни енерго-производствени системи




ИмеЗа вградени в екологичните ниши на дунавските общини комплексни енерго-производствени системи
Дата на преобразуване06.10.2012
Размер119.95 Kb.
ТипДокументация
източникhttp://drc.uni-ruse.bg/doc/Complex_Energyproducing_Systems_Implemented_in_the_Ecological_Niches_
ЗА ВГРАДЕНИ В ЕКОЛОГИЧНИТЕ НИШИ НА ДУНАВСКИТЕ ОБЩИНИ КОМПЛЕКСНИ ЕНЕРГО-ПРОИЗВОДСТВЕНИ СИСТЕМИ

Проф. дтн Христо Белоев проф дтн Кондю Андонов

Русенски университет „Ангел Кънчев”


Анотация: Предложена е концепция за реинженеринг чрез изграждане на комплексни енерго-производствени системи , вградени в екологичните ниши на селищата от дунавските региони, свързващи в една производствена система трите степенни от естествения кръговрат на веществата в природата ( растения – животни - гниене). За постигане на целите се предлага за зоната на първата степен от енергийния кръговрат да се разработят не по-малко от 7 симулационни модела за установяване на потенциала общинските екологични ниши, за втората не по-малко от 4 модела, за третата степен - над 4.

Ключови думи: екология, устойчиво земеделие, реиженеринг, общини, възобновяеми и алтернативни източници на енергия

Въведение

Развитието на аграрните и информационни технологии, земеделската техника, технологиите на проектиране и изграждане на инфраструктурните системи и комунално-битови обекти (сградостроителство, архитектура, селища, пътища, водоснабдяване, напояване, телекомуникации и пр.), както и енергийните технологии, свързани с използване на енергията на възобновяемите и алтернативни източници на енергия (биомаси, слънце, вятър, води, остатъчна енергия от производството и комунално-битовите консуматори и пр.), показват, че коренният поврат (реинженеринг) на производството и организация на обществено-икономическите процеси ще настъпи при условие на коренна промяна на коцепциите за вземане на решение и усвояването на инвестициите. Новото начало, както показва анализа на провежданите в условията на Русенски университет „Ангел Кънчев” и международен план изследвания в областта на устойчивото земеделие, алтернативните и възобновяеми източници на енергия, инфраструктурните проекти, е в изграждането на комплексни, вградени в екологичните ниши енергийни и производствени системи [1], чрез запазване на хармонията в отношенията човек-природа[2], природо-климатичния потенциал на екологичните ниши [1,3], на базата на естествения кръговрат на веществата в нишите [2,4,5]. Общините, като основни и непреходни административно-стопански единици в световната практика, е целесъобразно да бъдат модулните единици, в условия на които да се развиват моделите. Целта на настоящия доклад да се представи една от възможните концепции за реинженеринг на дейностите в общините на Дунавския регион, където потенциала в ареала на р. Дунав предлага богати възможности.


  1. Изходни условия за изграждане на вградени в екологичните ниши на общините енерго-производствени системи (ВЕН ЕПС)

Екологичните ниши на общините обхващат принадлежащите им селища с всички природни дадености – население, производствени обекти, земя, води, флора, фауна, свързани с енергийните полета на околната среда (елекромагнитни – слънце; графитационни – релеф, флуиди; термодинамичи – топлината от атмосферен въздух, терми, почва и пр.) . Всяка от общините в ареала е свързана с поречието на р. Дунав, поради което в потенциала на нишите като правило присъства и реката (фиг.1).

Структурата на ВЕН ЕПС следва да се синтезира по условията:

- свързване в една производствена система на трите степенни от естествения кръговрат на веществата в природата ( растения – животни - гниене);

- вграждане на процесите и проиводствените обекти и системи в енергийните полета на нишата;



Фиг.1. Вид на енерго-екологичните ниши на общините в ареала на р. Дунав




  • енергоосигуряване чрез максимално възможното използване на

възобновяеми и алтернативни източници на енергия и потенциала на процесите и обектите;

  • осигуряване на целогодишно натоварване и баланс по енергиен и производствен

капацитет.


