Энергообеспечение сельскохозяйственного производства фермерских хозяйств, которые расположены децентрализовано, на ряду с традиционными источниками энергии невозможно представить без применения возобновляемых источников энергии (ВИЭ) [1, 2].
В последнее время количество фермерских хозяйств неуклонно растет, также увеличивается их площадь. Энергетика сельских территорий имеют ряд особенностей: рассредоточенность потребителей, малая единичная мощность, большая протяженность электрических сетей, наличие большого количества сельских селений и потребителей, где ведется сельскохозяйственное производство [3, 4].
Поэтому в современных условиях вопрос экономии топливо – энергетических ресурсов путем использования современных энергосберегающих технологий сельскохозяйственного производства и внедрения ВИЭ приобретает особую остроту.
По данным ПР ООН для всех выбранных для энергоснабжения сельских селений средний уровень потребности в электроэнергии населением (на одно хозяйство) составляет 5,7 кВт⋅ч/сут. или 2000 кВт ⋅ч/год.
Например, при солнечной погоде и (или) наличии ветра, солнечная батарея (имеет мощность 150-200 Вт/1 м2), площадью 10 м2, и ветроэнергетическая установка, мощностью 1,0…1,5 кВт, может полностью обеспечить энергией три-четыре хозяйства. При полном отсутствии ветра и солнца для энергообеспечения может быть использован дизель-генератор.
Для энергообеспечения индивидуальных потребителей фермерских хозяйств и средств малой механизации, например, для обработки садов и виноградников (опрыскиватели, секаторы, электрокультиваторы, стригальные машины, подъем и опреснение воды и др.) могут быть использованы как стационарные, так и мобильные ВИЭ. Разработана передвиж-ная ветроэнергетическая установка комбинированного типа. В состав установки входит блок контроля и управления, ветроэнергетическое устройство (ВЭУ), фотоэлектрическая станция (ФЭС), инвертор и аккумулятор, которые смонтированы на кузове автотранспортного средства и не ограничивает основное функциональное назначения его. По прибытии на пункт назначения (например, виноградник, сад, стойбище чабанов и др.) автотранспортное средство устанавливается на достаточно ровном, продуваемом ветром и открытом месте таким образом, чтобы на ФЭС было прямое попадание солнечных лучей [5]. Блок контроля и управления позволяет при помощи инвертора преобразовать выработанную электрическую энергию постоянного тока на ФЭС и ВЭУ в однофазный (трехфазный) переменный ток частотой 50 Гц и напряжением 220/380 В, а излишек энергии накапливается в аккумуляторной батарее достаточной емкости.
Данная установка может найти широкое применение в горных и труднодоступных селениях при выполнении ремонтно-диагностических и электрифицированных работ в полевых условиях, а также в маломощных производственных цехах и для освещения.
В настоящее время во всех государствах, активно развивающих технологии на основе ВИЭ, особенно в странах ЕС, принята полноценная нормативно-правовая база, обеспечи-вающая их государственную поддержку (принят закон о СЗТЭ – специальный закупочный тариф на энергию). Например, в Германии существуют надбавки на произведенную электро-энергию на основе ВИЭ. В энергетическом балансе ЕС ВИЭ формируют до 10 %, а к 2020 году их доля должна возрасти до 20 %.
Опыт внедрения и использования ВИЭ в мировой практике показал экологические преимущества и постоянно развивающиеся технологии повышения экологической безопасности этих установок, отсутствии эмиссии парниковых газов, что особенно важно в связи с началом функционирования Киотского протокола.
При освоении новых сельских территорий потребление энергии не может осуществляться только за счет ВИЭ, потому, что освоение сельских территорий предпола-гает организации производства. Производственный процесс требует непрерывного энерго-потребления, а производства энергии при помощи ВИЭ во многом зависит от природы и имеет случайный характер [6].
Поэтому на период освоения необходимо рассматривать ВИЭ как дополнение к традиционным источникам энергообеспечения производственных и жилых комплексов и сельских территорий. На основе вышесказанного возникает требование – производство должно быть энергетически эффективным, то есть должны использоваться современные энергосберегающие технологии производства в потребительских системах, которые приведены в состоянии наивысшей энергетической эффективности (то есть имеет минимальную энергоемкость) [7, 8].
Кафедра «Энергообеспечение предприятий и электротехнологии» СПбГАУ располагает методикой энергоаудита и методикой снижения энергоемкости выпускаемой продукции, для реализации которых разработана информационно-измерительная система для проведения энергоаудита [9, 10].
При этом, как уже указывалось, энергетическому совершенствованию должны подвергаться все процессы, связанные с потребленной энергией, и само энергосбережение должно рассматриваться как профессионально разработанный разносторонний проект с оценкой эффективности инвестиций.