Автореферат (Исследование ресурсов ветровой и солнечной энергии республики Армения и разработка рекомендаций по повышению их эффективности)

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность работыПо официальным данным в Армении в 2011 году было произведено 7,4 млрд кВт⋅чэлектроэнергии, стоимость электроэнергии составляла 30 драмов за 1 кВт⋅ч; доля Армянской АЭС в общей генерации составила около 40 % (2 461 658 858 кВт•ч).

Сегодня стоит вопрос остановки действующего блока Армянской АЭС (400МВт) и замещения его новым реактором в 1000 МВт.Стоимость строительства нового блока Армянской АЭС составит около $5-6 млрд. Россия готова профинансировать 35% от стоимости проекта по строительству нового энергоблока Армянской АЭС (ААЭС).В ближайшие 10 лет Армения должна иметь возможности по замещению необходимойгодовой генерации не менее 3,5 млрд кВт/ч.

Такую генерацию можно обеспечить как строительством новой АЭС, так и введением в строй 5-го блока Разданской ТЭС (для местногорынка), а также частичным использованием возобновляемых источников энергии — такихкак ветровая и солнечная.Особое значение для обеспечения стабильного развития Республики Армения (РА)имеет повышение степени независимости ее собственной энергосистемы.

В условиях Армении это означает сокращение зависимости от импортируемого топлива, что в свою очередьположительно скажется на платёжном балансе Армении, повышении ее безопасности и конкурентоспособности на международной арене.Не менее важен и вопрос выявления собственного потенциала возобновляемой энергии и его эффективного использования в экономике. В работе анализируются ветровые исолнечные энергетические потенциалы РА.Валовой ветровой потенциал РА на высоте 10м по сделанным расчетом составил 1538,3млрд. кВт∙ч, около 10% которого экономически возможно для использования путём строительства сетевых ветроэлектростанций (ВЭС). Стоимость инвестиционных проектов построительству ВЭС в Армении составляет около $2,2 млн на 1 МВт установленной мощности.

Таким образом, строительство ВЭС общей мощностью 1000 МВт обойдется в $2,2 млрд.Другими словами, замещение только той части генерации, которая сегодня обеспечиваетсяАрмянской АЭС, может обойтись в $2,2 -2,5 млрд. Конечно, при высокой доле производстваэлектроэнергии на ВЭС возможны некоторые технические проблемы, связанные с диспетчированием мощностей и производством электроэнергии при отсутствии развитых региональных сетей, однако практика тех стран, где доля ВЭС в общей выработке составляет более20%, показывает, что технические решения возможны.Таким образом, наличие в Армении значительного ветроэнергетического и солнечногопотенциала, других возобновляемых источников энергии, а также огромные возможностиэнергосбережения и энергоэффективности дают повод для переосмысления стратегии разви3тия энергетики в Армении и поиска возможных альтернативных, более безопасных решений,разработки и внедрения соответствующей государственной политики.

Через 5-10 лет нам таки так придётся платить высокий тариф на электроэнергию - так лучше платить за безопаснуюи независимую энергетику.Цель диссертационной работы:- Исследование и расчёт потенциала возобновляемых источников энергии (ВИЭ) Республика Армения (РА) – энергии ветра и энергии солнца, разработка рекомендаций по повышению их использования; сравнительный анализ результатов расчётов указанных ВИЭ сиспользованием открытых специализированых баз данных (СБД) "Погода России", "Расписание погоды", "Справочник по климату СССР", "NASA" и "Metеonorm" с БД "Кадастр" РА.Исследование повышения эффективности ВЭУ регулированием угла установки лопастейветроколеса. Разработка методики выбора ветроэнергетической установки (ВЭУ) в рассмотренной местности.Основные задачи исследований.Для достижения постановленной цели в работе был сформулированы и решены следующие задачи:1.

Сравнительный анализ ветровых и солнечных данных по БД «Кадастр» РА с остальнымиобщедоступными СБД.2. Расчет и оценка валового ветрового и солнечного потенциала РА.3. Разработка методики выбора ветроэнергетической установки (ВЭУ) в рассмотреннойместности.4. Повышение эффективности ВЭУ регулированием угла установки лопастей ветроколеса.Научная новизна.Научная новизна работы заключается в следующем:1.

Результаты исследования энергопотенциала возобновляемых источников энергии (ВИЭ)РА – энергии ветра и энергии солнца: на основе сравнительного анализа и сопоставления БД“Кадастр” РА с остальными известными СБД, разработаны рекомендации по повышению ихиспользования.2. Предложена методика выбора ВЭУ для ВЭС в рассмотренной местности.3. Предложена методика повышения эффективности ВЭУ регулированием угла установкилопастей ветроколеса.Основные положения, выносимые на защиту.На защиту автором выносится следующие положения:41.

