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

отзыв официального оппонента доктора технических наук Б зова Виталия Анатольевича на диссертационную работу Росен о Чакон Мили а Елена на тему «Иссле ование систем эне госнабжения на основе солнечной эне гии ля пот ебителей в от апенных айонах в Болива ианской Рес блике Венес эла», представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.14.08 «Энергоустановки на основе. возобновляемых видов энергии». Актуальность выбранной темы определяется необходимостью реализации государственной программы Венесуэлы «Посеем свет» по использованию солнечной энергии для энергоснабжения 500 тыс. человек, не обеспеченных централизованным, энергоснабжением, сокращения государственных дотаций на бензин в сумме более 12 млрд.

долл. США и уменьшения выбросов углекислого газа. Для поэтапной реализации программы внедрения солнечной энергетики для энергоснабжения автономных потребителей Венесуэлы необходима оценка капиталовложений, исследования перспективных конструкций солнечных модулей (СМ) в условиях жаркого климата Венесуэлы, условий финансирования солнечных энергоустановок и обоснование эффективных направлений расширенного использования солнечной энергии для повьппсния социального уровня жизни многочисленных сельских' автономных потребителей в удаленных районах Венесуэлы.

ель настоя его иссле овання является: исследование перспективности комплексного использования ресурсов солнечной энергии для создания эффективной системы электро- и, теплоснабжения типовых автономных потребителей Венесуэлы. Для достижения цели в работе решены следующие задачи: - исследование проблемы информационного обеспечения гелиоэнергетических расчетов, и рассмотрение различных вариантов углов наклона приемной площадки в области Альта Гуахира Венесуэлы; - исследование влияния температуры воздуха на величину отдачи различных типов СМ и эффективности применения водяного охлаждения в условиях Венесуэлы; - анализ условий быта различных слоев населения и выявление характерных потребителей по уровню энергопотребления в Венесуэле; - разработка методического и математического обеспечения для исследования эффективности комплексного использования солнечной энергии в энергокомплексах (ЭК), предназначенных для энергоснабжения типовых автономных потребителей; исследование экономической целесообразности использования солнечных энергетических установок для энергоснабжения населения Венесуэлы.

Научная новизна работы заключается в предложенных автором: - аналитических зависимостях влияния температуры воздуха на энергетические характеристики СМ различных типов в условиях Венесуэлы; - методике и математической модели для расчета параметров и режимов схем энергоснабжения автономного потребителя на основе использования различных типов с учетом влияния температуры воздуха, наличие систем охлаждения солнечных коллекторов; - методике и математической модели выбора структуры и параметров схемы энергоснабжения автономного потребителя на основе расчета их техникоэкономической эффективности; - перспективности расширенного использования солнечной энергии в отдаленных районах Венесуэлы, в том числе и с целью экономии использования нефти и нефтепродуктов внутри страны для повышения доходов Венесуэлы от экспорта нефти.

Практическая ценность работы заключается в возможности оценивать перспективность использования ЭК на базе солнечных фотоэлектрических установок (СФЭУ) различных типов в отдаленных районах, в том числе при реализации национальной программы Венесуэлы «Посеем свет». Степень обоснованности научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертации, подтверждается сопоставлением полученных результатов с результатами других авторов.

Структура и объем диссертации Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, списка литературы из 85 источников и приложений. Объем диссертации — 186 страниц основного текста, включая 99 рисунков и 62 таблицы. Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована цель и задачи работы, приведены положения, выносимые на защиту, раскрыта научная и практическая значимость диссертационной работы.

В первой главе выполнен анализ состояния электроэнергетики и перспектив использования солнечной энергии в Венесуэле. Половину генерирующих мощностей страны (15301 МВт) имеют тепловые электрические станции. Электроснабжение отдаленных районов Венесуэлы с населением 500 тысяч человек обеспечивается от автономных электростанций на дизельном топливе нли бензине. Выбросы углекислого газа электростанциями Венесуэлы являются одними из самых больших в Латинской Америке.

В тоже время среднесуточное значение суммарной солнечной радиации в этой стране на горизонтальную плоскость составляет от 4,4 до 6,7 кВт ч/м и практически не 2 меняется в течение года. В настоящее время в Венесуэле реализуется госпрограмма «Посеем свет», целью которой является обеспечение электроэнергией и теплом отдаленных районов за счет использования солнечной энергии. Вторая глава посвящена обоснованию получения достоверных значений суммарной солнечной радиации на горизонтальную плоскость и с оптимальным углом наклона к горизонту в области Альта Гуахира. Сопоставление среднемесячных значений суммарной солнечной радиации гидрометеостанции (ГМС) «Маракайбо» с аналогичными значениями мировых баз данных МАЗА и Ме1еопопп показало, что для данной области большую точность дает применение данных базы Ме1еопопп.

