CC BY
65
4. Poderni R. Yu. Analiz sovremennogo sostoyaniya mirovogo rynka postavokvyemochno-pogruzochnogo karernogo oborudovaniya (kolesnykh frontalnykhpogruzchikov i gidravlicheskikh ekskavatorov) // Gornaya promyshlennost. 2014. 1. S. 22-32.
Шавыраа Чечек Деспи-ооловна - кандидат технических наук, доцент кафедры транспортно-технологических средств Тувинского государственного университета, г. Кызыл. E-mail: Shavyraa@mail.ru
Куулар Олча Орлановна - старший преподаватель кафедры горное дело Тувинского государственного университета, г. Кызыл.E-mail: mongysh1@rambler.ru
Саая Сай-Суу Шолбановна - преподаватель кафедры транспортно-технологических средств Тувинского государственного университета, г. Кызыл. E-mail: sai-suu2014@yandex.ru
Shavyraa Chechek Despi-oolovna - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Transport and Technology Facilities of Tuva State University, Kyzyl. E-mail: Shavyraa@mail.ru
Kuular Olcha Orlanovna - senior lecturer of the department Mining of the Tuva State University, Kyzyl. E-mail: mongysh1@rambler.ru
Saay Sai-Suu Sholbanovna - teacher of the department of transport-technological means of the Tuvan State University, Kyzyl. E-mail:sai-suu2014@yandex.ru
УДК 621.22
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВАРИАНТОВ СОСТАВА МИКРО-ГЭС ДЛЯ C. ТООЛАЙЛЫГ
Кенден К.В., Кужугет СЛ., ОоржакАЛ.
Тувинский государственный университет, г. Кызыл
TECHNICAL AND ECONOMIC EVALUATION OF COMPOSITION OF MICRO-HYDRO
FOR VILLAGE OF TOOLAILYG
Kenden K.V., KuzhugetS.A., OorzhakA.A.
Tuvan State University, Kyzyl
На примере системы электроснабжения населенного пункта Республики Тыва выполнена оценка технико-экономических показателей вариантов состава Микро-ГЭС и определен оптимальный состав гидроагрегатов.
Ключевые слова: децентрализованная энергетика, возобновляемые источники энергии, микро-ГЭС, Тува.
On the example of the power supply system of the Republic of Tyva, the assessment of technical and economic indicators of the Micro-hydroelectric power plant composition options was performed and the optimal composition of hydroelectric units was determined.
Key words: decentralized energy, renewable energy sources, micro-hydropower, Tyva.
К зонам децентрализованного электроснабжения относится 70% территории России, где по разным оценкам проживает от 10 до 20 млн. человек. Высокая стоимость привозного топлива оказывает негативное влияние на технико-экономические показатели работы местных дизельных электростанций, и в тоже время нет им полноценной замены.
В условиях Сибири большое количество малых рек с необходимым запасом гидроресурсов позволяет достаточно экономно решить проблему электроснабжения маломощных потребителей. По потенциалу развития гидроэнергетики Тува входит в число ведущих регионов России. Суммарный гидроэнергетический потенциал рек Тувы оценивается в 8 ГВт, что превышает текущие потребности республики в электроэнергии в 40 раз.
Первый опыт строительства и эксплуатации малой ГЭС в России в крайне суровых природных условиях на территории децентрализованного энергоснабжения Тувы выявил необходимость совершенствования конструкторских решений, использованных как при проектировании и сооружении гидроузла, так и при создании оборудования. Малая ГЭС деривационного типа с общей мощностью 165 кВт на р. Моген-Бурен, которая была сооружена в 2001 г., является на данный момент первым и единственным разработанным проектом в области энергоснабжения изолированных потребителей на территории Республики Тыва с использованием местных возобновляемых энергоресурсов [2].
2018 год - год малых сел в Республике Тыва. Во исполнение Послания Главы Республики Тува Ш.В. Кара-оола Верховному Хуралу разработана республиканская комплексная программа «Развитие малых сел Республики Тыва на 2018-2022 годы». В программе участвуют 66 сельских поселений с численностью населения до 1000 человек, в том числе в 14 из них - менее 500, в 8 - менее 250 жителей [1].
В плане развития села Тоолайлыг до 2022 года предусмотрен пункт по обеспечению села бесперебойной (круглосуточной) электроэнергией, которая является необходимой социально-экономической задачей для развития населенного пункта, поэтому был разработан проект строительства микро-ГЭС в селе Тоолайлыг Монгун-Тайгинского района. И решением конкурсной комиссии данный проект включен в число 10 лучших народных инициатив, которые получат прямую финансовую поддержку в рамках инициативного бюджетирования в объеме не менее 2 миллионов рублей [3].