Исследования возобновляемых источников энергии (ВИЭ) РА – энергии ветра, энергиисолнца по кадастровым данным на основе анализа и сопоставления БД "Кадастр" с СБД "Погода России", "Расписание погоды", "Справочник по климату СССР", "NASA" и "Metеonorm"и разработанные рекомендации по повышению их использования.2. Методика выбора ВЭУ для ВЭС в рассмотренной местности.3. Методика повышения эффективности ВЭУ регулированием угла установки лопастей ветроколеса и анализ повышения эффективности на разных высотах оси вращения (30, 38 и 50м)ветроколеса.Методика исследований.Решение поставленных в работе задач осуществлялось на основе использования методов системного анализа, методов математического программирования и методов математической статистики.Практическая значимость результатов диссертационного исследования заключается в том, что в проведенной работе получена исходная информация по валовым ресурсамВИЭ и их распределение по территории РА, что позволяет оценить перспективность их использования в других регионах страны.

Разработаны методики и программное обеспечениедля выбора ВЭУ для ВЭС в рассмотренной местности, повышение эффективности ВЭУ регулированием угла установки лопастей ветроколеса и разработаны рекомендации для повышение выработки электроэнергии в РА по возобновляемым источникам энергии (энергииветра, энергии солнца).Достоверность научных результатов и выводов.Достоверность научных положений, теоретических выводов и практических рекомендаций диссертации подтверждается применением апробированных методов математическогопрограммирования и математической статистики, сравнительным анализом и сопоставлением общедоступных СБД.Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы докладывались иобсуждались на двух научно-технических конференциях: “Научно-техническое творчествомолодёжи – путь к обществу, основанному на знаниях” (26-28 июня 2013г., Москва), “Научный семинар по вопросам использования возобновляемых источников энергии, повышенияэнергоэффективности и энергосбережения” (16 октября 2013 г. “МЭИ”), “Научнотехническое творчество молодёжи – путь к обществу, основанному на знаниях” (25-27 июня2014 г., Москва), VII международной Школе-семинаре молодых учёных и специалистов“Энергосбережение-теория и практика” (13-17 октября 2014г.

Москва)Публикации.5По основным результатам диссертации опубликовано 7 печатных работ, в том числедве статьи в печатных изданиях, рекомендованных ВАК РФ и 1 патент на изобретения.Структура и объем диссертационной работы.Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, список литературы, 2приложения.Обем работы составляет 182 страниц, включая 33 страницы приложений, содержит 60иллюстраций и 74 таблиц.Во введении обоснована актуальность темы, определены цель и основные задачи исследования, приведены научная новизна, методика исследования и практическая значимостьрезультатов диссертационной работы.В первой главе дан анализ современного состояния и перспектив развития топливноэнергетического комплекса и физико-геогрофическая характиристика Армении.По официальным данным, в Армении в 2011 году было произведено 7,4 млрд кВт⋅чэлектроэнергии, стоимость электроэнергии составляла 30 драмов за 1 кВт⋅ч.По данным за 2012 год, самая большая доля производимой в стране электроэнергииприходится на тепловые электростанции (ТЭС) (Ереванская и Разданская) — 42%, затемидут гидроэлектростанции и ветроэлектростанции — чуть более 29% и Армянская атомнаяэлектростанция (ААЭС) — менее 29%.В результате сокращения спроса и резкого повышения цен на топливо производствоэлектроэнергии в Армении по сравнению с 1990г.

сократилось на 43% (по сравнению с1987г. - на 71%). В 2000г. производство электроэнергии составило 5957.6 ГВт⋅ч, в том числена ТЭС - 2692 ГВт⋅ч (45.2%), на АЭС - 2005.4 ГВт⋅ч (33.7%), на ГЭС - 1260.3 ГВт⋅ч (21.2%).Потребление энергии в 2000 г. составило 3565.67 ГВт⋅ч, в том числе населением 1234.14 (35.17%), в промышленности - 698.45 (19.5%), сельском хозяйстве - 474.4 (13.31%), вводоснабжении - 323.44 (9.1%), бюджетными организациями - 101.13 (5.4%), прочими 522.65 (17.52%).На 2008 год электропотребление в Армении на душу населения составляет 1577 кВт⋅ч(для сравнения, в России этот показатель равен 6435 кВт⋅ч)В 1988 г., после Спитакского землетрясения, по причинам безопасности, эксплуатацияААЭС была прекращена, хотя сама станция не была повреждена.

В 1995 г. в целях преодоления глубокого энергетического кризиса был перезапущен 2-ой энергоблок станции мощностью 408 МВт. В настоящее время на долю ААЭС приходится 33% общей выработки электроэнергии. Как известно, атомные электростанции не приводят к выбросам парниковых газов, однако здесь остро стоят проблемы безопасности эксплуатации станции и радиоактивных отходов. Жидкие радиоактивные отходы накапливаются в больших количествах и их6переработка, в основном выпариванием, является очень энергоёмким процессом и не решаетпроблемы в целом.В настоящее время гидроресурсы являются в Армении единственным источникомэнергии промышленного значения, половина экономического потенциала которого ужеосвоено (1500-1600 ГВт⋅ч).