Диссертация (Исследование эффективности использования энергетических комплексов на основе возобновляемых источников энергии для зарядки электротранспорта), страница 12

за кВт·ч;4.Стоимость дизельного топлива и масла для ДЭУ. В работе принимаетсяравной 30 и 35 руб. за л. соответственно;865.Коэффициент дисконтирования – 10%;6.Налог на имущество (2% от стоимости ГЭК) и на прибыль (18%);7.Эксплуатационные издержки – 5% от стоимости комплекса;8.Коэффициент инфляции на дизельное топливо – 8% в год;9.Расчётный период принимается равным 20 годам.Таблица 2.4 – Основные данные по оборудованию.Ветроэлектрические установкиPW-30/14Марка ВЭУTW 60PK-10(АВЭУ-30)Стоимость, тыс. руб.246046001000Срок службы, лет202020Солнечные модулиМарка СМТСМ-200ВСтоимость, тыс.

руб.19Срок службы, лет25Дизельные электроустановкиМарка ДЭУДГУ АД-30ДГУ АД-60Стоимость, тыс. руб.250350Срок службы, лет1010Контроллеры для солнечных модулейМарка контроллераMPPT контроллер Morning TriStar TS-MPPT-45Стоимость, тыс. руб.22Срок службы, лет10Аккумуляторные батареиМарка АКБRA12-260Стоимость, тыс. руб.21Срок службы, лет10Аккумуляторные батареи электромобилейЭлектромобильChevrolet VoltСтоимость, тыс. руб.100Срок службы, лет10Зарядные устройстваМарка зарядного устройстваCirCarLife CCL-QP-MIXСтоимость, тыс.

руб.1500Срок службы, лет10Допущения, принятые в ходе расчёта:1.Все капитальные вложения осуществляются в первый год расчётногопериода;2.Продажа электроэнергии потребителям начинается со второго года;873.Налог на имущество и амортизация начисляются с года введенияэнергокомплекса в эксплуатацию.Что касается амортизационных отчислений, следует отметить, чтокоэффициент амортизации в работе рассчитывается для каждого вариантаГЭК и для каждого состава оборудования в отдельности таким образом,чтобы этих отчислений в итоге было достаточно для замены оборудования поистечении его срока службы. В среднем по всем рассмотренным вариантамкоэффициент амортизации составляет приблизительно 10% от стоимостиГЭК.

Амортизационные отчисления на протяжении всего расчётного периодапринимаются постоянными.Расчёт экономических показателейЧистый дисконтированный доход (ЧДД) при расчёте в текущих(базисных) ценах и постоянной норме дисконта определяется по следующейформуле [108]:ЧДД TРасч . Rt 1гдеt Зt   1    tTРасч . K  1   t 1tt,(2.5)t – порядковый номер года;T расч – расчётный период; – коэффициент дисконтирования;Rt – результаты, достигаемые на t –м шаге расчёта реализациипроекта;Зt – затраты, осуществляемые на t –м шаге расчёта;K t – капитальные вложения на t –м шаге расчёта.88В работе суммарные капиталовложения за первый год расчётногопериода определяются следующим образом:K1   S Оборуд.

 nОборуд.  S ВЭУ  nВЭУ  S СМ  nСМ  S ДЭУ  n ДЭУ  S АКБ  n АКБ  S MPPT  nMPPT  S ЗУ  nЗУ ,гдеS–стоимостьоборудования(ветроэлектрической(2.6)установки,солнечного модуля, дизельной электрической установки, аккумуляторнойбатареи, устройства отбора максимальной мощности для солнечных модулей,зарядного устройства);n – количество этого оборудования на станции.Разность Rt и Зt определяет денежный поток (ДП) по операционнойдеятельности (эффект), достигаемый на t –м шаге расчёта [108].