Технические предложения по строительству микро-ГЭС на территории села Тоолайлыг разработаны администрацией Монгун-Тайгинского района. Строительство микро-ГЭС в этом поселке перспективно, поскольку в 900 м выше села расположены реки Тоолайлыг и Барлык с достаточным гидрологическим потенциалом (рис.1).
)
Рис. 1 Схема строительства микро-ГЭС в местечке Шын-Бажы
В 2016 г. специалистами ООО «Солнечная энергия» было проведено камеральное исследование, в результате которого гидрологический потенциал реки был оценен в 32 кВт.
У компании «ИНСЭТ» имеется успешный опыт эксплуатации оборудования на перепадах уже существующих плотин, каналов и питьевых водоводов. В состав сооружений микро-ГЭС деривационного типа входят головной водозаборный узел, деривация и станционный узел [4].
Таблица 1
Технические характеристики МикроГЭС с пропеллерными турбинами
Параметры Тип МикроГЭС
МикроГЭС 10Пр МикроГЭС 15Пр МикроГЭС 50Пр МикроГЭС 100Пр
Мощность, кВт 0,6-4,0 2,2-10,0 3,5-15,0 10,030,0 10,050,0 40,0-100,0
Напор,м 2,0-4,5 4,5-10,0 4,5-12,0 2,0-6,0 4,0-10,0 6,0-18,0
Расход, м3/с 0,070,14 0,100,21 0,10-0,30 0,3-0,8 0,4-0,9 0,5-1,2
Частота вращения, мин-1 1000 1500 1500 600 750 1000
Номинальное напряжение, В 230 400 230, 400 230, 400
Номинальная частота тока, Гц 50 50 50 50
Тоолайлыг является сельскохозяйственным селом Монгун-Тайгинского кожууна, где развито животноводство (крупный рогатый скот и яководство). Село относится к числу энергодефицитных населенных пунктов, основной проблемой развития села является нехватка электроэнергии для собственных бытовых нужд и его отсутствие для реализации проектов, связанных с производством и переработкой сельскохозяйственных продуктов. Численность населения села в настоящий момент составляет 161 человек.
На территории села расположены жилые дома, школа и дом культуры. Основным источником электрической энергии является дизельная электростанция с установленной мощностью 15 кВт, продолжительность электроснабжения - 4 часа в сутки.
Для микро-ГЭС «Тоолайлыг» были рассмотрены четыре варианта системы генерации с различными мощностями: два гидроагрегата (ГА) с установленными мощностями 10 и 15 кВт, один ГА с установленными мощностями 15 и 50 кВт.
Имея значения капитальных затрат на строительство микро-ГЭС, а также ежегодные эксплуатационные издержки, по методике [5] определены технико-экономические показатели для каждого варианта (табл. 2).
Таблица 2
Технико-экономические показатели вариантов Микро-ГЭС
Варианты Микро-ГЭС Микро-ГЭС -10Пр Микро-ГЭС -15Пр Микро-ГЭС -15Пр Микро-ГЭС -50Пр
Установленная мощность 1 ГА, кВт 10 15 15 50
Количество Микро-ГЭС, шт. 2 1 2 1
Установленная мощность всех ГА, кВт 20 15 30 50
Стоимость Микро-ГЭС, тыс. руб. 3800 1139 2278 4845
Ежегодные издержки на эксплуатацию, тыс.руб. 347 241 294 412
Капитальные затраты, тыс. руб. 4147 1380 2572 5257
Себестоимость электроэнергии от Микро-ГЭС, руб./(кВт*ч) 13 16 10 31
Денежный эквивалент
"вытесненному" дизельному 481 240 480 240
топливу, тыс.руб.
Срок окупаемости проекта, лет 9 6 5 22
Оптимальным вариантом считается тот, для которого значение приведённых затрат принимает наименьшее значение. С помощью данных значений были определены оптимальные параметры микро-ГЭС и составлен график результатов,
представленный на рисунке 3 (все полученные показатели приведены в относительных единицах, за базисные значения приняты максимальные величины для каждого показателя).
Капитальные затраты
щ
/ * / \ / \ / \
Себестоимость Срок окупаемости
электроэнергии проекта
от Мнкро-ГЭС
Рис. 3 - График оптимальных вариантов микро-ГЭС
Полученный оптимальный вариант микро-ГЭС имеет в своем составе два ГА, установленная мощность каждого ГА равна 15 кВт. В табл. 2. представлен расчет технико-экономических показателей данного варианта микро-ГЭС с установленной мощностью 30 кВт.
