Выпуск № 4

Родительская категория: ISSN Международный технический журнал 2024

Содержание

Энергетические системы и комплексы
Пикалов А. А., Усачев А. П., Рулев А. В. Разработка методов по снижению интенсивности солнечного излучения и температуры приповерхностной атмосферы в контролируемых климатических районах	7
Местников Н. П., Корякин А. К., Налыйдырова А. А. Разработка и исследование плоских отражателей для двухсторонних фотоэлектрических панелей фотосолнечных электростанций	21
Реев В. Г., Васильев П. Ф. Оценка возможности эксплуатации воздушного теплового насоса в изолированных территориях Республики Саха (Якутия)	29
Корякин А. К., Местников Н. П., Реев В. Г. Исследование технико-экономического обоснования применимости в плоских отражателей для фотосолнечной электростанции на территории Севера	37
Хисматуллин А. С., Баширова Э. М., Сураков М. Р. Разработка вариантов мнемосхем объектов электросетевого хозяйства	45
Технологии, машины и оборудование для агропромышленного комплекса
Майстренко Н. А., Дидманидзе Р. Н., Майстренко О. С. Анализ влияния изменения массы технологического материала на составляющие баланса времени смены	53
Электротехнологии, электрооборудование, и электроснабжение агропромышленного комплекса
Орлов К. В., Судник Ю. А. Обоснование методики экспериментальных исследований систем комплексного мониторинга электропожаробезопасности электрифицированных объектов АПК	62
Белов Д. В., Ляпин В. Г., Андреев С. А. Электронагрев гелия в рабочей камере беспилотного микродирижабля	72

Contents

Energy systems and complexes
Pikalov A. A., Usachev A. P., Rulev A. V. Development of methods to reduce the intensity of solar radiation and the temperature of the near-surface atmosphere in controlled climatic areas	7
Mestnikov N. P., Koryakin A. K., Nalydyrova A. A. Development and research of flat reflectors for bifacial PV-panels of PV-power plants	21
Reev V. G., Vasiliev P. F. Evaluation of the Possibility of Operating an Air Source Heat Pump in Isolated Areas of the Republic of Sakha (Yakutia)	29
Koryakin A. K., Mestnikov N. P., Reev V. G. Feasibility Study of Flat Reflectors for Solar Photovoltaic Power Plants in the North	37
Khismatullin A. S., Bashirova E. M., Surakov M. R. Development of options for mimic diagrams of electric grid objects.	45
Technologies, machinery and equipment for agro-industrial complex
Maistrenko N. А., Didmanidze R. N., Maistrenko O. S. Analysis of the influence of changes in the mass of technological material on the components of the shift time balance	53
Electrical technology, electrical equipment, and power supply of the agro-industrial complex
Orlov K. V., Sudnik Yu. A. Justification of the methodology of experimental research of systems of complex monitoring of electrical and fire safety of electrified objects of the agroindustrial complex	62
Belov D. V., Lyapin V. G., Аndreev S. A. Electric heating of helium in the working chamber of an unmanned microair	72

УДК 620.91
DOI 10.34286/2949-4176-2024-91-4-7-20

Александр Анатольевич Пикалов, кандидат технических наук, советник генерального директора, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Фонд капитального ремонта города Москвы, Россия, Москва
Александр Прокофьевич Усачев, доктор технических наук, профессор,
профессор кафедры «Теплогазоснабжение и нефтегазовое дело», SPIN-код: 6697-6930, AuthorID: 458066, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю. А., Россия, Саратов
Александр Владимирович Рулев, доктор технических наук, доцент, профессор кафедры «Теплогазоснабжение и нефтегазовое дело», ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9610-0556, SPIN-код: 7612-5016, AuthorID: 508973, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю. А., Россия, Саратов

Разработка методов по снижению интенсивности солнечного излучения и температуры приповерхностной атмосферы в контролируемых климатических районах

Аннотация. Территория России теплеет в 1,7 раза быстрее, чем земля в целом, что объясняется значительной площадью суши, имеющей малую удельную теплоемкость, по сравнению с площадью омывающей ее водной поверхности. Для России это серьезные изменения, которые могут привести и уже приводят к опасным последствиям, таким как засуха, наводнения, пожары и другим бедствиям. Это в свою очередь обусловливает снижение урожайности зерновых, овощных, фруктово-ягодных культур, сокращение поголовья скота, вымирание диких животных, голод и другие тяжелые последствия. В работе использовались методы сокращения солнечного излучения к поверхности земли в контролируемых климатических районах путем образования шлейфов реактивных самолетов, согласно патенту RU 2802230 C1. Достижение максимальной зеркальной поверхности при образовании ледяных кристаллических пластин осуществляется, согласно патенту RU 2811931 C1 в диапазоне температур −16...−22 °С. При этих температурах перепад парциальных давлений водяного пара шлейфа и у ребер кристаллических частиц будет всегда ниже, чем у их граней, что обеспечивает наибольший поток водяного пара для образования плоских граней кристаллических частиц с максимальной зеркальной поверхностью. Повышение выработки водяных паров для перистых облаков самолетного происхождения достигается путем сжигания топливного водорода в турбореактивных двигателях. При использовании водорода, согласно предлагаемому методу, образуется в 2,6 раза водяных паров больше, по сравнению с авиационным керосином. Использование водорода исключает выбросы в атмосферу углеродосодержащих веществ, поскольку в продуктах сгорания, за исключением примесей, присутствует только вода, что снижает парниковый эффект и уменьшает потепление климата. Предложенные методы рекомендуется к использованию в инженерной практике.
Ключевые слова: разработка метода, локальное снижение, интенсивность солнечного излучения, температура приповерхностной атмосферы, контролируемые климатические районы, предупреждение, опасные результаты, потепление климата.

Alexandr A. Pikalov, Ph. D. of Engineering Sciences, Advisor to the General Director, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Capital Repair Fund of the city of Moscow, Russia, Moscow
Alexandr P. Usachev, Advanced Doctor in Engineering Sciences, Professor Departments of Heat and gas supply and oil and gas business, SPIN-код: 6697-6930, AuthorID: 458066, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Yuri Gagarin State Technical University of Saratov, Russia, Saratov
Alexandr V. Rulev, Advanced Doctor in Engineering Sciences, Associate Professor,
Professor Departments of Heat and gas supply and oil and gas business, https://orcid.org/0000-0001-9610-0556, SPIN-код: 7612-5016, AuthorID: 508973, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Yuri Gagarin State Technical University of Saratov, Russia, Saratov

Development of methods to reduce the intensity of solar radiation
and temperature of the near-surface atmosphere in controlled climatic areas

Abstract. The territory of Russia is warming 1.7 times faster than the earth as a whole, which is explained by the significant area of land, which has a low specific heat capacity compared to the area of the water surface that washes over it. For Russia, these are serious changes that can lead and are already leading to dangerous consequences, such as drought, floods, fires and other disasters. This in turn causes a decrease in yields of grain, vegetable, fruit and berry crops, reduction of livestock, extinction of wild animals, famine and other severe consequences. In the work we used methods of reducing solar radiation to the surface of the earth in controlled climatic regions by formation of jet plumes, according to the patent RU 2802230 C1. Achievement of the maximum mirror surface at formation of ice crystal plates is realized, according to patent RU 2811931 C1 in the temperature range −16...−22 °С. At these temperatures the difference of partial pressures of water vapor in the plume and at the edges of crystalline particles will always be lower than at their faces, which provides the greatest flow of water vapor for the formation of flat faces of crystalline particles with maximum mirror surface. Increase of water vapor production for perispheric clouds of aircraft origin is achieved by combustion of fuel hydrogen in turbojet engines. When using hydrogen, according to the proposed method, 2.6 times more water vapor is produced compared to aviation kerosene. The use of hydrogen eliminates the emission of carbon-containing substances into the atmosphere, since only water is present in the combustion products, except for impurities, which reduces the greenhouse effect and climate warming. The proposed methods are recommended for use in engineering practice.
Keywords: method development, local reduction, solar radiation intensity, surface atmosphere temperature, controlled climatic areas, warning, dangerous results, climate warming.

Библиографический список

1. Парниковый эффект: причины и последствия [Электронный ресурс]. URL: /https://plus-one.ru/manual/2022/06/24/parnikovyy-effekt-prichiny-i posledstviya?ysclid= ltfrtyqu4v 32557651.
2. Семенов С. М. Парниковый эффект и его антропогенное усиление // Солнечно-земная физика. 2012. № 21 (134). С. 10–17.
3. Carbon dioxide now more than 50 % higher than pre-industrial levels. URL: https://www.noaa.gov/news-release/carbon-dioxide-now-more-than-50-higher-than-pre-industrial-levels.
4. Мазин И. П., Хргиан А. Х. Облака. Облачная атмосфера. Л. : Гидрометеоиздат, 1989. 648 с.
5. Рыбакова Ж. В. Облака и их трансформация: науч. ред. И. В. Кужевская. Томск : издательский дом Томского государственного университета, 2020. 234 с.
6. Lambert F. H. & Webb M. J. Dependency of global mean precipitation on surface temperature. Geophys. Res. Lett. 35, L16706 (2008).
7. Самохвалов И. В. Дистанционная диагностика микроструктуры перистых облаков: проблемы и перспективы. Томск : Издательский дом Томского государственного университета, 2017. С. 133−136.
8. Самохвалов И. В., Кауль Б. В., Насонов С. В. Матрица обратного рассеивания света зеркально отражающих слоев облаков верхнего яруса, образованных кристаллическими частицами, преимущественно ориентированными в горизонтальной плоскости // Оптика атмосферы и океанов, 2012. № 5. С. 403–411.
9. Matvienko G. G., Samokhvalov I. V., Kaul I. V. Research of the cirrus structure with a polarizationlidar: parameters of particle orientation in crystal clouds // Remote sensing of clouds and theatmosphere IX. Proc. of SPIE. 2004. Vol. 5571. pp. 393–400.
10. Investigation of the optical characteristics of cirrus clouds with anomalous backscattering / I. V. Samokhvalov, I. D. Bryukhanov, S. V. Nasonov, I. V. Zhivotenyuk, A. P. Stykon // RussianPhysics Journal. 2013. Vol. 55, № 8. рр. 925–929.
11. Кауль Б. В., Самохвалов И. В. Физические факторы, определяющие пространственную ориентацию частиц кристаллических облаков // Оптика атмосферы и океанов. 2008. Т. 21, № 1. С. 27–34.
12. Кауль Б. В., Самохвалов И. В. Ориентация частиц кристаллических облаков Ci: часть 2 // Оптика атмосферы и океанов. 2006. Т. 25, № 10. С. 835–840.
13. Справочник по охране геологической среды. Т.1. / Г. В. Войткевич, И. В. Голиков [и др.] / Под ред. Г. В. Войткевича. Ростов-на-Дону : Феникс, 1996. 327 с.
14. Усачев А. П., Шурайц А. Л., Рулев А. В. Влияние перистых облаков на содержание озона в прилегающих к ним снизу слоях атмосферы // Научно-технические проблемы совершенствования и развития систем газоэнергоснабжения. 2020. № 1. С. 129–133.
15. Беспалов Д. П. Атлас облаков. СПб. : Д’АРТ, 2011. 248 с.
16. Samokhvalov I. V., Kaul I. V., Volkov S. N. Investigating of particle orientation in cirrus clouds by measuring backscattering phase matrices with lidar // Apal. Opt, 2004. Vol. 43. N 36. рр. 6620–6628.
17. Хименков А. Н., Брушков А. В. Введение в структурную криологию. М. : Юрайт, 2021. 304 с.
18. Su H., Jiang J., Neelin J. et al. Tightening of tropical ascent and high clouds key to precipitation change in a warmer climate. Nat Commun 8, 15771 (2017). https://doi.org/10.1038/ncomms15771.
19. Пат. 2802230 C1 Российская федерация, МПК A 01 G 15/00. Способ снижения уровня солнечного излучения к земной поверхности / А. П. Усачев, А. В. Рулев ; заявитель и патентообладатель СГТУ имени Гагарина Ю. А. № 2023101784A ; заявл. 26.01.2023 ; опубл. 23.08.2023.
20. Оценка микрофизических характеристик конденсационных следов самолетов по данным поляризационного лидара: теория и эксперимент / Самохвалов И. В., Брюханов И. Д., Шишко В. А. [и др.] // Оптика атмосферы и океана. 2019. Т. 32, No 3. С. 193–201.
21. Брюханов И. Д., Локтюшин О. Ю., Самохвалов И. В. Оценка повторяемости образования зеркальных конденсационных следов самолетов по данным поляризационного лазерногозондирования // Труды Военно-космической академии имени А. Ф. Можайского. 2020. Вып. 674. С. 123–127.
22. Оптические и радиационные характеристики перистых облаков по данным трехлетних лидарных и актинометрических исследований в Томском государственном университете / Самохвалов И. В., Брюханов И. Д., Шишко В. А. [и др.] // Известия высших учебных заведений. Физика. 2020. Т. 63, № 4. С. 77–83.
23. Пат. 2811931 C1 Российская федерация, МПК A 01 G 15/00. Способ снижения концентрации озона в приземных областях атмосферы / А. П. Усачев, А. В. Рулев ; заявитель и патентообладатель СГТУ имени Гагарина Ю. А. № 2023113246 ; заявл. 22.05.2023 ; опубл. 18.01.2024. Бюл. № 3.
24. Рыбаков Б. А., Савитенко М. А. Влияние состава топлива на выбросы парниковых газов [Электронный ресурс]. URL: https://ww-h2.com/services/effect-of-fuel-composition-on-greenhouse-gas-emissions/?ysclid=lr65nm9jc80873580.
25. Kärcher B. Formation and radiative forcing of contrail cirrus. Nat Commun 9, 1824 (2018). https://doi.org/10.1038/s41467-018-04068-0.

