НАУКА ОБРАЗОВАНИЯ - издательский дом

Switch to desktop

Материалы

МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ПАРАМЕТРОВ СВЕТОДИОДНОГО ОСВЕЩЕНИЯ В ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ПОМЕЩЕНИЯХ

 

Журнал «НАУЧНАЯ ЖИЗНЬ»  [СКАЧАТЬ СТАТЬЮ В PDF]
тОМ 17, выпУСК 1, 2022 

Рубрика: АГРОИНЖЕНЕРИЯ
DOI: 10.35679/1991-9476-2022-17-1
   
Для цитирования:

Лошкарев И. Ю., Широбокова Т. А., Логачёва О. В., Иванкина Ю. В. Методика оценки параметров светодиодного освещения в животноводческих помещениях // Научная жизнь. 2022. Т. 17. Вып. 1.

   
Авторы: 

Лошкарев Игорь Юрьевич, канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры «Инженерная физика, электрооборудование и электротехнологии», ФГБОУ ВО «Саратовский государственный аграрный университет им. Н. И. Вавилова: Россия, 410012, г. Саратов, Театральная пл., 1.
Широбокова Татьяна Александровна, канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры «Электротехника электроборудование и электроснабжение», ФГБОУ ВО «Ижевская государственная сельскохозяйственная академия»: Россия, 426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, 11.
Логачёва Оксана Владимировна, канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры «Инженерная физика, электрооборудование и электротехнологии», ФГБОУ ВО «Саратовский государственный аграрный университет им. Н. И. Вавилова: Россия, 410012, г. Саратов, Театральная пл., 1.
Иванкина Юлия Викторовна, канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры «Инженерная физика, электрооборудование и электротехнологии», ФГБОУ ВО «Саратовский государственный аграрный университет им. Н. И. Вавилова: Россия, 410012, г. Саратов, Театральная пл., 1.

 

Тел.: (987) 800-29-15
E-mail: igyulo@mail.ru

   
Реферат: 

В связи с массовым переходом к энергоэффективному оборудованию в животноводческих и производственных помещениях агропромышленного комплекса, с целью экономии электроэнергии, создание и разработка современных научно-обоснованных светодиодных осветительных приборов является одной из актуальных проблем технологического освещения. Правильно организованная система освещения позволяет влиять на возраст полового созревания, обеспечивать оптимальный режим развития животных, увеличивать продуктивность. В статье представлена методика и алгоритм расчета на основе которых разработана программа расчета основных конструктивных параметров светодиодного осветительного прибора для животноводческих помещений. в животноводческих помещениях. Разработанная программа и алгоритм работы программы позволяет рассчитать и оценить конструктивные параметры светодиодного осветительного прибора, обеспечивающего равномерное распределение освещенности при минимальных затратах электроэнергии в животноводческих помещениях. Оценка качества освещенности проводится по вкладам трех светильников, расположенных линейно. Расчет и выбор параметров светодиодных осветительных приборов представлен функцией в зависимости от наименьшего отклонения величины максимального значения освещенности и неравномерности освещения от их нормированных значений. Варьируемыми параметрами являются расстояние между светильниками, высота подвеса светильника, расстояние от края светильника до первых светодиодов линеек, угол между наклонной частью светильника и его верхней поверхностью, протяженность наклонной части светильника, угол задающий положение первой линейки на светильнике, количество светодиодов на i-й линейке. Для упрощения расчетов разработана программа, основанная на предлагается применение методике математического аппарата генетического алгоритма с вещественным кодированием, используемого для решения задач поиска минимума функции. и имитирующего свойства биологических систем. Разработанная методика позволяет определить параметры светодиодного осветительного прибора, обеспечивающего нормируемую освещенность на горизонтальной рабочей поверхности при минимальных затратах электроэнергии, позволяющая оценить распределение светового потока с учетом конфигурации и геометрии светодиодного осветительного прибора. Методика может быть адаптирована для оценки эффективности применения как в систему освещения животноводческих, птицеводческих и растениеводческих помещений при линейной продольной системе освещения.

   
Ключевые слова: светодиодное освещение, животноводческое помещение, освещенность, распределение светового потока, равномерность освещения, эксплуатация осветительных приборов
   

Список литературы:

1. Галлямова Т. Р., Широбокова Т. А., Иксанов И. И. Перспективы применения светодиодов в практике животноводства // Научное обеспечение АПК. Итоги и перспективы : матер. Междунар. науч.-практ. конф., посвященной 70-летию ФГБОУ ВПО «Ижевская ГСХА» : в 2 т. – Ижевск : ФГБОУ ВПО «Ижевская ГСХА», 2013. – Т. 2. – C. 86–89.

