Научная статья на тему 'ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ ИЗОЛИРОВАННЫХ РАЙОНОВ КАМЧАТКИ'

ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ ИЗОЛИРОВАННЫХ РАЙОНОВ КАМЧАТКИ Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
117
22
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ / РЕСУРСЫ ВЕТРОЭНЕРГЕТИКИ / ИЗОЛИРОВАННЫЕ ПОТРЕБИТЕЛИ / КАМЧАТСКИЙ КРАЙ / ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЕ

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Нефедова Людмила, Киселева Софья

Рассмотрено современное состояние и проблемы энергообеспечения в Камчатском крае - регионе, изолированном от ЕЭС РФ, и с большим числом удаленных населенных пунктов. На основе почасовых данных о ветровых ресурсах за 10-летний период выполнены оценки средних значений производительности модельной ветроэлектроустановки Enercon Е-53 810 kW и доли покрытия нагрузки потребителей для 11 поселков региона. Определены диапазоны суточных и сезонных вариаций производительности и доли покрытия нагрузки, а также территориальное распределение этих характеристик потенциала энергообеспечения за счет использования ветровых ресурсов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

WIND ENERGY POTENTIAL OF ISOLATED AREAS OF KAMCHATKA

The current state and problems of energy supply in the Kamchatka Territory, a region isolated from the LIES of the Russian Federation and with a large number of remote settlements, are considered. Based on the hourly data on wind resource calculations of the NASA SSE database for a 10-year period, according to the developed program, calculations were made of the daily course of electricity generation for the Enercon E-53 810 kW model wind turbine and the share of power consumption load coverage for 11 remote settlements of the region. Amplitude intervals are identified in the share of electrical load coverage and territorial differences in the possibilities of energy supply due to wind farms.

Текст научной работы на тему «ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ ИЗОЛИРОВАННЫХ РАЙОНОВ КАМЧАТКИ»

УДК 621.22.01

DOI 10.46920/2409-5516_2022_7173_80

EDN: JRZNNI

Ветроэнергетический потенциал изолированных районов Камчатки

Wind energy potential of isolated areas of Kamchatka

Людмила НЕФЕДОВА Старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории возобновляемых источников энергии географического ф-та МГУ имени М.В. Ломоносова, к. г. н. e-mail: [email protected]

Liudmila NEFEDOVA Senior Researcher

in Lomonosov Moscow State University, Faculty of Geography, PhD in Geography e-mail: [email protected]

СЧ СЧ

Софья КИСЕЛЕВА

Ведущий научный сотрудник,

зав. научно-исследовательской лаборатории

возобновляемых источников энергии

географического ф-та

МГУ имени М.В. Ломоносова, к. ф.-м. н.

e-mail: [email protected]

Sophia KISELEVA

Leading Researcher at the Renewable Energy Sources Laboratory, Lomonosov Moscow State University, Faculty of Geography, Ph.D. in Math&Phisics e-mail: [email protected]

ВЭС, Усть-Камчатск

Источник: nvinder. ru

<

о

СЦ <

Аннотация. Рассмотрено современное состояние и проблемы энергообеспечения в Камчатском крае - регионе, изолированном от ЕЭС РФ, и с большим числом удаленных населенных пунктов. На основе почасовых данных о ветровых ресурсах за 10-летний период выполнены оценки средних значений производительности модельной ветроэлектроу-становки Enercon Е-53 810 kW и доли покрытия нагрузки потребителей для П поселков региона. Определены диапазоны суточных и сезонных вариаций производительности и доли покрытия нагрузки, а также территориальное распределение этих характеристик потенциала энергообеспечения за счет использования ветровых ресурсов. Ключевые слова: возобновляемые источники энергии, ресурсы ветроэнергетики, изолированные потребители, Камчатский край, энергопотребление.

Abstract. The current state and problems of energy supply in the Kamchatka Territory, a region isolated from the UES of the Russian Federation and with a large number of remote settlements, are considered. Based on the hourly data on wind resource calculations of the NASA SSE database for a 10-year period, according to the developed program, calculations were made of the daily course of electricity generation for the Enercon E-53 810 kW model wind turbine and the share of power consumption load coverage for И remote settlements of the region. Amplitude intervals are identified in the share of electrical load coverage and territorial differences in the possibilities of energy supply due to wind farms.