References

1. Parnikovyj effekt: prichiny i posledstviya [Greenhouse effect: causes and consequences]. URL: /https://plus-one.ru/manual/2022/06/24/parnikovyy-effekt-prichiny-i posledstviya?ysclid= ltfrtyqu4v 32557651.
2. Semenov S. M. Parnikovyj effekt i ego antropogennoe usilenie [Greenhouse effect and its anthropogenic enhancement] // Solnechno-zemnaya fizika. 2012. № 21 (134). рр. 10–17.
3. Carbon dioxide now more than 50 % higher than pre-industrial levels. URL: https://www.noaa.gov/news-release/carbon-dioxide-now-more-than-50-higher-than-pre-industrial-levels.
4. Mazin I. P., Hrgian A. H. Oblaka. Oblachnaya atmosfera [Clouds. Cloud Atmosphere]. L. : Gidrometeoizdat, 1989. 648 р.
5. Rybakova Zh. V. Oblaka i ih transformaciya [Clouds and their transformation]: nauch. red. I. V. Kuzhevskaya. Tomsk : izdatel'skij dom Tomskogo gosudarstvennogo universiteta, 2020. 234 р.
6. Lambert F. H. & Webb M. J. Dependency of global mean precipitation on surface temperature. Geophys. Res. Lett. 35, L16706 (2008).
7. Samohvalov I. V. Distancionnaya diagnostika mikrostruktury peristyh oblakov: problemy i perspektivy [Remote diagnostics of perispheric cloud microstructure: problems and prospects]. Tomsk : Izdatel'skij dom Tomskogo gosudarstvennogo universiteta, 2017. рр. 133−136.
8. Samohvalov I. V., Kaul' B. V., Nasonov S. V. Matrica obratnogo rasseivaniya sveta zerkal'no otrazhayushchih sloev oblakov verhnego yarusa, obrazovannyh kristallicheskimi chasticami, preimushchestvenno orientirovannymi v gorizontal'noj ploskosti [Matrix of backscattering of light of mirror-reflecting layers of uppertier clouds formed by crystalline particles predominantly oriented in the horizontal plane] // Optika atmosfery i okeanov. 2012. № 5. рр. 403–411.
9. Matvienko G. G., Samokhvalov I. V., Kaul I. V. Research of the cirrus structure with a polarizationlidar: parameters of particle orientation in crystal clouds // Remote sensing of clouds and theatmosphere IX. Proc. of SPIE. 2004. Vol. 5571. pp. 393–400.
10. Investigation of the optical characteristics of cirrus clouds with anomalous backscattering / I. V. Samokhvalov, I. D. Bryukhanov, S. V. Nasonov, I. V. Zhivotenyuk, A. P. Stykon // RussianPhysics Journal. 2013. Vol. 55, № 8. рр. 925–929.
11. Kaul' B. V., Samohvalov I. V. Fizicheskie faktory, opredelyayushchie prostranstvennuyu orientaciyu chastic kristallicheskih oblakov [Physical factors determining the spatial orientation of crystalline cloud particles (in Russian)] // Optika atmosfery i okeanov. 2008. T. 21, № 1. рр. 27–34.
12. Kaul' B. V., Samohvalov I. V. Orientaciya chastic kristallicheskih oblakov Ci [Orientation of the crystalline cloud particles Ci]: chast' 2 // Optika atmosfery i okeanov. 2006. T. 25, № 10. р?. 835?840.
13. р. 835–840.
13. Spravochnik po ohrane geologicheskoj sredy [Reference book on protection of geological environment]. T.1. / G. V. Vojtkevich, I. V. Golikov [i dr.] / Pod red. G. V. Vojtkevicha. Rostov-na-Donu : Feniks, 1996. 327 р.
14. Usachev A. P., Shurajc A. L., Rulev A. V. Vliyanie peristyh oblakov na soderzhanie ozona v prilegayushchih k nim snizu sloyah atmosfery [Influence of perispheric clouds on the ozone content in the atmospheric layers adjacent to them from below] // Nauchno-tekhnicheskie problemy sovershenstvovaniya i razvitiya sistem gazoenergosnabzheniya. 2020. № 1. рр. 129–133.
15. Bespalov D. P. Atlas oblakov [Atlas of clouds]. SPb. : D’ART, 2011. 248 р.
16. Samokhvalov I. V., Kaul I. V., Volkov S. N. Investigating of particle orientation in cirrus clouds by measuring backscattering phase matrices with lidar // Apal. Opt, 2004. Vol. 43. N 36. рр. 6620–6628.
17. Himenkov A. N., Brushkov A. V. Vvedenie v strukturnuyu kriologiyu [Introduction to structural cryology]. M. : Yurajt, 2021. 304 р.
18. Su H., Jiang J., Neelin J. et al. Tightening of tropical ascent and high clouds key to precipitation change in a warmer climate. Nat Commun 8, 15771 (2017). https://doi.org/10.1038/ncomms15771.
19. Pat. 2802230 C1 Rossijskaya federaciya, MPK A 01 G 15/00. Sposob snizheniya urovnya solnechnogo izlucheniya k zemnoj poverhnosti [Method of reducing the level of solar radiation to the Earth surface] / A. P. Usachev, A. V. Rulev ; zayavitel' i patentoobladatel' SGTU imeni Gagarina Yu. A. № 2023101784A ; zayavl. 26.01.2023 ; opubl. 23.08.2023.
20. Ocenka mikrofizicheskih harakteristik kondensacionnyh sledov samoletov po dannym polyarizacionnogo lidara: teoriya i eksperiment [Estimation of microphysical characteristics of aircraft condensation traces from polarisation lidar data: theory and experiment] / Samohvalov I. V., Bryuhanov I. D., Shishko V. A. [i dr.] // Optika atmosfery i okeana. 2019. T. 32, No 3. рр. 193–201.
21. Bryuhanov I. D., Loktyushin O. Yu., Samohvalov I. V. Ocenka povtoryaemosti obrazovaniya zerkal'nyh kondensacionnyh sledov samoletov po dannym polyarizacionnogo lazernogozondirovaniya [Estimation of the repeatability of the formation of mirror condensation traces of aircraft according to the data of polarisation laser sounding] // Trudy Voenno-kosmicheskoj akademii imeni A. F. Mozhajskogo. 2020. Vyp. 674. рр. 123–127.
22. Opticheskie i radiacionnye harakteristiki peristyh oblakov po dannym trekhletnih lidarnyh i aktinometricheskih issledovanij v Tomskom gosudarstvennom universitete [Optical and radiation characteristics of perispheric clouds according to the data of three-year lidar and actinometric studies at Tomsk State Universit] / Samohvalov I. V., Bryuhanov I. D., Shishko V. A. [i dr.] // Izvestiya vysshih uchebnyh zavedenij. Fizika. 2020. T. 63, № 4. рр. 77–83.
23. Pat. 2811931 C1 Rossijskaya federaciya, MPK A 01 G 15/00. Sposob snizheniya koncentracii ozona v prizemnyh oblastyah atmosfery [Method of ozone concentration reduction in the surface regions of the atmosphere] / A. P. Usachev, A. V. Rulev ; zayavitel' i patentoobladatel' SGTU imeni Gagarina Yu. A. № 2023113246 ; zayavl. 22.05.2023 ; opubl. 18.01.2024. Byul. № 3.
24. Rybakov B. A., Savitenko M. A. Vliyanie sostava topliva na vybrosy parnikovyh gazov [Influence of fuel composition on greenhouse gas emissions]. URL: https://ww-h2.com/services/effect-of-fuel-composition-on-greenhouse-gas-emissions/?ysclid=lr65nm9jc80873580.
25. Kärcher B. Formation and radiative forcing of contrail cirrus. Nat Commun 9, 1824 (2018). https://doi.org/10.1038/s41467-018-04068-0.

Заявленный вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Contribution of the authors: the authors contributed equally to this article. The authors declare no conflicts of interests.

Статья поступила в редакцию 30.08.2024, одобрена после рецензирования 11.09.2024, принята к публикации 12.09.2024.
The article was submitted 30.08.2024, approved after reviewing 30.08.2024, accepted for publication 12.09.2024.

Для цитирования:
Пикалов А. А, Усачев А. П., Рулев А. В. Разработка методов по снижению интенсивности солнечного излучения и температуры приповерхностной атмосферы в контролируемых климатических районах // Международный технический журнал. 2024. № 4 (91). С. 7–20.

For citation:
Pikalov A. A., Usachev A. P., Rulev A. V. Development of methods to reduce the intensity of solar radiation and temperature of the near-surface atmosphere in controlled climatic areas // International Technical Journal. 2024. № 4 (91). pp. 7–20.

УДК 621.311.243
DOI 10.34286/2949-4176-2024-91-4-21-28

Николай Петрович Местников, кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры «Электроснабжение», ведущий инженер отдела электроэнергетики, доцент факультета ВО, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7090-4839, SPIN-код: 1893-5332, AuthorID: 1077765, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова, Россия, Якутск
Институт физико-технических проблем Севера имени В. П. Ларионова СО РАН,
Россия, Якутск
Сибирский государственный университет водного транспорта // Якутский институт водного транспорта (филиал), Россия, Якутск
Александр Кимович Корякин, кандидат технических наук, доцент кафедры
«Энергообеспечение» инженерного факультета, SPIN-код: 8741-7235, AuthorID: 118710, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Арктический государственный агротехнологический университет,
Россия, Якутск
Айыына Альбертовна Налыйдырова, студентка, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Северо-Восточный федеральный университет имени М. К. Аммосова, Россия, Якутск

Разработка и исследование плоских отражателей для двухсторонних
фотоэлектрических панелей фотосолнечных электростанций

Аннотация. Статья посвящена исследованию возможности применения плоских отражателей для тыльной стороны двухсторонних фотоэлектрических панелей фотосолнечных электростанций. Данные отражатели повышают выработку электроэнергии от панелей путем увеличения концентрации отраженной энергии солнечного излучения. Двухсторонние монокристаллические фотоэлектрические панели имеют кпд 20…22 %, а односторонние – 14…16 %. Применение двухсторонних панелей имеет высокую прикладную актуальность для повышения энергоэффективности фото-солнечных электростанций. Предложена конструкция в виде плоского отражателя со светоотражающим материалом для размещения относительно тыльной стороны фотоэлектрической панели. После увеличения доли отраженной энергии солнечного излучения и применения отражателя повышается выработка электроэнергии от фотоэлектрической панели. После применения плоского отражателя выработка электроэнергии от двухсторонней фотоэлектрической панели увеличилась на 10…17 % при безоблачной погоде, а при облачной − на 4…6 %. При порывах ветра со скоростью от 8 м/с и более существуют разрушения и деформации светоотражающего материала по причине образования «эффекта паруса». Рекомендовано вплотную прикрепить данный материал на плоский отражатель. Результаты данной работы могут быть применены для модернизации фотосолнечных электростанций, функционирующих в составе автономных энергосистем, где применяются двухсторонние фотоэлектрические панели.
Ключевые слова: плоский отражатель, выработка электроэнергии, двухсторонняя фотоэлектрическая панель, фотосолнечная электростанция.

Nikolay P. Mestnikov, Ph. D. of Engineering Sciences, Senior Lecturer of the Department of Electrical Supply, Leading Engineer of the Department of Electrical Power Engineering, Associate Professor of the Faculty of Higher Education, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7090-4839, SPIN code: 1893-5332, AuthorID: 1077765, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
North-Eastern Federal University named after M. K. Ammosova, Russia, Yakutsk
Institute of Physical and Technical Problems of the North named after V. P. Larionov SB RAS, Russia, Yakutsk
Siberian State University of Water Transport // Yakut Institute of Water Transport (branch), Russia, Yakutsk
Alexander K. Koryakin, Ph. D. of Engineering Sciences, Associate Professor of the Department of Energy Supply, Faculty of Engineering, SPIN code: 8741-7235, AuthorID: 118710,
Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Arctic State Agrotechnological University, Russia, Yakutsk
Ayyyna A. Nalydyrova, Student, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
North-Eastern Federal University named after M. K. Ammosov, Russia, Yakutsk

Development and research of flat reflectors for bifacial PV-panels of PV-power plants

Abstract. The article is devoted to the study of the possibility of using flat reflectors for the back side of double-sided photovoltaic panels of photovoltaic power plants. These reflectors increase the power generation from the panels by increasing the concentration of reflected solar radiation energy. Double-sided monocrystalline photovoltaic panels have an efficiency of 20...22 %, while single-sided panels have an efficiency of 14...16 %. The application of double-sided panels has a high applied relevance for increasing the energy efficiency of photo-solar power plants. A design in the form of a flat reflector with light-reflecting material for placement relative to the rear side of the photovoltaic panel is proposed. After increasing the proportion of reflected solar radiation energy and applying the reflector, the power generation from the photovoltaic panel is increased. After the application of a flat reflector, the power generation from the double-sided PV panel increased by 10...17% in cloudless weather, and by 4...6% in cloudy weather.
Wind gusts of 8 m/s or more may cause the reflective material to fracture and deform due to the “sail effect”. It is recommended to attach this material closely to a flat reflector. The results of this work can be applied for modernization of photovoltaic power plants functioning as part of autonomous power systems, where double-sided photovoltaic panels are used.
Keywords: flat reflector, power generation, double-sided photovoltaic panel, photovoltaic power plant.

