Диссертация (1143334), страница 9
Текст из файла (страница 9)
С. [16],Безруких П. П. [19], Бреусов В. П. [38], Виссарионов В. И. [25], Елистратов В. В. [22], Попель О. С. [31] и др. Как правило, все рассматриваемые гибридныесистемы не классифицировались авторами по составу используемого оборудования49ВИЭ и доле мощности, покрывающей полную потребность заказчика и не рассматривались варианты одновременной электро- и теплогенерации. Например, в диссертационной работе Ароновой Е.С.[42] подробно рассматривается мКС ВИЭ для выработки только электроэнергии. В трудах Бутузова В.А. [28,29] – многочисленные системы солнечных коллекторов, генерирующие тепло.Вкачестве характерстик стохастических значенийветрового потокаи инсоляции авторы использовали первый момент распределения (средние значения),а также различные обобщающие функции, в частности (для ВЭУ) – распределениеВэйбула или классификация открытости местности Милевского.Кроме того, применение комплексных систем энергообеспечения на основевозобновляемых источников рассматривалось с использованием двух, трех, максимум –четырех типов ВИЭ и не предполагало возможного расширения их по составуи мощности в зависимости от наличия или отсутствия объективных условий длявнедрения на данной территории и экономической целесообразности.Таким образом, в настоящее время в мире не разработана строгая классификация микрогенерирующих комплексных энергетических систем и установок, использующих ВИЭ, по составу входящих в неё видов ВИЭ, АКБ и ДГ, а также установленной мощности каждой мКС.
Это обстоятельство накладывает свой ограничивающий отпечаток на внедрение и распространение ВИЭ в России вообще, имКС ВИЭ – в частности:- у потребителя оборудования нет полного представления о возможностяхиспользования мКС ВИЭ на данной территории;- у потенциального производителя оборудования нет математического аппарата для оптимизации мКС ВИЭ под заказчика и конкретную территорию;- у частных пользователей нет понятия о разнообразии и эффективности разных вариантов применения ВИЭ для конкретных условий;- у дилеров отсутствует возможность оптимизации мКС ВИЭ и математический аппарат для оптимизации и привязки ее по месту.Теоретически возможно наращивание резервирования систем с учетом местных, региональных или территориальных особенностей до трио – (трех), кватро –(четырех), пента – (пяти), сикстет – (шести), септ – (семи), окта – (восьми) мКС50ВИЭ. Указанные сочетания мКС ВИЭ могут стать востребованы лишь в определенных условиях (наличие соответствующих источников энергии), их рентабельностьзависит от точного выбора видов оборудования ВИЭ, соотношения замещаемыхкаждым источником энергии мощностей и, наконец, возможностей потребителя.На рис.
8 условно показан вариант использования мКС ВИЭ, реализованныйна объекте «Энергоэффективный дом», рассматриваемом в гл. 3.нагрузка 220,50Гцнагрузка 12/24 ВТГВОтоРис. 8. Пример КС ВИЭ на объекте «Энергоэффективный дом»в составе: солнечные ФЭП; ВЭУ; микроГЭС; биогазовая установка (БГУ); солнечные коллекторы(СК); тепловой насос (ТН); ветронасос (ВН), АКБ.2.1. Разработка классификации микрогенерирующих комплексныхсистем на основе возобновляемых источников энергии – мКС ВИЭПотребителю важно иметь энергию при любых условиях.
Самый комфортный уровень обеспеченности энергией такой, при котором потребитель не задумывается о подключаемых нагрузках и имеет неограниченную возможность наращивания электрооборудования. С другой стороны, при возникновении нештатных ситуаций не стоит вопрос о комфорте, но требуется гарантия обеспечения ответственных потребителей: в одних случаях – автоматики газовых котлов, во-вторых – аварийных систем, в третьих – сигнализаций, в других – морозильных установок и т.д.51Задачу резервирования и повышения надежности энергообеспечения могутрешить возобновляемые источники энергии. Однако, учитывая дороговизну почтивсех ВИЭ (кроме ГЭС), не обязательно и, зачастую, экономически нецелесообразноприобретать оборудование ВИЭ, покрывающее 100% потенциальных потребностей заказчика.
В связи с этим важно представлять, какие варианты комплексныхсистем ВИЭ могут быть применены.Все мКС ВИЭ по доле замещаемой мощности условно могут быть отнесенык одному из пяти основных типов:1. Микро-мКС ВИЭ (Эстет)2. Мини-мКС ВИЭ (Аварийный)3. Малая мКС ВИЭ4. Средняя мКС ВИЭ5. Полная КС ВИЭКаждая из пяти указанных мКС должна надежно обеспечить определенныйуровень мощности (долю энергетических потребностей) от полной потребности вэнергозатратах по объекту, независимо от отсутствия какого-либо одного или более источников энергии (табл.
11).Таблица 11Классификация мКС ВИЭ по замещаемой мощностиТип мКС ВИЭ по мощностиДоля замещаемой мощности (% %)Полная мКС ВИЭ F (Full)100Средняя мКС ВИЭ M (Middle)25–50 %Малая мКС ВИЭ S (Smаll)Мини-мКС ВИЭ (Аварийная) А15–25 %5–15 %Микро-мКС ВИЭ (Эстет) Эдо 5 %(казалось бы: кому нужна последняя мКС ВИЭ с долей замещения (по установленной мощности) 5%?. На практике в 4-х из восьми рассматриваемых в главе 3 мКСВИЭ именно эти системы представлены для нужд эстетико-декоративного использования (внутреннее и наружное освещение на LED, подсветки, фонтанчики, и52т.п.).