Keywords: wind energy resources, renewable energy sources, isolated energy centers, Kamchatka Territory, energy consumption.

//

Значительное число

изолированных

энергоузлов

требует широкого

привлечения ВИЭ для

энергообеспечения

бытовых и промышленных

Состояние энергообеспечения Камчатского края

общей мощностью 364 МВт, три ГеоЭС (Мутновская ГеоЭС, Верхне-Мутновская ГеоЭС, Паужетская ГеоЭС) общей мощностью 74 МВт, четыре гидроэлектростанции (Толмачёвский каскад ГЭС и Быстринская ГЭС) общей мощностью 47,1 МВт, три ветровые электростанции общей мощностью 5,5 МВт, а также большое количество небольших дизельных электростанций (ДЭС), суммарной мощностью 160,8 МВт. Таким образом, общая установленная мощность энергообъектов Камчатского края составляла на 01.01.2021 г. 651,5 МВт. В 2020 г. энергообъектами Камчатского края было произведено 1970,1 млн кВт-ч электроэнергии, что обеспечило растущий спрос на электроэнергию потребителей (около 2,2 % в год), среди которых наиболее крупными являются население, Министерство обороны РФ и рыбоперерабатывающие предприятия [1].

Особенностью энергетики Камчатского края является изолированность от единой энергосистемы России, а также деление на большое количество не связанных друг с другом энергоузлов. По состоянию на 2021 год, на территории Камчатского края эксплуатировались две крупные тепловые электростанции - ТЭС 1 и ТЭС 2,

Основной объем электроэнергии в 2015-2019 гг. вырабатывался на Камчатских ТЭЦ-1 и ТЭЦ-2 «Камчатскэнерго» (59-63 % от суммарной выработки электростанций Камчатского края) и на Мутнов-ских ГеоЭС (25-28 %). Структура выработки электроэнергии в 2020 году представлена на рис. 1. Таким образом, на объектах возобновляемой энергетики было выработано в 2020 г. 30,8 % электроэнергии Камчатского края.

Рис. 1. Структура выработки электроэнергии в Камчатском крае в 2020 г. [1]

гч гч

<

о

СЦ <

В составе энергосистемы Камчатского края действуют самый крупный центральный энергоузел и изолированные энергоузлы. Центральный энергоузел охватывает системой централизованного электроснабжения следующие городские округа: Петропавловск-Камчатский, Вилю-чинский; муниципальные районы:Елизов-ский, Усть-Большерецкий (п. Октябрьский, с. Апача, с. Кавалерово, с. Усть- Больше-рецк), Мильковский (с. Пущино, с. Шаромы, с. Мильково). Основной энергоснабжаю-щей компанией центрального энергоузла является ПАО «Камчатскэнерго», в состав которой входят Камчатские ТЭЦ-1, ТЭЦ-2, резервные ДЭС, а также генерирующие компании: АО «Геотерм», эксплуатирующая Мутновские ГеоЭС, ПАО «КамГЭК», эксплуатирующая каскад Толмачевских ГЭС, АО «Камчатские электрические сети им. И. А. Пискунова», эксплуатирующие ВЭС и резервную ДЭС в п. Октябрьский. Суммарная установленная мощность электростанций центрального энергоуз-

Особенностью энергетики Камчатского края является изолированность от единой энергосистемы России, а также деление на большое количество не связанных друг с другом энергоузлов

ла Камчатского края в 2020 г. составила 491,1 МВт (более 75% всех ЭС края). При этом в структуре установленной мощности центрального энергоузла ТЭЦ составляют 75,4 %, ГЭС - 9,4 %, ЭС на ВИЭ - 12,8 %, а дизельные ЭС - 2,4%.

Изолированные энергоузлы действуют в следующих муниципальных районах: Мильковский, Усть-Большерецкий, Усть-Камчатский, Быстринский, Соболевский, Карагинский, Олюторский, Пенжинский и Тигильский [1]. Структура установленной мощности по типам генерирующего оборудования в изолированных энергоузлах Камчатского края представлена на рис. 2.