Библиографический список

1. Исследование поддержки частотной устойчивости в электроэнергетических системах на напряжении 400 кВ в Сирии / А. Альзаккар, Н. П. Местников, Х. Ф. Алхадж, И. М. Валеев // Международный технико-экономический журнал. 2020. № 2. С. 14–23.
2. World Energy & Climate Statistics – Yearbook 2024. URL: https://yearbook.enerdata.net/renewables/wind-solar-share-electricity-production.html.
3. World Energy & Climate Statistics – Yearbook 2024. URL: https://yearbook.enerdata.net/co2/emissions-co2-data-from-fuel-combustion.html.
4. Местников Н. П., Хайбуллина А. И., Альзаккар А. М-Н. Прикладные способы усовершенствования солнечных электростанций в условиях Севера. Якутск : СВФУ им. М. К. Аммосова, 2023. 139 с.
5. Оценка эффективности внедрения трекерных установок в солнечные электростанции в условиях Севера / Н. П. Местников, А. К. Корякин, П. Ф. Васильев, А. М-Н. Альзаккар // Вестник Московского энергетического института. Вестник МЭИ. 2023. № 6. С. 67–76.
6. Телюк О. В., Радинская Е. И., Курасов И. С. Технологии охлаждения солнечных панелей и их эффективость // Студент и наука. 2023. № 1(24). С. 97–102.
7. Сорогин А. С., Хамитов Р. Н. Охлаждение солнечной панели на примере СЭС Газпром Омский НПЗ // Актуальные вопросы энергетики. 2023. Т. 5, № 1. С. 92–96.
8. Местников Н. П., Лыткин Д. В., Герасимов В. А. Исследование особенностей функционирования фотоэлектрических установок с применением способов повышения выработки электроэнергии // Международный технико-экономический журнал. 2022. № 4. С. 67–78.
9. Стребков Д. С. Исследование двухсторонних кремниевых солнечных элементов и модулей // Электротехнологии и электрооборудование в АПК. 2021. Т. 68, № 3(44). С. 60–70.
10. Кувшинов В. В., Бекиров Э. А., Гусева Е. В. Использование фотоэлектрических модулей с двухсторонней приемной поверхностью для установок малой генерации // Строительство и техногенная безопасность. 2021. № 20(72). С. 93–100.
11. Исследование метода повышения электроэнергетической эффективности фотоэлектрических панелей для электроснабжения космических станций / Н. П. Местников, П. Ф. Васильев, Г. И. Давыдов [и др.] // Грозненский естественнонаучный бюллетень. 2023. Т. 8, № 3(33). С. 105–114.
12. Кувшинов В. В., Гусева Е. В., Ивантеев И. С. Повышение энергетических характеристик фотоэлектрических модулей за счет отраженного излучения // Естественные и технические науки. 2021. № 5(156). С. 216–218.

References

1. Issledovanie podderzhki chastotnoj ustojchivosti v elektroenergeticheskih sistemah na napryazhenii 400 kV v Sirii [Investigation of frequency stability support in electric power systems at 400 kV in Syria] / A. Al'zakkar, N. P. Mestnikov, H. F. Alhadzh, I. M. Valeev // Mezhdunarodnyj tekhniko-ekonomicheskij zhurnal. 2020. № 2. рр. 14–23.
2. World Energy & Climate Statistics – Yearbook 2024. URL: https://yearbook.enerdata.net/renewables/wind-solar-share-electricity-production.html.
3. World Energy & Climate Statistics – Yearbook 2024. URL: https://yearbook.enerdata.net/co2/emissions-co2-data-from-fuel-combustion.html.
4. Mestnikov N. P., Hajbullina A. I., Al'zakkar A. M-N. Prikladnye sposoby usovershenstvovaniya solnechnyh elektrostancij v usloviyah Severa [Applied ways of improvement of solar power plants in the conditions of the North]. Yakutsk : SVFU im. M. K. Ammosova, 2023. 139 р.
5. Ocenka effektivnosti vnedreniya trekernyh ustanovok v solnechnye elektrostancii v usloviyah Severa [Evaluation of the efficiency of tracker installations implementation in solar power plants in the conditions of the North] / N. P. Mestnikov, A. K. Koryakin, P. F. Vasil'ev, A. M-N. Al'zakkar // Vestnik Moskovskogo energeticheskogo instituta. Vestnik MEI. 2023. № 6. р. 67–76.

6. Telyuk O. V., Radinskaya E. I., Kurasov I. S. Tekhnologii ohlazhdeniya solnechnyh panelej i ih effektivost' [Cooling technologies of solar panels and their effectiveness] // Student i nauka. 2023. № 1(24). рр. 97–102.
7. Sorogin A. S., Hamitov R. N. Ohlazhdenie solnechnoj paneli na primere SES Gazprom Omskij NPZ [Cooling of a solar panel on the example of SES Gazprom Omsk Refinery] // Aktual'nye voprosy energetiki. 2023. T. 5, № 1. рр. 92–96.
8. Mestnikov N. P., Lytkin D. V., Gerasimov V. A. Issledovanie osobennostej funkcionirovaniya fotoelektricheskih ustanovok s primeneniem sposobov povysheniya vyrabotki elektroenergii [Investigation of the peculiarities of the photovoltaic installations functioning with the application of the methods of the electric power generation increase] // Mezhdunarodnyj tekhniko-ekonomicheskij zhurnal. 2022. № 4. рр. 67–78.
9. Strebkov D. S. Issledovanie dvuhstoronnih kremnievyh solnechnyh elementov i modulej [Research of double-sided silicon solar cells and modules] // Elektrotekhnologii i elektrooborudovanie v APK. 2021. T. 68, № 3(44). рр. 60–70.
10. Kuvshinov V. V., Bekirov E. A., Guseva E. V. Ispol'zovanie fotoelektricheskih modulej s dvuhstoronnej priemnoj poverhnost'yu dlya ustanovok maloj generacii [Use of photovoltaic modules with a double-sided receiving surface for small-scale generation plants] // Stroitel'stvo i tekhnogennaya bezopasnost'. 2021. № 20(72). рр. 93–100.
11. Issledovanie metoda povysheniya elektroenergeticheskoj effektivnosti fotoelektricheskih panelej dlya elektrosnabzheniya kosmicheskih stancij [Investigation of the method to increase the electrical power efficiency of the photovoltaic panels for the power supply of the space stations (in Russian)] / N. P. Mestnikov, P. F. Vasil'ev, G. I. Davydov [i dr.] // Groznenskij estestvennonauchnyj byulleten'. 2023. T. 8, № 3(33). рр. 105–114.
12. Kuvshinov V. V., Guseva E. V., Ivanteev I. S. Povyshenie energeticheskih harakteristik fotoelektricheskih modulej za schet otrazhennogo izlucheniya [Increase of the energy characteristics of photovoltaic modules due to the reflected radiation] // Estestvennye i tekhnicheskie nauki. 2021. № 5(156). рр. 216–218.

Статья поступила в редакцию 20.08.2024, одобрена после рецензирования 01.09.2024, принята к публикации 03.09.2024.
The article was submitted 20.08.2024, approved after reviewing 01.09.2024, accepted for publication 03.09.2024.

Для цитирования:
Местников Н. П., Корякин А. К., Налыйдырова А. А.
Разработка и исследование плоских отражателей для двухсторонних фотоэлектрических панелей фото-солнечных электростанций // Международный технический журнал. 2024. № 4 (91). С. 21–28.

For citation:
Mestnikov N. P., Koryakin A. K., Nalydyrova A. A.
Development and research of flat reflectors for bifacial PV-panels of PV-power plants // International Technical Journal. 2024. № 4 (91). pp. 21–28.

УДК 621.57
DOI 10.34286/2949-4176-2024-91-4-29-36

Василий Георгиевич Реев, аспирант кафедры «Электроснабжение», ведущий инженер отдела электроэнергетики, SPIN-код: 8741-7235, AuthorID: 118710, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Северо-Восточный федеральный университет, Россия, Якутск
Институт физико-технических проблем Севера имени В. П. Ларионова СО РАН,
Россия, Якутск
Павел Филиппович Васильев, заведующий отделом электроэнергетики,
SPIN-код: 6303-5636, AuthorID: 735094, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Институт физико-технических проблем Севера имени В. П. Ларионова СО РАН,
Россия, Якутск

Оценка возможности эксплуатации воздушного теплового насоса
в изолированных территориях Республики Саха (Якутия)

Аннотация. Настоящая статья посвящена оценке возможности эксплуатации воздушного теплового насоса в изолированных территориях Республики Саха (Якутия). В данное время существует проблема с доставкой топлива в труднодоступные населенные пункты республики. Это обусловлено отсутствием круглогодичных автодорог и железнодорожных путей. В конечном итоге данный фактор приводит к росту стоимости топлива до 2,5 раз и срокам доставки, доходящим до 2,5 лет. В связи с этим использование ресурсосберегающих технологий в целях сокращения расхода дорогостоящего топлива является актуальной проблемой. Целью работы является оценка возможности эксплуатации воздушного теплового насоса в изолированных территориях Республики Саха (Якутия). Авторами статьи проведен климатический анализ изолированных территорий Республики Саха (Якутия). Рассчитан цикл работы теплового насоса с учетом температурного графика в системе теплоснабжения. Также рассчитаны значения коэффициента преобразования электрической энергии (КПЭ) в период функционирования теплового насоса. Установлено, что в изолированных территориях республики воздушный тепловой насос может эксплуатироваться в весенние и осенние месяцы, при этом значение КПЭ остается выше 1, что свидетельствует об эффективной работе с точки зрения технологического процесса.
Ключевые слова: Арктика, изолированные территории, ресурсосбережение, тепловой насос, фреон, среднемесячная температура воздуха и теплоэнергетика.

Vasiliy G. Reev, Postgraduate of the Electric Power Supply Department, leading Engineer of the Electric Power Department, SPIN code: 8741-7235, AuthorID: 118710, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
North-Eastern Federal University named after M. K. Ammosova, Russia, Yakutsk
Institute of Physical and Technical Problems of the North named after V. P. Larionov SB RAS, Russia, Yakutsk
Pavel F. Vasiliev, Head of the Department of Electric Power Engineering, SPIN code: 6303-5636, AuthorID: 735094, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Institute of Physical and Technical Problems of the North named after V. P. Larionov SB RAS, Russia, Yakutsk

Evaluation of the Possibility of Operating an Air Source Heat Pump in Isolated Areas of the Republic of Sakha (Yakutia)

Abstract. The present article is devoted to the assessment of the possibility of air heat pump operation in isolated areas of the Republic of Sakha (Yakutia). At present there is a problem with fuel delivery to hard-to-reach settlements of the republic. This is due to the lack of year-round highways and railroads. Ultimately, this factor leads to an increase in the cost of fuel up to 2.5 times and delivery time up to 2.5 years. In this regard, the use of resource-saving technologies in order to reduce the consumption of expensive fuel is an urgent problem. The purpose of the work is to assess the possibility of air heat pump operation in isolated areas of the Republic of Sakha (Yakutia). The authors of the article conducted a climatic analysis of the isolated territories of the Republic of Sakha (Yakutia). The heat pump operation cycle is calculated taking into account the temperature schedule in the heat supply system. The values of electric energy conversion coefficient (ECC) during the period of heat pump operation are also calculated. It is established that in the isolated territories of the republic the air heat pump can be operated in spring and autumn months, with the value of KPI remaining above 1, which indicates effective operation from the point of view of the technological process.
Keywords: Arctic, isolated territories, resource conservation, heat pump, freon, average monthly air temperature and thermal energy.

Библиографический список

1. Слободчиков Е. Г., Мухоплев С. И. Состояние коммунального комплекса арктической зоны Якутии // Вестник евразийской науки. 2022. Т. 14. № 6. С. 1–11.
2. Реев В. Г., Утум Д. С. Г. Расчет цикла теплового насоса при различных источниках низкопотенциального тепла в условиях Арктики Республики Саха (Якутия) // Вестник Северо-Восточного федерального университета им. М. К. Аммосова. 2023. Т. 20, № 2. С. 25–34.
3. Глотов А. В., Меркульева А. А. Проблемы и перспективы развития изолированных энергосистем Дальнего Востока: на примере энергосистемы Республики Саха (Якутия) // Вестник МФЮА. 2017. №1. С. 55−64.
4. Коверина А. Ю., Кретова А. Ю. Анализ стоимости тепловых насосных установок и тарифы на электрическую энергию // Международная научно-техническая конференция молодых ученых БГТУ им. В. Г. Шухова, Белгород, 01−20 мая 2017 года. Белгород : БГТУ им. В. Г. Шухова, 2017. С. 4930−4934.
5. Данные погоды ФГБУ Якутское УГМОС [Электронный ресурс]. URL: https://ykuthydromet.ru/o-pogode/.
6. Воронцова С. Д. Влияние климатических изменений на транспортную инфраструктуру в Арктической зоне и на территориях распространения вечной мерзлоты // Транспорт Российской Федерации. Журнал о науке, практике, экономике. 2017. № 4. С. 33–39.
7. Брух С. В. Особенности применения воздушных тепловых насосов для северных территорий // С.О.К. 2017. №4. С. 80−85.
8. Коверина А. Ю., Кретова А. Ю. Анализ стоимости тепловых насосных установок и тарифы на электрическую энергию // Международная научно-техническая конференция молодых ученых БГТУ им. В. Г. Шухова, Белгород, 01−20 мая 2017 года. Белгород : БГТУ им. В. Г. Шухова, 2017. С. 4930−4934.
9. Максимов Б. Н. Озонобезопасные хладоны в России // Fluorine Notes. 2002. V. 2 (21).
10. Схема теплоснабжения городского округа «город Якутск» до 2032 года [Электронный ресурс]. URL: https:// yakutskcity.ru / administration / dokumenty / 129695 / .