  1. Концептуална структура на модела на ВЕН ЕПС

Принципът за структуриране, съгласно трите степени на трансформация от естествения кръговрат на веществата в природата, означава системите да се вграждат в екологичните ниши на селищата (общините), да бъдат неразделна част от тях и по производствен капацитет да съответстват на енергийния и материален баланс на нишите по възобновяеми източници на енергия и продуктите от фотосинтеза – химически свързаната енергия в растителната маса. Тогава структурата ще има вида представен на фиг.2. Съставните компоненти, формиращи масовият и енергиен баланс на системата е пояснен в табл.3 – за материалните потоци, в табл.4 – за енергийните потоци.

Първа степен на енергийната трансформация. Осъществява се от растителността и дърветата. Електромагнитната енергия (WSR), постъпваща от слънцето, както е известно, попада върху зелените листа, поглъща се и се преобразува в химически свързана чрез процеса на фотосинтеза, който осигурява съществуването на всички висши форми на живот и акумулиране на химически свързана енергия в тъканта на дървета и растения, която е основната част от баланса на всяка екологична ниша. Резултатът от фотосинтеза са дървесните видове и зелената растителност, продукцията от растениевъдството. Тази част от тази енергия, съдържаща се в продукцията от растениевъдството (WF), се въвежда в системата и се подлага на следващите степени на управляема трансформация. Останалата час WF0 – пасища, листна маса, треви и пр., е също така много важна, тя трябва да се култивира, за да подхранват и напояват почвите и растежа на растенията, особено пасищата.





Фиг.2. Структура на енерго- производствено свързана и балансирана биоенергийна система




Таблица 3

Материални потоци

Потоци вещества от растениевъдството

WSR - приток на слънчева енергия

WF – потоци от растителна маса и продукти от растениевъдството

WFP – потоци от растителни продукти към обектите за обработка

WFSB - потоци от растителни продукти към животновъдството и селищата

WFRP - потоци от растителни продукти към обектите за преработка

WFBG - потоци от растителна маса за ферментация в биогенератора

WFO - потоци от растителна маса върху повърхността на земята

Потоци от отпадъчните вещества и фекалии

WO – сумарен поток от отпадачна растителна и фекална маса към биогенератора

WOP - поток от отпадачна маса от обектите за обработка на продукция

WOSB - поток от отпадачна и фекална маса от животновъдството и селищата

WORP - поток от отпадачна маса от обектите за преработка на продукция

Притоци от месо, мляко, тор и газ

WSBM – поток от произвежданите месо, мляко, яйца

WBT – поток на извеждания от биогенератора естествен тор

WBG - поток на извеждания от биогенератора биогаз

WA – минимално необходима електрическа мощност на мрежата за напояване




Таблица 4

Енергийни потоци

Електрическа енергия

WWPразход на електроенергия в обектите за обработка на продукция

WWSB - разход на електроенергия в обектите от животновъдството и селищата

WWRP - разход на електроенергия в обектите за преработка на продукция

WWBG - разход на електроенергия в биогенератора

WWSпроизводство на електроенергия от ветрен енергиен парк (VEP)

WWW - производство на електроенергия от фотоволтаичен енергиен парк (FFEP)

WWA - производство на електроенергия от водна електроцентрала (VEZ)

WWKG - производство на електроенергия от биогенератора

Топлинна енергия

WQBGпроизводство на топлина от биогенератора

WQPразход на топлина в обектите за обработка на продукция

WQSB - разход на топлина в обектите от животновъдството и селищата

WQRP - разход на топлина в обектите за преработка на продукция

WQKG - разход на топлина в биогенератора

WQLпроизведено количество топлина при изгарянето на отпадаци (IOTP)

Първата степен на трансформация протича върху релефа на нишата. Освен валежите за осигуряването на енергийната трансформация е задължително изгражpдането на мрежа за напояване, която следва да се вгради в релефа на нишата, така че максимално възможното количество вода да се осигурява по гравитачен път, при което мощността на помпените станции ще бъде минимална, т.с. WА[].