ДПрассчитывается следующим образом:ДП t  ЧП t  Аt ,где(2.7)ЧПt – чистая прибыль от продажи электроэнергии потребителям;Аt – амортизационные отчисления по ГЭК.Чистая прибыль ЧПt определяется как разница балансовой прибылиБП t и налога на прибыль НП t :ЧП t  БП t  НП t .(2.8)Величина налога на прибыть зависит от ставки налога.

Согласноисходным данным налог на прибыль будет рассчитываться как:89НП t  0,18  БП t .(2.9)Балансовая прибыль определяется следующим образом:БП t  Rt  И t  НИ t ,где(2.10)И t – себестоимость продукции на t –м шаге расчёта;НИ t – налог на имущество.В работе результаты Rt для ГЭК формируются как выручка от продажиэлектроэнергии потребителям. Выручка принимается постоянной в течениевсего расчётного периода, и определяется как:R2  Э ВЭС  ЭСФЭС  Э ДЭС  ЭСети  ЭСН  Э Изб .  S Эл.эн. ,где(2.11)ЭВЭС , ЭСФЭС , Э ДЭС – годовая выработка ВЭС, СФЭС и ДЭС;ЭСети – годовое энергопотребление из сети;ЭСН – энергия, потребляемая собственными нуждами станции за год;ЭИзб . – избыточная энергия ВИЭ за год;S Эл.эн. – стоимость продаваемой электроэнергии.Себестоимость продукции в данной работе включает в себя затраты насетевую электроэнергию З Эл.эн. (если резервное энергоснабжение станцииосуществляется от сети), на дизельное топливо ЗТопл. и масло З Масло(резервное энергоснабжение от ДЭУ), а также эксплуатационные издержкиЭИ t и амортизационные отчисления:И t  З Эл.эн.

 ЗТопл .  З Масло  ЭИ t  Аt(2.12)90В соответствие с исходной информацией налог на имуществоопределяется как:НИ t  0,02  K Ост.t .(2.13)Остаточная стоимость станции K Ост.t рассчитывается как разницаостаточной стоимости за предыдущий расчётный год и амортизационныхотчислений:K Ост.t  K Ост.t 1  Аt .(2.14)По истечении срока службы оборудования станции осуществляетсяввод нового оборудования за счёт амортизационных отчислений, стоимостькоторого также учитывается в значении K Ост.t .Индексприведённыхдоходностиэффектовк(ИД)определяетсявеличинеотношениемдисконтированныхсуммыкапитальныхвложений [108]:TРасч .ИД  Rtt 1TРасч . Зt   1   t K  1   t 1t.(2.15)tСрок окупаемости инвестиций ( TОк .

) представляет собой временнойинтервал (от начала осуществления проекта), за пределами которогоинтегральный эффект становится положительным. Иными словами, этопериод(месяцы,годы),втечениекоторогопервоначальныекапиталовложения по инвестиционному проекту покрываются суммарнымэффектом от его осуществления [108]. Он определяется из условия:91TОк . Rt 1tTОк . Зt   1      K t  1    .tt(2.16)t 12.6.Выводы по главе1.В главе разработана структурно-функциональная схема гибридногоэнергетического комплекса, включающего в себя генерирующиеэлектроустановки на основе возобновляемых источников энергии,зарядные станции или станции замены аккумуляторных батарей идругие элементы;2.Проведён анализ существующих математических моделей поступленияресурсов различных видов ВИЭ (солнечная и ветровая энергия) иматематическихмоделейэлектроустановокнаосновеВИЭ,врезультате чего были выбраны наиболее подходящие для даннойработы модели;3.Сформулированы несколько типов зарядных станций быстрой зарядки:а.ночная зарядная станция – подразумевает размещение наобщественныхиличастныхавтостоянках,расположенныхнеподалёку от жилых домов и ночных заведений (бары, клубы идр.);б.дневная зарядная станция – подразумевает размещение наобщественных автостоянках неподалёку от муниципальныхучреждений (поликлиники, больницы, школы, университеты идр.), торговых центров, зон отдыха (парки, зоопарки, паркиразвлечений и др.), аэропортов, вокзалов и т.д.;в.коммерческая зарядная станция – подразумевает размещение всоставе обычных автозаправочных станций или на частныхавтостоянках вблизи офисных центров;924.Сформулированы несколько типов станций замены аккумуляторныхбатарей:а.станция замены АКБ для автопарка таксомоторной компании;б.станциязаменыАКБдляавтопаркапромышленногопредприятия;в.станция замены АКБ для автопарка зоны отдыха;г.полностью автономная станция замены АКБ – подразумеваетразмещение вдоль автотранспортных дорог, магистралей или внаселённых пунктах, удалённых от линий электропередачи;5.Для каждого из сформулированных типов станций подзарядкиразработана своя математическая модель.933.ОБЩАЯ МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ГЭК3.1.Общие положенияОдним из пунктов достижения цели работы, поставленной в п.