References

1. Slobodchikov E. G., Muhoplev S. I. Sostoyanie kommunal'nogo kompleksa arkticheskoj zony Yakutii [State of the communal complex of the Arctic zone of Yakutia] // Vestnik evrazijskoj nauki. 2022. T. 14. № 6. рр. 1–11.
2. Reev V. G., Utum D. S. G. Raschet cikla teplovogo nasosa pri razlichnyh istochnikah nizkopotencial'nogo tepla v usloviyah Arktiki Respubliki Saha (Yakutiya) [Calculation of the heat pump cycle at different sources of low-potential heat in the Arctic conditions of the Republic of Sakha (Yakutia)] // Vestnik Severo-Vostochnogo federal'nogo universiteta im. M. K. Ammosova. 2023. T. 20, № 2. рр. 25–34.
3. Glotov A. V., Merkul'eva A. A. Problemy i perspektivy razvitiya izolirovannyh energosistem Dal'nego Vostoka: na primere energosistemy Respubliki Saha (Yakutiya) [Problems and prospects of development of isolated energy systems of the Far East: by the example of the energy system of the Republic of Sakha (Yakutia)] // Vestnik MFYUA. 2017. № 1. рр. 55−64.
4. Koverina A. Yu., Kretova A. Yu. Analiz stoimosti teplovyh nasosnyh ustanovok i tarify na elektricheskuyu energiyu [Cost analysis of heat pump units and tariffs for electric energy] // Mezhdunarodnaya nauchno-tekhnicheskaya konferenciya molodyh uchenyh BGTU im. V. G. Shuhova, Belgorod, 01−20 maya 2017 goda. Belgorod : BGTU im. V. G. Shuhova, 2017. рр. 4930−4934.
5. Dannye pogody FGBU Yakutskoe UGMOS [Weather data of FGBU Yakutsk UGMOS]. URL: https://ykuthydromet.ru/o-pogode/.
6. Voroncova S. D. Vliyanie klimaticheskih izmenenij na transportnuyu infrastrukturu v Arkticheskoj zone i na territoriyah rasprostraneniya vechnoj merzloty [Impact of climate change on the transport infrastructure in the Arctic zone and permafrost areas] // Transport Rossijskoj Federacii. Zhurnal o nauke, praktike, ekonomike. 2017. № 4. рр. 33–39.
7. Bruh S. V. Osobennosti primeneniya vozdushnyh teplovyh nasosov dlya severnyh territorij [Peculiarities of air heat pumps application for the northern territories] // S.O.K. 2017. № 4. р?. 80?85.
8. р. 80−85.
8. Koverina A. Yu., Kretova A. Yu. Analiz stoimosti teplovyh nasosnyh ustanovok i tarify na elektricheskuyu energiyu [Cost analysis of heat pump installations and tariffs for electric energy] // Mezhdunarodnaya nauchno-tekhnicheskaya konferenciya molodyh uchenyh BGTU im. V. G. Shuhova, Belgorod, 01−20 maya 2017 goda. Belgorod : BGTU im. V. G. Shuhova, 2017. рр. 4930−4934.
9. Maksimov B. N. Ozonobezopasnye hladony v Rossii [Ozone-safe refrigerants in Russia] // Fluorine Notes. 2002. V. 2 (21).
10. Skhema teplosnabzheniya gorodskogo okruga «gorod Yakutsk» do 2032 goda [Scheme of heat supply of the urban district “Yakutsk city” up to 2032]. URL: https:// yakutskcity.ru / administration / dokumenty / 129695 / .

Статья поступила в редакцию 01.09.2024, одобрена после рецензирования 10.09.2024, принята к публикации 12.09.2024.
The article was submitted 01.09.2024, approved after reviewing 10.09.2024, accepted for publication 12.09.2024.

Для цитирования:
Реев В. Г., Васильев П. Ф.
Оценка возможности эксплуатации воздушного теплового насоса в изолированных территориях Республики Саха (Якутия) // Международный технический журнал. 2024. № 4 (91). С. 29–36.

For citation:
Reev V. G., Vasiliev P. F. Evaluation of the Possibility of Operating an Air Source Heat Pump in Isolated Areas of the Republic of Sakha (Yakutia) // International Technical Journal. 2024. № 4 (91). pp. 29–36.

УДК 621.311.243
DOI 10.34286/2949-4176-2024-91-4-37-44

Александр Кимович Корякин, кандидат технических наук, доцент кафедры
«Энергообеспечение» инженерного факультета, SPIN-код: 8741-7235, AuthorID: 118710, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Арктический государственный агротехнологический университет, Россия, Якутск
Николай Петрович Местников, кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры «Электроснабжение», ведущий инженер отдела электроэнергетики, доцент факультета ВО, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7090-4839, SPIN-код: 1893-5332, AuthorID: 1077765, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Северо-Восточный федеральный университет имени М. К. Аммосова, Россия, Якутск
Институт физико-технических проблем Севера имени В. П. Ларионова СО РАН,
Россия, Якутск
Сибирский государственный университет водного транспорта // Якутский институт водного транспорта (филиал), Россия, Якутск
Василий Георгиевич Реев, аспирант, ведущий инженер отдела, эксперт,
SPIN-код: 1827-0022, AuthorID: 1175797, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Северо-Восточный федеральный университет имени М. К. Аммосова, Россия, Якутск
Институт физико-технических проблем Севера имени В. П. Ларионова СО РАН,
Россия, Якутск
Арктический научно-исследовательский центр Республики Саха (Якутия),
Россия, Якутск

Исследование технико-экономического обоснования применимости
плоских отражателей для фотосолнечной электростанции на территории Севера

Аннотация. Статья посвящена исследованию применимости плоских отражателей для фотосолнечной электростанции, функционирующей в составе автономной энергосистемы на территории Севера. Задачами исследования являются идентификация применимости плоских отражателей для фотосолнечной электростанции с двухсторонними фотоэлектрическими панелями; формирование прикладных рекомендаций по эксплуатации плоских отражателей; разработка технико-экономического обоснования применимости плоских отражателей в фотосолнечной электростанции. Объекты возобновляемой энергетики применяются при синхронизации с объектами традиционной энергетики для снижения потребления топлива. Возобновляемая энергетика имеет практическое применение в автономных энергосистемах, размещенных на территории Севера. Определено, что плоские отражатели, размещенные на тыльной стороне двухсторонних фотоэлектрических панелей, увеличивают их выработку электроэнергии на 10…17 % при безоблачной погоде, а при облачной – на 5…6 %. Выполнено технико-экономическое обоснование применения данных отражателей на базе типовой фотосолнечной электростанции в с. Марха (южная Якутия), результаты которого показали, что срок окупаемости рассматриваемой станции составила 8,55 лет со среднегодовой экономией дизельного топлива 0,37 т/кВт. Расчеты проведены на базе цифровой платформы Global Solar Atlas. Полученные результаты свидетельствуют о возможности применения плоских отражателей в объектах гелиоэнергетики Севера.
Ключевые слова: плоский отражатель, выработка электроэнергии, фотосолнечная электростанция, экономия топлива, Север.

Alexander K. Koryakin, Ph. D. of Engineering Sciences, Associate Professor of the Department of Energy Supply, Faculty of Engineering, SPIN code: 8741-7235, AuthorID: 118710,
Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Arctic State Agrotechnological University, Russia, Yakutsk
Nikolay P. Mestnikov, Ph. D. of Engineering Sciences, Senior Lecturer of the Department of Electrical Supply, Leading Engineer of the Department of Electrical Power Engineering, Associate Professor of the Faculty of Higher Education, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7090-4839, SPIN code: 1893-5332, AuthorID: 1077765, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
North-Eastern Federal University named after M. K. Ammosova, Russia, Yakutsk
Institute of Physical and Technical Problems of the North named after V. P. Larionov SB RAS, Russia, Yakutsk
Siberian State University of Water Transport // Yakut Institute of Water Transport (branch), Russia, Yakutsk
Vasily G. Reev, Postgraduate, Leading Engineer of the Department, expert,
SPIN code: 1827-0022, AuthorID: 1175797, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
North-Eastern Federal University named after M. K. Ammosova, Russia, Yakutsk
Institute of Physical and Technical Problems of the North named after V. P. Larionov SB RAS, Russia, Yakutsk
Arctic Research Center of the Republic of Sakha (Yakutia), Russia, Yakutsk

Feasibility Study of Flat Reflectors for Solar Photovoltaic Power Plants in the North

Abstract. The article is devoted to the study of the applicability of flat reflectors for a PV-power plant operating as part of an autonomous power system in the North. The objectives of the study: identification of the applicability of flat reflectors for a PV-power plant with bifacial PV-panels; formation of applied recommendations for the operation of flat reflectors; development of a feasibility study of the applicability of flat reflectors in a PV-power plant. Renewable energy facilities are used when synchronized with traditional energy facilities to reduce fuel consumption. Renewable energy has practical application in autonomous power systems located in the North. It was determined that flat reflectors placed on the back side of bifacial PV-panels increase their electricity generation by 10...17 % in cloudless weather, and by 5...6% in cloudy weather. A feasibility study was completed for the use of these reflectors based on a typical PV-power plant in the village. Markha (Southern Yakutia), the results of which showed that the payback period of the station in question was 8.55 years with an average annual diesel fuel savings of 0.37 tons/kW. The calculations were carried out on the basis of the digital platform "Global Solar Atlas". The results obtained indicate the possibility of using flat reflectors in solar energy facilities in the North.
Keywords: flat reflector, power generation, PV-power plant, fuel economy, North.

Библиографический список

1. Реев В. Г., Утум Д. С. Г. Расчет цикла теплового насоса при различных источниках низкопотенциального тепла в условиях Арктики Республики Саха (Якутия) // Вестник СВФУ им. М. К. Аммосова. 2023. Т. 20, № 2. С. 25–34.
2. Реев В. Г., Егоров М. И. Перспективы внедрения тепловых насосов на территории Арктики Республики Саха (Якутия) // Природно-ресурсный потенциал и экологическая реабилитация деградированных ландшафтов: Материалы Международной НПК, Грозный, 17–18 марта 2023 года. Грозный : ЧГУ им. А. А. Кадырова, 2023. С. 278–280.
3. Местников Н. П. Исследование особенностей функционирования солнечных электростанций в условиях Севера // НТИ: XVII Всероссийская научная конференция молодых ученых, 04–08 декабря 2023 года. Новосибирск : НГТУ, 2024. С. 59–61.
4. Реев В. Г., Васильев П. Ф., Гунасекара У. Д. С. Анализ системы энергоснабжения изолированных арктических территорий Якутии // EURASTRENCOLD-2023: Сборник трудов XI Евразийского симпозиума по проблемам прочности и ресурса в условиях климатически низких температур, Якутск, 2023 года. Киров : МЦИТ, 2023. С. 517–520.
5. Местников Н. П., Хайбуллина А. И., Альзаккар А.М-Н. Прикладные способы усовершенствования солнечных электростанций в условиях Севера. Якутск : СВФУ им. М. К. Аммосова, 2023. 139 с.
6. Корякин А. К., Ефимов Н. К., Местников Н. П. Исследование характера влияния климатических изменений на функционирование энергетической системы Республики Саха (Якутия) // Международный технический журнал. 2024 № 1. С. 7–15.
7. Оценка эффективности внедрения трекерных установок в солнечные электростанции в условиях Севера / Н. П. Местников, А. К. Корякин, П. Ф. Васильев, А. М-Н. Альзаккар // Вестник МЭИ. 2023. № 6. С. 67–76.
8. Горячев С. В., Бобин К. В. Повышение эффективности солнечных панелей посредством установки линз Френеля // Энергосбережение и водоподготовка. 2022. № 2(136). С. 75–78.
9. Солнечная ферма на воде [Электронный ресурс]. URL: https://w2e.ru/blog/solnechnaya-ferma-na-vode-plyusy-bez-minusov/.
10. Кувшинов В. В., Гусева Е. В., Ивантеев И. С. Повышение энергетических характеристик фотоэлектрических модулей за счет отраженного излучения // Естественные и технические науки. 2021. № 5(156). С. 216–218.

