CC BY
30„ 3755,3 лсг ^ „
Рс = — =-- = 156,47кВт
с Т 24
Среднеквадратичная мощность:
Рск = рф тxР2 "А 24[ + Р?-А2 +... + Рз20 -А] = ^538185,25 = 4735,44кВт используется при определении мощности потерь.
ВЫВОДЫ
1. Произведен анализ высших гармонических напряжений и токов, рассчитаны коэффициенты гармонических составляющих напряжений и токов и их фазы, определены потери мощности при работе солнечной электростанции.
2. Определены коэффициенты несимметрии токов и напряжений, степень неуравновешенности мощностей по фазам. Оценено влияние токов обратной последовательности.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Зевекс Г.В., Ионкин П.А, Нетушил А.В., Страхов С.В. Основы теории цепей. Изд. 4-е, М., «Энергия», 1975, 751с., ил.
2. Марквардт К.Г., Электроснабжение электрифицированных железных дорог. - М, «Транспорт», 1982, 528 с., ил.
3. Зорин В.В., Тисленко В.В. Системы электроснабжения общего назначения. -Чернигов, 1978, - 3-е изд., - 336 с., ил.
4. Смирнов А.Д. Справочная книжка энергетика. - М., «Энергия», 1978, 3-е изд., - 336 с., ил.
5. Бекиров Е.А. Автономш ждерела электроживлення на баз1 сонячних батарей. -Симферополь. ВД «АР1АЛ», 2011. - 484 с.
6. Жежеленко И.В. Показатели качества электроэнергии и их контроль на промышленных предприятиях. - 2-е изд., М., Энергоатомиздат, 1986. - 168 с., ил.
7. Жежеленко И. В. Высшие гармоники в системах электроснабжения промпредприятий. 2-е изд. - М.; Энергоатомиздат, 1984. - 160 с., ил.
8. Супронович Г.А. «Улучшение коэффициэнта мощности преобразовательных установок», М.: Энергоатомиздат, 1985, 136 с., ил.
9. Данцис Я.Б., Жилов Г.М. Емкостная компенсация реактивных нагрузок мощных токоприемников промышленных предприятий. - Л., «Энергия», Ленингр. отд., 1980. - 176 с., ил.
УДК 502.174.3: 620.92 (477.75)
Бекиров Э.А., д.т.н., проф,. Калачик Ю., магистр гр. НВИЭ-531.
Национальная академия природоохранного и курортного строительства.
УВЕЛИЧЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА КРЫМА ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ
В работе проведен анализ энергопотребления в Крыму, приведены перспективные и прогнозные данные повышения энергетического потенциала Крыма при использовании возобновляемых источников энергии.
энергетический потенциал, мощность, возобновляемые источники энергии.
Для успешного развития экономики АР Крым особенно важным является энергообеспеченность и энергосбережение, что характеризуется зависимостью от топливно-энергетической базы с необходимостью положительной динамики в деятельности
предприятий. Запасы топлива ресурсов традиционных источников в Крыму небольшие. Перспектива ускоренного развития возобновляемых источников энергии обусловлена не только небольшими природными запасами, а экономическими целесообразными условиями эксплуатации установок по использованию возобновляемых источников энергии.
Энергетическая проблема в последние годы превратилась из сугубо экономической в наиглавнейший вопрос национальной безопасности Украины, поэтому одним из перспективных направлений повышения энергетического потенциала Крыма является использование нетрадиционных возобновляемых источников энергии.
Приоритетными направлениями по экономии топливно-энергетическим ресурсов за счет использования возобновляемых источников энергии в Крыму являются: развитие ветроэнергетики, строительство солнечных и геотермальных установок, малой гидроэнергетики.
На Украине в 2009 году с принятием изменений в закон Украины «Об электроэнергетике для стимулирования производства альтернативных источников энергии» (Закон Украины №1220-У1). Несмотря на то, что постановление о тарифе было принято в 2009 году, до осени 2010 года рынок находился в состоянии ожидания из-за неуверенности инвесторов в работоспособности тарифа. Однако после ввода двух солнечных электростанций в Крыму, а затем одной в Винницкой области, инвестиционный интерес в значительной мере возрос.
