Отзыв ведущей организации (Исследование систем энергоснабжения на основе солнечной энергии для потребителей в отдаленных районах в Боливарианской Республике Венесуэла)

УТВЕРЖДАЮ Первый заместитель генерального одитель фессор анфилов ОТЗЫВ ведущей организации — Открытого акционерного общества «Энергетический институт им.Г.М. Кржижановского» (ОАО «ЭНИН») на диссертацию Росендо Чакон Милица Елена «Исследование систем энергоснабжении на основе солнечной энергии для потребителей в отдаленных районах в Боливарианской Республике Венесуэла» представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.14.08 - «Э пер гоуста нов ки на основе возобновляемых видов энергии». 1.

Актуальность работы. В Венесуэле реализуется государственная программа «Посеем свет», которая направлена на сокращение внутреннего потребления органического топлива внутри страны и увеличение экспортного потенциала страны и следовательно увеличение доходов государства от экспорта нефти.. Сокращение внутреннего потребления нефтепродуктов (дизельного топлива и бензина) позволит снизить нагрузку на бюджет, сократить существующие на сегодняшний день дотации на использование органического топлива, составляющие в настоящее время 12 млрд. долл. США в год.

Низкая внутренняя цена на бензин (0,01 долл. США за литр) привела к массовому использованию дизельных и бензиновых электростанций с высоком уровнем выбросов углекислого газа, в результате Венесуэла занимает первое место в странах Латинской Америки по выбросам углекислого газа, достигающим 6,4 метрических тонн/год на душу населения. Кроме того, согласно переписи населения 2011 года„2300 населенных пунктов Венесуэлы с населением около 500 тысяч человек не подключены к сетям общего пользования, при этом только часть из них имела возможность использовать дизельные и бензиновые энергоустановки.

Поэтому одним из основных положений указанной государственной программы является поддержка расширенного использования солнечной энергии для энергоснабжения автономных сельских потребителей в отдаленных районах страны. В работе проведено комплексное исследование сооружения автономных энергосистем на базе использования солнечной энергии в условиях Венесуэлы, так что актуальность работы не вызывает сомнений. 2. Содержание работы. Работа состоит из введения, пяти глав и заключения, изложенных на 186 страницах Ро введи ении обоснована актуапьиость работы, сформупнрованы цепь и задачи работы, приведены положения, выносимые на защиту, раскрыта научная и практическая значимость диссертационной работы.

В первой главе дана краткая характеристика современного состояния электроэнергетики, перспектив и возможностей использования солнечной энергии в Венесуэле. В 2010 году Венесуэла вышла на первое место в мире по доказанным запасам нефти и на восьмое место по доказанным запасам природного газа. По данным за 2013 год установленная мощность электростанций в объединенной энергосистеме (ОЭС) в Венесуэле составила 30180 МВт, в том числе ГЭС (14879 МВт) и около 15301 МВт тепловых электростанций. В настоящее время ОЭС и система газопроьодоь ие охватывают ьсю страну. Поэтому использование всех видов ВИЭ для сооружения местных электростанций весьма актуалыю.

Особенно благоприятные условия для использования солнечной энергии. Приход солнечной радиации на горизонтальную приемную площадку составляет от 4,4 (кВт.ч)/м до б,7 (кВт.ч)/м в сутки и практически не меняется в течение года. Вторая глава посвящена исследованию ресурсов солнечной энергии и ее использованию в области Альта Гуахира, которая согласно правительственной программе будет электрифицирована в первую очередь. В настоящее время в этой области 65'.4 жителей вообще не имеют доступа к электричеству, около 14'.4 снабжаются от собственных дизельных или бензиновых электростанций и только около 21'0 подключены к электросети.

Основное внимание уделено оценке ресурсов солнечной энергии. Проведено сравнение показателей мировых баз данных "ХАБА" и "Ме~еопопп" с показателями гидрометеостанции "Маракайбо" Венесуэлы. Анализ показал, что в рассматриваемом районе показатели баз данных "Ме1еопопп" хорошо совпадают с данными метеостанции "Маракайбо". В главе поведены также расчеты оптимального угла наклона фотоэлектрических модулей в данной местности и показана возможность эффективного использования модулей с концентраторами, поскольку в данном районе наблюдается высокое значение прямой солнечной радиации.