Кроме крупных энергоузлов в энергосистему Камчатского края входят энергоузлы в границах одного населенного пункта, суммарное потребление в которых не превышает 7,2 % от общего потребления электрической энергии по Камчатскому краю. Дизельные электростанции являются основным источником электроэнергии во всех изолированных энергоузлах Камчатского края. Всего эксплуатируется более 40 ДЭС общей мощностью 160,8 МВт, которые в 2020 году выработали 265,9 млн кВт-ч электроэнергии [1]. Кроме того, эксплуатируются три ветродизельных комплекса, имеющие следующие характеристики:

• ВЭС в п. Усть-Камчатск. Введена в эксплуатацию в 2013-2015 годах. Мощность - 1,175 МВт (ВЭУ Vergnet - 0,275 МВт, 3ВЭУ японской компании Кота^акес - 0,3 МВт). Эксплуатируется АО «Южные электрические сети Камчатки» (входит в группу «РусГидро»). Работа ВЭС

позволяет экономить около 550 т/ год дизельного топлива;

• ВЭС с. Никольское на о. Беринга (Алеутский район, Командорские острова), сооруженная ПАО «Передвижная энергетика». Введена в эксплуатацию в 2013 г. Мощность 1,050 МВт (2x250 кВт, 2x275 кВт). Эксплуатируется АО «Южные электрические сети Камчатки»;

• ВЭС в п. Октябрьский, Усть-Большерецкий район, функционирует в Центральном энергорайоне. Введена в эксплуатацию в 20082014 годах. Мощность - 3,3 МВт (1x0,3 МВт, 4x0,6 МВт). Эксплуатируется АО «КЭС им. И. А. Пискунова».

Значительное число изолированных энергоузлов требует более широкого привлечения ВИЭ для энергообеспечения как бытового, так и промышленного потребителя. По информации «РусГидро» к маю 2021 г. были заключены первые энергосервисные договоры по развитию на Камчатке локальной энергетики с использованием ВИЭ. Новые энергокомплексы запроектированы в п. Ключи (мощность ДЭС - 7 МВт, ВИЭ - 1,6 МВт), п. Козыревск (ДЭС - 1,68 МВт, ВИЭ - 0,5 МВт), с. Тиличики (ДЭС - 2 МВт, ВИЭ - 1,5 МВт) и п. Оссора (ДЭС - 3,8 МВт, ВИЭ - 1,8 МВт). Работы по строительству, монтажу и вводу в эксплуатацию энергетических комплексов планируется завершить в 2023 г. [3].

Ведется подготовка строительства второй очереди Мутновской ГеоЭС, имеющей в настоящее время мощность 50 МВт и выработку около 275 млн кВт-ч/год. Ге-

Всего на Камчатке функционируют более 40 ДЭС общей мощностью 160,8 МВт, которые в 2020 году выработали 265,9 млн кВт-ч. Кроме того, эксплуатируются три ветродизельных комплекса

оЭС сможет заместить электроэнергию Камчатских ТЭЦ на 24,8 % и сэкономить 118,5 тыс. тонн условного топлива. Для увеличения выработки будут пробурены 4- километровые скважины на Мутновском месторождении парогидротерм. Планируется также ввести бинарный блок геотермальной электростанции мощностью 13 МВт, работающей на сбросном сепарате Мутновской ГеоЭС. Возможная степень замещения станцией выработки Камчатских ТЭЦ составит 4,6 %. Идёт строительство малой ГЭС-4 на реке Толмачева мощностью ЮМВтс выработкой 55 млн кВт-ч/год. Ее доля в замещении выработки Камчатских ТЭЦ может составить 3,5 %, экономия топлива - 23,69 тыс. т у. т. [4].

Важную роль в энергообеспечении населенных пунктов Камчатского края имеют их удаленность от линий электропередач и надежность электроснабжения по ЛЭП. Изолированность региона от единой энергосистемы вызывает по-

Рис. 2. Структура установленной мощности электростанций изолированных энергоузлов Камчатского края по типам генерирующего оборудования [2].