Недостаток мКС ВИЭ «Э»– применение только для минимальных бытовыхили эстетико-декоративных целей).Важнейшим условием эффективности при построении энергетической системы на основе «мКС- подхода» становится оптимизация внутренней структурыпо типам микрогенерирующих комплексных систем (видам ВИЭ) и мощностямоборудования.Оптимизация внутренней структуры мКС ВИЭ по типам и мощностям означает выбор установленной мощности для каждого вида оборудования ВИЭ, входящего всостав энергокомплекса.Так, для микро-мКС ВИЭ«Э» необходимой гарантированной долей(по табл.
11) будет являться 5 %, которые должен обеспечить, с одной стороны, ДГ. Вто же время, «гибридность» «Эстет- мКС ВИЭ» должна быть поддержана в дуплекссистеме либо ветроустановкой соответствующей мощности, покрывающей те же 5 %потребностей, либо другим видом ВИЭ.В математической модели мКС могут быть (в принципе) описаны также другие источники энергии возобновляемой (волновая, приливная) и нетрадиционной(водородная, тепловые насосы, топливные элементы и т.д.) энергетики.Таким образом, возможные сочетания по видам ВИЭ могут быть представлены следующими соотношениями (табл.
12):Таблица 12Обо Тип мКС ВИЭзнач. по составу оборудованияТипы и состав мКС ВИЭСостав оборудованияСостав оборудованиямКС ВИЭмКС ВИЭ(повидам;вариант 2)(по видам, вариант 1)dДуплекс-мКС ВИЭДГ+ВЭУВЭУ+мГЭС или ВЭУ+ АКБhkТрио-мКС ВИЭКватро-мКС ВИЭДГ+ВЭУ+ФЭПДГ+ВЭУ+ФЭП+мГЭСВЭУ+мГЭС+ ФЭПВЭУ+ мГЭС+ФЭП+БГУpsПента-мКС ВИЭСикстет-мКС ВИЭspСепт-мКС ВИЭДГ+ВЭУ+ФЭП+мГЭС+БГУДГ+ВЭУ+ФЭП+СК+мГЭС+БГУДГ+ВЭУ+ФЭП+СК+мГЭС+БГУ+ТНВЭУ+мГЭС+ФЭП+БГУ+СКВЭУ+мГЭС+ФЭП+СК+БГУ+ТНВЭУ+мГЭС+ФЭП+СКпл++БГУ+ТН+СКвак53Важнейший фактор, влияющий на внедрение ВИЭ – стоимостные характеристики оборудовния. Они зависят от состояния и потенциального изменения установленной мощности, текущей и ожидаемой стоимости энергии от ВИЭи представлены в табл.
13 [43]:Таблица 13Удельные технико-экономические параметры ВИЭУровеньуст.мощностии ее рост за5 лет (% вгод)234 ГВт /25 %Удельнаястоимостьуст. мощности($ / кВт)800–90041,8ГВт /30%3750–385017,8–54,27,0–32,5Эл. энергия от солнечных ТЭС1,2 ГВт / 5%2000–230010,5–238,7–19Низкопотенциальное тепло отсолнечных коллекторов374 ГВт(т) /8%500–17003–202–10Эл. энергия от ГЭСмощныхмалых672 ГВт (2%)35 ГВт (3%)1500–550025003,4–11,75,63,4–11,55,2Биомассаэлектричествотепло59 ГВт (3%)254 ГВт (3%)1000–2500250–7503,1–10,32–53,0–9,61,5–4Технологии ВИЭЭл. энергия ВЭУФотоэлектричествоТекущаястоимостьэнергии новых систем(ц /кВт*ч)4,2–22,1Ожидаемаястоимостьв будущем(ц /кВт*ч)3,6–20,8Необходимость введения комплексных систем ВИЭ в энергообеспеченииРоссии обуславливается целым рядом уникальных особенностей нашей страны:– размером территорий;– удаленностью потребителей от централизованных сетей;– необходимостью (в отсутствие ВИЭ) обеспечения топливом на продолжительный период («Северный завоз»);– крайне низкой плотностью населения в удаленных районах;– важностью поддержания демографического состава населения;– необходимостью повышения качества жизни, благосостояния и даже(для некоторых районов) сохранение этноса;– средним невысоким уровнем доходов значительной части населения.54Последнее обстоятельство для России имеет немаловажное значение в связи сневозможностью потребителя ориентироваться на мКС ВИЭ уровня «M», «F» из-завысокой стоимости установленной мощности и общей цены оборудования.При комплексном подходе конкретный состав микрогенерирующего оборудования и соотношения долей мощности ВИЭ определятся тремя основными факторами:1) энергетическим потенциалом соответствующих источников энергии (на основе данных многолетних наблюдений актинометрических и ветровых характеристик потенциальной площадки размещения, региона, территории);2) удельными технико-экономическими параметрами ВИЭ (Таблица 13);3) стоимостными параметрами оборудования в составе мКС ВИЭ (Э,А,S,M, F).В России (Свердловская область) в 2005 г.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
