ЭКСЕРГОЭКОНОМИЧЕСКАЯ И ЭКСЕРГОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОЛНЕЧНО-АККУМУЛЯТОРНОГО ХОЛОДОСНАБЖЕНИЯ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ХРАНЕНИИ ЯБЛОК
DOI:
https://doi.org/10.5281/zenodo.21414373Keywords:
яблоки Golden Delicious; холодильное хранение; сетевая СФЭС; LiFePO₄ BESS; термическая инерция; эксергия холода; эксергоэкономика; эксергоэкология; углеродная интенсивность.Abstract
Предложена продуктово-ориентированная методика эксергетической,
эксергоэкономической и эксергоэкологической оценки солнечно-аккумуляторного холодоснабжения
при длительном хранении яблок сорта Golden Delicious. Расчёт выполнен для двух камер K-01 и
K-02 промышленного плодоовощехранилища, оснащённого сетевой СФЭС мощностью 297 кВт и
рассматриваемым LiFePO₄-накопителем ёмкостью 500 кВт·ч и мощностью 200 кВт. На основании геометрии
камер и требований к воздушным проходам обоснована загрузка 384 вентилируемых контейнеров по
340 кг в каждой камере, или 261,1 т яблок в двух камерах. Для девятимесячного цикла сентябрь–май
расчётное электропотребление составило 29,0 МВт·ч, холодильная нагрузка — 45,9 МВт·чₜₕ, а полезная
эксергия холода — 3,04 МВт·чₑₓ. В базовом сетевом сценарии операционная стоимость полезной эксергии
холода равна 8587 сум/кВт·чₑₓ, а углеродная интенсивность энергетической цепи — 5,25 кг CO₂-экв./
кВт·чₑₓ. Интеграция СФЭС, BESS и допустимого предварительного охлаждения снижает сетевой отбор
до 10,0 МВт·ч, операционную стоимость — до 2956 сум/кВт·чₑₓ и углеродную интенсивность — до 2,13
кг CO₂-экв./кВт·чₑₓ. При учёте сценарной утечки R404A расширенный эксергоэкологический показатель
составляет 3,29 кг CO₂-экв./кВт·чₑₓ. Вместе с тем при ценах на оборудование уровня 2023 г. полная
приведённая удельная стоимость варианта с BESS, отнесённая к полезной эксергии холода, достигает
0,92 USD/кВт·чₑₓ, поэтому накопитель экономически оправдывается не только снижением объёма
покупки электроэнергии, но и резервированием критической нагрузки. Полученные показатели являются
расчётными и сопровождаются явным перечнем допущений и результатов анализа чувствительности.
References
Ghafoor A., Munir A. Worldwide overview of solar thermal cooling technologies // Renewable and
Sustainable Energy Reviews. – 2015. – Vol. 43. – P. 763–774. – DOI: 10.1016/j.rser.2014.11.073.
Otanicar T., Taylor R. A., Phelan P. E. Prospects for solar cooling: An economic and environmental
assessment // Solar Energy. – 2012. – Vol. 86, No. 5. – P. 1287–1299. – DOI: 10.1016/j.solener.2012.01.020.
Han Y., Li M., Wang Y., Li G., Ma X., Wang R. Impedance matching control strategy for a solar cooling
system directly driven by distributed photovoltaics // Energy. – 2019. – Vol. 168. – P. 953–965. – DOI:
1016/j.energy.2018.11.148.
Seyednezhad M., Najafi H. Solar-powered thermoelectric-based cooling and heating system for building
applications: A parametric study // Energies. – 2021. – Vol. 14, No. 17. – Art. 5573. – DOI: 10.3390/
en14175573.
Bozorgi M., Tasnim S. H., Mahmud S. Enhancing indoor thermal comfort and sustainability: A solar-driven
desiccant cooling and adsorption chiller system with environmental impact assessment // Solar Energy. –
– Vol. 271. – Art. 112440. – DOI: 10.1016/j.solener.2024.112440.
Hovgaard T. G., Larsen L. F. S., Edlund K., Jørgensen J. B. Model predictive control technologies for
efficient and flexible power consumption in refrigeration systems // Energy. – 2012. – Vol. 44, No. 1. – P.
–116. – DOI: 10.1016/j.energy.2011.12.007.
International Electrotechnical Commission. IEC 61724-1:2021. Photovoltaic system performance. Part 1:
Monitoring. – 2nd ed. – Geneva: IEC, 2021.
IEEE Standards Association. IEEE Std 1547-2018. IEEE Standard for Interconnection and Interoperability
of Distributed Energy Resources with Associated Electric Power Systems Interfaces. – New York: IEEE,
Matchanov N. A., Kulmatov K. K., Muminov S. A., Dekhkonova M. K., Shodiev B. T. Power supply of an
industrial refrigeration enterprise based on a grid-connected photovoltaic power plant (Fergana Valley).
