Цель исследования. Разработка и обосновывание концепций автономной холодильной установки, использующей энергию ветра для питания, с акцентом на энергоэффективность, экологическую устойчивость и стабильность работы в условиях переменной выработки электроэнергии.
Актуальность темы. Глобальный переход на возобновляемые источники энергии требует инновационных решений в области энергоснабжения. Ветрогенераторы представляют собой один из самых перспективных источников экологически чистой энергии. Использование их для питания холодильных установок особенно актуально для удалённых регионов, где централизованное энергоснабжение либо отсутствует, либо крайне затруднено. Это касается сельских районов, исследовательских баз, медицинских учреждений и других объектов, требующих надёжного охлаждения.
Задачи исследования:
1. Изучение технических характеристик и особенностей работы холодильных установок при
питании от нестабильных источников энергии, таких как ветрогенераторы.
o Анализ существующих решений в данной области.
o Определение оптимальных конструктивных параметров установки.
2. Разработка модели холодильной установки, интегрированной с ветрогенератором.
o Разработка системы управления, обеспечивающей стабильную работу холодильника в условиях
переменной выработки энергии.
o Использование аккумуляторных систем и устройств накопления холода для повышения
надёжности.
3. Оценка энергоэффективности и устойчивости работы системы.
o Исследование энергетических потерь.
o Оптимизация распределения нагрузки между источником энергии и накопителями.
4. Экологическое и экономическое обоснование предложенной системы.
o Сравнение экологических и экономических характеристик с традиционными холодильными
установками.
o Выявление преимуществ использования ветровой энергии для питания холодильников.
Практическая значимость. Результаты исследования могут быть применены в разработке автономных систем охлаждения, что особенно актуально для:
• сельского хозяйства (хранение скоропортящихся продуктов, молока, рыбы, мяса);
• медицины (сохранение вакцин, биоматериалов, лекарств);
• логистики (перевозка продуктов в условиях автономного энергоснабжения);
• научных станций в удалённых регионах.
Ожидаемые результаты:
1. Разработка оптимизированной конструкции холодильной установки, питающейся от ветрогенератора.
2. Создание алгоритмов управления, обеспечивающих стабильную работу в условиях переменной генерации.
3. Подтверждение энергетической, экологической и экономической эффективности системы в сравнении с традиционными решениями.
Исследование вносит вклад в развитие технологий устойчивого развития и демонстрирует перспективы использования возобновляемых источников энергии для автономного охлаждения.
Scopul cercetării. Dezvoltarea și fundamentarea conceptelor unei instalații frigorifice autonome, care utilizează energia eoliană pentru alimentare, cu accent pe eficiența energetică, sustenabilitatea ecologică și stabilitatea funcționării în condițiile unei producții variabile de energie electrică.
Actualitatea temei. Tranziția globală către surse de energie regenerabilă necesită soluții inovatoare în domeniul aprovizionării cu energie. Generatoarele eoliene reprezintă una dintre cele mai promițătoare surse de energie ecologică. Utilizarea acestora pentru alimentarea instalațiilor frigorifice este deosebit de relevantă pentru regiunile izolate, unde alimentarea centralizată cu energie fie lipsește, fie este extrem de dificilă. Acest aspect este important pentru zonele rurale, bazele de cercetare, instituțiile medicale și alte obiective care necesită o răcire fiabială.
Obiectivele cercetării:
1. Studierea caracteristicilor tehnice și a particularităților de funcționare ale instalațiilor frigorifice alimentate de surse de energie instabile, precum generatoarele eoliene.
- Analiza soluțiilor existente în acest domeniu.
- Determinarea parametrilor constructivi optimi ai instalației.
2. Dezvoltarea unui model de instalație frigorifică integrată cu un generator eolian.
- Elaborarea unui sistem de control care să asigure funcționarea stabilă a frigiderului în condițiile unei producții variabile de energie.
- Utilizarea sistemelor de acumulare și a dispozitivelor de stocare a frigului pentru creșterea fiabilității.
3. Evaluarea eficienței energetice și a sustenabilității sistemului.
- Studierea pierderilor energetice.
Optimizarea distribuției sarcinii între sursa de energie și sistemele de stocare.
4. Fundamentarea ecologică și economică a sistemului propus.
- Compararea caracteristicilor ecologice și economice cu instalațiile frigorifice tradiționale.
- Identificarea avantajelor utilizării energiei eoliene pentru alimentarea frigiderelor.
Semnificația practică. Rezultatele cercetării pot fi aplicate în dezvoltarea sistemelor autonome de răcire, fiind deosebit de relevante pentru:
- agricultură (păstrarea produselor perisabile, laptelui, peștelui, cărnii);
- medicină (conservarea vaccinurilor, materialelor biologice, medicamentelor);
- logistică (transportul produselor în condiții de alimentare autonomă);
- stații de cercetare în regiuni izolate.
Rezultate așteptate:
1. Dezvoltarea unei construcții optimizate a instalației frigorifice alimentate de generatorul eolian.
2. Crearea algoritmilor de control care să asigure funcționarea stabilă în condițiile unei generări
variabile.
3. Confirmarea eficienței energetice, ecologice și economice a sistemului în comparație cu soluțiile tradiționale.
Cercetarea contribuie la dezvoltarea tehnologiilor sustenabile și demonstrează perspectivele
utilizării surselor de energie regenerabilă pentru răcirea autonomă.
Research goal. Development and justification of concepts for an autonomous refrigeration system powered by wind energy, focusing on energy efficiency, ecological sustainability, and operational stability under variable electricity production conditions.
Relevance of the topic. The global transition to renewable energy sources requires innovative solutions in energy supply. Wind turbines are among the most promising sources of environmentally friendly energy. Their use for powering refrigeration systems is especially relevant in remote areas where centralized power supply is either unavailable or extremely challenging. This is crucial for rural areas, research bases, medical facilities, and other sites requiring reliable cooling.
Research objectives:
1. Study the technical characteristics and operational features of refrigeration systems powered by unstable energy sources, such as wind turbines.
- Analyze existing solutions in this field.
- Determine the optimal design parameters for the system.
2. Develop a refrigeration system model integrated with a wind turbine.
- Design a control system to ensure stable refrigerator operation under variable energy generation.
- Utilize battery systems and cold storage devices to enhance reliability.
3. Evaluate the energy efficiency and operational sustainability of the system.
- Investigate energy losses.
- Optimize load distribution between the energy source and storage systems.
4. Provide ecological and economic justification for the proposed system.
- Compare ecological and economic characteristics with traditional refrigeration systems.
- Identify the advantages of using wind energy for powering refrigeration units.
Practical significance. The research results can be applied to the development of autonomous cooling systems, which are particularly relevant for:
- Agriculture (storage of perishable products, milk, fish, meat);
- Medicine (preservation of vaccines, biological materials, medicines);
- Logistics (transportation of goods under autonomous energy supply conditions);
- Research stations in remote areas.
Expected outcomes:
1. Development of an optimized design for a refrigeration system powered by a wind turbine.
2. Creation of control algorithms to ensure stable operation under variable energy generation.
3. Confirmation of the energy, ecological, and economic efficiency of the system compared to traditional solutions.
The research contributes to the development of sustainable technologies and demonstrates the
potential of renewable energy sources for autonomous cooling.
Except where otherwise noted, this item's license is described as Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United States