CC BY
94
При использовании гидроэнергии для электроснабжения изолированных потребителей особое внимание следует обратить на погружные микро ГЭС круглогодичного действия, разработанные в Красноярске. Они используют кинетическую энергию водного потока. Стоимость электроэнергии, выработанной такой станцией, в 5-8 раз ниже стоимости электроэнергии дизельных электростанций. Окупаемость такой ГЭС составит 1.2-1.8 года. При серийном производстве и минимизации всех издержек рыночная стоимость микро ГЭС мощностью 5 кВт, по мнению разработчиков, может составить 650-700 тыс. руб. Для потребителей электроэнергии с передвижным характером работы могут применяться современные рукавные микро ГЭС. Переносные рукавные микро ГЭС выпускаются инженерно технической фирмой ОсОО «Гидропоника» (г.Бишкек), ИНСЭТ (г.Санкт-Петербург), АО Тяжмаш и другими. Более подробно их технические и стоимостные характеристики были рассмотрены в [3].
Первый опыт комплексного использования ВИЭ на Кольском полуострове уже есть. Так, ветро-солнечная установка работает в п.Молочном на страусиной ферме (ООО «Северное сияние»), использующей современные экологически чистые технологии производства сельскохозяйственных продуктов. В поселке Пялица в 2014 году планируется пуск комбинированной установки на основе возобновляемых источников энергии ветра и солнца и имеющейся дизельной станции общей мощностью 30 кВт.
В перспективе возобновляемые источники энергии способны обеспечить электроэнергией широкий круг потребителей Мурманской области, в значительной мере сократить расходы на привозное дизельное топливо и создать комфортабельные условия проживания местного населения.
Литература
1. Баранник Б.Г., Коновалова О.Е., Минин В.А. Перспективы совершенствования энергетического хозяйства в районах Севера за счет использования возобновляемых источников энергии - Апатиты: Изд-во Кольского научного центра РАН, 2011. - 154 с.
2. Минин В.А. Экономические аспекты развития возобновляемой энергетики малой мощности в удаленных поселениях на Кольском полуострове - Мурманск, 2011. - 44 с.
3. Минин В.А., Коновалова О.Е., Иванова Е.А. Перспективы использования микро ГЭС в удаленных районах Севера// Вестник КНЦ РАН - Апатиты, 2013, N° 3, с. 62-69.
4. http://www/solarhome .ru/solar/index.htm
Сведения об авторе Коновалова Ольга Евгеньевна,
старший инженер лаборатории энергосбережения и возобновляемых источников энергии Центра физико-технических проблем энергетики Севера КНЦ РАН Россия, 184209, Мурманская область, г.Апатиты, мкр.Академгородок, д.21А эл.почта: konovalova@ien.kolasc.net.ru
УДК 621.548 (470.21)
А.А.Рожкова, А.В.Бежан
ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВЭУ ДЛЯ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ПОСЕЛКА ЛОДЕЙНОЕ
Аннотация
Рассмотрен вопрос о модернизации системы теплоснабжения поселка Лодейное за счет применения ветроэнергетических установок (ВЭУ). Предложено место для сооружения ветроустановок, разработана схема выдачи мощности ВЭУ к котельной. Приведены результаты технико-экономического обоснования использования ВЭУ.
Ключевые слова:
теплоснабжение, ветроэнергетическая установка, поселок Лодейное, технико-экономическая оценка.
98
A.A.Rozhkova, A.V.Bezhan
PRELIMINARY REASONS FOR PERSPECTIVE OF USE OF WIND TURBINES FOR THE HEAT SUPPLY OF LODEYNOYE VILLAGE
Abstract
The question of upgrade of system of a heat supply of Lodeynoye village due to application of wind turbine (WT) is considered. The place for a construction of wind turbines is offered, the diagram of output of power of WT to a boiler room is developed. Results of the feasibility study on use of WT are given.
Keywords:
heat supply, wind turbine, Lodeynoye village, technical and economic evaluation.
Кольский полуостров располагает благоприятными предпосылками для эффективного использования энергии ветра на нужды теплоснабжения. В их числе продолжительный отопительный сезон, который длится около 9-10 месяцев, повышенный потенциал ветровой энергии в прибрежных районах Баренцева моря (7-8 м/с и более), удаленность потребителей, использующих для целей теплоснабжения привозное органическое топливо.