Для получения максимального прихода суммарной солнечной радиации приемник целесообразно устанавливать под углом 10' к горизонту. Установлено, что в данном регионе имеет место высокое значение прямой солнечной радиации в течение года. Данное обстоятельство указывает на возможность эффективного использования СМ с концентраторами.

В третьей главе исследовано влияние КПД СМ от температуры окружающего воздуха и поступления солнечной радиации. Предложены формулы для определения температуры плоского СМ, солнечных модулей с голографическим концентратором (ГК) и с концентратором в виде линзы Френеля. Предло>кена также аналитическая зависимость КПД солнечного модуля от его температуры . Для систем охлаждения плоского СМ предложена зависимость для определения тепловой эффективности. Для определения степени влияния различных параметров системы водяного охлаждения был проведен параметрический анализ эффективности охлаждения кремниевого СМ и СМ с голографическим концентратором. Установлено, что наибольшее влияние имеют следующие параметрьп массовый расход воды; диаметр трубы и поступление солнечной радиации.

Установлены значения увеличения КПД плоских СМ, СМ с голографическим концентратором, СМ с концентратором в виде линзы Френеля при водяном охлаждении СМ. Четвертая глава посвящена разработке методического и математического обеспечения для исследования эффективности использования ЭК на базе СДЭУ. Энергоснабжение автономных потребителей предлагается осуществить от фотоэлектрических модулей различного типа (на основе кристаллического кремния; СМ с голографическим концентратором; СМ с концентратором в виде линзы Френеля) с системой охлаждения и без нее.

В качестве дополнительного или резервного источника электроэнергии используется бензиновый генератор. Горячее водоснабжение обеспечивается с использованием вакуумных солнечных коллекторов (ВСК) или горячей воды от охлаждения СМ с дублированием электронагревателем. Выбор оптимальных значений параметров ЭК выполнялся по двум критериям: минимум приведенных расчетных дисконтируемых затрат; максимум чистого дисконтируемого дохода. С помощью имитационной модели ЭК определен оптимальный состав установленных мощностей с ФЭ'У, ВСК, БЭУ и емкости АБ. Из анализа условий жизни и состава электробытовых приборов у различных слоев населения Венесуэлы предложены два тепловых типовых графика электрической нагрузки (потребитель 1 с низким доходом и потребитель 2 со средним доходом). Предложен также типовой график тепловой нагрузки для семьи из 5 человек (будние и выходные дни).

Установлено, что для обеспечения 80о~о потребности в тепловой энергии достаточно 2 ВСК. В питой главе выполнена оценка экономической эффективности систем энергоснабжения на основе солнечной энергии для потребителей в области Альта Гуахира. Из анализа минимума суммарных дисконтированных затрат в систему энергосбережения автономного потребителя 1 для различных типов СДЭУ установлен срок окупаемости кремниевых СМ с системой водяного охлаждения - б лет, а по максимуму чистого дисконтированного дохода таких х<е установок - 4 года. Аналогично для автономного потребителя 2 по минимуму суммарных дисконтированных затрат срок окупаемости составляет 17 лет, а по максимуму чистого дисконтированного дохода срок окупаемости составит 7 лет.

Выводы по работе в целом отражают достижения поставленных целей исследования и положений, выносимых на защиту. Замечания и вопросы по диссертационной работе: 1. В главе 2 автором некорректно применена терминология характеристик солнечного излучения.

Так, на с.46, в таблице 2.2 и далее вместо «среднемесячное поступление солнечной радиации» следует писать «среднемесячное поступление суммарной солнечной радиации». 2. В главе 2 в таблицах 2.2; 2.6; 2.9 в последней справа колонке автор очевидно имел в виду «среднегодовое месячное поступление суммарной солнечной радиации». 3. При анализе данных по суммарной солнечной радиации ГМС «Маракайбо» в главе 2 автором не указано за какой срок наблюдений они имеются, что важно для оценки достоверности.

4. В выводах по второй главе (с.77) в первом абзаце представлены очевидно величины Р»»» ш ею*у»ЖИЮ»РЙ Ж Р»~»»»»»ЮПЯОН~Ы»»» площадку. Следовало так же указать среднегодовое значение суммарной солнечной радиации на горизонтальную площадку. Как известно, данные солнечной радиации конкретной ГМС могут быть применимы в радиусе 60 км при перепаде отметок до 10 метров Непонятно, в каких случаях автор рекомендует использовать данные БД «Ме1еопопп». 5.