В третьей главе представлены результаты исследования влияния температуры солнечных модулей на энергетические характеристики солнечных модулей различного типа. Рассмотрены влияние элементов конструкции системы охлаждения на тепловой и электрический КПД солнечного модуля совмещенного типа, т.е, модуля, в котором объединены фотоэлектрический и тепловой модуль. Получены характеристики изменения теплового и электрического КПД и мощности в зависимости от массового расхода охлаждающей воды, температуры и конструктивных параметров.

Определены оптимальные значения указанных величин. Показано, в частности, что отрицательное влияние высокой температуры воздуха, свойственной территории Венесуэлы, приводящее к снижению КПД солнечных кремниевых модулей может быть частично компенсировано использованием системы водяного охлаждения солнечных модулей. Четвертая глава посвящена разработке модели и методического и математического обеспечения исследования эффективности энергетического комплекса на базе различных солнечных фотоэлектрических установок с системой водяного охлаждения и без нее. При этом в качестве резервного источника электроэнергии использовался бензиновый генератор. А в качестве солнечных модулей ~СМ) рассмотрены СМ на основе кристаллического кремния, СМ с голографическим концентратором и СМ с концентратором в виде линзы Френеля.

Кроме указанных элементов, солнечные установки включают солнечный вакуумный коллектор, аккумуляторную батарею (АБ) и контроллер заряд- разряда АБ. Для существующего состава оборудования предложены математические выражения для максимума мощности системы и произведенной энергии с учетом ограничений. Предложено оценивать оптимальность системы по ритерию минимума суммарных дисконтированных затрат за расчетный срок службы 20 лет по известным формулам.

Выбор элементов системы осуществляется по максимальной электрической и тепловой мощности потребителя. Для поиска оптимальных значений установленной мощности солнечной фотоэлектрической установки, вакуумных солнечных коллекторов, бензинового генератора и емкости аккумуляторной батареи разработана имитационная модель на базе М1сгозой Ехсе1.

Разработаны два типа графиков электрической нагрузки для потребителя 1 с низким доходом 1график 1) и потребителя со средним доходом (график 2). В связи с тем, что в условиях Венесуэлы не требуется отопление домов, то тепловая нагрузка представляет необходимый расход тепла на горячее водоснабжение. Исходя численности семьи домовладельца - 5 человек. График нагрузки принят постоянным на весь год, а за расчетный расход, для определения мощности коллекторов, принят расход горячей воды в выходные дни-дни максимальной нагрузки.

С использованием имитационной модели на основе составленных математических зависимостей с принятыми ограничениями по графику нагрузки выбраны мощность фотоэлектрических модулей, солнечных коллекторов и остальных элементов системы энергоснабжения домохозяйства (автономного потребителя) двух разных типов. В пятой главе проведена оценка экономической эффективности систем энергоснабжения на основе солнечной энергии для потребителей в области Альта Гуахира Республики Венесуэлы. Приведены результаты расчетов суммарных дисконтированных затрат и чистого дисконтируемого дохода системы электроснабжения автономных потребителей.

При этом предполагалось отсутствие государственных дотаций, внутренняя цена на топливо изменялась в пределах 0,35 — 0,55 долл. США/л, а цена на внешнем рынке составляла 0,65 долл. США/л. В результате срок окупаемости систем солнечного энергоснабжения не превысил б-7 лет. 3. Научная новизна работы. 1. Автором исследовано влияние температуры воздуха и системы водяного охлаждения на энергетические характеристики солнечных модулей различных типов в условиях Венесуэлы. 2. Разработана методика и математическая модель для выбора структуры и параметров элементов схем электро- и теплоснабжения и режимов работы с учетом систем охлаждения и графиков электрической и тепловой нагрузки. 3. Показана перспективность и зкономическая эффективность бездотационного использования солнечной энергии для энергоснабжения удаленных районах Венесуэлы. 4, Практическая значимость.

Результаты, полученные диссертантом, могут стать научной основой выполнения государственной программы «Посеем свет» в части энергоснабжения удаленных районов Венесуэлы, не связанными с сетями общего пользования и возможно для районов с неустойчивым энергоснабжением. Методики и модели могут быть использованы при проектировании конкретных объектов. 5, Достоверность результатов исследований.

