6. Енергозбереження

6.1 Особливості збереження енергії в сільському господарстві

Аграрна сфера матеріального виробництва має особливості, які ви­значаються специфікою енергетичних процесів у землеробстві і тваринництві порівняно з процесами споживання енергії у промисловості, що зумовлює неадекватність темпів зростання енер­госпоживання та обсягів виробництва продукції. Ці особливості ма­ють різне походження і вплив на харак­тер енергофікації сільськогосподарського виробництва, визначають його потребу в енергетичних потужностях та енергоресурсах.

Перша особливість сільського господарства пов'язана із викори­станням землі як непересічного чинника виробництва продовольства: «Праця — батько і найактивніший принцип багатства, земля — його мати» (У. Петті).

Земля як засіб виробництва при правильному використанні не зношується (як, наприклад, машина), а може підвищувати свою віддачу.

Підвищення економічної родючості ґрунтів значною мірою відбувається у процесі енергетичного впливу шляхом застосування досконаліших способів обробітку, хімізації і меліорації за умови, що процес внесення енергії не порушує екологічної рівноваги. Оскільки земля поряд з іншими елементами навколишнього середовища у процесі господарської діяльності людини піддається негативному впливу (ерозії тощо), то з цього випливає необхідність ґрунтозахисного характеру використання технічних засобів, спрямованого на збере­ження родючості ґрунту, що зумовлює використання додаткових обсягів енергії. Неоднакова якість земельних угідь обумовлює різну урожайність та рівень питомих витрат енергії.

Властивості ґрунту (структура, вологість, які визначають різні умови руху, особливо під час бездоріжжя) викликаюсь необхідність витрачати значну кількість енергії на вантажообіг, який залежить від маси машини та протяжності шляху. Трактори тільки на переміщення витрачають 30% і більше потужності.

На мало енергоємних роботах понад 75% усіх енерговитрат припадає на

переміщення машин і матеріалів.

Мобільність сільськогосподарської техніки внаслідок впливу рельєфу, взаємодії силової і робочої складових машинних агрегатів обумовлюють високу вібраційну та динамічну завантаженість конструкцій. Підвищена запиленість та забрудненість під час роботи машинних агрегатів у польових умовах викликає інтенсивне абразивне зношування недостатньо захищених елементів, зокрема, паливної апаратури двигунів, інших вузлів, що обумовлює додаткові витрати пального.

Друга специфічна ознака енергоспоживання у сільському господарстві пов'язана з використанням у виробництві живих організмів (сільського - сподарських рослин і тварин), біологічних об'єктів.

Залежно від функцій рослини і тварини можуть бути як предметом праці (наприклад, енергетичні засоби використовують енергію, впливаючи на стан сільськогосподарських культур), так і за способом праці (зокрема продуктивна худоба). Ця особливість сільського господарства вимагає при конструюваннітехнічних засобів враховувати специфіку вимог біологічного процесу відтворення жи­вих організмів. Сільськогосподарські роботи поєднують у собі біологічні процеси та виробничі операції. На противагу промисловості, де піднесення технічного рівня пов'язано з оновленням машин та устаткування, застосуванням нових технологічних процесів, у сільському господарстві значення технічного рівня здебільшого пов'язують з біологічним відтворювальним процесом рослин та тварин, особливостям яких підпорядковані усі елементи технологій. Сільськогосподарські екосистеми відрізняються від природних (ліси, луки тощо) тим, що, по-перше, окрім сонячної енергії вони одержують від людини (чи за її участю) додаткову енергію (енергія м'язів людини та тварини, добрив, енергетичних засобів тощо); по-друге, максимізацією виходів окремих видів рослинницької чи тваринницької продукції шляхом використання більшої кількості енергії; по-третє, природний відбір замінюється штучним шляхом селекції рослин і тварин, пристосованих до інтенсивного засвоєння природної і штучної енергії.

Особливістю сучасного сільськогосподарського виробництва є те, що більшість енергоємних технологічних операцій механізовано, а рівень енергоспоживання в основному стабілізувався. Суттєвого зниження питомих енерговитрат на цих операціях добитися важко, якщо не змінювати технологію. Як правило, основна частина ручної праці застосовується на мало енергоємних - технологічних операціях, тому механізація цих процесів зумовлює додаткові питомі витрати енергоресурсів.

Третьою специфічною особливістю енергоспоживання у сільському господарстві є залежність виробництва від погодно-кліматичних умов, що визначають хід технологічних процесів. Залежно від погоди навіть протягом дня можуть змінюватися умови праці, склад операцій, витрати енергії тощо. Технологічні лінії у рільництві на відміну від промисловості не можуть бути чітко детермінованими. Вони, як правило, тимчасові, зі змінними обсягами робіт і тривалістю циклів, складом мобільних агрегатів. Зміна погодних умов, яку заздалегідь важко визначити, впливає на здійснення технологічних операцій. Внаслідок неоднакових термінів дозрівання сільськогосподарських культур, різної їх урожайності тощо змінюються тривалість виконання технологічних процесів, їх енергоємність.

Сільському господарству притаманний чинник технологічного ризику, обумовлений погодно-кліматичними умовами, а отже і коли­вання енергоємності виробництва продукції: несприятливі погодні умови навіть за високого рівня інтенсифікації рослинництва на 70—80% обумовлюють варіабельність урожайності. Коливання рівня урожайності залежно від погодних умов зумовлюють, по-перше, значні втрати продукції в урожайні роки, по-друге, зниження ефективності сільськогосподарського виробництва через непродук­тивне використання енергетичних та інших ресурсів у неврожайні роки. Погодно-кліматичні умови визначають характер сільськогосподарського виробництва і через дію чинника часу.

Специфічність дії цього чинника в сільському господарстві полягає в тому, що

оптимальні терміни виконань можуть відхилятися на 1—3 тижні, відрізняються

через особливості структури ґрунту та рельєфу навіть для одного і того ж поля.

Оптимальні терміни виконання сільськогосподарських операцій складно встановити точно, тому фактичні дані здійснення технологічних процесів можуть значно відхилятися від запланованих, що змушує використовувати енергетичні засоби не в оптимальному режимі. В цілому сільськогосподарські виробничі процеси внаслідок нестабільного обсягу робіт у рільництві мають імовірнісний характер.

Четверта особливість енергоспоживання — це сезонність, яка визначає нерівномірне, а саме пікове завантаження енергетичних засобів протягом року. Можна виділити чотири найнапруженіші періоди польових робіт: сівба та садіння сільськогосподарських культур; догляд за просапними культурами; збирання врожаю; зяблева оранка та посів озимих. Зокрема, близько 40% річного обсягу сільськогосподарських вантажів транспортується під час збирання урожаю. Для сільського господарства характерні висока добова і сезонна нерівномірність електроспоживання: насосні підстанції для зрошення полів максимально використовуються влітку, теплиці і парники.