ДЭС

78%

л

о

На Камчатке выделены участки с критичными для ЛЭП условиями льдообразования и ветрового режима, которые могут наблюдаться 1 раз в 25 лет: ДЭС Соболево - Устьевое и Манилы -ДЭС Каменское

вышенную чувствительность к авариям различного характера. Для изучения этого вопроса была проведена с использованием ГИС-технологий [5] картографическая оценка ключевого свойства энергосистемы как сложного сетевого объекта -структурной уязвимости. На территории Камчатского края выделены участки с особо критичными для ЛЭП условиями льдообразования и ветрового режима: ДЭС Соболево - Устьевое и Манилы - ДЭС Каменское. Карты районирования по максимальной толщине стенки гололёда и скорости ветра, вероятной 1 раз в 25 лет, позволяют предварительно оценить вероят-

ность аварий вследствие повышенной механической нагрузки на провода и опоры. Именно от их прочности зависит надёжное энергоснабжение конечных потребителей. Несмотря на то, что данная оценка качественная, она позволяет выявить территории, которые подвержены наибольшему риску длительного каскадного отключения электроснабжения.

При исследовании возможностей энергообеспечения Камчатского региона многие авторы акцентируют внимание на перспективах использования разных видов ВИЭ: ресурсов малой гидроэнергетики [5, 6], ветроэнергетических ресурсов и водородных технологий [7, 8]. В [8] разработан вариант энергокомплекса на основе ветрогенератора и дополнительных устройств (электролизеров, баков-накопителей, водородных котлов, систем хранения водорода, водородно-кислородных парогенераторов) для поселка Усть-Камчатск. Результаты исследования демонстрируют принципиальную возможность реализации альтернативной схемы энергоснабжения без использования привозного топлива с выработкой водорода как энергоносителя и практически полным отсутствием токсичных продуктов горения. В [9] для различных

Село Манилы

Источник: commons.wikimedia.org

вариантов энергосистем, включающих ветродизельный комплекс и накопители энергии, проводится анализ ветроэнергетических характеристик, обеспечивающих гарантированное энергоснабжение автономного потребителя с преобладанием ветрогенерации. Для аккумулирования выработанной на автономных установках ВИЗ электроэнергии с целями энергообеспечения потребителей прогнозируется также создание и привлечение новых типов накопителей энергии [10].

Материалы и методы

Целью проведения исследования был анализ ветровых ресурсов ряда регионов Камчатского края и потенциала ветроэнергетики для обеспечения электроэнергией населенных пунктов края с учетом режима потребления (нагрузки потребителя) в различные сезоны года. Расчеты почасовых значений выработки электроэнергии и коэффициента использования установленной мощности (КИУМ) проводились для модельной установки Епегсоп Е-53 810 (высота башни Н = 50 м, диаметр ветроколеса 0 = 52,9 м) на основе почасовых значений за 10-летний период (2011-2020 гг.) скорости ветра на высоте 50 м, представленных в открытой базе

данных NASAPOWER [11]. Была использована авторская программа в среде Visual Studio. Рассматривались участки регулярной пространственной сетки с детализацией до 1° вблизи населенных пунктов Камчатского края, расположенных в изолированных энергоузлах. Для оценки потенциала энергообеспечения использовались графики нагрузки населенных пунктов Камчатского края.

Результаты и обсуждение

Для оценки эффективности использования ВЭУ были выполнены расчеты коэффициента использования установленной мощ-

Исследования за 10 лет показали наибольшую эффективность ветроустановок для о. Беринга, достаточно высокую эффективность в прибрежных районах Камчатки и низкую -для внутренних районов

Населенный пункт КИУМ, среднегодовое значение

с. Соболево 17,36%

86 с. Долиновка 9,59%

п. Атласово 10,87%

п. Козыревск 10,66%

п. Усть-Камчатск 33,54%

п. Ключи 13,34%

!û л с. Тигиль 18,45%

о z п. Палана 20,13%

i_ ш CL п. Оссора 33,43%

с. Манилы 26,66%

с. Никольское 53,71%

Таблица 1. Средние многолетние значения КИУМ (20112020 гг.). Модельная установка: Enercon E-53 810 kW