2. Ерошенко Г. П., Лошкарев И. Ю., Шестаков И. В., Лошкарев В. И. Электроемкость продукции промышленного птицеводства // Аграрный научный журнал. – 2016. – № 2. – С. 48–50.
3. Стерхова Т. Н., Савушкин А. В., Сиротин А. А., Корнаухов П. Д. Электрический способ обеззараживания семян сельскохозяйственных культур // Инженерный вестник Дона. – 2013. – Т. 24. – № 1 (24). – URL : ivdon.ru/ru/magazine/archive/n1y2013/1590/.
4. Kondrateva N. P., Krasnolutskaya M. G., Bolshin R. G. Progressive electric equipment and electro technologies for the protected soila // Asian Journal of Scientific and Educational research. – 2015. – № 1(17). – Р. 848–852.
5. Kochetkov N. Р., Shirobokova T. A., Gallyamova T. R. The lighting device provides uniform lighting horizontal working surface // 4th International Scientific Conference“ Applied Sciences in Europe: tendencies of contemporary development”: Papers of the 4th International Scientific Conference. November 4-5, Stuttgart, Germany 2013. – Р. 40–41.
6. Буторин В. А., Вовденко К. П., Царёв И. Б. Прогнозирование ресурса светильников со светодиодами, определяемого спадом их светового потока // Светотехника. – 2014. – № 6. – С. 57–58.
7. Широбокова Т. А., Шувалова Л. А., Иксанов И. И., Галлямова Т. Р. Влияние светодиодного светильника на повышение продуктивности дойных коров // Научное и кадровое обеспечение АПК для продовольственного импортозамещения : матер. Всерос. науч.-практ. конф. / Министерство сельского хозяйства РФ ; ФГБОУ ВПО «Ижевская государственная сельскохозяйственная академия». – Ижевск, 2016. – С. 265–267.
8. Широбокова Т. А., Иксанов И. И., Мякишев А. А., Цыркина Т. В., Соболева Е. Н. Энергосберегающая система освещения животноводческих помещений // Аграрный научный журнал. – 2014. – № 12. – С. 62–63.
9. Пат. 157781 Российская Федерация. МПК F21V 8/00 G02B 6/00. Светодиодный осветительный прибор / С. И. Юран, Т. А. Широбокова, И. И. Иксанов. – Опубл. 10.12.2015.
10. Пат. 159705 Российская Федерация. МПК F21L 17/00 Светодиодный осветительный прибор / Т. А. Широбокова, Н. П. Кочетков, Т. Р. Галлямова. – Опубл. 27.09.2013.
11. Широбокова Т. А., Шувалова Л. А., Иксанов И. И., Цыркина Т. В., Пономарева С. Я. Методика расчета геометрических параметров светодиодного светильника // Инженерный вестник Дона. – 2017. – № 2. – URL : ivdon.ru/ru/magazine/archive/N2y2017/4235.
12. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2017617039. Программа расчета оптимального числа светодиодов в системе освещения животноводческого помещения / Т. А. Широбокова, Е. В. Ветчанин, И. И. Иксанов. – Опубл. 21.06.2017.
13. Лошкарев И. Ю., Малецкий О. В., Лошкарев В. И., Белова Н. Н. Эффективность внедрения световодов для освещения в животноводческих помещениях // Известия Международной академии аграрного образования. – 2018. – № 39. – С. 19–24.
14. Якимович Б. А., Тененев В. А. Генетические алгоритмы в моде-лировании систем : [монография]. – Ижевск : изд-во ИжГТУ, 2010. – 308 с.
15. Лошкарев И. Ю., Шестаков И. В., Малецкий О. В., Лошкарев В. И., Картмамбетов Д. С. Энергосбережение в системе освещения в сельскохозяйственных и складских помещениях // Актуальные проблемы энергетики АПК : матер. IХ междунар. науч.-практ. конф. / под общ. ред. В. А. Трушкина. – Саратов : ООО «ЦеСАин», 2018. – С. 106–109.
16. Ерошенко Г. П., Лошкарев И. Ю. Рациональные варианты теплоснабжения животноводческих помещений // Научное обозрение. – 2017. – № 3. – С. 38–46.
17. Лошкарев И. Ю., Аберясьев А. Я., Лошкарев В. И. Оценка эффективности внедрения светоаэратора в систему вентиляции коровника // Актуальные проблемы энергетики АПК : матер. IХ междунар. науч.-практ. конф. / под общ. ред. В. А. Трушкина. – Саратов : ООО «ЦеСАин», 2018. – С. 104–106.
18. Лошкарев И. Ю., Шестаков И. В., Малецкий О. В., Лошкарев В. И., Картмамбетов Д. С. Энергосбережение в системе освещения в сельскохозяйственных и складских помещениях // Актуальные проблемы энергетики АПК : матер. IХ междунар. науч.-практ. конф. / под общ. ред. В. А. Трушкина. – Саратов : ООО «ЦеСАин», 2018. – С. 106–109.
19. Loshkarev I. Yu., Shirobokova T. A., Baranova I. A., Batanov S. D. Implementation of the energy-saving lighting mode in the poultry-farming house due to the automated control system // ITBI 2019, J. Phys.: Conf. Ser 1333 (2019) 042019, Р. 1–5.
20. Loshkarev I. Yu., Shirobokova T. A., Shuvalova L. A. Automation of artificial lighting design for dairy herd cows // ITBI 2019 J. Phys.: Conf. Ser 1333 (2019) 042018, Р.1–5.