Одним из таких потребителей является поселок Лодейное, расположенный на берегу Баренцева моря в 120 км к востоку от города Мурманск. Теплоснабжение поселка осуществляется от котельной, работающей на мазуте. Стоимость мазута на 2014 год [1] в среднем составляет примерно 11 тыс. руб. за тонну, однако после доставки удаленному потребителю с учетом транспортных расходов может достигать от 14 до 15 тыс. руб. за тонну. Для модернизации системы теплоснабжения поселка предлагается использовать две ветроэнергетические установки (ВЭУ) суммарной мощностью 3 МВт, которые будут работать совместно с котельной.
Место для размещения ВЭУ должно обладать высоким потенциалом ветра и обеспечивать наименьшие затраты на создание подъездных путей, транспортировку ВЭУ, сооружение фундамента и т.п. Учитывая перечисленные требования, выбрана площадка на побережье Баренцева моря в 1.5 км от поселка Лодейное со среднегодовой скоростью ветра 7.0 м/с (рис.1).
Баренцево море у" Ьарешево море
суда Теридерская *» / ЛодеЙкре J МУРМАНСК N.
у / \
'■ -ЛОДЕЙНОЕ 'yW Г Q Л(>(кЧ1!!ОЯ~У S \1
• - ветроустановка 1 и 2: — - автодорога Мурманск - Териберка;
X - котельная; ------ воздушные линии 35 кВ
Рис.1. Ветроустановки в районе поселка Лодейное
В выбранном районе предлагается разместить 2 ВЭУ марки GE 1.5-77 с диаметром ветроколеса 77 м, мощностью 1.5 МВт. Основные технические характеристики ветроустановки [2] приведены в табл. 1, ее рабочая характеристика представлена на рис.2.
Ветроустановки устанавливаются преимущественно на возвышенностях, с учетом местной розы ветров, на расстоянии около 10 диаметров ветроколеса друг от друга.
99
Таблица 1
Технические характеристики ветроустановки GE 1.5-77
Показатели Значения
1. Мощность ВЭУ 1.5 МВт
2. Диаметр ветроколеса 77 м
3. Высота башни 80м
4. Расчетная скорость ветра на оси ветроколеса 14 м/с
5. Диапазон расчетных скоростей 3.0-25 м/с
6. Число лопастей 3 шт.
7. Число оборотов ветроколеса 18.4 об./мин.
8. Тип генератора асинхронный
9. Напряжение 0.69 кВ
Рис.2. Рабочая характеристика ВЭУ GE 1.5-77
Для уменьшения суммарной длины воздушных линий ветроустановки следует объединить, а затем соединить с подстанцией. Напряжение на выходе генератора ВЭУ составляет 0.69 кВ. Для выдачи энергии в сеть напряжение нужно повысить до 35 кВ, установив возле ВЭУ трансформатор.
Удельная заводская стоимость современных ВЭУ составляет около 1200 евро/кВт [3], последующие расходы, связанные с сооружением ВЭУ, приведут к увеличению стоимости ВЭУ примерно на треть. В итоге стоимость сооружения ветроустановки возрастет ориентировочно до 1600 евро/кВт.
По прогнозу Министерства экономического развития России [4] инфляция в 2014 году ожидается на уровне 6%. Резкого снижения инфляции не предвидится (рис.3), и в период до 2020 года будет сохраняться в пределах 5% в год.
В 2014 году тариф на электроэнергию для Мурманской области [5] установлен на уровне 2.34 руб/кВтч (с учетом НДС). Если учесть, что в дальнейшем рост тарифов продолжится в соответствии с инфляцией, то в итоге за время службы ВЭУ (20 лет), он возрастет с 2.34 руб./кВтч в 2014 году до 4.93 руб./кВтч в 2034 году.
В качестве критерия прибыльности строительства рассматриваемых ВЭУ был использован чистый дисконтированный доход (ЧДД), который выражает суммарный положительный или отрицательный экономический эффект, получаемый от реализации объекта в течение всего срока его службы с учетом изменения уровня инфляции и тарифа на электроэнергию:
ЧДД
Bi B2 Bn
1Л r (1Л r)- ■ (1Л r )
-1.
о’
(1)
где B1, B2, ... B - текущий доход от работы ВЭУ за соответствующий год в течение всего срока службы; B=Wfn (W- суммарная выработка 2 ВЭУ, fn - тариф на электроэнергию); n - срок службы ВЭУ; г ~ 10% - реальная процентная ставка, учитывающая инфляцию и получение кредита для строительства ВЭУ; Io - инвестиции в строительство ВЭУ.
100
Рис. 3. Предполагаемое изменение уровня инфляции в России В таблице 2 представлены результаты расчета ЧДД.
Расчет чистого дисконтированного дохода
Таблица 2
Годы, n Инфляция, % Тариф,fn руб/кВтч Годовой доход, Bn млн руб. Дисконтир. доход, млн руб. ЧДД, млн руб.