References

1. Reev V. G., Utum D. S. G. Raschet cikla teplovogo nasosa pri razlichnyh istochnikah nizkopotencial'nogo tepla v usloviyah Arktiki Respubliki Saha (Yakutiya) [Calculation of the heat pump cycle at different sources of low-potential heat in the Arctic conditions of the Republic of Sakha (Yakutia)] // Vestnik SVFU im. M. K. Ammosova. 2023. T. 20, № 2. рр. 25–34.
2. Reev V. G., Egorov M. I. Perspektivy vnedreniya teplovyh nasosov na territorii Arktiki Respubliki Saha (Yakutiya) [Prospects for the introduction of heat pumps in the Arctic territory of the Republic of Sakha (Yakutia)] // Prirodno-resursnyj potencial i ekologicheskaya reabilitaciya degradirovannyh landshaftov: Materialy Mezhdunarodnoj NPK, Groznyj, 17–18 marta 2023 goda. Groznyj : CHGU im. A. A. Kadyrova, 2023. рр. 278–280.
3. Mestnikov N. P. Issledovanie osobennostej funkcionirovaniya solnechnyh elektrostancij v usloviyah Severa [Investigation of the peculiarities of solar power plants functioning in the conditions of the North] // NTI: XVII Vserossijskaya nauchnaya konferenciya molodyh uchenyh, 04–08 dekabrya 2023 goda. Novosibirsk : NGTU, 2024. рр. 59–61.
4. Reev V. G., Vasiliev P. F., Gunasekara U. D. S. Analiz sistemy energosnabzheniya izolirovannyh arkticheskih territorij Yakutii [Analysis of power supply system of isolated Arctic territories of Yakutia] // EURASTRENCOLD-2023: Sbornik trudov XI Evrazijskogo simpoziuma po problemam prochnosti i resursa v usloviyah klimaticheski nizkih temperatur, Yakutsk, 2023 goda. Kirov : MCIT, 2023. рр. 517–520.
5. Mestnikov N. P., Hajbullina A. I., Al'zakkar A.M-N. Prikladnye sposoby usovershenstvovaniya solnechnyh elektrostancij v usloviyah Severa [Applied ways of improvement of solar power plants in the conditions of the North]. Yakutsk : SVFU im. M. K. Ammosova, 2023. 139 р.
6. Koryakin A. K., Efimov N. K., Mestnikov N. P. Issledovanie haraktera vliyaniya klimaticheskih izmenenij na funkcionirovanie energeticheskoj sistemy Respubliki Saha (Yakutiya) [Study of the nature of the impact of climate change on the functioning of the energy system of the Republic of Sakha (Yakutia)] // Mezhdunarodnyj tekhnicheskij zhurnal. 2024. № 1. рр. 7–15.
7. Ocenka effektivnosti vnedreniya trekernyh ustanovok v solnechnye elektrostancii v usloviyah Severa [Efficiency assessment of the tracker installations implementation in the solar power plants under the Northern conditions] / N. P. Mestnikov, A. K. Koryakin, P. F. Vasil'ev, A. M-N. Al'zakkar // Vestnik MEI. 2023. № 6. рр. 67–76.
8. Goryachev S. V., Bobin K. V. Povyshenie effektivnosti solnechnyh panelej posredstvom ustanovki linz Frenelya [Increasing the efficiency of solar panels by installing Fresnel lenses] // Energosberezhenie i vodopodgotovka. 2022. № 2(136). рр. 75–78.
9. Solnechnaya ferma na vode [Solar farm on water]. URL: https://w2e.ru/blog/solnechnaya-ferma-na-vode-plyusy-bez-minusov/.
10. Kuvshinov V. V., Guseva E. V., Ivanteev I. S. Povyshenie energeticheskih harakteristik fotoelektricheskih modulej za schet otrazhennogo izlucheniya [Enhancement of the energy characteristics of photovoltaic modules due to reflected radiation] // Estestvennye i tekhnicheskie nauki. 2021. № 5(156). рр. 216–218.

Статья поступила в редакцию 04.09.2024, одобрена после рецензирования 12.09.2024, принята к публикации 13.09.2024.
The article was submitted 04.09.2024, approved after reviewing 12.09.2024, accepted for publication 13.09.2024.

Для цитирования:
Корякин А. К., Местников Н. П., Реев В. Г.
Исследование технико-экономического обоснования применимости плоских отражателей для фотосолнечной электростанции на территории Севера // Международный технический журнал. 2024. № 4 (91). С. 37–44.

For citation:
Koryakin A. K., Mestnikov N. P., Reev V. G.
Feasibility Study of Flat Reflectors for Solar Photovoltaic Power Plants in the North // International Technical Journal. 2024. № 4 (91). pp. 37–44.

УДК 621.3.048.82:621.315.61
DOI 10.34286/2949-4176-2024-91-4-45-52

Азат Саловатович Хисматуллин, кандидат физико-математических наук, доцент, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Уфимский государственный нефтяной технический университет, Россия, г. Салават
Эльмира Муссаевна Баширова, кандидат технических наук, доцент,
Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Уфимский государственный нефтяной технический университет, Россия, г. Салават
Иван Александрович Воронов, студент
Уфимский государственный нефтяной технический университет, Россия, г. Салават

Разработка вариантов мнемосхем объектов электросетевого хозяйства

Аннотация. В работе рассмотрены вопросы разработки вариантов мнемосхем электрической сети напряжением 110 и 6 кВ, питающей производственные цеха промышленного предприятия, недостатки текущего альбома мнемосхем, процесса получения сигналов от автоматических систем диспетчеризации, контроля и учета энергоносителей, процесса преобразования этих сигналов, а также правила их дальнейшего отображения на мнемосхемах и предложение по навигации между ними. Новизна работы заключается в описании правил, по которым появляется возможность систематизировано построить мнемосхемы практически любой электроустановки, в частности, распределительных подстанций производства. Главным несовершенством в работе с мнемосхемами является слабо проработанная графическая часть, что увеличивает время произошедших изменений в протекающих процессах, а значит и на принятие правильных решений по предотвращению развития и ликвидации ненормальных режимов работы оборудования. Используя психологическую теорию схем, есть возможность обеспечить повышение эффективности получения информации с мнемосхем, что является главной задачей любой составленной схемы. Актуальность темы заключается в необходимости обновления действующих мнемосхем. Так как в текущее время на предприятии не разработаны технические требования для отображения мнемосхем, текущий альбом схем состоит из разных по стилю и содержанию схем.
Ключевые слова: мнемосхема, электроснабжение, техническое состояние, сервер, нарушения, аварии, электрические сети.

Azat S. Khismatullin, Ph. D. of Physical-Mathematical Sciences, Associate Professor,
Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Ufa State Oil Technical University, Russia, Salavat
Elmira M. Bashirova, Ph. D. of Engineering Sciences, Associate Professor,
Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Ufa State Oil Technical University, Russia, Salavat
Ivan A. Voronov, Student
Ufa State Oil Technical University, Russia, Salavat

Development of options for mimic diagrams of electric grid objects

Abstract. In the work the questions of development of variants of mnemonic schemes of the electric network of 110 and 6 kV voltage, supplying production shops of the industrial enterprise, shortcomings of the current album of mnemonic schemes, process of reception of signals from automatic systems of dispatching, control and accounting of energy carriers, process of transformation of these signals, and also rules of their further display on mnemonic schemes and the offer on navigation between them are considered. The novelty of the work lies in the description of the rules by which it becomes possible to systematically build mnemonic schemes of almost any electrical installation, in particular, distribution substations of production. The main imperfection in work with mnemonic schemes is poorly developed graphical part, which increases the time of occurred changes in flowing processes, and hence on making correct decisions on prevention of development and liquidation of abnormal modes of equipment operation. Using the psychological theory of schemes, it is possible to provide an increase in the efficiency of obtaining information from mnemonic schemes, which is the main task of any composed scheme. The relevance of the topic is the need to update the current mnemonic schemes. As at the current time at the enterprise there are no technical requirements for displaying mnemoschemes, the current album of schemes consists of schemes of different style and content.
Keywords: mnemonic diagram, power supply, technical condition, server, violations, accidents, electrical networks.

Библиографический список

1. Баширов М. Г., Хисматуллин А. С., Прахов И. В. Повышение надежности и безопасности эксплуатации силовых маслонаполненных трансформаторов // Безопасность в техносфере. 2018. Т. 7. № 2. С. 15–21.
2. Хисматуллин А. С., Загитов Т. Г., Прокоп Г. С. Повышение эффективности электрохимической защиты // Электронный научный журнал Нефтегазовое дело. 2021. № 2. С. 127–139.
3. Хисматуллин А. С., Ишмуратов Р. Ш., Хафизов А. М. Система управления водогрейным котлом с использованием нечеткой логики // Международный технико-экономический журнал. 2022. № 2. С. 77–82.
4. Продление ресурса масляных трансформаторов с длительным сроком эксплуатации / О. О. Кривоконева, Р. И. Кудояров, Е. Ю. Мавлекаев, Е. М. Коныс, И. В. Прахов, А. С. Хисматуллин // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика. 2017. Т. 17. № 3. С. 60–66.
5. Хисматуллин А. С., Сураков М. Р., Баширова Э. М. Исследование влияния трансформаторов на качество электрической энергии в системе электроснабжения // Международный технико-экономический журнал. 2020. № 2. С. 24–30.
6. ГОСТ Р 56303–2014 Оперативно-диспетчерское управление. Нормальные схемы электрических соединений объектов электроэнергетики. Общие требования. Введ. 2015–09–01. М. : Стандартинформ, 2015. 19 с.
7. Баширов М. Г., Баширова Э. М., Юсупова И. Г. Повышение эксплуатационной безопасности технологических трубопроводов установок по переработке углеводородного сырья // Химия и технология топлив и масел. 2021. № 3 (625). С. 10–16.
8. Пат. RU 2717230 C1 Российская Федерация, МПК H 01 F 27/08, H 02 H 5/04. Устройство элегазово-водяного охлаждения масляного трансформатора / Баширов М. Г., Хисматуллин А. С., Крышко К. А.; заявитель и патентообладатель Уфимский государственный нефтяной технический университет. 2019122488 ; заявл. 18.02.2019 ; опубл. 03.19.2020.
9. Колесниченко Д. Б., Хисматуллин А. С., Баширова Э. М. Исследование дефектов в частотно-регулируемом электроприводе и изучение их влияния на спектры токов // Международный технико-экономический журнал. 2021. № 5. С. 26–31.
10. Хисматуллин А. С., Ишмуратов Р. Ш., Хафизов А. М. Система управления водогрейным котлом с использованием нечеткой логики // Международный технико-экономический журнал. 2022. № 2. С. 77–82.
11. Khismatullin A. S. Method for increasing oil resources transformers with longterm operation // In the collection: IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018. С. 022058.
12. Mullakaev M. S., Abramov V. O., Abramova A. V. Ultrasonic piezoceramic module and technology for stimulating low-productivity wells // Journal of Petroleum Science and Engineering. 2017. Т. 158. рр. 529–534.
13. Филиппов А. И., Девяткин Е. М. Нестационарное температурное поле при фильтрации газожидкостных смесей // Теплофизика высоких температур. 2001. Т. 39. № 6. С. 962.
14. Mullakaev M. S., Mullakaev R. M., Esipov I. B. Ultrasound control of viscoelastic properties of petroleum dispersion systems // Acoustical Physics. 2023. Т. 69. № 3. рр. 341–347.

References

1. Bashirov M. G., Hismatullin A. S., Prahov I. V. Povyshenie nadezhnosti i bezopasnosti ekspluatacii silovyh maslonapolnennyh transformatorov [Improvement of reliability and safety of operation of power oil-filled transformers] // Bezopasnost' v tekhnosfere. 2018. T. 7. № 2. р?. 15?21.
2. р. 15–21.
2. Hismatullin A. S., Zagitov T. G., Prokop G. S. Povyshenie effektivnosti elektrohimicheskoj zashchity [Increasing the efficiency of electrochemical protection] // Elektronnyj nauchnyj zhurnal Neftegazovoe delo. 2021. № 2. рр. 127–139.
3. Hismatullin A. S., Ishmuratov R. Sh., Hafizov A. M. Sistema upravleniya vodogrejnym kotlom s ispol'zovaniem nechetkoj logiki [Control system of a hot-water boiler using fuzzy logic] // Mezhdunarodnyj tekhniko-ekonomicheskij zhurnal. 2022. № 2. рр. 77–82.
4. Prodlenie resursa maslyanyh transformatorov s dlitel'nym srokom ekspluatacii [Extension of the resource of oil transformers with a long service life] / O. O. Krivokoneva, R. I. Kudoyarov, E. Yu. Mavlekaev, E. M. Konys, I. V. Prahov, A. S. Hismatullin // Vestnik Yuzhno-Ural'skogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Energetika. 2017. T. 17. № 3. рр. 60–66.
5. Hismatullin A. S., Surakov M. R., Bashirova E. M. Issledovanie vliyaniya transformatorov na kachestvo elektricheskoj energii v sisteme elektrosnabzheniya [Investigation of transformers influence on the quality of electrical energy in the power supply system] // Mezhdunarodnyj tekhniko-ekonomicheskij zhurnal. 2020. № 2. рр. 24–30.
6. GOST R 56303–2014 Operativno-dispetcherskoe upravlenie. Normal'nye skhemy elektricheskih soedinenij ob"ektov elektroenergetiki. Obshchie trebovaniya [Operational and Dispatch Control. Normal schemes of electrical connections of electric power industry facilities. General requirements]. Vved. 2015–09–01. M. : Standartinform, 2015. 19 р.
7. Bashirov M. G., Bashirova E. M., Yusupova I. G. Povyshenie ekspluatacionnoj bezopasnosti tekhnologicheskih truboprovodov ustanovok po pererabotke uglevodorodnogo syr'ya [Increasing the operational safety of process pipelines of hydrocarbon processing plants] // Himiya i tekhnologiya topliv i masel. 2021. № 3 (625). рр. 10–16.
8. Pat. RU 2717230 C1 Rossijskaya Federaciya, MPK H 01 F 27/08, H 02 H 5/04. Ustrojstvo elegazovo-vodyanogo ohlazhdeniya maslyanogo transformatora [Device for gas-water cooling of an oil transformer] / Bashirov M. G., Hismatullin A. S., Kryshko K. A.; zayavitel' i patentoobladatel' Ufimskij gosudarstvennyj neftyanoj tekhnicheskij universitet. 2019122488 ; zayavl. 18.02.2019 ; opubl. 03.19.2020.
9. Kolesnichenko D. B., Hismatullin A. S., Bashirova E. M. Issledovanie defektov v chastotno-reguliruemom elektroprivode i izuchenie ih vliyaniya na spektry tokov [Investigation of defects in the frequency-controlled electric drive and study of their influence on the current spectra] // Mezhdunarodnyj tekhniko-ekonomicheskij zhurnal. 2021. № 5. рр. 26–31.
10. Hismatullin A. S., Ishmuratov R. Sh., Hafizov A. M. Sistema upravleniya vodogrejnym kotlom s ispol'zovaniem nechetkoj logiki [Control system of a hot-water boiler using fuzzy logic] // Mezhdunarodnyj tekhniko-ekonomicheskij zhurnal. 2022. № 2. рр. 77–82.
11. Khismatullin A. S. Method for increasing oil resources transformers with longterm operation // In the collection: IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018. р. 022058.
12. Mullakaev M. S., Abramov V. O., Abramova A. V. Ultrasonic piezoceramic module and technology for stimulating low-productivity wells // Journal of Petroleum Science and Engineering. 2017. T. 158. рр. 529–534.
13. Filippov A. I., Devyatkin E. M. Nestacionarnoe temperaturnoe pole pri fil'tracii gazozhidkostnyh smesej [Unsteady temperature field at filtration of gas-liquid mixtures] // Teplofizika vysokih temperatur. 2001. T. 39. № 6. р. 962.
14. Mullakaev M. S., Mullakaev R. M., Esipov I. B. Ultrasound control of viscoelastic properties of petroleum dispersion systems // Acoustical Physics. 2023. T. 69. № 3. рр. 341–347.