   
English version:

METHOD FOR EVALUATION OF LED PARAMETERS LIGHTING IN LIVESTOCK ROOMS

 

Loshkarev Igor Yurievich, Cand. of Tech. Sci., Ass. Prof., Ass. Prof. of the Depart. of Engineering Physics, Electrical Equipment and Electrotechnologies, Saratov State Agrarian University named after N. I. Vavilov, Saratov, Russia.
Shirobokova Tatyana Aleksandrovna, Cand. of Tech. Sci., Ass. Prof., Ass. Prof. of the Depart. of Electrical Engineering, Electrical Equipment and Power Supply, Izhevsk State Agricultural Academy, Izhevsk, Russia.
Logacheva Oksana Vladimirovna, Cand. of Tech. Sci., Associate Professor, Associate Professor of the Department of Engineering Physics, Electrical Equipment and Electrotechnologies, Saratov State Agrarian University named after N. I. Vavilov, Saratov, Russia.
Ivankina Yulia Viktorovna, Cand. of Tech. Sci., Associate Professor, Associate Professor of the Department of Engineering Physics, Electrical Equipment and Electrotechnologies, Saratov State Agrarian University named after N. I. Vavilov, Saratov, Russia.

  

Keywords: LED lighting, livestock building, illumination, distribution of light flux, uniformity of illumination, operation of lighting devices.

 

Abstract. In connection with the massive transition to energy-efficient equipment in livestock and industrial premises of the agro-industrial complex, in order to save electricity, the creation and development of modern science-based LED lighting devices is one of the urgent problems of technological lighting. A properly organized lighting system allows you to influence the age of puberty, provide an optimal mode for the development of animals, and increase productivity. The article presents a calculation method and algorithm on the basis of which a program for calculating the main design parameters of an LED lighting device for livestock buildings has been developed. in livestock buildings. The developed program and the algorithm of the program operation make it possible to calculate and evaluate the design parameters of the LED lighting device, which ensures a uniform distribution of illumination with minimal electricity consumption in livestock buildings. Evaluation of the quality of illumination is carried out according to the contributions of three lamps arranged linearly. Calculation and selection of parameters of LED lighting devices is represented by a function depending on the smallest deviation of the value of the maximum value of illumination and illumination unevenness from their normalized values. The variable parameters are the distance between the lamps, the height of the lamp suspension, the distance from the edge of the lamp to the first LEDs of the lines, the angle between the inclined part of the lamp and its upper surface, the length of the inclined part of the lamp, the angle that sets the position of the first line on the lamp, the number of LEDs on the i-th line . To simplify the calculations, a program has been developed based on the proposed application of the method of the mathematical apparatus of a genetic algorithm with real coding used to solve problems of finding the minimum of a function. and imitating the properties of biological systems. The developed technique makes it possible to determine the parameters of an LED lighting device that provides normalized illumination on a horizontal working surface with minimal power consumption, which makes it possible to evaluate the distribution of the luminous flux, taking into account the configuration and geometry of the LED lighting device. The technique can be adapted to evaluate the effectiveness of the application both in the lighting system of livestock, poultry and crop premises with a linear longitudinal lighting system.

   
   For citation: Loshkarev, I. Yu., Shirobokova, T. A., Logacheva, O. V., Ivankina, Yu. V. (2022) Method for evaluation of LED parameters lighting in livestock rooms. Nauchnaya zhizn' [Scientific Life], vol. 17, iss. 1. (in Russian)

 

К содержанию»