name: Разработка технологии и средств механизации для когенерации биогаза в условиях Республики Саха (Якутия)
keyword_list: газовый генератор количество потребляемой энергии агропромышленный комплекс крупнорогатый скот удои молока автономная когенерационная линия биоэнергетическая установка когенерационные установки биогазовая технология
abstract: Средний показатель по удою молока от 1 коровы в сельскохозяйственных предприятиях Якутии по результатам 2019 года составил 2481 кг. Одним из путей повышения удоев молока является вывод коров с конца мая месяца по сентябрь в летние фермы. В настоящее время только 1/3 часть крестьянских (фермерских) хозяйств имеют летние фермы, большая часть ферм расположены в поселениях и зависимы от подключения к центральному электроснабжению, но кормовая база недостаточного качества. 
  По данным Министерства сельского хозяйства Республики Саха (Якутия) земли сельскохозяйственного назначения от общего земельного фонда республики составляют 6,31%.  И при этом эффективность использования земель сельскохозяйственного назначения имеет регрессирующий характер. Это в первую очередь связано с климатическими особенностями Якутии, а во вторую - с отсутствием подключений к сети на территориях с высокой травянистой растительностью. На это влияют не только луговая растительность, но и некоторое количество запущенных летних ферм. Летнее пастбищное содержание позволяет получать весьма питательное молоко, благотворно оказывает воздействие на физиологическое состояние животного, формирует оптимальные запасы жизненно значимых пита-тельных веществ в организме животных. На выпасе крупный рогатый скот испытывает благотворное воздействие солнечных лучей, чистого воздуха, активного движения. По причине транспортной труднодоступности территорий с высокой растительностью, ежегодно, под летние фермы используются одни и те же естественные пастбища. Это приводит к истощению земель, оказывает разрушающее воздействие на почву. А сеяные пастбища требуют дополнительных финансовых и физических затрат. 
  Существенными преимуществами производства биогаза является использование собственной возобновляемой сырьевой базы и отказ от ископаемых энергоносителей или импорта, децентрализация энергоснабжения. Навоз и помет – побочные отходы животноводства, которые могут наносить вред окружающей среде и здоровью людей. С другой стороны, навоз и помет – это биомасса, которую можно использовать для производства возобновляемой энергии. Использование отходов животноводства для производства биогаза возможно на многих территориях. 
  Производство и использование биогаза может стать существенным вкладом в деле организации большого количества мелких летних ферм, позволит увеличить объемы удоев молока, а также дает возможность создать новые рабочие места в сельских местностях (логистика, инженерные услуги и строительство зданий и сооружений).
  Проведённые теоретические исследования позволили наметить пути решения изложенной отраслевой задачи путем внедрения новых технологических решений, так как исключается возможность применения существующих технологий в природно-климатических и сложившихся условиях ведения производства в аграрном секторе Якутии, так как они рассчитаны для крупных животноводческих хозяйствах, дороги по стоимости и работают в мезофильном режиме – соответственно, требуют подключения к центральной сети.
  Научная гипотеза – использование автономных технических систем, обладающих низкой себестоимостью и высокой эффективностью позволит повысить независимость малых хозяйств от центрального объекта энергообеспечения.
  Цель исследования - обоснование технологии и разработка технической системы для когенерации биогаза в условиях летних ферм Республики Саха (Якутия).
  Задачи исследования:  
  –	Обосновать необходимость применения и определить основные факторы, воздействующие на процесс эффективной работы технологии когенерации биогаза в условиях Республики Саха (Якутия).
  –	Теоретически обосновать и экспериментально проверить процесс когенерации биогаза в психрофильном режиме работы накопительной биоэнергетической установки.
  –	Разработать и внедрить автономную когенерационную линию для нужд малых К(Ф)Х. 
  –	Провести экономическую оценку предлагаемой автономной когенерационной линии. 
  –	Дать рекомендации по комплектованию оборудования и устройств разработанной системы автономной когенерационной линии для децентрализованных К(Ф)Х при использовании в процессе доения и приготовления кормов. 