Статья поступила в редакцию 05.09.2024, одобрена после рецензирования 12.09.2024, принята к публикации 13.09.2024.
The article was submitted 05.09.2024, approved after reviewing 12.09.2024, accepted for publication 13.09.2024.

Для цитирования:
Хисматуллин А. С., Баширова Э. М., Воронов И. А.
Разработка вариантов мнемосхем объектов электросетевого хозяйства // Международный технический журнал. 2024. № 4 (91). С. 45–52.

For citation:
Khismatullin A. S., Bashirova E. M., Voronov I. A.
Development of options for mimic diagrams of electric grid objects // International Technical Journal. 2024. № 4 (91). pp. 45–52.

УДК 631.3
DOI 10.34286/2949-4176-2024-91-4-53-61

Николай Александрович Майстренко, кандидат технических наук, доцент кафедры эксплуатации машинно-тракторного парка, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.,
https://orcid.org/0000-0003-1268-713X.
Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К. А. Тимирязева, Россия, Москва
Ремзи Назирович Дидманидзе, кандидат экономических наук, доцент кафедры
эксплуатации машинно-тракторного парка, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.,
https://orcid.org/0000-0002-9432-7797
Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К. А. Тимирязева, Россия, Москва
Олеся Сергеевна Майстренко, руководитель направления, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript., https://orcid.org/0000-0002-3535-8112
Росагролизинг, Россия, Москва

Анализ влияния изменения массы технологического материала
на составляющие баланса времени смены

Аннотация. В статье приводится собранный и скрупулезно проанализированный статистический материал, полученный в результате обработки наблюдательных листов (хронометражные листы), составленных в рамках испытаний сельскохозяйственной техники на Владимирской машинно-испытательной станции, на примере транспортно-технологических агрегатов для внесения удобрений, при реализации эксплуатационно-технологической оценки. Выдвинута гипотеза о влиянии изменения массы технологического материала (твердые минеральные удобрения) на составляющие баланса времени смены. Изменение массы твердых минеральных удобрений, находящихся в кузове разбрасывателя влияет на эксплуатационные показатели машинно-тракторных агрегатов, что в свою очередь с учетом баланса мощность трактора в составе тягово-приводного агрегата окажет влияние на изменения динамических показателе машинно-тракторного агрегата в целом. Исследованием установлено, что уменьшение массы улучшает динамические характеристики транспортно-технологических агрегатов, при опорожнении бункера его ускорение возрастает в 2 раза. Увеличение скорости движения агрегата снижает период выполнения отдельного элемента, входящего в состав баланса времени смены (время поворота, разворота, время чистой работы). Отличительной особенностью являются производственные и агроландшафтные условия выполнения механизированных работ по поверхностному распределению удобрений, а именно: транспортно-технологических процесс выполнялся на полях, площадь которых позволяла выполнить полный цикл, и отсутствовали переезды с одного поля на другое.
Ключевые слова: эксплуатационно-технологическая оценка, баланс времени смены, коэффициент использования времени смены, транспортно-технологический агрегат, изменение массы, технологический материал.

Благодарности: Работа выполнена за счет средств Программы развития университета в рамках Программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030».

Nikolay А. Maistrenko, Ph. D. of Engineering Sciences, Associate Professor
of the Department of Operation of Machine and Tractor Fleet, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript., https://orcid.org/0000-0003-1268-713X.
Russian Timiryazev State Agrarian University, Russia, Moscow
Remzi N. Didmanidze, Ph. D. of Economic Sciences, Associate Professor of the Department of Operation of Machine and Tractor Fleet, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.,
https://orcid.org/0000-0002-9432-7797.
Russian Timiryazev State Agrarian University, Russia, Moscow
Olesya S. Maistrenko, Head of Direction, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.,
https://orcid.org/0000-0002-3535-8112
Rosagroleasing, Russia, Moscow

Analysis of the influence of changes in the mass of technological material
on the components of the shift time balance

Abstract. The article presents the collected and scrupulously analyzed statistical material obtained as a result of processing observation sheets (time sheets) compiled as part of tests of agricultural machinery at the Vladimir Machine Testing Station, using the example of transport and technological units for fertilization, during the implementation of operational and technological assessment. A hypothesis has been put forward about the effect of changes in the mass of technological material (solid mineral fertilizers) on the components of the shift time balance. A change in the mass of solid mineral fertilizers in the spreader body affects the performance of machine and tractor units, which in turn, taking into account the balance of tractor power as part of the traction and drive unit, will affect changes in the dynamic performance of the machine and tractor unit as a whole. The study found that reducing the mass improves the dynamic characteristics of transport and technological units, and when emptying the hopper, its acceleration increases by 2 times. Increasing the speed of the unit reduces the period of execution of a separate element that is part of the shift time balance (turning time, U-turn time, clean work time). A distinctive feature is the production and agro-landscape conditions for performing mechanized work on the surface distribution of fertilizers, namely, the transport and technological process was carried out in fields whose area allowed for a full cycle, and there were no crossings from one field to another.
Keywords: operational and technological assessment, shift time balance, shift time utilization factor, transport and technological unit, weight change, technological material.

Acknowledgements: The work was carried out with funds from the University Development Program under the Priority-2030 Strategic Academic Leadership Program.

Библиографический список

1. Предложения о внесении изменений в федеральный регистр технологий производства продукции растениеводства (систему технологии) с учетом функциональных возможностей грузовых автомобилей высокой проходимости грузоподъемностью 5…6 т / М. Н. Ерохин, А. Ю. Измайлов, С. Н. Галкин, Н. Е. Евтюшенков, А. А. Артюшин [и д?.]. М. : Металлургиздат, 2010. 32 с.
2. Пат. 2492616 C1 Российская Федерация, МПК A 01 C 17/00. Разбрасыватель минеральных удобрений / Черноволов В. А., Таранов М. А., Луханин В. А. [и др.]; заявитель и патентообладатель Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия. № 2012118727/13 ; заявл. 04.05.2012 ; опубл. 20.09.2013. EDN VMNZXO.
3. Modeling of transport and technological processes of cultivation and harvesting agricultural crops / N. A. Maistrenko, A. G. Levshin, D. O. Khort, A. I. Kutyrev // E3s web of conferences : International Conference on Advances in Agrobusiness and Biotechnology Research (ABR 2021), Krasnodar, Russia, 24–26 May 2021 года. Vol. 285. Krasnodar, Russia: EDP Sciences, 2021. р. 07027. EDN OWXWAS.
4. Алхамад Алхадж Драй А., Майстренко Н. А., Балабанов В. И. Результаты оптимизации уборочно-транспортного комплекса по уборке хлопка в условиях Сирийской Арабской Республики // Вестник Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет имени В. П. Горячкина». 2018. № 1(83). С. 48–51. DOI 10.26897/1728-7936-2018-1-48-51. EDN YPMTST.
5. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 202166012716.06.2021 : опубл. 22.06.2021 / Н. А. Майстренко, О. С. Воротникова, М. С. Палиивец ; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Российский государственный аграрный университет − МСХА имени К.А. Тимирязева». EDN SNUNWH.
6. ГОСТ 24055–2016. Техника сельскохозяйственная. Методы эксплуатационно-технологической оценки. Введ. 2018–01–01. М. : Стандартинформ, 27 с.
7. Майстренко Н. А., Левшин А. Г., Воротникова О. С. Оптимизация параметров транспортно-технологического средства для дифференцированного внесения минеральных удобрений // В сб. : Агрохимическое обеспечение цифрового земледелия. РГАУ−МСХА им. К. А. Тимирязева, 2019. С. 103−109.
8. Unification of calculating the performance of vehicles and transport-technological facilities / N. A. Maistrenko, V. P. Uvarov, A. G. Levshin, D. O. Khort, O. S. Vorotnikova // Web of Science (ESCI), Engineering Technologies and Systems. 2020. Т 30, № 4: 637-658. DOI: 10.15507/2658-4123.030.202004.638-659.
9. Палиивец М. С. Методы моделирования в водопользовании: учебное пособие. М. : РГАУ−МСХА им. К. А. Тимирязева, 2016. 84 с. EDN YMWHRR.
10. Yeung D. W. K., Petrosyan L. A. Subgame consistent cooperative solutions in stochastic differential games // Journal of Optimization Theory and Applications. 120(3): 651–666.

11. Уваров В. П., Левшин А. Г., Майстренко Н. А. Оптимальное соотношение основных механизированных работ при прямоточном внесении удобрений // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2016. № 4. С. 38–43.
12. Бижаев А. В. Проблемы выбора типа привода силового агрегата трактора на электрической тяге // Чтения академика В. Н. Болтинского семинар: сборник статей. М. : РГАУ−МСХА им. К. А. Тимирязева, 2020. С. 247–252.
13. Планирование и организация эксперимента: учебное пособие / А. Г. Левшин, А. А. Левшин, А. Е. Бутузов, Н. А. Майстренко. М. : РГАУ−МСХА им. К. А. Тимирязева, 2016. 65 с.

References

1. Predlozheniya o vnesenii izmenenij v federal'nyj registr tekhnologij proizvodstva produkcii rastenievodstva (sistemu tekhnologii) s uchetom funkcional'nyh vozmozhnostej gruzovyh avtomobilej vysokoj prohodimosti gruzopod"emnost'yu 5…6 t [Proposals for amendments to the federal register of crop production technologies (technology system) taking into account the functional capabilities of high cross-country trucks with payload capacity of 5...6 tons] / M. N. Erohin, A. Yu. Izmajlov, S. N. Galkin, N. E. Evtyushenkov, A. A. Artyushin [i dr.]. M. : Metallurgizdat, 2010. 32 р.
2. Pat. 2492616 C1 Rossijskaya Federaciya, MPK A 01 C 17/00. Razbrasyvatel' mineral'nyh udobrenij [Spreader of mineral fertilizers] / Chernovolov V. A., Taranov M. A., Luhanin V. A. [i dr.]; zayavitel' i patentoobladatel' Azovo-Chernomorskaya gosudarstvennaya agroinzhenernaya akademiya. № 2012118727/13 ; zayavl. 04.05.2012 ; opubl. 20.09.2013. EDN VMNZXO.
3. Modeling of transport and technological processes of cultivation and harvesting agricultural crops / N. A. Maistrenko, A. G. Levshin, D. O. Khort, A. I. Kutyrev // E3s web of conferences : International Conference on Advances in Agrobusiness and Biotechnology Research (ABR 2021), Krasnodar, Russia, 24–26 May 2021 goda. Vol. 285. Krasnodar, Russia: EDP Sciences, 2021. р. 07027. EDN OWXWAS.
4. Alhamad Alhadzh Draj A., Majstrenko N. A., Balabanov V. I. Rezul'taty optimizacii uborochno-transportnogo kompleksa po uborke hlopka v usloviyah Sirijskoj Arabskoj Respubliki [Results of optimization of harvesting and transport complex for cotton harvesting in the Syrian Arab Republic] // Vestnik Federal'nogo gosudarstvennogo obrazovatel'nogo uchrezhdeniya vysshego professional'nogo obrazovaniya «Moskovskij gosudarstvennyj agroinzhenernyj universitet imeni V. P. Goryachkina». 2018. № 1(83). рр. 48–51. DOI 10.26897/1728-7936-2018-1-48-51. EDN YPMTST.
5. Svidetel'stvo o gosudarstvennoj registracii programmy dlya EVM № 2021660127 Rossijskaya Federaciya. Raschet optimal'nyh parametrov transportnyh i transportno-tekhnologicheskih sredstv sel'skohozyajstvennogo naznacheniya : № 2021619286 : zayavl. 16.06.2021 : opubl. 22.06.2021 / N. A. Majstrenko, O. S. Vorotnikova, M. S. Paliivec ; zayavitel' Federal'noe gosudarstvennoe byudzhetnoe obrazovatel'noe uchrezhdenie vysshego obrazovaniya «Rossijskij gosudarstvennyj agrarnyj universitet − MSKHA imeni K. A. Timiryazeva». – EDN SNUNWH.
6. GOST 24055−2016. Tekhnika sel'skohozyajstvennaya. Metody ekspluatacionno-tekhnologicheskoj ocenki [Agricultural machinery. Methods of operational and technological evaluation]. Vved. 2018–01–01. M. : Standartinform, 27 р.
7. Majstrenko N. A., Levshin A. G., Vorotnikova O. S. Optimizaciya parametrov transportno-tekhnologicheskogo sredstva dlya differencirovannogo vneseniya mineral'nyh udobrenij [Optimization of parameters of transport-technological means for differentiated application of mineral fertilizers] // V sb. : Agrohimicheskoe obespechenie cifrovogo zemledeliya. М. : RGAU−MSKHA im. K. A. Timiryazeva, 2019. рр. 103−109.