Част от потока WF се разпределя към обектите за: обработка ( част WFP за почистване, сушене, съхраняване на растениевъдната продукция, приготвене на фураж и пр.); преработка (част WFSB за осигуряване на животновъдните ферми и селищата и др.); препаботка ( част WFRP за производство на продукти от месо, мляко, масла и др.); захранване на биогенератора (част WFBG).

Втора степен на енергийната трансформация. Протича в стомашно-чревния тракт на животни, птици, населението. За да се запази екологичното равновесие в нишите е необходимо да се запазва баланса. Осигуряват се производството на месо, мляко, яйца и пр. , които захранват обектите за преработване на продукция.

Отпадъчните материални потоци са неразривна част от баланса на системата. Пояснени са на фиг.2. Насочват се към биогенератора ВG и котела за изгаряне на отпадъци IOTP.

Трета степен на енергийна трансформация. При тази степен протича гниенето и превръщането на органичната растителна маса в неорганична. Когато този процес протича в биогенераторите се осигурява производството на биогаз (поток WBG), естествен тор (поток WBT).

Енергиен център за осигуряване на биоенергийната система.Енергийно биоенергийната система, съгласно синтезираната схема, следва да се осигурява чрез изгарянето на произвеждания биогаз и отпадъците ( биогенератор ВG и котел за изгаряне на отпадъци IOTP). Базисен енергиен източник е когенераторът и котелът за изгаряне на отпадъци. Успоредно с тези източници, за да се осигури самостоятелното енергоосигуряване на системата, в границите на нишата могат да се изграждат ветрен енергиен парк (VEP), фотоволтаичен енергиен парк (FFEP) и миниводни електроцентрали (VEZ).


  1. Модели за осигуряване изграждането на ВЕН ЕПС

Реинженерингът на цялостната производствена, обществено-икономическа дейност и

териториално-селищното преустройство на общините на базата на ВЕН ЕПС е един процес, който тепърва предстои.. Впредвид на обстоятелството, че в досегашната практика не са провеждани системни изследвания за целите на реинженеринга чрез ВЕН ЕПС, то за се създадат пужните предпоставки на първия етап следва да се организират научно-приложни изследвания, на базата на които прстъпи към изграждането на симулационни модели, чрез които да се разкрият потенциалите, техническите и икономически параметри на бъдещите ВЕН ЕПС, съобразно трите степени от естествения кръговрат на веществата в нишите. Изходните симулационни модели следва да се разработят съобразно степените на енергийна транформация съгласно естествения кръговрат на веществата в нишите:

Модели от зоната на първата степен от енергийната трансформация (Поле

– гори,необработваеми и обработваеми терени).

  1. Материален и енергиен баланс на дървесния фонд като енергиен и суровинен

източник (почви, дървесни видове). Условие за максимум.

  1. Материален и енергиен баланс на тревния фонд - пасища, тревна маса като

енергиен източник (почви, тревни видове). Условие за максимум.

  1. Материален и енергиен баланс на полския фонд - почви, ниви, култури,

културооборот. Условие за максимум.

  1. Мрежа за напояване, вградена в релефа на нишата. Условие за максимално

оползотворяване на релефа на терена и минимален разход на електроенергия.

  1. Баланс от полското производство за производство на фураж, суровини за

хранителни продукти, биогориво, масла и пр. Условие за максимум.

  1. Водоснабдителна система, вградена в релефа на нишата по условието за

максимално оползотворяване на релефа на терена и минимален разход на електроенергия.

  1. Информационна и телекомуникационна система за Precision Farming (фиг.3).