Зеленый тариф должен стать главным инструментом реализации государственной экономической программы энергоэффективности на 2010-2015 гг. Программа была утверждена Кабинетом Министров в марте 2010 года и первоначально предусматривала к 2015 году долю возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в общем объеме электропотребления - не менее 5%. В апреле 2011 года Программа была пересмотрена в сторону увеличения, и целевой показатель вырос до 10%. Зеленый тариф регулируется ежемесячно Национальной комиссией регуляции электроэнергии (НКРЭ). По состоянию на июль 2011 года тариф для солнечной энергетики составлял 534,01 коп/кВт-ч. (0,67$ за кВт-ч) без НДС для промышленных станций. Величина украинского «зеленого тарифа» в настоящее время является одной из наиболее значимых в Европе. Срок действия рассчитан до 2030 года. В этот период государство обязано беспрепятственно подключать объекты альтернативной генерации к электросети.
Строительство ветро- и солнечных станций на Украине суммарной мощностью до 2 ГВт в 2010 году было определено в числе десяти приоритетных национальных проектов. Доля материалов и комплектующих украинского производства в солнечных модулях должна составлять не менее 30% с 1.01.2013 г., и не менее 50% с 1.01.2014 г. Ввиду дефицита украинских производственных мощностей, может затормозиться прогресс в области строительства новых станций.
Введение «зеленого» тарифа стало мощным стимулом развития промышленной генерации электроэнергии на базе солнечных батарей в Украине. Крым выбран инвесторами не случайно, так как регион характеризуется наилучшими показателями инсоляции, в Крыму существует ощутимый дефицит электроэнергии. Общая электрогенерация солнечными электростанциями в регионе составляет 50 МВт при пиковом потреблении 1 ГВт.
Энергосети обязаны согласно Закону о «Зеленом» тарифе «забирать» всю электроэнергию, выработанную на электростанциях, работающих за счет возобновляемых источников энергии. Величина «зеленого» тарифа для ветроэктростанций мощностью свыше 2 МВт составляет не менее 1,25 грн. за 1 КВт-ч.
В промышленной разработке на Украине находится свыше 250 нефтяных и газовых месторождений, большинство из них имеют начальные добываемые запасы природного газа - 1,2 млрд. м3, нефти - 700 тыс.т. Шесть крупнейших нефтяных месторождений, имеющих начальные балансовые запасы свыше 35 млн.т. обеспечивают около 20% всей добычи нефти в Украине. По природному газу есть четыре крупнейших месторождений с начальными балансовыми запасами свыше 100 млрд. м3, где добывается около 24% всего объема. При этом доля крупнейших месторождений в общей добыче углеводородов с
каждым годом уменьшается. К труднодобываемым относятся более 70% запасов нефти и 15% запасов природного газа в Украине. 43% газовых месторождений имеют начальные добываемые запасы менее 1 млрд. м3, 88% нефтяных месторождений - с запасами менее 1 млн. т. и по современной классификации относятся к «очень мелким».
Собственная добыча природного газа в 2011 году на Украине составляла 20,7 млрд. м3 при потребности 62 млрд. м3, в Крыму 1,055 млрд. м3; нефти на Украине - 4,5 млн.т.
В АР Крым на 20 месторождениях (на суше) подсчитаны балансовые запасы газа в количестве 16,458 млрд. м3 (1,5% от запасов в Украине). На 4 месторождениях подсчитаны запасы нефтегаза в количестве 0,349 млрд. м3. Балансовые запасы нефти (суша + шельф) на 13 нефтяных, нефтегазовых и газовых месторождениях в количестве 11,494 млн. т. (6,02% от запасов в Украине). Газовый конденсат, подсчитанный на 4 объектах суши в количестве балансовых запасов 1,486 млн. т (2,1% от запасов в Украине). Запасы конденсата двух морских месторождений составляют 0,689 млн. т.
В промышленной разработке месторождений в стадии разведки - 27, в консервации - 1, подготовлены к промышленному освоению - 5. Кроме того, в границах территории Крыма и шельфа в наличии 42 (14 - на суше, 28 - шельф) нефтегазовых объектов с
33
перспективными ресурсами газа - 288,957 млрд. м , из них: на суше - 24,23 млрд. м , на шельфе - 264,727 млрд. м3, нефти - 3,532 млн. т. (суша) и 0,631 млн. т. - шельф. Перспективы развития нефтегазодобывающей отрасли в Крыму связаны с акваториями Черного и Азовского морей - имеются 12 морских добывающих платформ. На 15 месторождениях шельфа запасы природного газа составляют 48,693 млрд. м3.
Прогнозная динамика добычи природного газа и нефти представлена в таблице 1.
Таблица 1
Прогнозная динамика добычи___
Ресурс 2012 2013 2014 2015 2020
Природный газ, м3 19,447 19,778 19,958 20,098 20,1397
Нефть и газовый конденсат, млн. т. 3,21 3,2305 3,439 3,255 3,298
В таблице 2 приводятся данные потребления топливно-энергетических ресурсов и собственная генерация в АР Крым.
Таблица 2
Потребление топливно-энергетических ресурсов и собственная генерация
Ресурс Потребление энергетических ресурсов Собственная генерация (добыча топливно-энергетических ресурсов) Соотношение потребления и добычи (генерация),%
Природный газ, млрд. м3 1,6757 1,2114 73,6
Нефть, тыс. т. - 10,1 -
Нефтепродукты, тыс. т. 361,3 - -
Бензин, тыс. т. 160 - 4,2
Диз.топливо, тыс. т. 180 - 12,1
Мазут, тыс. т. 21,3 - 1,7
Уголь, тыс. т. 76,1 - 6,0
Электроэнергия, млрд. кВт-ч 3,2 563,21 млн. кВт-ч Крым ТЭЦ Ветроэлектростанциями 28,74 млн. кВт-ч Солнечными электростанциями 1,5 млн. кВт-ч 17,6 14,37 0,3
В таблице 3 приведены мощности электростанций и выработка электроэнергии.
Таблица 3
_Мощности электростанций и выработка электростанций_
Годы Все электростанции В том числе
Тепловые % Нетрадиционные источники энергии
Мощность, тыс. кВт Выработка Эл. энергии, млн. кВт-год Мощность, тыс. кВт Выработка Эл. энергии, млн. кВт-год Мощность, тыс. кВт Выработка Эл. энергии, млн. кВт-год
2009 246,0 584,3 183,6 549,7 94,1 62,4 34,6
2010 244,8 842,0 179,9 801,7 95,2 64,9 40,3
Динамика выработки электроэнергии разными типами электростанций приведена на рис. 1 (млн. кВт-год)
900
800
700
600
500
400
300
200
100
801,7
700,0
549,7
37,2
34,6
40,3
2008
2009
2010
Рис. 1. Динамика выработки электроэнергии разными типами электростанций тепловые электростанции
ветровые электростанции
Структура потребления энергетических ресурсов в АР Крым за 2010 год составляет: промышленностью - 40,2%, сельским хозяйством - 3,9%, населением - 46,2%, социальной сферой - 2,3%, прочими - 7,4%.
При использовании возобновляемой энергетики годовой технически достижимый потенциал в АР Крым показан в таблице 4.
0
Таблица 4
Использование нетрадиционных источников энергии_
2008 2009 2010
Всего по АР Крым, т. у. т. 14760 14335 17055
Ветроагрегаты, всего
Количество 520 520 544
Производство электроэнергии, кВт/год 35281000 33936000 40604000
Условная экономия, т.у.т. 11466 11029 13196
В том числе: ГП «Донузлавская ВЭС»
Количество 101 101 101
Производство электроэнергии, кВт/год 3852000 2274000 2299000
Условная экономия, т.у.т. 1352 798 807
Сакская ВЭС
Количество 179 179 181
Производство электроэнергии, кВт/год 12009000 1271000 14865000
Условная экономия, т.у.т. 4215 4553 5218
Тарханкутская ВЭС
Количество 130 130 132
Производство электроэнергии, кВт/год 13229000 12020000 12881000
Условная экономия, т.у.т. 4299 3907 4186
Гелиоколлекторы
Площадь гелиополя, м2 17961 18051 22014
Условная экономия, т. у. т. 2502 2514 3066
Мини ГЭС
Номинальная мощность, кВт 262 262 262
Производство электроэнергии, кВт/год 1432600 1432600 1432600
Условная экономия, т. у. т. 503 503 503
Родниковская СЭС
Номинальная мощность, кВт 7500
Производство электроэнергии, кВт/год 1500000
Условная экономия, т.у.т. 520
Одним из перспективных направлений повышения энергетического потенциала Крыма является использование нетрадиционных возобновляемых источников энергии.
Кабинетом Министров Украины принята программа энергосбережения в АР Крым на 2010-2014 годы, цель программы является:
- повышение энергоэффективности в основных сферах экономики АР Крым;
- формирование организационно-технических мероприятий по экономии топливно-энергетических ресурсов;
- использование в качестве первичных энергоресурсов разных видов возобновляемых источников энергии.
Для Крыма наиболее перспективным является использование энергии ветра и солнца и экономически целесообразный энергетический потенциал возобновляемых источников энергии представлен в таблице 5.
Таблица 5
Экономически-целесообразный энергетический потенциал возобновляемых
Направления освоения ВИЭ Экономически-целесообразный энергетический потенциал, тыс. у. т.
20102014 2010 2011 2012 2013 2014
Солнечная энергетика 518,0 10,0 57,0 143,0 150,0 158,0
Ветроэнергетика 4251,0 109,0 863,0 1041,0 1093,0 1145,0
Малая гидроэнергетика 2,1 - 0,3 0,6 0,6 0,6
Геотермальная энергетика 11,2 0,5 0,5 3,2 3,4 3,6
Биоэнергетика 140,1 - 22,8 37,2 39,1 41,0
Энергетика окружающей среды 16,4 1,0 3,1 3,9 4,1 4,3
Всего ВИЭ 49,38,8 120,5 946,7 1228,9 1290,2 1352,5
(2,8%) (22,4%) (29%) (30,5%) (32%)
На рисунке 2 представлена структура энергетического баланса Автономной Республике Крым в 2014 году.
Другие виды топлива; 0,50%
Природный газ; ^ Дрова; 1,25% ^ Нефтепродук-гы;
20,52%
Сжиженный газ; 0,65%
Возобновляемые
источники энергии; 32,04%
23,77%
Уголь; 5,01%
Электроэнергия; 14,51%
Рис. 2. Прогноз структуры энергетического баланса Автономной Республики Крым в 2014 году
За счет внедрения мероприятий по энергосбережению в АРК в период 2012-2014 гг.
прогнозные объёмы экономики ТЭР (тыс. т.у.т.) имеют вид (см. рис. 3).
Экономия ТЭР: Население: 937
Рис. 3. Прогноз объемов экономии топливно-энергетических ресурсов
В результате реализации мероприятий программы, экономия топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) представлены в таблице 6.
Расчетный гидроэнергетический потенциал Крыма составляет 756 МВт и в ближайшие годы предполагается освоить 18 МВт с суммарной выработкой электроэнергии около 63 млн. кВт-ч. Из этой энергии на долю рек придется 30%, водохранилищ - 53%, а оставшиеся 17% - малые ГЭС, устанавливаемые на напорных трубопроводах систем водоснабжения и канализации.