8. Unification of calculating the performance of vehicles and transport-technological facilities / N. A. Maistrenko, V. P. Uvarov, A. G. Levshin, D. O. Khort, O. S. Vorotnikova // Web of Science (ESCI), Engineering Technologies and Systems. 2020. T 30, № 4: 637-658. DOI: 10.15507/2658-4123.030.202004.638-659.
9. Paliivec M. S. Metody modelirovaniya v vodopol'zovanii [Modeling methods in water use]: uchebnoe posobie. М. : RGAU−MSKHA im. K. A. Timiryazeva, 2016. 84 р. EDN YMWHRR.
10. Yeung D. W. K., Petrosyan L. A. Subgame consistent cooperative solutions in stochastic differential games [Subgame consistent cooperative solutions in stochastic differential games] // Journal of Optimization Theory and Applications. 120(3): 651–666.
11. Uvarov V. P., Levshin A. G., Majstrenko N. A. Optimal'noe sootnoshenie osnovnyh mekhanizirovannyh rabot pri pryamotochnom vnesenii udobrenij [Optimal ratio of the main mechanized works at direct flow fertilizer application] // Sel'skohozyajstvennye mashiny i tekhnologii. 2016. № 4. рр. 38–43.
12. Bizhaev A. V. Problemy vybora tipa privoda silovogo agregata traktora na elektricheskoj tyage [Problems of selecting the type of the tractor power unit drive on electric traction] // Chteniya akademika V. N. Boltinskogo seminar: sbornik statej. М. : RGAU−MSKHA im. K. A. Timiryazeva, 2020. рр. 247–252.
13. Planirovanie i organizaciya eksperimenta [Planning and organization of the experiment]: uchebnoe posobie / A. G. Levshin, A. A. Levshin, A. E. Butuzov, N. A. Majstrenko. M. : RGAU−MSKHA im. K. A. Timiryazeva, 2016. 65 р.

Статья поступила в редакцию 10.09.2024, одобрена после рецензирования 18.09.2024, принята к публикации 19.09.2024.
The article was submitted 10.09.2024, approved after reviewing 18.09.2024, accepted for publication 19.09.2024.

Для цитирования:
Майстренко Н. А., Дидманидзе Р. Н., Майстренко О. С.
Анализ влияния изменения массы технологического материала на составляющие баланса времени смены // Международный технический журнал. 2024. № 4 (91). С. 53–61.

For citation:
Maistrenko N. A., Didmanidze R. N., Maistrenko O. S.
Analysis of the influence of changes in the mass of technological material on the components of the shift time balance // International Technical Journal. 2024. № 4 (91). pp. 53–61.

УДК 629.064.5 : 005.584.1 + 614.841.315
DOI 10.34286/2949-4176-2024-91-4-62-71

Кирилл Викторович Орлов, кандидат технических наук, доцент, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К. А. Тимирязева, Россия, Москва
Юрий Александрович Судник, доктор технических наук, профессор,
ORCID: https://orcid.org/ 0000-0003-3725-9860, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К. А. Тимирязева, Россия, Москва

Обоснование методики экспериментальных исследований систем
комплексного мониторинга электропожаробезопасности
электрифицированных объектов АПК

Аннотация. Рассмотрено состояние вопроса по методическому обеспечению испытаний систем комплексного мониторинга. Выявлено отсутствие подходящих методик для экспериментальных исследований. Обнаружены недостатки существующих методик. Произведен анализ информационных потоков, формирующих ход эксперимента. Предложено методическое обеспечение экспериментальных исследований: определена спецификация оборудования для регистрации «мониторинговых потоков», обоснованы методики, позволяющие учитывать «вводимые» потоки, а также предложена расчетная методика определения интегрального критерия электропожаробезопасности, рассмотрены аспекты применения имитационных стендов для проведения испытаний, а также приведены характеристики реальных электрифицированных объектов. Сформулированы основные требования к организации эксперимента, разработан его план, форма протокола фиксации измерений. Получены экспериментальные результаты интегрального критерия электропожаробезопасности электрифицированного объекта АПК, построены теоретическая и экспериментальная кривые.
Ключевые слова: системы комплексного мониторинга электропожаробезопасности, программа испытаний, методика проведения эксперимента, электрифицированный объект, диагностические параметры, интегральный критерий электропожаробезопасности, имитационный стенд, информационные потоки.

Kirill V. Orlov, Ph. D. of Engineering Sciences, Associate Professor, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Russian Timiryazev State Agrarian University, Russia, Moscow
Yuri A. Sudnik, Advanced Doctor in Engineering Sciences, Professor,
ORCID: https://orcid.org/ 0000-0003-3725-9860, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Russian Timiryazev State Agrarian University, Russia, Moscow

Justification of the methodology of experimental research of systems
of complex monitoring of electrical and fire safety of electrified objects
of the agroindustrial complex

Abstract. The state of the question on methodological support of tests of complex monitoring systems is considered. The lack of suitable methods for experimental research is revealed. The drawbacks of the existing methods are revealed. The information flows forming the course of the experiment are analysed. The methodical support of experimental researches is offered: the specification of equipment for registration of ‘monitoring flows’ is defined, the methods allowing to take into account ‘input’ flows are substantiated, and also the calculation method of definition of integral criterion of electrical fire safety is offered, aspects of application of imitation stands for carrying out of tests are considered, and also characteristics of real electrified objects are resulted. The basic requirements to the experiment organisation are formulated, its plan and the form of the protocol of measurements fixation are developed. Experimental results of the integral criterion of electrical fire safety of electrified object of AIC are obtained, theoretical and experimental curves are constructed.
Keywords: systems of complex monitoring of electrical fire safety, test program, experiment methodology, electrified object, diagnostic parameters, integral criterion of electrical fire safety, simulation stand, information flows.

Библиографический список

1. ГОСТ Р 59638−2021. Национальный стандарт Российской Федерации. «Системы пожарной сигнализации. Руководство по проектированию, монтажу, техническому обслуживанию и ремонту. Методы испытаний на работоспособность» (утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 24.08.2021 N 791-ст).
2. Журавлёв Д. В., Зыков В. И. Разработка системы комплексного мониторинга пожарной безопасности объектов энергетического комплекса // Материалы VIII Международной научно-практической конференция молодых ученых и специалистов «Проблемы техносферной безопасности − 2019». М. : Академия ГПС МЧС России, 2019. С. 55−61. EDN: QGLLDH
3. Бутко В. С., Зыков В. И. Беспроводной мониторинг обеспечения пожарной безопасности зданий и сооружений критически важных объектов // Пожары и ЧС. 2020. № 2. C. 6–15. EDN: DHJUDK.
4. Иванников А. П. Комплексная оценка функционирования беспроводных систем обнаружения пожаров на объектах энергетического комплекса: дис. ... канд. техн. наук : 05.26.03 / Иванников Андрей Павлович. М. , 2017. С. 23–96.
5. Шилина Е. Н., Корольченко А. Я. Инновационная технология противопожарной защиты − ЗМ™ Novec™ 1230 // Инженерные кадры − будущее инновационной экономики России: Материалы Всероссийской студенческой конференции: в 8 частях, Йошкар-Ола, 23–28 ноября 2015 года. Том Часть 5. Йошкар-Ола : Поволжский государственный технологический университет, 2015. С. 302–303. EDN VNQWEX.
6. Яворский В. А. Планирование научного эксперимента и обработка экспериментальных данных. М. : МФТИ, 2006. 44 с.
7. Джашеев К. А. М., Джашеева З. А. М. Номограммный метод анализа результатов многофакторного эксперимента // Современные наукоемкие технологии. 2008. № 8. С. 3. EDN JJWZQD.
8. Титов Е. В., Осьмушкина Е. Б. Визуализация электромагнитной обстановки с возможностью одновременной оценки допустимого времени пребывания // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2020. № 11 (193). С. 126–130.
9. Зыков В. И., Малашенков Г. Н. Моделирование пожарной опасности проводов и кабелей электрических сетей // Пожары и ЧС. 2009. № 3. С. 45–52. EDN: NTPWRD.
10. Никольский О. К., Качесова Л. Ю., Шаныгин И. А. Математическая модель оценки и управления рисками аварий в системах электроснабжения // Электрооборудование: Эксплуатация и ремонт 2018. №11. С. 72–77.
11. Дробязко О. Н., Сошников С. А. Направления разработки программных средств реализации моделирования пожарной опасности электроустановок // Социальная безопасность населения юга Западной Сибири Выпуск 6 Материалы международной научно-практической конференции «Региональные аспекты обеспечения социальной безопасности населения юга Западной Сибири − региональные риски и пути повышения эффективности защиты населения региона от природных, техногенных и гуманитарных угроз» − Барнаул, 9 декабря 2005 г. Барнаул : Аз Бука, 2005. 301 с. (С. 146–147).
12. Емельянов А. М., Гуров А. М. Элементы математической обработки и планирования инженерного эксперимента: Методические указания. Благовещенск : БСХИ, 1984. 63 с.
13. Методы планирования и обработки результатов инженерного эксперимента: учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по программам бакалавриата 22.03.02 и магистратуры 22.04.02 направления «Металлургия» / Н. А. Спирин, В. В. Лавров, Л. А. Зайнуллин [и др.]; Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б. Н. Ельцина. Издание 2-е, переработанное и дополненное. Екатеринбург : ООО «УИНЦ», 2015. 290 с. ISBN 978-5-9904848-4-9. EDN WCTGGT.

References

1. GOST R 59638−2021. Nacional'nyj standart Rossijskoj Federacii. «Sistemy pozharnoj signalizacii. Rukovodstvo po proektirovaniyu, montazhu, tekhnicheskomu obsluzhivaniyu i remontu. Metody ispytanij na rabotosposobnost'» [Fire alarm systems. Guidelines for design, installation, maintenance and repair. Methods of testing for performance] (utv. i vveden v dejstvie Prikazom Rosstandarta ot 24.08.2021 N 791-st).
2. Zhuravlyov D. V., Zykov V. I. Razrabotka sistemy kompleksnogo monitoringa pozharnoj bezopasnosti ob"ektov energeticheskogo kompleksa [Development of the system of complex monitoring of fire safety of objects of the energy complex] // Materialy VIII Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferenciya molodyh uchenyh i specialistov «Problemy tekhnosfernoj bezopasnosti − 2019». M. : Akademiya GPS MCHS Rossii, 2019. pp. 55−61. EDN: QGLLDH.
3. Butko V. S., Zykov V. I. Besprovodnoj monitoring obespecheniya pozharnoj bezopasnosti zdanij i sooruzhenij kriticheski vazhnyh ob"ektov [Wireless monitoring of the fire safety of buildings and structures of critical facilities] // Pozhary i CHS. 2020. № 2. pp. 6–15. EDN: DHJUDK.
4. Ivannikov A. P. Kompleksnaya ocenka funkcionirovaniya besprovodnyh sistem obnaruzheniya pozharov na ob"ektah energeticheskogo kompleksa [Integrated assessment of the functioning of wireless fire detection systems at the objects of the energy complex]: dis. ... kand. tekhn. nauk : 05.26.03 / Ivannikov Andrej Pavlovich. M. , 2017. рр. 23–96.
5. Shilina E. N., Korol'chenko A. Ya. Innovacionnaya tekhnologiya protivopozharnoj zashchity − ZM™ Novec™ 1230 [Innovative technology of fire protection - ZM™ Novec™ 1230] // Inzhenernye kadry − budushchee innovacionnoj ekonomiki Rossii: Materialy Vserossijskoj studencheskoj konferencii: v 8 chastyah, Joshkar-Ola, 23–28 noyabrya 2015 goda. Tom Chast' 5. Joshkar-Ola : Povolzhskij gosudarstvennyj tekhnologicheskij universitet, 2015. рр. 302–303. EDN VNQWEX.
6. Yavorskij V. A. Planirovanie nauchnogo eksperimenta i obrabotka eksperimental'nyh dannyh [Planning of scientific experiment and processing of experimental data]. M. : MFTI, 2006. 44 р.
7. Dzhasheev K. A. M., Dzhasheeva Z. A. M. Nomogrammnyj metod analiza rezul'tatov mnogofaktornogo eksperimenta [Nomogram method of analyzing the results of multifactor experiment] // Sovremennye naukoemkie tekhnologii. 2008. № 8. р. 3. EDN JJWZQD.
8. Titov E. V., Os'mushkina E. B. Vizualizaciya elektromagnitnoj obstanovki s vozmozhnost'yu odnovremennoj ocenki dopustimogo vremeni prebyvaniya [Visualization of electromagnetic environment with the possibility of simultaneous estimation of permissible residence time] // Vestnik Altajskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2020. № 11 (193). рр. 126–130.
9. Zykov V. I., Malashenkov G. N. Modelirovanie pozharnoj opasnosti provodov i kabelej elektricheskih setej [Modeling of the fire hazard of wires and cables of the electrical networks (in Russian)] // Pozhary i CHS. 2009. № 3. рр. 45–52. EDN: NTPWRD.
10. Nikol'skij O. K., Kachesova L. Yu., Shanygin I. A. Matematicheskaya model' ocenki i upravleniya riskami avarij v sistemah elektrosnabzheniya [Mathematical model of assessment and risk management of accidents in power supply systems] // Elektrooborudovanie: Ekspluataciya i remont 2018. №11. рр. 72–77.
11. Drobyazko O. N., Soshnikov S. A. Napravleniya razrabotki programmnyh sredstv realizacii modelirovaniya pozharnoj opasnosti elektroustanovok [Directions for the development of software tools for modeling the fire danger of electrical installations] // Social'naya bezopasnost' naseleniya yuga Zapadnoj Sibiri Vypusk 6 Materialy mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii «Regional'nye aspekty obespecheniya social'noj bezopasnosti naseleniya yuga Zapadnoj Sibiri − regional'nye riski i puti povysheniya effektivnosti zashchity naseleniya regiona ot prirodnyh, tekhnogennyh i gumanitarnyh ugroz» − Barnaul, 9 dekabrya 2005 g. Barnaul : Az Buka, 2005. 301 р. (рр. 146–147).
12. Emel'yanov A. M., Gurov A. M. Elementy matematicheskoj obrabotki i planirovaniya inzhenernogo eksperimenta [Elements of mathematical processing and planning of engineering experiment]: Metodicheskie ukazaniya. Blagoveshchensk : BSKHI, 1984. 63 р.
13. Metody planirovaniya i obrabotki rezul'tatov inzhenernogo eksperimenta [Methods of planning and processing the results of an engineering experiment]: uchebnoe posobie dlya studentov vuzov, obuchayushchihsya po programmam bakalavriata 22.03.02 i magistratury 22.04.02 napravleniya «Metallurgiya» / N. A. Spirin, V. V. Lavrov, L. A. Zajnullin [i dr.]; Ural'skij federal'nyj universitet im. pervogo Prezidenta Rossii B. N. El'cina. Izdanie 2-e, pererabotannoe i dopolnennoe. Ekaterinburg : OOO «UINC», 2015. 290 р. ISBN 978-5-9904848-4-9. EDN WCTGGT.

