1. Принципи конструювання
1.1. Мета та завдання конструювання
Процес конструювання має за кінцеву мету створення виробу як результат інтелектуальної діяльності, що раціонально об’єднує виробничі, техніко-економічні та експлуатаційні вимоги. Тобто створена машина, установка чи агрегат повинні мати потрібну продуктивність, безвідмовність роботи протягом нормативного часу, мінімальні питомі масогабаритні та енергоємні параметри, бути простими та безпечними під час експлуатації та ремонту, ергономічними.
Разом з тим, кожен елемент виробу повинен мати свої окремі якісні показники, що залежать від покладених на них функціональних вимог. Так, наприклад, в перетворювачах енергії (механічної в електричну, електричну постійного струму в змінного струму) головним є досягнення максимального ККД, підтримання нормативного рівня вихідних показників (відхилення величини напруги, частоти, форми кривої струму тощо), у вимірювальних системах – чутливість, точність, стабільність показників.
У загальному випадку вирішення питань конструювання установок з відновлюваними джерелами енергії визначається відображенням бінарного відношення множин:
f AB C,
де А – множина потреб за енергозабезпеченням об’єкта (виробничого, побутового), що характеризується коефіцієнтом графіка навантаження, ємністю акумулювального пристрою, потужністю резервного джерела живлення; В – множина величин ресурсу відновлюваних джерел енергії, залежно від географічного розташування об’єкта (широта місцевості, річними показниками певного виду відновлюваної енергії та тривалістю їх використання).
Пересікання цих множин (А і В) визначає множину конструктивних параметрів технічних засобів з відновлюваними джерелами енергії – С, що характеризується геометричними параметрами залежно від коефіцієнтів ефективності за аеродинамічними, теплоенергетичними, ергономічними показниками.
У цьому разі множина С має бути кінцевою за виконання умови
де н – умова виконання критерію енергоекономічної оцінки.
Таким чином, вирішення питання конструювання систем з відновлюваними джерелами становить у визначенні взаємно однозначного відображення бінарного відношення у разі обмеження умов енергоекономічної оцінки.
1.2. Економічні засади конструювання
Невід’ємною частиною процесу конструювання є економічний фактор, що в умовах ринкових відносин враховує співіснування різних форм власності – приватної, колективної, державної. У зв’язку з цим, визначення економічної ефективності створеної установки має ґрунтуваватись на тому, що майбутні капіталовкладення на її реалізацію містять такі принципові положення:
– до основних критеріїв ефективності капітальних вкладень належать показники, що ґрунтуються на оцінюванні прибутку та рентабельності;
норматив ефективності дорівнює нормі дисконтування (приведення різночасових економічних показників до початку розрахункового періоду – тобто до року, який передує початку реалізації проекту), прийнятій залежно від конкретних умов, що відповідає процентній ставці банку на довготермінові вклади;
обсяги капітальних вкладень і річних витрат виробництва визначаються переважно за діючими цінами, тарифами та нормативами (у разі розрахунків на віддалену перспективу – за прогнозними оцінками);
розрахунковий період приймають, зазвичай, рівним тривалості будівництва і додають 15 років, що відповідає терміну служби основного обладнання;
амортизаційні відрахування на реновацію визначаються з урахуванням їх дисконтування, тобто за формулою складних процентів;
під час виконання розрахунків слід ураховувати інфляцію, а також невизначеність початкової інформації та зумовлений цим ризик.
Головним завданням економічної оцінки є не зниження вартості установки, а визначення економічної ефективності корисної віддачі її за весь період експлуатації (вартість інколи незначна складова цієї величини).
Одним із основних показників ефективності вкладень є інтегральний дисконтований чистий прибуток (Пдс), що дорівнює дисконтованій сумі всіх доходів і витрат за розрахунковий період:
,
де Dt – вартість реалізованої продукції та інші доходи за рік t;
Зt – річні витрати, що є сумою капітальних вкладень та експлуатаційних витрат (без амортизаційних відрахувань на реновацію) за рік t;
Е – норматив дисконтування.
За нормативного значення інтегрального прибутку рентабельність вкладень в об’єкт перевищує мінімальну норму прибутку, тобто інвестиції вигідні; негативне значення свідчить про неприйнятність проекту. Нульове значення вказує на мінімально допустиму норму прибутку, тобто банківську процентну ставку.