1.4,является разработка математической модели гибридного энергетическогокомплекса. Математические модели элементов такого ГЭК уже былирассмотрены в главе 2, однако для того, чтобы создать общую моделькомплекса также необходимо связать эти модели и описать режим работыгибридного энергокомплекса.В диссертационной работе рассматриваются ГЭК с разным составомоборудования, поэтому их структурно-функциональные схемы могутотличаться от схемы, приведённой на рисунке 2.1 (см. п. 2.2). НижеприводятсяразныесхемыГЭК,которыеявляютсяпроизводнымиструктурно-функциональной схемы с рисунка 2.1, и рассматриваютсяалгоритмы расчёта режимов работы этих комплексов.3.2.ГЭК, включающие в свой состав зарядные станцииИсходная информация для расчётов:1.Технические характеристики аккумуляторных батарей, солнечныхмодулей и ветроэлектрических установок (основные характеристикипредставлены в таблице 3.1, более подробную информацию пооборудованию см.

в Приложении 5) и их количество;2.КПД выпрямителей, преобразователей напряжения и инверторов (вработе принимаются равными 90%);3.Среднечасовые данные по приходу солнечного излучения на площадкус оптимальным углом наклона, температуре воздуха и скорости ветрана высоте флюгера (см. 2.3.1 и 2.3.2);4.Графики нагрузки зарядных станций (см. п. 2.4.4.1).94Таблица 3.1 – Технические характеристики оборудования.Ветроэлектрические установкиPW-30/14TW 60(АВЭУ-30)С горизонтальной С горизонтальнойосью вращенияосью вращенияМарка ВЭУТип ВЭУНоминальная мощностьустановки, кВтВысота башни, мСкорость ветра включения,м/сРасчётная скорость ветра, м/сСкорость ветра выключения,м/сPK-10С вертикальнойосью вращения30601215355,52,52,54101212302525Солнечные модулиМарка СММощность (пиковая), ВтНоминальный КПД, о.е.Габаритные размеры, ммМарка ДЭУОсновная мощностьустановки, кВтУдельный расход топлива,л/кВт·чУдельный расход масла, л/чУдельный расход масла, % отрасхода топливаТСМ-200В2000,151310x996x43Дизельные электроустановкиДГУ АД-30ДГУ АД-6030600,340,230,04--0,04Аккумуляторные батареиМарка АКБRA12-260Номинальная ёмкость, А·ч260Габаритные размеры, мм520x225x268Аккумуляторные батареи электромобилейЭлектромобильNissan LeafChevrolet VoltAutomotive Energy SupplyПроизводитель АКБLG ChemCorporationЁмкость, А·ч45Энергия, кВт·ч2416Сделанные допущения:1.Типовыеаккумуляторныебатареипоставляютсяполностьюзаряженными;2.Максимальная глубина разряда аккумуляторов принимается равной30%отихёмкости.Этосвязаностем,чтоэксплуатацияаккумуляторных батарей при более глубоком разряде приводит к95снижению числа циклов разряда-заряда АКБ (см.