Комбинированные энергосистемы на основе НВИЭ и систем аккумулирования

Технико-экономические характеристики комбинированных энергосистем на основе НВИЭ определяются, кроме технико-экономических характеристик отдельных энергетических установок, аккумулирующих устройств и вспомогательного оборудования, еще и степенью взаимодействия и взаимозаменяемости их составных элементов в основном своем назначении — стабильном и непрерывном энергообеспечении потребителей энергией необходимого вида и качества.

Результаты расчетов и исследований показали, что эксплуатация комбинированных энергетических узлов (солнечная, ветровая установки, системы аккумулирования тепловой и электрической энергии) даже в условиях Киевской и Черниговской областей обеспечивает экономию около трети органического топлива, необходимого для энергоснабжения индивидуальной фермерской усадьбы. При этом системы аккумулирования повышают коэффициент полезного использования ветровых и солнечных энергоустановок на 30…50 %, т. е. минимум треть энергии, которая не могла быть использована, переходит в приемлемое для потребителя качество. Благодаря этому в комбинированных энергосистемах можно применить энергоустановки на основе НВИЭ меньшей мощности, чем при единичном их использовании, и соответственно уменьшить капиталовложения, которые для установок нетрадиционной энергетики в настоящее время достаточно велики.

Стабильное и непрерывное энергообеспечение потребителей энергией необходимого качества увеличивает шансы развития нетрадиционной энергетики в различных областях производства и сельского хозяйства, особенно автономной альтернативной энергетики.

Показатели эффективности внедрения комбинированных энергетических систем на основе НВИЭ и систем аккумулирования за весь период выполнения «Программы развития НВИЭ» представлены в табл. Перспективы. Для создания новых эффективных комбинированных энергосистем и определения оптимальных режимов их эксплуатации необходимо дальнейшее развитие научных основ нетрадиционной энергетики с применением современной материально-технической базы, методического и информационно-аналитического обеспечения.

Поскольку применение комбинированных энергетических систем фактически является способом повышения эффективности отдельных энергоустановок на основе НВИЭ, то и потребность в них будет зависеть от объемов внедрения и возможности комплексного использования различного энергетического оборудования по основным направлениям развития НВИЭ.

На ближайшую перспективу самой большой эффективности можно достичь при внедрении комбинированных энергосистем на основе НВИЭ в местах недостаточного обеспечения электроэнергией и на объектах, удаленных от электросети. Разработанный и рекомендованный к внедрению комплексный энергоузел для энергообеспечения жилых и промышленных сельскохозяйственных объектов, в том числе индивидуальных фермерских хозяйств, расположенных в местах, отдаленных от промышленной электросети, экономит около 16,5 т у.т./год (с учетом общего количества выработанной энергии — электроэнергии, тепловой энергии и энергии биогаза).

При внедрении даже одного такого комплекса в каждом селе Украины, где имеется насущная необходимость в дополнительных источниках энергии (общее количество населенных пунктов в Украине около 300 тыс.), экономия топливно-энергетических ресурсов будет составлять около 4950 тыс. т у.т./год.

Потребность в системах аккумулирования зависит от объемов внедрения энергетического оборудования на основе НВИЭ, которое в процессе эксплуатации не может достичь нужных показателей без применения накопителей энергии. Так, эксплуатация гелиотехнического оборудования недостаточно эффективна без использования аккумуляторов тепла или холода; при эксплуатации автономных ветроэлектростанций без аккумуляторов электрической энергии использовать можно лишь 20…30 % электроэнергии технически возможного объема ее производства. (Достижимые годовые объемы производства электроэнергии для автономных ветроэлектростанций в Украине составляют 16 млрд кВт • ч.)

Среднегодовая экономия энергетических ресурсов за счет применения систем аккумулирования в автономной ветроэнергетике будет составлять:

— по максимальному уровню (повышение коэффициента полезного использования ветроустановок на 70 %) — 11,2 млрд кВт • ч или 4,0 млн т у.т./год;

— по минимальному уровню (повышение КПИ на 30 %) — 4,8 млрд кВт • ч или 1,7 млн т у.т./год.

По имеющимся оценкам необходимость в энергосистемах электроснабжения на основе НВИЭ с использованием электрохимических никель-кадмиевых аккумуляторов для резервного питания электроприборов лишь для сельского хозяйства и быта составляет около 5 000 000 шт., что позволит сэкономить около 2500 тыс. т у.т./год только за счет использования аккумулирующих устройств (благодаря применению системы аккумулирования электрической энергии энергоемкостью 80 А • ч можно сэкономить около 0,5 т у.т./год).

В Украине «Программой развития НВИЭ» предусмотрено первоочередное внедрение наиболее важных разработок по разделу «Комбинированные энергетические системы на основе НВИЭ и системы аккумулирования которые могут обеспечить существенный уровень роста производства и потребления НВИЭ. Объемы внедрения КЭС в будущем (до 2010 г.) будут зависеть, прежде всего, от успешной реализации первого этапа этой программы. Реализация запланированных заданий создает условия для широкого внедрения комбинированных энергетических систем на основе НВИЭ и систем аккумулирования, что будет оказывать содействие повышению эффективности использования отдельных энергоустановок на основе НВИЭ.

Внедрение намеченных проектов будет обеспечивать среднегодовую экономию топливно-энергетических ресурсов :

• на 2000 г. — 1,96 тыс. т у.т./год;
• на 2005 г. — 40,47 тыс. т у.т./год;
• на 2013 г. — 263,07 тыс. т у.т./год.

Общая экономия традиционных топливно-энергетических ресурсов по разделу «Комбинированные энергосистемы на основе НВИЭ и системы аккумулирования» за весь период реализации «Программы развития НВИЭ» в Украине будет составлять 1,08 млн т.

Дата публикации: 25.05.2013

Похожие записи:

• Аккумулирование тепла с использованием фазового перехода. Мировой опыт
• Аккумулирование тепла с использованием фазового перехода
• Системы аккумулирования тепловой энергии. Опыт применения
• Системы аккумулирования тепловой энергии
• Системы аккумулирования электрической энергии
• Системы аккумулирования энергии возобновляемых источников