2015 5.5 2.47 32.65 29.68 -194.82
2016 5.3 2.61 34.45 28.47 -166.34
2017 5.1 2.74 3628 2725 -139.09
2018 5.0 2.88 38.13 26.04 -113.05
2019 4.8 3.03 40.03 24.86 -88.19
2020 4.7 3.17 41.95 23.68 -64.51
2021 4.3 3.32 43.92 22.54 -41.97
2022 4.2 3.47 45.81 21.37 -20.60
2023 3.9 3.61 47.74 2025 -0.35
2024 3.6 3.75 49.60 19.12 18.77
2025 3.4 3.89 51.39 18.01 36.78
2026 3.0 4.02 53.13 16.93 53.71
2027 2.8 4.14 54.73 15.85 69.56
2028 2.6 426 5626 14.81 84.37
2029 2.5 4.37 57.72 13.82 98.19
2030 2.5 4.48 59.16 12.88 111.07
2031 2.5 4.59 60.64 12.00 123.07
2032 2.4 4.70 62.16 11.18 13425
2033 2.4 4.81 63.65 10.41 144.65
2034 2.3 4.93 65.18 9.69 154.34
На графике (рис.4) видно, как формируется ЧДД в течение 20 лет работы ВЭУ. В год сооружения (нулевой год на графике) имеют место только инвестиции, далее формируется доход, за счет которого кривая ЧДД идет вверх. Через 9 лет эксплуатации ВЭУ инвестиции окупаются, а к концу 20 года (срок службы ВЭУ) формируется прибыль в размере около 155 млн руб.
Рис. 4. Формирование чистого дисконтированного дохода
101
Таким образом, проведенная технико-экономическая оценка позволяет говорить о целесообразности применения комплекса «котельная+ВЭУ» для теплоснабжения поселка Лодейное.
Выводы
1. Прибрежные районы Баренцева моря располагают повышенным потенциалом ветра, что создает предпосылки, необходимые для эффективного развития ветроэнергетики совместно с традиционными источниками тепловой энергии, работающими на дорогом привозном топливе.
2. Предложен вариант модернизации системы теплоснабжения поселка Лодейное с использованием двух ветроэнергетических установок мощностью по 1.5 мВт каждая. Выбрана площадка для сооружения установок и разработана схема выдачи мощности ветропарка к котельной.
3. Предварительная технико-экономическая оценка сооружения ветроустановок показала, что дисконтированный срок их окупаемости составляет 9 лет, и при сроке службы ветроустановок 20 лет формируется прибыль в объеме 155 млн руб.
Литература
1. Продаем Мазут в ценах на 08 апреля 2014 г. [Электронный ресурс]. URL: http: //www .riccom.ru/sale_market_r_np_16.htm
2. Wind Energy Market - Berlin: Bundesverband Wind Energie e.v. 2009. - 247 S.
3. Безруких П.П. О стоимостных показателях энергетических установок на базе возобновляемых источников энергии // Энергетическая политика. 2009. № 5. С. 5-11.
4. Министерство экономического развития: Уровень инфляции в России сохранится на уровне 5% до 2020 года. [Электронный ресурс]. URL: http://vz.ru/news/ 2012/11/9/606422.html
5. Об установлении тарифов на электрическую энергию, поставляемую населению и приравненным к нему категориям потребителей по Мурманской области на 2014 год: постановление Управления по тарифному регулированию Мурманской области от 19.12.2013 № 58/2 Мурманск. [Электронный ресурс]. URL: http://www.energo-konsultant.ru/sprav/tarifi_na_elektroenergiyu_v_Murmanskoi_oblasti2014
6. Бежан А.В., Минин В.А. Оценка перспектив использования энергии ветра для теплоснабжения поселка Териберка // Труды КНЦ РАН, № 2/2011(5), Серия Энергетика, вып.3. 2011. - С. 205-213.
Сведения об авторах
Рожкова Анастасия Александровна,
младший научный сотрудник лаборатории энергосбережения и возобновляемых источников энергии Центра физико-технических проблем энергетики Севера КНЦ РАН Россия, 184209, Мурманская область, г.Апатиты, мкр.Академгородок, д.21А эл.почта: nastasya_rozhkova@bk.ru
Бежан Алексей Владимирович,
младший научный сотрудник лаборатории энергосбережения и возобновляемых источников энергии Центра физико-технических проблем энергетики Севера КНЦ РАН Россия, 184209, Мурманская область, г.Апатиты, мкр.Академгородок, д.21А эл.почта: yeskela@rambler.ru
102