Статья поступила в редакцию 30.07.2024, одобрена после рецензирования 10.08.2024, принята к публикации 12.08.2024.
The article was submitted 30.07.2024, approved after reviewing 10.08.2024, accepted for publication 12.08.2024.

Для цитирования:
Орлов К. В., Судник Ю. А. Обоснование методики экспериментальных исследований систем комплексного мониторинга электропожаробезопасности электрифицированных объектов АПК // Международный технический журнал. 2024. № 3 (90). С. 62–71.

For сitation:
Orlov K. V., Sudnik Yu. A. Justification of the methodology of experimental research of systems of complex monitoring of electrical and fire safety of electrified objects of the agroindustrial complex // International Technical Journal. 2024. № 3 (90). рр. 62–71.

УДК 539.3
DOI 10.34286/2949-4176-2024-91-4-72-80

Дмитрий Владимирович Белов, аспирант, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К. А. Тимирязева, Россия, Москва
Виктор Григорьевич Ляпин, кандидат технических наук, доцент, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К. А. Тимирязева, Россия, Москва
Сергей Андреевич Андреев, кандидат технических наук, доцент,
Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К. А. Тимирязева, Россия, Москва

Электронагрев гелия в рабочей камере беспилотного микродирижабля

Аннотация. Изложены физические основы и технические особенности вертикального маневрирования микродирижабля посредством изменения температуры гелия в рабочей камере. Рассмотрены известные способы нагрева гелия и выявлены их недостатки. Обоснована целесообразность электронагрева гелия с использованием электроэнергии от бортовой энергетической сети. Предложена конструкция электронагревателя в виде объемного решетчатого куба, размещенного в рабочей камере микродирижабля. С целью снижения массы электронагревателя подвод питания рекомендовано осуществлять к наиболее удаленным друг от друга вершинам куба. На основании законов Кирхгофа составлена и проанализирована система из 12 линейных алгебраических уравнений, описывающая взаимосвязь электротехнических параметров нагревателя. Установлено, что для достижения равенства тепловых мощностей, выделяемых токопроводящими ребрами куба, сопротивления этих ребер должны принимать одно из двух значений, определяемых местом расположения в разветвленной цепи. При этом сопротивления ребер куба, не соединяюшихся с узлами подведения питания, равны частному от деления утроенного квадрата питающего напряжения на полную выделяемую тепловую мощность электронагревателем. В то же время сопротивления ребер куба, соединяюшихся с узлами подведения питания, превышают сопротивления остальных ребер в четыре раза. Определены выражения для выбора токопроводящих элементов кубической решетки по заданной тепловой мощности, напряжению питания и размерам электронагревателя. Рассмотрен пример расчета сопротивлений токопроводящих ребер кубической решетки для обеспечения равномерного выделения тепловой мощности 6 кВт при напряжении питания 400 В. Приведены трехмерные графические зависимости удельных линейных сопротивлений элементов электронагревателей от тепловой мощности и длине ребер в диапазоне от 0 до 5 м при напряжении питания 48 В.
Ключевые слова: беспилотный микродирижабль, гелий, нагрев, электронагреватель, решетчатый куб, тепловая мощность, сопротивление.

Dmitriy V. Belov, Postgraduate, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Russian Timiryazev State Agrarian University, Russia, Moscow
Victor G. Lyapin, Ph. D. of Engineering Sciences, Associate Professor, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Russian Timiryazev State Agrarian University, Russia, Moscow
Sergey A. Аndreev, Ph. D. of Engineering Sciences, Associate Professor, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Russian Timiryazev State Agrarian University, Russia, Moscow

Electric heating of helium in the working chamber of an unmanned microair

Abstract. The physical principles and technical features of vertical maneuvering of a micro-airship by changing the temperature of helium in the working chamber are presented. The known methods of heating helium are considered and their shortcomings are revealed. The expediency of electric heating of helium using electric power from the on-board power grid is substantiated. The design of an electric heater in the form of a volumetric lattice cube placed in the working chamber of a micro-airship is proposed. In order to reduce the mass of the electric heater, it is recommended to supply power to the most distant vertices of the cube. Based on Kirchhoff's laws, a system of 12 linear algebraic equations describing the relationship of the electrical parameters of the heater is compiled and analyzed. It is established that in order to achieve equality of thermal powers released by the conductive ribs of the cube, the resistance of these ribs must take one of two values determined by their location in the branched circuit. In this case, the resistance of the cube edges not connected to the power supply nodes is equal to the quotient of dividing the tripled square of the supply voltage by the total thermal power released by the electric heater. At the same time, the resistance of the cube edges connected to the power supply nodes exceeds the resistance of the remaining edges by four times. Expressions are defined for selecting the conductive elements of a cubic lattice for a given thermal power, supply voltage, and dimensions of an electric heater. An example is considered for calculating the resistance of the conductive edges of a cubic lattice to ensure uniform release of thermal power of 6 kW at a supply voltage of 400 V. Three-dimensional graphical dependencies of the specific linear resistances of the electric heater elements on the thermal power and the length of the edges in the range from 0 to 5 m at a supply voltage of 48 V are given.
Keywords: unmanned micro airship, helium, heating, electric heater, lattice cube, thermal power, resistance.

Библиографический список

1. Андреев С. А., Белов Д. В. Рассредоточенный нагрев гелия в беспилотных дирижаблях сельскохозяйственного назначения // Агроинженерия. 2024. № 26(1). С. 59–64.
2. Кирилин А. Н. Малогабаритные дирижабли. Конструкции и эксплуатация. М. : Издательство Московского авиационного института, 2003. 60 с.
3. Пат. 197257 Российская Федерация, МПК B 64 B 1/62. Воздухоплавательный аппарат / С. А. Андреев, Д. В. Белов; заявитель и патентообладатель С. А. Андреев. № 2020106046 ; заявл. 10.02.2020 ; опубл. 16.04.2020 ; Бюл. № 11.
4. Белов Д. В., Андреев С. А. Расчет скорости нагрева гелия в рабочей камере дирижабля / Современные энергосберегающие тепловые и тепломассообъемные технологии (сушка, и массообменные процессы) СЭТМТ 2023, VIII Международная научно-практическая конференция. М. : ООО «Мегаполис», 2023. С. 332–335.
5. Муханов В. В., Бабенко А. Г. Расчет сложных цепей. Учебное электронное и текстовое издание. Кафедра «Автоматика и управление в технических системах» Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б. Н. Ельцина. Екатеринбург , 2009. 19 с.
6. Электрические цепи и сигналы. Теория и практика: учебное пособие / Е. Б. Винокуров, В. М. Иванов, А. В. Дановая, Л. И. Чернышова. Тамбов : Изд-во ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2013. 168 с.
7. Васильев В. Литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы // iXBT [Электронный ресурс]. URL: https://www.ixbt.com/mobile/review/lipol.shtml.
8. Lithium batteries : Status, prospects and future : [англ.] // Journal of Power Sources. 2010. Vol. 195, no. 9 (May). рр. 2419−2430. ISSN 0378-7753. doi:10.1016/j.jpowsour.2009.11.048.
9. Заяц А. Е. [и др.] Электрические элементные нагреватели. Минск : БГАТУ, 2011. 180 с.
10. Фонарев З. И. Электронагрев трубопроводов резервуаров и технологического оборудования в нефтяной промышленности. Л. : Недра, 1984. 148 с.

References

1. Andreev S. A., Belov D. V. Rassredotochennyj nagrev geliya v bespilotnyh dirizhablyah sel'skohozyajstvennogo naznacheniya [Scattered helium heating in unmanned airships for agricultural purposes] // Agroinzheneriya. 2024. № 26(1). рр. 59–64.
2. Kirilin A. N. Malogabaritnye dirizhabli. Konstrukcii i ekspluataciya [Small-size airships. Constructions and operation]. M. : Izdatel'stvo Moskovskogo aviacionnogo instituta, 2003. 60 р.
3. Pat. 197257 Rossijskaya Federaciya, MPK B 64 B 1/62. Vozduhoplavatel'nyj apparat [Ballooning apparatus] / S. A. Andreev, D. V. Belov; zayavitel' i patentoobladatel' S. A. Andreev. № 2020106046 ; zayavl. 10.02.2020 ; opubl. 16.04.2020 ; Byul. № 11.
4. Belov D. V., Andreev S. A. Raschet skorosti nagreva geliya v rabochej kamere dirizhablya [Calculation of helium heating rate in the working chamber of an airship] / Sovremennye energosberegayushchie teplovye i teplomassoob"emnye tekhnologii (sushka, i massoobmennye processy) SETMT 2023, VIII Mezhdunarodnaya nauchno-prakticheskaya konferenciya. M. : OOO Megapolis, 2023. р. 332–335.
5. Muhanov V. V., Babenko A. G. Raschet slozhnyh cepej [Calculation of complex circuits]. Uchebnoe elektronnoe i tekstovoe izdanie. Kafedra «Avtomatika i upravlenie v tekhnicheskih sistemah» Ural'skij gosudarstvennyj tekhnicheskij universitet – UPI imeni pervogo Prezidenta Rossii B. N. El'cina. Ekaterinburg , 2009. 19 р.
6. Elektricheskie cepi i signaly. Teoriya i praktika [Electrical circuits and signals. Theory and practice]: uchebnoe posobie / E. B. Vinokurov, V. M. Ivanov, A. V. Danovaya, L. I. CHernyshova. Tambov : Izd-vo FGBOU VPO «TGTU», 2013. 168 р.
7. Vasil'ev V. Litij-ionnye i litij-polimernye akkumulyatory [Lithium-ion and lithium-polymer batteries] // iXBT. URL: https://www.ixbt.com/mobile/review/lipol.shtml.
8. Lithium batteries : Status, prospects and future : [angl.] // Journal of Power Sources. 2010. Vol. 195, no. 9 (May). рр. 2419−2430. ISSN 0378-7753. doi:10.1016/j.jpowsour.2009.11.048.
9. Zayac A. E. [i dr.] Elektricheskie elementnye nagrevateli [Electric elemental heaters]. Minsk : BGATU, 2011. 180 р.
10. Fonarev Z. I. Elektrongagrev truboprovodov rezervuarov i tekhnologiche kogo oborudovaniya v neftyanoj promyshlennosti [Electric heating of tank pipelines and process equipment in the oil industry]. L. : Nedra, 1984. 148 р.

Статья поступила в редакцию 03.09.2024, одобрена после рецензирования 13.09.2024, принята к публикации 14.09.2024.
The article was submitted 03.09.2024, approved after reviewing 13.09.2024, accepted for publication 14.09.2024.

Для цитирования:
Белов Д. В., Ляпин В. Г., Андреев С. А. Электронагрев гелия в рабочей камере беспилотного микродирижабля // Международный технический журнал. 2024. № 4 (91). С. 72–80.

For citation:
Belov D. V., Lyapin V. G., Аndreev S. A. Electric heating of helium in the working chamber of an unmanned microair // International Technical Journal. 2024. № 4 (91). pp. 72–80.