Достоверность научных положений, теоретических выводов и практических рекомендаций обусловлена корректностью известных математических формул, применяемых для разработки модели, сравнительным анализом международных баз данных по приходу солнечной радиации с базами данных местных метеостанций. Общепринятыми стоимостными характеристиками оборудования и и эксплуатационных затрат. 6, Апробация работы и публикации по ней.

Основные положения работы и ее результаты докладывались на международных и всероссийских конференциях. Опубликовано 9 печатных работ, в том числе три статьи в рецензируемых печатных изданиях, рекомендованных ВАК РФ. 7. Замечания и вопросы. 7.1 На графике Рис. 16 (стр.23) в период с 2008 по 2012 год максимальная потребляемая мощность больше, чем максимально вырабатываемая мощность. как это возможно? 7.2 Стр.

41. Лидеры в мире по установленной мощности ФЭС указаны неправильно (Китай, Япония, США, Великобритания, Германии). На самом деле в 2015 году первые страны расположены в следующем порядке: Китай (43, 5 ГВт), Германия (39,7 ГВт), Япония (34,4 ГВт), США (25,6 ГВт), Италия (18,9 ГВт), Великобритания (9,1 ГВт), Франция (6,6 ГВт). 7.3 Согласно графика 2.16 (стр.65) годовое поступление солнечной радиации при угле наклона р = 10 незначительно превышает поступление О солнечной радиации при р = О.

Разница равна 1,25 '.4, т.е. находится в пределах точности расчета. Для упрощения конструкции следовало бы рекомендовать установку модулей горизонтально, т,е. Р = О. 7.4 Стр. 85, ф-ла 3.5. В скобках должен быть «минус, а не «плюс». 7.5 На стр. 86. Почему нормальная температура в формуле 3.7 принята 20"С, в формуле 3,8- 25 С, 7.6 На стр.95 среди оптимальных параметров теплообменника указана температура охлаждающей воды, равная 287'К, т.е. 14'С. Между тем среднемесячная температура в Венесуэле колеблется от 26,9"С до 29,1 "С.

С помощью чего обеспечивается рекомендуемая оптимальная температура охлаждающей воды? 7.7 При математическом определении параметров схемы электроснабжения принято, что максимум электрической нагрузки покрывается за счет ФЭС и бензогенератора. Почему в покрытии максимума не участвует аккумуляторная батарея? 7.8 Не указан источник получения графиков электрической и тепловой нагрузки. Почему электрическая нагрузка ~стр.

117, Рис.4.2) в ночные часы (от 0 до 6 часов утра) составляет 70'.4 от вечернего максимума (21 час). 8, Заключение по работе. Диссертационная работа Росендо Чакон Милица Елена посвящена актуальной проблеме, связанной с использованием солнечной энергии для электро- и тепло снабжения потребителей в отдаленных районах Боливарианской Республики Венесуэла. Она является законченной научно-технической работой, содержащей достаточно обоснованные новые положения и выводы. Сформулированные задачи решены, диссертация выполнена на хорошем научно-техническом уровне, поставленная цель достигнута.

Автореферат полностью соответствует содержанию диссертации. Публикации автора соответствуют теме диссертации и отражают ее суть. Диссертационная работа Росендо Чакон Милица Елена на тему «Исследование систем энергоснабжения на основе солнечной энергии для потребителей в отдаленных районах в Боли варна вской Республике Венесуэла», является научно-квалификационной работой, полностью соответствует критериям, установленным Положением о порядке присуждения ученых степеней и званий, утвержденным постановлением Правительства Российской Федерации № 842 от 24 сентября 2014 г., ее автор Росендо Чакон Милица Клена заслуживает присуждения ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.14,08 «Энергоустановки на основе возобновляемых видов энергии» (технические науки).

Диссертационная работа и отзыв на нее обсуждены на расширенном заседании отделения новых технологий и нетрадиционной энергетики, протокол №3 от 19 января 2017 г. Председатель, Зав. отделением новых технологий и нетрадиционной энергетики, у, l д.т.н.,с.н.с. П.П. Безруких Секретарь, Ведущий научный сотрудник, д.т.н., с.н.с. В.Ф.

Лачугин Открытое акционерное общество «Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского», (ОАО «ЭНИН») Российская Федерация, 119071,Москва, Ленинский проспект, 19. Тел. 8(495)770-31-00, 8(495)770-31-01. Факс 8(495)770-3 1-03. Е-гпа11: .