Фиг.3. Структура и съставни елементи на система за Precision Farming


Модели от зоната на втората степен от енергийната трансформация (селища, сгради, население, обекти за почистване, сушене, съхраняване на продукция, приготвене на фуражи, животновъдни ферми, цехове за колбаси, млечни продукти, масла и пр.).

  1. Материален и енергиен баланс от животновъдството. Условие за максимум.

  2. Материален и енергиен баланс в селището. Условие за максимум.

3. Материален и енергиен баланс от преработването. Условие за максимум.

4. Информационна и телекомуникационна система от типа на MACQU за

мениджмънта и контрол на производството при преработка и обработка на продукцията, селища, ферми (фиг.4)





Фиг.4. Структура и съставни елементи на система от типа на MACQU


Модели от зоната на третата степен от енергийната трансформация (център и технологии за комплесно енергопроизводство и енергоосигуряване на общините)

1.Материален и енергиен баланс на биоресурса за производство на биогаз. Моделиране на структурата и технико-икономическите показателите за производството на биогаз.

2. Материален и енергиен баланс на растителната маса за изгаряне. Моделиране на структурата и технико-икономическите показателите на технологията и устройствата за изгаряне на отпадаците.

3. Енергиен баланс на водния ресурс за производство на електроенергия.

4. Енергиен баланс на слънчевата радиация за производство на топлина и електроенергия. Моделиране на структурата и технико-икономическите показателите на фотоволтаичните и топлоенергийни слънчеви системи.

5. Енергиен баланс на енергията на вятъра и атмосферния въздух за производство на електроенергия, сушене и съхраняване на продукция. Технико-икономически показатели.

6. Информационна и телекомуникационна система от типа на MACQU за

мениджмънта и контрол на енергопроизводството и енергопотреблението (фиг.4).

Заключение

  1. Утвърждаване на единни принципи за развитие на енергетиката, производството,

развитието на общините, произтичащи от природните начала е първата основна задача пред обществото и Дунавския регион. Това са принципите на вграждането на процесите и обектите в енергийните полета на околната среда, принципа на енергийните пръстени и примки и принцип на обобщените критерий.

  1. Втората основна задача е утвърждаването на принципа на единствената енергийна и

производствена технология - технологията на зеления лист, уникалната и съществуваща само на земята. Това означава управление на горските фондове и зелената растителност във всяка община на индустрална и енергийна основа и законодателство, което да води до схемата, продиктувана от трите степени от енергийната трансформация на веществата в природата в еклогичните ниши, принадлежащи към селищата, градовете, общините, областите, територията на всяка община и изграждането на енерго-производствени биоенергийни системи.

  1. Третата основна задача е условието всеки енергиен център в условията на

обекти, селища, градове, държави да се изгражда на принципите на трите степени от енергийната трансформация на веществата в природата, като основниите източници са възобновяемити и алтернативни източници и биоресурсите, при минимален приток на електрическа енергия и горива.

  1. Поставенето на енергетиката върху условията, произтичащи от трите основни задачи,

е свързано с четвърто условие – параметрично вграждане на производствените процеси, обекти и системи, респективно на селищата в екологичните ниши на общините, на приципите на на енерго-технологичното каскадиране на производствени системи и обекти, структурата на които произтича от коефицентите на сходимост по технологични и енергийни параметри.

  1. Условията и задачите за развитие на енергетиката и общините от Дунавския ареал се

нуждаят от нов морален и юридически кодекс за реинженеринга и използването на възобновяемите и алтернативни източници на енергия.


Литература

1. Andonov К. Reengineering and bioenergy systems in agriculture and settlements. Energy efficiency and agricultural engineering, Rousse, 1-3 October, 2009, 17...21.

2. Andonov К. Model for reegineering through building the environmental power area of the stationary production in the agrarian sphere. Ecology and Future, Vol II, № 1, 2007, Sofia, c.11…17.

