ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОЗОБНОВЛЯЕМОЙ ЭНЕРГЕТИКИ В УДАЛЕННЫХ РАЙОНАХ ТОМСКОЙ ОБЛАСТИ
17 сентября 2010Коновалова Л.П. Томский политехнический университет, Россия, г.Томск, пр. Ленина, 30
Наиболее распространенным вариантом электрификации локальных объектов сегодня является использование двигателей внутреннего сгорания. Зачастую топливо является весомой составляющей в стоимости производимой электроэнергии от таких источников. А с учетом удаленности и труднодоступности децентрализованных потребителей, не оптимальности рабочих режимов электростанций, обусловленных неравномерностью графиков электрической нагрузки, стоимость генерируемой электроэнергии завышена. Сибирский регион, и Томская область в частности, является типичным примером энергоснабжения удаленных потребителей в условиях сурового климата, недостаточного развития инфраструктуры, низкой плотности населения, больших расстояний и сложности доставки энерго-ресурсов.
Перспективным вариантом энергообеспечения локальных потребителей является использование энергоустановок, не требующих дорогого органического топлива, или использующих местное топливо. Ограничивающим фактором использования таких систем, являются относительно высокие удельные капиталовложения и изменчивость энергоресурса во времени. Поэтому работы направленные на определение вида энергоресурса, возможного для использования в таких зонах, оценку объемов возможной выработки электроэнергии и эффективности таких систем достаточно актуальны.
Для оценки возможности использования альтернативной энергетики в области, были
рассмотрены все существующие ВИЭ, и определена ресурсная возможность использования каждого вида энергоносителя и техническая возможность реализации проекта. В ходе исследования было определено, что наиболее значимыми возобновляемыми энергоресурсами для Томской области являются энергия ветра, биомассы лесов и термальных вод.
Сравнительный анализ технических характеристик энергоустановок использующих энергию биомассы показал, что в условиях Томской области наиболее рационально использовать газогенераторные, газодизельные установки небольшой мощности и малые паровые электростанции. Для определения технико - экономических показателей биоэнергетических электростан-ций использованы газогенераторные и газодизельные установки фирмы Flex Technologies Inc.
Повсеместное распространение на территории Томской области больших подземных термальных вод предопределяет возможности их широкого комплексного использования в качестве стабильного источника электроэнергии. Температура геотермальных вод в разведанных месторождениях Томской области достигает в большинстве случаев 60-80 ْС. Для использования такого «низкопотенциального» тепла предполагается использовать современные геотермальные энергетические установки комбинированного типа, работающие на горячей термальной воде, поступающей из устья скважины
При выборе технически реализуемого варианта электроснабжения основным критерием является экономическая целесообразность рассматриваемого проекта. Именно поэтому необходимо создание доступных, эффективных и универсальных средств расчета и оценки экономической эффективности применения различных источников энергии.
Для экспресс-анализа альтернативных энергоисточников была создана компьютерная расчетно-информационная программа автоматизированной оценки экономической эффективности применения электростанции с использованием ВИЭ.
Исходные данные включают в себя название населенного пункта, для которого известны средняя нормативная потребляемая мощность Nуст кВт, количество потребляемой электроэнергии в год Wгод кВтч, принадлежность к ветропотенциальной зоне со значением среднегодовой скорости ветра Vм/с, возможность или невозможность использования энергии геотермальных вод, характеристики биоэнергетических ресурсов, географические и геологические условия, Т – нормативный коэффициент рентабельности.
После проведения расчета, выводится информации о результатах с основными данными:
- необходимые объемы капиталовложения в строительство автономной электростанции;
- предполагаемые годовые эксплуатационные расходы на содержание станции и обслуживающего персонала;
- предполагаемая себестоимость получаемой электроэнергии в руб./кВт*ч;
Алгоритм работы программы.
После выбора населенного пункта или ввода исходных данных производится поиск наиболее эффективного варианта электроснабжения путем последовательных итераций.
если есть возможность использования геотермальной энергии производится выбор мощности установки из мощностного ряда.
определяется годовая выработка электроэнергии от данной установки, и при условии обеспечения потребителя требуемым количеством электроэнергии Wуст.≥Wгод,
производится расчет основных экономических показателей.
далее определяется возможность получения электроэнергии от ветроэлектростан-ций, из базы данных выбирается марка ВЭС и число установок из условия n= Nуст.потр/NустВЭС
исходя из Vном ВЭС и Vср.год по кривой средних значений производится расчет вырабатываемой мощности ВЭС Рвыр.вэс. при заданной скорости ветра Vср.год
при выполнении условия WВЭС.≥Wгод производится расчет основных экономических показателей, если условие не выполняется, расчет производится при увеличении количества ветроагрегатов. Переход к рассмотрению другого источника энергии производится при условии перебора всех марок ветроагрегатов.
выбор мощности газогенераторной стан ции производится на основании сравнения средней нормативной потребляемой мощно сти Nуст.потр кВт и мощности газогенерато ров Nуст.газоген. из мощностного ряда, и при условии обеспечения потребителя требуе мымколичествомэлектроэнергии Wуст.≥Wгод, производится расчет основных экономических показателей.
производится сравнение стоимости получаемой электроэнергии от разных источников с выбором наиболее эффективного варианта электроснабжения.