Таблица 3
Технико-экономические показатели оптимального варианта микро-ГЭС
Показатели Значение
Себестоимость электроэнергии от микро-ГЭС, руб./(кВт*ч) 10
Капитальные затраты, тыс. руб. 2572
Денежный эквивалент "вытесненному" дизельному топливу, тыс.руб. 480
Срок окупаемости проекта, лет 5
Создание микро-ГЭС для электроснабжения села Тоолайлыг позволяет достичь следующих результатов:
- продолжительность подачи электроснабжения - 24 часа;
- уменьшение затрат на покупку, доставку и хранение ДТ;
- дополнительные мощности будут использоваться для производства и переработки сельскохозяйственных продуктов.
Таким образом, для электроснабжения с. Тоолайлыг Монгун-Тайгинского кожууна произведена технико-экономическая оценка параметров деривационного типа для строительства микро-ГЭС и были предложены четыре варианта состава
мощности ГА с пропеллерными турбинами, производимыми компанией «ИНСЭТ». Также произведен выбор наилучшего варианта микро-ГЭС для с. Тоолайлыг, что позволит не нарушая экологической обстановки уменьшить дефицит электроэнергии.
Библиографический список
1. Послание Главы Тувы Верховному Хуралу Республики Тыва [Электронный ресурс]. -Режим доступа : https://www.tuvaonline.ru/2017/12/12/v-tuve-2018-god-obyavlen-godom-malyh-sel.html
2. Кенден К.В. Анализ использования перспективных видов энергии в Республике Тыва / Вестник Тувинского государственного университета. Технические и физико-математические науки. Кызыл. 2012. Вып.3.С.68-71
3. В селе Тоолайлыг Монгун-Тайгинского района Тувы хотят построить малую ГЭС [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://gov.tuva.ru/press center/news/energetics/36111.
4. ИНСЭТ. Проектирование, серийное изготовление и монтаж мини ГЭС и микро ГЭС [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.inset.ru/r/index.htm, свободный. (Дата обращения: 11.12.2012 г.).
5. Тремясов В. А. Фотоэлектрические и гидроэнергетические установки в системах автономного электроснабжения: монография / В. А. Тремясов, К. В. Кенден. Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2017. 208 с.
Bibliograficheskiy spisok
1. Poslaniye Glavy Tuvy Verkhovnomu Khuralu Respubliki Tuva [Elektronnyy resurs].-Rezhim dostupa: https://www.tuvaonline.ru/2017/12/12/v-tuve-2018-god-obyavlen-godom-malyh-sel.html
2. Kenden K.V. Analiz ispol'zovaniya perspektivnykh vidov energii v respublike Tyva / Vestnik Tuvinskogo gosudarstvennogo universiteta. Tekhnicheskiye i fiziko-matematicheskiye nauki. Kyzyl:2012.Vyp.3.S.68-71
3. V sele Toolaylyg Mongun-Tayginskogo rayona Tuvy khotyat postroit' maluyu GES [Elektronnyy resurs]-Rezhim dostupa: http://gov.tuva.ru/press_center/news/energetics/36111.
4. INSET. Proyektirovaniye, seriynoye izgotovleniye i montazh mini GES i mikro GES [Elektronnyy resurs]. Rezhim dostupa: http://www.inset.ru/r/index.htm, svobodnyy. (Data obrashcheniya: 11.12.2012 g.).
5. Tremyasov V. A. Fotoelektricheskiye i gidroenergeticheskiye ustanovki v sistemakh avtonomnogo elektrosnabzheniya: monografiya / V. A. Tremyasov, K. V. Kenden. Krasnoyarsk: Sib. feder. un-t, 2017. 208 s.
Кенден Кара-кыс Вадимовна - старший преподаватель кафедры общеинженерных дисциплин Тувинского государственного университета, г. Кызыл
Кужугет Сайрана Айвазаевна - студент 2 курса гр.016 инженерно-технического факультета Тувинского государственного университета
Ооржак Ая Артуровна - студент 2 курса гр.016 инженерно-технического факультета Тувинского государственного университета
Kenden Kara-kys Vadimovna - senior Lecturer, Department of General Engineering Disciplines, Tuvan State University, Kyzyl
Kuzhuget Sayrana Aivazaevna - 2nd year student gr.016 Tuvan State University, Engineering and Technical Faculty
Oorzhak Aya Arturovna - 2nd year student gr.016 Tuvan State University, Engineering and Technical Faculty
