Оценка физических и механических свойств топливных гранул для систем автономного энергоснабжения
М.Ф. Набиуллина, Г.Р. Мингалеева, О.В. Клейдман, А.А. Саченков
Вестник ИГЭУ, 2026 г. выпуск 4, сс. 17—24
Скачать PDF
Состояние вопроса. Комплексная оценка биоэнергетического потенциала растительных отходов агропромышленного комплекса позволит разработать рекомендации по размещению малых автономных электростанций на растительных отходах и оптимизировать логистику сбора и переработки биомассы. Экспериментальное определение теплофизических характеристик топливных гранул из различных видов биомассы с добавлением связующих веществ и исследование их механических свойств позволяет обосновать технологическую возможность их эффективного использования в качестве топлива для систем автономного энергоснабжения жилых объектов и сельскохозяйственных предприятий.
Материалы и методы. Для оценки биоэнергетического потенциала использована стандартизированная последовательность расчетов: определение массы отходов по видам культур, расчет валового энергетического потенциала и суммирование по всем видам отходов. Определение теплофизических характеристик осуществлено по ГОСТу, исследование механических свойств проведено на испытательной машине УТС‑110М при продольном и поперечном нагружении топливных гранул.
Результаты. Путем сочетания расчетных, экспериментальных и стандартизированных методов дана комплексная оценка потенциала растительных отходов Республики Татарстан и обоснована возможность их эффективного использования в биоэнергетике преимущественно в качестве топлива для автономного энергоснабжения.
Выводы. Полученные количественные данные создают основу для обоснованного выбора площадок для размещения малых автономных электростанций, работающих на растительном сырье, и оптимизации логистических схем по сбору и переработке биомассы. Анализ теплофизических свойств подтвердил, что переработка растительной биомассы в топливные гранулы является перспективным решением для энергоиспользования низкоплотных растительных отходов. Исследование механических свойств топливных гранул показало, что прочностные характеристики полностью отвечают требованиям эксплуатации в системах топливоподачи.
1. Использование растительных отходов для обеспечения функционирования сельскохозяйственных энергокомплексов / М.Ф. Набиуллина, Г.Р. Мингалеева, О.В. Афанасьева, С.С. Тимофеева // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. – 2024. – Т. 26, № 3. – С. 120–131.
2. Анисимова Т.Д., Зарипова Р.С., Нуриев М.Г. Роль стартапов в трансформации экономики и решении социальных проблем // Экономика и управление: проблемы, решения. – 2025. – Т. 4, № 4(157). – С. 87–93.
3. Никишанин М.С., Сеначин П.К. Углеродосодержащие брикеты на разных связующих веществах, их теплофизические характеристики и использование в газогенераторах // Ползуновский вестник. – 2009. – № 1–2. – С. 305–311.
4. Петрова Л.А., Латышев В.Г., Буренина О.Н. Получение бытовых топливных брикетов с использованием нефтяных связующих // Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело». – 2007. – № 1. – С. 49.
5. Панцхава Е.С. Электростанции на биотопливе (биомассе). – М.: Русайнс, 2016. – 338 с.
6. Клюс С.В., Забарный Г.Н. Оценка и прогноз потенциала твердого биотоплива Украины // Коллекторное и энергетическое машиностроение. – 2011. – № 2(24). – С. 8–13.
7. Андреенко Т.И., Киселева С.В., Рафикова Ю.Ю. Энергетический потенциал агробиомассы в Ростовской области, Краснодарском и Ставропольском краях // Вестник Московского университета. Сер. 5: География. – 2023. – Т. 78, № 6. – С. 50–63.
8. База данных показателей муниципальных образований [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.gks.ru/dbscripts/munst.
9. Бюллетени о состоянии сельского хозяйства [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.gks.ru/wps/wcm/connect/rosstat_main/rosstat/ru/ statistics/enterprise/economy.
10. Набиуллина М.Ф. Исследование теплофизических характеристик растительных отходов сельского хозяйства // XXVIII Всероссийский аспирантско-магистерский научный семинар, посвященный дню энергетика: материалы докладов: в 3 т., Казань, 05–06 декабря 2024 года. – Казань: Казанский государственный энергетический университет, 2024. – С. 408–411.
11. Анализ влияния теплотехнических характеристик сырья на физико-механические свойства комбинированного брикета / В.А. Рыжиков, О.А. Ерохина, Э.Л. Аким, П.В. Луканин // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. – 2025. – Т. 27, № 2. – С. 197–210.
12. Набиуллина М.Ф., Клейдман О.В, Мингалеева Г.Р. Исследование механических характеристик топливных гранул из растительных отходов сельского хозяйства // Проблемы и перспективы развития энергетики: сб. материалов VII Всерос. (с междунар. участием) науч.-практ. конф., Казань, 22–23 октября 2025 года. – Казань: Казанский государственный энергетический университет, 2025. – С. 772–775.
13. Янссен И. Теория давления сыпучих тел в силосных ячейках // Классические труды по механике сыпучих сред. – 1895. – С. 123–145.
14. Петров В.А., Козлов Н.И. Методика расчета энергии удара при падении гранул биотоплива // Энергетическое машиностроение. – 2020. – № 2. – С. 63–70.
15. Михайлов Е.А., Смирнов Д.В. Экспериментальное определение энергии разрушения гранул при ударных нагрузках // Механическая обработка материалов. – 2020. – № 4. – С. 112–119.