Наибольшие перспективные гидроэнергетические потенциалы соответствуют рекам западной части северного макросклона Крымских гор: Кокказка - 10,6 МВт, Альма -9,19 МВт, Кача - 5,82 МВт, Черная - 5,34 МВт, Бельбек - 4,27 МВт. Реки этой группы характеризуются большими падениями и высокими для Крымских рек расходами, поэтому и представляют наибольший интерес для строительства мини-ГЭС. Но величина гидроэнергетического потенциала еще не является мощностью малой ГЭС на реке. Необходимо учесть коэффициенты полезного действия гидротурбины и электрогенератора, потери энергии водотока. Весь гидроэнергетический потенциал нельзя использовать одной малой ГЭС, так как при расчете гидроэнергетического потенциала реки принимают падений всей реки, от истока до устья, что приводит к невозможности на одной станции получить всю высоту падения реки.
В декабре 2010 года введен в эксплуатацию пилотный проект использования теплонасосной установки мощностью 40,4 кВт для Дворца культуры в Сакском районе. Для отопления здания теплонасосная установка использует низкопотенциальное тепло грунта. Экономический эффект от внедрения составляет 59 т.у.т. на сумму 171,7 тыс. грн. На реализацию проекты было затрачено 881,3 тыс. грн.
В селе Родниковом Симферопольского района с октября 2010 года работает солнечная электростанция на солнечных батареях на базе поликристаллического кремния с общей мощностью 2,5 МВт. На 1.01.2011 г. станцией было выработано 1,5 млн. КВт-ч электроэнергии. Строительство станции осуществлялось за счет инвесторов.
Таблица 6
Экономия топливно-энергетических ресурсов в результате реализации __мероприятий Программы_
№ п/п Перечень мероприятий Объемы экономии ТЭР, тыс. т. у.т.
20102014 2010 2011 2012 2013 2014
1. Мероприятия энергосбережения
1.1. Население 973,118 78,2 156,3 234,5 246,23 257,95
1.2. Промышленность 846,29 68,0 136,0 203,9 214,10 224,29
1.3. Социальная сфера 48,56 3,9 7,8 11,7 12,29 12,87
1.4. Сельское хозяйство 80,93 6,5 13,0 19,5 20,48 21,45
1.5. Другие отрасли 156,46 12,6 25,1 37,7 39,59 41,47
Всего 2105,42 169,2 338,2 507,3 532,67 558,03
2. Освоение энергии возобновляемых источников
2.1. Развитие солнечной энергии 516,52 9,58 56,85 142,8 149,94 157,08
2.2. Развитие ветроэнергетики 4249,28 108,94 862,7 1040,52 1092,55 1144,57
2.3. Развитие
малой 1,89 - 0,26 0,517 0,54 0,57
гидроэнергетики
2.4. Развитие
геотермальной 11,01 0,48 0,48 3,19 3,35 3,51
энергетики
2.5. Развитие биоэнергетики 139,98 - 22,8 37,2 39,06 40,92
2.6. Освоение энергии окружающей среды (ТНУ) 16,30 0,98 3,07 3,888 4,08 4,28
Всего 4934,97 120,26 946,16 1228,12 1289,53 1350,93
Вместе 7040,39 289,46 1284,36 1735,42 1822,19 1908,96
В Красноперекопском, Красногвардейском и Бахчисарайском районах введены в действие линии с производством топливных брикетов из биомассы (рисовая и подсолнечная музга (солома, виноградные обрезки, отходы древесины) приблизительной мощностью 5000 т.
В настоящее время Крым имеет остродефицитную энергосистему с годовым приростом потребления на уровне 5%. Собственная генерация полуострова составляет 80 МВт и покрывает лишь 6-7% нужд потребителей.
ВЫВОДЫ
Реализация мероприятий Программы по энергообеспечению и энергосбережению за весь период ее выполнения с 2010 по 2011 год предусматривает снижение энергоемкости на 20% за весь период выполнения Программы, то есть 4% ежегодно. Экономия традиционных топливно-энергетических ресурсов за счет реализации мероприятий Программы в период 2010-2014 годы составляет 7040,4 тыс. т.у.т., в том числе за счет мероприятий по энергосбережению - 2105,42 тыс. т.у.т., освоения энергии возобновляемых источников - 4934,97 тыс. т.у.т.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Статистический сборник «Топливно-энергетические ресурсы за 2008-2010 гг. АР Крым».