3. Beloev Hr. Factors affecting the tillage systems. Annals of the Faculty of Enginnering Hunedoara, Tome V, Fascicole 3, ISSN 1584-2673, Romania, 2007, p. 152-156.

4. Белоев Хр.,П. Димитров. Методика за енергетично-агроерозионна оценка на противоерозионните агротехнически методи и технологии. Селскостопанска техника, №2, 2008, с. 54-56.

5. Dimitrov P., Hr. Beloev. Technikal and Technological Solutions for Diminishing Soil Packing in the Agricultural Land of Bulgaria. Annals of the Faculty of Enginnering Hunedoara – Jurnal of Engineering., Tome V, Fascicole 3, ISSN 1584-2673, Romania, 2007, p. 89-92.


Проф. дтн Христо Белоев, Русенски университет “Ангел Кънчев”, Катедра „Земеделска техника”, тел.: 082-888 240, e-mail: hbeloev@uni-ruse.bg

Проф. дтн Кондю Андонов, Русенски университет “Ангел Кънчев”, Катедра „Електроснабдяване и електрообзавеждане”, тел.: 082-888 302, e-mail: kandonov@uni-ruse.bg

Свързани:

За вградени в екологичните ниши на дунавските общини комплексни енерго-производствени системи iconАсоциация на Дунавските общини "Дунав"
Покана за набиране на оферти по реда на чл. 2, ал. 1, т. 2 от Наредбата за възлагане на малки обществени поръчки за малка обществена...
За вградени в екологичните ниши на дунавските общини комплексни енерго-производствени системи iconКонспект за конкурсен изпит за докторанти по научната специалност 01. 01. 12 „Информатика (Вградени системи) Вградени автономни системи
Автономни компютърни архитектури: обща архитектура, процесори, памети и запаметяващи устройства, паралелни и серийни комуникационни...
За вградени в екологичните ниши на дунавските общини комплексни енерго-производствени системи iconУста в на Асоциацията на Дунавските общини "Дунав" глава първа
Адо “Дунав”, е доброволно сдружение на общини от Дунавския регион за осъществяване на дейност с нестопанска цел
За вградени в екологичните ниши на дунавските общини комплексни енерго-производствени системи iconУста в на Асоциацията на Дунавските общини "Дунав" глава първа
Адо “Дунав”, е доброволно сдружение на общини от Дунавския регион за осъществяване на дейност с нестопанска цел
За вградени в екологичните ниши на дунавските общини комплексни енерго-производствени системи iconОперационни системи за реално време за вградени системи
Системите за работа в реално време (срв) служат за следене и управление на обекти от реалния свят. Te възприемат определено множество...
За вградени в екологичните ниши на дунавските общини комплексни енерго-производствени системи iconОтчет за дейността
През изминалата година Асоциацията на Дунавските общини „Дунав” продължи своята работа в подкрепа на общините за силно и отговорно...
За вградени в екологичните ниши на дунавските общини комплексни енерго-производствени системи iconОтчет за дейността
През изминалата година Асоциацията на Дунавските общини „Дунав” продължи своята работа в подкрепа на общините за силно и отговорно...
За вградени в екологичните ниши на дунавските общини комплексни енерго-производствени системи iconОбщински съвет – свищов
Относно: Определяне представители на Община Свищов в Общото събрание на Асоциация на дунавските общини “дунав”
За вградени в екологичните ниши на дунавските общини комплексни енерго-производствени системи iconОтчет за дейността на
През изминалата 2005 година Асоциацията на Дунавските общини „Дунав” продължи своята работа в подкрепа на общините за силно и отговорно...
За вградени в екологичните ниши на дунавските общини комплексни енерго-производствени системи iconСпециалност
Актуална теоретична, специална и практическа подготовка в сферата на безжичните телекомуникации, разпръскване и съвременни информационни...
Поставете бутон на вашия сайт:
Документация


Базата данни е защитена от авторски права ©bgconv.com 2012
прилага по отношение на администрацията
Документация
Дом