гг-

<

о

IZ

d; <

ü

x

en

ности (КИУМ) - средние часовые, суточные, сезонные и годовые. Средние значения КИУМ за десятилетний период показали наиболее высокую эффективность ВЭУ для с. Никольское на о. Беринга (более 53 %), достаточно высокую эффективность в прибрежных районах п-ва Камчатка (на восточном побережье КИУМ ВЭУ более 30 %, на западном побережье - около 18-20 %) и малую эффективность для внутренних районов полуострова (с. Долиновка КИУМ менее 10 %) (таблица 1, рис. 3).

Результаты, полученные в рамках поставленной задачи, далее представлены на примере четырех населенных пунктов Камчатки с разной численностью населения и уровнем энергопотребления (таблица 2). Суммарная мощность ВЭУ принималась равной максимальной мощности нагрузки для каждого поселка с учетом КИУМ ВЭУ При таких предположениях получены оценки доли покрытия нагрузки за счет выработки электроэнергии на ВЭУ: определены периоды в течение года, когда

Таблица 2. Местоположение и энергопотребление населённых пунктов Камчатского края - объектов исследования

лПалана

4 г

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

^ ¿Никольское

Тигиль ' м „ Т

jr \ ¿Усть-Камчатск

Кл^чи

Козыре^кое с/п

¿Атласовское

¿До линовка

¿Соболево

Data S 0. NOAA u s Navy NGA GEBCO image Lanaiat Copernicus inaie iBCAO

Рис. 3. Схема расположения объектов исследования - населенных пунктов в изолированных энергоузлах Камчатского края

Населенный пункт Географические координаты Численность населения, чел Макс. потребл. мощность Pmax, кВт Мин. потребл. мощность Pmin, кВт Расчетное число ВЭУЕ-53 810 kW

с. Соболево 54,3 155,95 1700 1850 820 8

с. Долиновка 55,12 159,07 300 120 30 1

с. Тигиль 57,75 158,68 1600 1140 400 5

п. Палана 59,07 159,92 3000 1960 760 8

50% 45% 40% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0%

1,1

2011

2012

2018

2019

2020

XI I— ^ XI XI XI XI I— ^ XI XI XI XI I— ^ XI XI XI XI I— ^ XI XI XI XI I— ^ XI XI XI XI I— ^ XI XI XI XI I— ^ XI XI XI XI I— ^ XI XI XI XI I— ^ XI XI XI XI I— ^ XI XI XI

о_о_си с: о_о.си с: о.^. о_о.си с: о.^. о_о.си с: о_о.си с: о.^. о_о.си с; о.^. о_о.си с: о.^. о_о.си с: о.^. о_о.си с: о_о.си с: о о

си то^ о\о\о си ^^ о\о\о си ^^ о\о\о си ^^ о\о\о си ^^ о\о\о си ^^ о\о\о си ^^ о\о\о си ^^ о\о\о си ^^ о\о\о си ^^ о\о\о

т"^-*2- -1- гг гг т-^-*2- 1 гг гг т"^-*2- -1- гг гг т"^;-*2- -1- гг гг т"^;-1- гг гг т*^-*2- -1- гг гг т*^;-1- гг гг лп*^-*2- -1- гг гг -1- гг гг т1^:-^— -1- гг гг

_0 X

с

А)

80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%

2011

2012

|||

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

XI I— XI XI XI XI I— XI XI XI XI I— XI XI XI XI I— XI XI XI XI I— XI XI XI XI I— XI XI XI XI I— XI XI XI XI I— XI XI XI XI I— XI XI XI XI I— XI XI XI

о_о_си с: о_о-си с: о.^. о_о-си с; о.^. о_о-си с: о.^. о_о-си с: о.^. о_о-си с: о_о-си с: о.^. о_о-си с; о.^. о_о-си с: о.^. о_о-си с: о о

си сс^ о\о\о си ^^ о\о\о си сс^ о\о\о си то^ о\о\о си то^ о\о\о си сс^ о\о\о си то^ о\о\о си сс^ о\о\о си то^ о\о\о си то^ о\о\о