  Объект исследования – автономная когенерационная линия для механизации процессов доения и приготовления кормов.
  Предмет исследований – процесс работы автономной когенерационной линия для механизации процессов доения и приготовления кормов.
  Научная новизна работы. Получена математическая зависимость когенерации биогаза в психрофильном режиме работы накопительной биоэнергетической установки при использовании в условиях К(Ф)Х. Определены и обоснованы режимные параметры работы автономной когенерационной линии на основе психрофильной накопительной биогазовой технологии для использования в условиях децентрализованных К(Ф)Х.
  Теоретическая и практическая значимость работы. Исследованы взаимодействующие факторы процесса когенерации газа с использованием региональных особенностей и предложены математические зависимости, описывающие работу системы в психрофильном режиме работы накопительной биоэнергетической установки, произведён подбор оптимального оборудования, способствующего эффективной работе предлагаемой технической системы. Разработана автономная когенерационная линия для использования в процессе доения и приготовления кормов в децентрализованных К(Ф)Х. Предложены рекомендации по комплектованию оборудования и устройств разработанной системы автономной когенерационной линии для децентрализованных К(Ф)Х при использовании в процессе доения и приготовления кормов.
  Методология и методы исследований. Теоретические исследования когенерационных технологий проведены с применением современных методов поиска, анализа и обработки информации. В исследовательской деятельности использован математический аппарат линейного программирования, дифференциального и интегрального исчисления. Эксперименты проводились в летнее время в условиях Республики Саха (Якутия). Полученные в ходе проведения экспериментов результаты подвергнуты обработке в соответствии с современными методами теории вероятностей, математической статистики и перспективного планирования экспериментальных исследований с применением специализированных программ.
  Основные положения, выносимые на защиту:
  - математическая зависимость, описывающая процесс когенерации биогаза в психрофильном режиме работы накопительной биоэнергетической установки;
  - автономная когенерационная линия на основе психрофильной накопительной биогазовой технологии для децентрализованных К(Ф)Х при использовании в процессе доения и приготовления кормов.
chairman_dissertation_council.name: Иван
chairman_dissertation_council.surname: Бумбар
chairman_dissertation_council.patronymic: Васильевич
chairman_dissertation_council.position: Председатель
chairman_dissertation_council.degree: Доктор технических наук
chairman_dissertation_council.rank: Профессор
chairman_dissertation_council.wos_research_id: -
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 57196088752
chairman_dissertation_council.rinc_id: 552396
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Павел
organization_supervisor.surname: Тихончук
organization_supervisor.patronymic: Викторович
organization_supervisor.position: Ректор
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 68.01.91
rubrics.name: Отходы сельскохозяйственного производства и их переработка. Вторичное сырье. Ресурсосбережение
oecds.code: 02.07.IH
oecds.name: ENGINEERING, ENVIRONMENTAL
oecds.code: 02.07.ID
oecds.name: ENERGY & FUELS
speciality_codes.name: Технологии и средства механизации сельского хозяйства
speciality_codes.code: 05.20.01
supervisors.fio: Друзьянова В.П.
supervisors.scientific_degree: Доктор технических наук
supervisors.speciality_code: Технологии и средства механизации сельского хозяйства
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Бондаренко А.М.
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Технологии и средства механизации сельского хозяйства
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Фиапшев А.Г.
opponents.scientific_degree: Кандидат технических наук
opponents.speciality_code: Технологии и средства механизации сельского хозяйства
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ФГБОУ ВО ДальневосточныйГАУ
protection_organization.name: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный государственный аграрный университет"
protection_organization.ogrn: 1022800525923
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство сельского хозяйства Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.short_name: ФГАОУ ВО "СЕВЕРО-ВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. М.К. АММОСОВА" СЕВЕРО-ВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СВФУ
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "СЕВЕРО-ВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ М.К. АММОСОВА"
author_organization.ogrn: 1021401044587
author_organization.supervisor_name: АНАТОЛИЙ
author_organization.supervisor_surname: НИКОЛАЕВ
author_organization.supervisor_patronymic: НИКОЛАЕВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения