CC BY
55
УДК 338
й0\: 10.24411/1813-3528-2018-10025
Дибиров Магомед Гаджимагомедович
Старший научный сотрудник ФОИВТ РАН г.Махачкала
Амадзиеа Наида Абдулаевна
Старший научный сотрудник ИСЭИ ДНЦ РАН Старший научный сотрудник ФОИВТ РАН [email protected] г.Махачкала
Ключевые слова: солнечные коллектора, солнечная энергия, СВУ.
Dibirov M.G., Amadzieva N.A. Potential use of solar energy for heating and hot water supply of buildings in the Republic of Dagestan.
Abstract: The paper provides a brief analysis of the state of RES use in Russia and the regions. Branch of the joint Institute of high temperatures of RAS together with the scientific and production enterprise "RESURS-M" develop and produce flat solar collectors with extensive use of modern polymeric materials. The factors that affect the return on investment in solar panels and show the high energy and economic efficiency of these plants in the climatic conditions of Dagestan are listed. Keywords: solar collector, solar energy, SVU.
Проводя анализ состояния и возможностей ВИЭ в России и в мире, нельзя не увидеть основополагающую задачу в этой области - необходимость обеспечения воспроизводства и долговременного использования природных ресурсов для сельского хозяйства промышленности и других сфер хозяйственной деятельности. Условие решения этой задачи - введение и эффективное использование ВИЭ. Россия имеет серьезные запасы энергетических ресурсов и мощный ТЭК, который всегда был и остается не только основой экономики, но и инструментом политики, внешней и внутренней. ТЭК России всегда определял роль страны на мировых энергетических рынках, обеспечивает жизнедеятельность всех отраслей национального хозяйств. Энергетика - консолидирующая для субъектов Российской Федерации отрасль экономики. По сути, ТЭК формирует основные финансово-экономические показатели РФ.
Старт внедрению и развития ВИЭ в России был дан, но условия господдержки в России и на региональном уровне намного сложнее тех, что применяются во всем мире. Локальные требования для получения господдержки так высоки, а мощности, выставляемые на конкурсы, настолько низкие, что на сегодняшний день, не приходится говорить о возможности действительно масштабного развития «зеленой» энергетики. [7]
С учетом существующих проблем с выполнением заявленной в требованиях степени локализации оборудования, компаниям, вкладывающим деньги, приходится брать на себя существенные риски в случае невыполнения такого условия. Им грозят немалые штрафы в соотношении расчетной величине платы за мощность (для ВЭС - 0,45, для СЭС - 0,35). Это ощутимо повышает себестоимость экономику проектов и приводит к потере средств
ПОТЕНЦИАЛ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ ДЛЯ ОТОПЛЕНИЯ И ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ ЗДАНИЙ В РЕСПУБЛИКЕ ДАГЕСТАН
Аннотация: в работе приводится краткий анализ состояния использования ВИЭ по России и регионам. Филиалом Объединенного института высоких температур РАН совместно с Научно-производственным предприятием «РЕСУРС-М» разрабатываются и производятся плоские солнечные коллекторы с широким использованием современных полимерных материалов. Перечислены факторы, которые влияют на окупаемость вложений в солнечные батареи и показывают высокую энергетическую и экономическую эффективность этих установок в климатических условиях Дагестана.
инвесторов. Разработанные российскими производителями солнечные коллекторы отвечают современным техническим требованиям. Они изготавливаются из нержавеющей стали, в ряде случаев имеют селективные покрытия панелей, современную теплоизоляцию. Цена на коллекторы устанавливается довольно высокой - в большинстве случаев от 9000 руб. до 15000 руб. в расчете на 1 кв. м площади коллектора.
Наиболее благоприятными для использования солнечной энергии регионами России являются республики Северного Кавказа, Краснодарский и Ставропольский края. Годовое поступление солнечной энергии на поверхность в этих регионах колеблется от 1500 до 1870 квтч на 1кв.м. в год, а годовая выработка тепла солнечным коллектором находится в пределах от 1100 до 1300 квтч на 1кв.м
Годовая тепловая производительность 1кв.м солнечных коллекторов в горной зоне Северокавказского региона, в частности, Дагестана, составляет 1200квтч в год. В равнинной зоне региона наблюдается меньшая продолжительность солнечного сияния в зимний период года и большая (чем в горной зоне) - в летний период. Расчетные значения годовой производительности солнечных тепловых установок равнинной зоне также находятся в пределах 1100-1300квтч. на 1кв.м в год. Но, при этом, производительность установок в зимний период в горной зоне больше, чем производительность установок в зимний период в равнинной зоне. В летний период производительность СВУ в равнинной зоне больше, чем в горной зоне. Объясняется это тем, что в горной зоне в зимний период наблюдается большее число солнечных дней, чем в равнинной зоне. [1,2] Область применения солнечных коллекторов:
-горячее водоснабжение жилых домов, производственных помещений; -горячее водоснабжение объектов, отдаленных от централизованного теплоснабжения, в частности, турбазы, санаторно-курортные комплексы, гостиницы, сельхоз фермы;
-нагрев (подогрев) воды в плавательных бассейнах;
-отопление жилых домов или любых помещений производственного назначения; -сушка сельхозпродукции, промышленных изделий (бетона), лесоматериалов; -отопление и горячее водоснабжение теплиц; Анализ рынка свидетельствует, что при использовании солнечной энергии 25% населения Дагестана, не имеющего централизованного теплоснабжения (500 тыс. человек), общая потребность республики в коллекторах составляет 500 тыс. м2.
Экономические варианты использования СВУ: горячее водоснабжение бюджетных организаций, таких как больницы, детские сады, школы и тд. Если хотя бы часть этих бюджетных организаций будет обеспечиваться горячей водой от солнечных установок, которые окупаются через 4 года, а дальше работают на прибыль, то расходная статья бюджета республики будет значительно сокращена. В Махачкале в настоящее время находится 66 муниципальных садиков с бюджетным финансированием, каждый рассчитан на 150 мест в среднем. Всего 150х66=9900детей. При норме (СНиП 2.04.01-85*) горячей воды на ребенка 75л/чел, потребное количество горячей воды составляет около 743тонн в сутки. Тариф на горячую воду - 50.01 руб./м3. Расходы на горячее водоснабжение детсадов составит 743х50х24=892000руб/месяц или 5350000руб. за 6 месяцев (5,35млн. руб.) [5,4]
С 1 июля в республике запланировано повышение тарифов на жилищно-коммунальные услуги. Рост в среднем составит 3%, а по информации федерального Минстроя, в среднем по России тарифы повысятся на 4%. Это является самым низким повышением из всех, произошедших в отрасли за последние два-три года. В Дагестане тариф за электроэнергию во втором полугодии вырастет с 2 рублей 41 копейки за 1 квт. ч энергии до 2 рублей 48 копеек, водоснабжение - с 8 рублей 21 копейки за 1 кубометр воды до 8 рублей 45 копеек.
Плата за водоотведение со второй половины 2018 года составит 3 рубля 20 копеек, вместо ранее 3 рублей 10 копеек. Рост тарифов на тепловую энергию в среднем по республике составит 0,9%, а на водоснабжение и водоотведение - 0,5%, и 2,2%. Действующий тариф за природный газ составляет 5 рублей 6 копеек за кубический метр, с 1
июля 2018 года он поднимется до 5 рублей 23 копеек. Тарифы на коммунальные услуги приняты с календарной разбивкой, в соответствии с которой тарифы на период с 1 января 2018 г. по 30 июня 2018 г. установлены на уровне, не превышающем действующие в декабре 2017 года тарифы. А с 1 июля рост тарифов на 2018 год предусмотрен в рамках прогноза социально-экономического развития Российской Федерации на 2018-2020 годы.
ФОИВТ РАН и НПП «РЕСУРС-М» разрабатывают и производят солнечные коллектора с широким использованием современных полимерных материалов. В связи с тем, что при изготовлении этих коллекторов широко используются современные полимерные материалы, они отличаются от аналогов небольшим весом (всего11кг. против 20-25кг на 1кв.м.) и низкой стоимостью (не более 4000руб. за 1 кв.м.). По своим теплотехническим характеристикам они не уступают лучшим аналогам производства России и СНГ.
В сфере жилищно-коммунального хозяйства рациональным видится перевод многоэтажных (до 9-ти этажей) жилых домов на горячее водоснабжение от солнечных коллекторов. Перспективным является вариант перевода городских котельных в неотопительный период на солнечные водонагревательные установки. При этом работа котельных приостанавливается на весь неотопительный период, а обеспечение населения горячей водой производится от солнечных водонагревательных установок. Выполненные нами расчеты показывают, что каждый 1 кв.м. солнечных коллекторов позволяет сократить расход только газа (не считая затрат на электроэнергию и эксплуатацию котельной) на 200куб.м в год. Перевод одной котельной г. Махачкала на солнечные коллекторы (5000кв.м.) для нагрева воды в неотопительный период года позволяет сократить расход газа на более чем 1млн.куб. м. в год. Если учесть экономию электроэнергии на привод насосов, зарплаты персоналу др., то срок окупаемости таких установок не превышает 3 -4-х лет. Монтаж солнечных коллекторов можно производить на крышах близлежащих зданий. (рис.1)
Рис.1. Вариант перевода 5-ти этажных жилых домов города Махачкала на солнечные
водонагревательные коллекторы
В летний, неотопительный, период дома будут отключаться от котельной, и обеспечиваться горячей водой только от солнечных установок. В зимний период тепло от солнечных коллекторов будет использоваться для предварительного подогрева холодной воды, которая будет доходить до необходимой температуры теплом от котельной. (таб. 1)
Таблица 1
Вариант перевода 5-ти этажных жилых домов города Махачкала на солнечные
водонагревательные коллекторы.
Длина крыши, м ■ 57,6
Ширина крыши, мм 12
Площадь крыши, кв.м. 691
Количество квартир в доме 60
Количество жильцов в доме, чел. 210
Норма потребления воды, литр/чел- 100 л.
Количество коллекторов, кв.м. 270
Годовая производительность, квтч/год 300000
Стоимость произведенной коллекторами тепловой энергии, по тарифам для тепла от котельной 360000 руб/год
Стоимость солнечной установки (коллекторы, аккумулятор, материал, монтажные работы) 1755000 руб
Срок окупаемости установки 5 лет
Экономия газа 54000куб.м./год
Сокращение вредных выбросов в атмосферу 5000кг/год
Срок службы установки не менее 20 лет
Источник: рассчитано автором Дибиров М. Г. с.н.с. ФОИВТ РАН
В случае, если на солнечные коллекторы перевести всю котельную со всеми обслуживаемыми домами, которая останавливается после окончания отопительного периода, то срок окупаемости солнечной установки уменьшается до 3 - 4-х лет за счет сокращения эксплуатационных затрат на котельную в неотопительный период. [4,6]
Факторы, которые влияют на окупаемость ваших вложений в солнечные батареи это инфляция, увеличение цен на электроэнергию, цена на солнечные панели и их установку в валюте, снижение процентных ставок на вклады в банках. Инвестиции в солнечные батареи часто сравнивают с банковскими вкладами люди считают, что выгоднее — хранить деньги в банке и получать проценты, а на эти проценты покупать электроэнергию от местных энергосетей, или купить солнечные батареи и получать электроэнергию от них бесплатно. Во времена высоких процентов по вкладам (14-17% годовых) ответ был неоднозначен, и скорее всего в пользу банковского вклада. Но с 2018 года проценты по вкладам уже стали в среднем менее 5% годовых и продолжают снижаться — при таком «раскладе» инвестиции в солнечные батареи становятся более выгодными, чем банковские вклады. Не говоря уже о других инструментах — инвестиционных счетах и т.п., по которым доходность в последние 2-3 года существенно ниже доходности по банковским вкладам. [3]
Солнечные батареи выгодно устанавливать уже сейчас. В течение срока службы они принесут выгоду, примерно в 10 раз превышающую их стоимость. Инвестиции в солнечные батареи — разумное решение. Такие инвестиции аналогичны инвестициям в меры по энергоэффективности и по уменьшению теплопотерь вашего дома. Любой прибор, которые потребляет меньше энергии, сразу начинает приносить вам деньги за счет экономии энергии. Затраты на дополнительное утепление вашего дома начинают приносить вам сразу экономию на кондиционирование и отопление. В настоящее время многие уже знают, что инвестиции в меры энергоэффективности являются - очень умной инвестицией.
Список источников:
1. Амадзиев А.М., Дибиров М.Г., Дибирова М.М., Джарулаев Д.С. «Новые материалы для солнечных коллекторов Ж. «Пищевая промышленность» №2, 2008г.
2. АлхасовА.Б., Дибиров М.Г. Дибирова М.М. Перспективы использования солнечной энергии в Дагестане. Материалы конференции «актуальные проблемы освоения возобновляемых энергоресурсов». Махачкала, 2012г., стр. 324.
3. Баширова А.А., Гимбатов Г.М. Экологические инновации в сельском хозяйстве: место и роль в системе инноваций // Региональные проблемы преобразования экономики. 2015. № 6 (56). С. 11-15.
4. Дибиров М.Г., Амадзиев А.М. Дибирова М.М. Новые материалы для солнечных коллекторов // Пищевая промышленность. 2008г. №11
5. Дибиров М.Г., Амадзиев А.М., Дибирова М.М.Отчет НИОКР «Разработка солнечных поликарбонатных коллекторов» ВИНТЦ Рег.№ 01200952464
6. Магомедова Н.А. Обоснование территориального размещения инновационных проектов возобновляемой энергетики на сельских территориях РД // Махачкала РППЭ, 2013г. №4. стр. 184-192
7. Фортов В.Е., Попель О.С. «Энергетика в современном мире» Изд. дом «Интеллект», г. Долгопрудный, 2011г. Стр167