т"^-*2- х гг гг т-^-*2- 1 гг гг т"^-*2- х гг гг т-^;-*2- -1- гг гг -1- гг гг т""^-*2- -1, гг гг т*^;-1- гг гг т"^-*2- -1, гг гг лп""^-*2- -1- гг гг т"^-*2- х гг гг

Б)

Рис. 4. Среднемесячные значения КИУМ за период 20112020 гг. ВЭУ в районах с. Соболево (А) и с. Манилы (Б)

ветровые условия позволяют достичь полное энергообеспечение за счет ветровых установок.

Внутригодовой ход среднемесячных значений КИУМ показывает сезонные закономерности: снижение в летний период года и повышение в зимний период. Так для с. Соболево КИУМ варьирует в течение года от 5 до 40 %, а для с. Манилы - отЮ до 75 % (рис. 4).

Для всего расчетного периода были определены среднегодовые за десятилетний период доли покрытия нагрузки (рис. 5).

Видны вариации указанной характеристики, которые достигают до 30 % (абсолютных). Прослеживаются максимумы для 2013 г. и 2017 г., величина которых зависит от местоположения населенного пункта на полуострове. При этом сезонные доли покрытия нагрузки (при указанной выше мощности ВЭУ) показывают значительные колебания от более 1,5 в холодный период года (декабрь - март) до 0,2-0,3 в летний период (рис. 6).

Расчеты суточных энергобалансов («производство минус потребление») вте-чение года позволяют определить периоды возможного полного энергообеспечения потребителя за счет работы ВЭУ и периоды, когда требуется дополнительное энергоснабжение за счет резервных энергомощностей (дизель-генераторов). Для определения требуемой мощности дизель-генераторов следует провести такого рода анализ на основе многолетних рядов данных о характеристиках ветра для каждой географической точки. Автономная работа ветроэнергетических комплексов для энергообеспечения в Камчатском крае требует аккумулирования энергии с привлечением суточного и сезонного аккумулирования. Для суточного аккумулирования могут быть применены накопители энергии различных типов [12]. Проблемы же сезонного аккумулирования, а также использование значительных избыточных объемов выработки электроэнергии на ВЭС могут быть рассмотрены, в том числе, с позиций организации производства «зеленого» водорода [13,14].

сч сч

<

о

сх

<

о =1

л

о

1,1

0,9 0,8 0,7 0,6 0,5

-♦-

-

♦ ♦

2010

2015 Годы

с. Соболево

2020

1,3

И 1,2

^ 1,1 СО

£ 1

I 0,9

1 0,8

0,7 0,6 0,5

о >=1

2010

2015 Годы

с. Долиновка

2020

о ■=5

1,2 1,1 1

0,9 0,8 0,7 0,6 0,5

♦ ♦

2010 2015 2020

1,3 1,2

1,1

£ 0,9 о

0,8 0,7 0,6 0,5

♦ ♦

2010

2015

2020

Годы

Годы

с. Тигиль п г т Палана

Рис. 5. Среднегодовые значения доли покрытия нагрузки за десятилетний период

(2011-2020 гг.) для населенных пунктов Камчатского края

гч гч

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Рис. 6. Среднемесячные значения доли покрытия нагрузки за период 2011-2020 гг. (с. Тигиль)

<

с;

о

СЦ <

2500 2000 1500 1000 500

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

-О I— -О -О -О -О -О -О -О -О -О -О -О -О -О -О -О -О -О -О -О -О .О .О .О -О I—-О -О -О -О -О -О -О -О -О -О -О -О -О -О -О

о_о_си с; о.^. о_о-си с; о.^. о_о.си с: о.^. о_о.си с: о.^. о_о.си с; о.^. о_о.си с: о.^. о_о.си с: о.^. о_о.си с: о.^. о_о.си с: о.^. о_о.си с; о о

си ^^ о\о\о си ^^ о\о\о си то^ о\о\о си ^^ о\ОбО си ^^ о\ОбО си ^^ о\ОбО си ^^ о\ОбО си ^^ о\ОбО си ^^ о\ОбО си ^^ о\ОбО