Part 1: Schematic solutions and operational assessment // Alternative Energy. – 2026. – Vol. 23, No. 2. – P.
–111. – DOI: 10.70769/2181-284.ME.2(23).2026.9.
Lazzaretto A., Tsatsaronis G. SPECO: A systematic and general methodology for calculating efficiencies
and costs in thermal systems // Energy. – 2006. – Vol. 31, No. 8–9. – P. 1257–1289. – DOI: 10.1016/j.
energy.2005.03.011.
Meyer L., Tsatsaronis G., Buchgeister J., Schebek L. Exergoenvironmental analysis for evaluation of the
environmental impact of energy conversion systems // Energy. – 2009. – Vol. 34, No. 1. – P. 75–89. – DOI:
1016/j.energy.2008.07.018.
Ahamed J. U., Saidur R., Masjuki H. H. A review on exergy analysis of vapor compression refrigeration
systems // Renewable and Sustainable Energy Reviews. – 2011. – Vol. 15, No. 3. – P. 1593–1600. – DOI:
1016/j.rser.2010.11.039.
Mykhailyk V., Lebovka N. Specific heat of apple at different moisture contents and temperatures // Journal
of Food Engineering. – 2014. – Vol. 123. – P. 32–35. – DOI: 10.1016/j.jfoodeng.2013.09.015.
ASHRAE Handbook—Refrigeration. SI Edition. – Atlanta: American Society of Heating, Refrigerating and
Air-Conditioning Engineers, 2022.
Barbosa-Cánovas G. V., Fernández-Molina J. J., Alzamora S. M., Tapia M. S., López-Malo A., Welti-Chanes
J. Handling and Preservation of Fruits and Vegetables by Combined Methods for Rural Areas. – Rome:
Food and Agriculture Organization of the United Nations, 2003. – FAO Agricultural Services Bulletin No.
– ISBN 92-5-104861-4.
Yaptenco K. F., Esguerra E. B. Good Practice in the Design, Management and Operation of a Fresh
Produce Packing-House / technical editors R. S. Rolle, E. Hewett. – Bangkok: FAO Regional Office for Asia
and the Pacific, 2012. – RAP Publication 2012/04. – 188 p. – ISBN 978-92-5-107194-6.
International Organization for Standardization. ISO 14040:2006. Environmental Management. Life Cycle
Assessment. Principles and Framework. – Geneva: ISO, 2006.
International Organization for Standardization. ISO 14044:2006. Environmental Management. Life Cycle
Assessment. Requirements and Guidelines. – Geneva: ISO, 2006.
Stucki M., Götz M., de Wild-Scholten M., Frischknecht R. Environmental Life Cycle Assessment of
Electricity from PV Systems: 2023 Data Update. – Paris: IEA Photovoltaic Power Systems Programme,
Task 12, 2024.
Cole W., Karmakar A. Cost Projections for Utility-Scale Battery Storage: 2023 Update. – Golden, CO:
National Renewable Energy Laboratory, 2023. – Technical Report NREL/TP-6A40-85332.
Quoilin S., Kavvadias K., Mercier A., Pappone I., Zucker A. Quantifying self-consumption linked to solar
home battery systems: Statistical analysis and economic assessment // Applied Energy. – 2016. – Vol.
– P. 58–67. – DOI: 10.1016/j.apenergy.2016.08.077.
Schimpe M., Naumann M., Truong N., Hesse H. C., Santhanagopalan S., Saxon A., Jossen A. Energy
efficiency evaluation of a stationary lithium-ion battery container storage system via electro-thermal
modeling and detailed component analysis // Applied Energy. – 2018. – Vol. 210. – P. 211–229. – DOI:
1016/j.apenergy.2017.10.129.
International Renewable Energy Agency. Renewable Power Generation Costs in 2023. – Abu Dhabi:
IRENA, 2024.
Peters J. F., Baumann M., Zimmermann B., Braun J., Weil M. The environmental impact of Li-ion batteries
and the role of key parameters: A review // Renewable and Sustainable Energy Reviews. – 2017. – Vol.
– P. 491–506. – DOI: 10.1016/j.rser.2016.08.039.
Intergovernmental Panel on Climate Change. Climate Change 2021: The Physical Science Basis:
Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate
Change / eds. V. Masson-Delmotte, P. Zhai, A. Pirani et al. – Cambridge; New York: Cambridge University
Press, 2021. – DOI: 10.1017/9781009157896.
United States Environmental Protection Agency. Technology Transitions GWP Reference Table [Electronic
resource]. – Washington, DC: U.S. EPA. – Date of access: 17.07.2026.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2026 ECONOSCITECH INTEGRATION
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