т'^:'"^— -'- гг гг ^ гг гг т*5^"®1— -1- гг гг т^Г-*1— гг гг т*^-^— -1- гг гг г-п -1- гг гг т*5^"®1— гг гг т*^ -1- гг гг т"5^-^— гг гг т"^-^— -*- гг гг

Выводы

Энергосистема Камчатского края характеризуется заметным ростом энергопотребления, который обеспечивается как станциями в составе локальных энергоузлов, так и автономными дизельными генераторами и ветродизельны-ми установками. Совместный анализ ветровых ресурсов и графиков нагрузки изолированных населенных пунктов позволяет определить потенциал ветроэ-нергоустановок для энергообеспечения автономных потребителей. Показано, что производительность и коэффициент использования установленной мощности модельных ВЭУ существенно варьируется в зависимости от их месторасположения, сезона и времени суток для территорий в пределах Камчатского края. При выбранном сценарии (суммарная мощность ВЭУ для каждого рассмотренного населенного пункта равна максимальной мощности нагрузки для каждого поселка с учетом КИУМ ВЭУ) в среднем за 10 лет достигается баланс потребления и производства энергии от ВЭУ Однако внутри-

Расчеты суточных энергобалансов в течение года позволяют определить периоды полного энергообеспечения за счет работы ВЭУ и периоды, когда требуется привлечение резервных дизель-генераторов

годовое и внутрисуточное распределение доли покрытия нагрузки позволяет выделить длительные периоды избытка или недостатка выработки электроэнергии от ВЭУ. Необходимое количество ВЭУ в составе систем энергообеспечения населенных пунктов определяется как ветровым режимом, так и графиком нагрузки и требует детального технико-экономического обоснования с использованием полученных в данном исследовании результатов.

_û л

о

Использованные источники

Схема и программа развития электроэнергетики Камчатского края на 2021-2025 годы. Распоряжение губернатора Камчатского края N-0 299-Р от 29.04.2021 г. - Петропавловск-Камчатский. Белов O.A. Состояние электроэнергетики Камчатского края и перспективы ее развития // Вестник ЮУрГУ Серия «Энергетика». Т. 21. W-°4, 2027. С. 48-56. ПАО «РусГщро». Официальный сайт, пресс-служба. - URL: http://www. rushydro.ru/press/news/n3451.html Информационное агентство REGNUM. Правительство Камчатского края, Петропавловск-Камчатский. 20.12.2021 г. - URL: https://regnum.ru/news/ economy/3456460.html

Новаковский Б. А., Прасолова А. И., Карпачевский А. М., Филиппова О. Г Картографирование структуры изолированных энергосистем (на примере Камчатского края, Магаданской и Сахалинской областей) // Геодезия и картография. Т. 78. W-°5, 2017. С. 56-63. Кротенко Д.С., Семчев В.А., Белов O.A., Жуков С.А. Анализ перспективного развития энергообеспечения Камчатского края // Вестник Камчатского государственного техническогоуниверситета. № 51, 2020. С. 6-11. Марченко О.В., Соломин C.B. Анализ эффективности аккумулирования электрической энергии и водорода в энергосистемах с возобновляемыми источниками энергии // Вестник Иркутского государственного технического университета. Т. 22. № 3, 2018. С. 114-125.

8. Нефедкин С.И., Барсуков А.О., Мозгова М.И., Шичков М.С., Климова М.А. Автономное энергоснабжение с использованием ветроэнергетического комплекса и водородного аккумулирования энергии // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» (ISJAEE). 2019. 16-18:12-26.

9. Игнатьев С.Г., Киселева C.B. Формирование облика автономной энергосистемы гарантированного электроснабжения с преимущественным использованием энергии ветра // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» (ISJAEE). 2018. 22-24:28-50.

10. Бушуев В.В. Энергетика будущего: технологическая синергия // Энергетическая политика. №2 (168), 2022. С. 54-61.

11. Официальный сайт NASA. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://power.larc.nasa.gov. (Дата обращения: 15.08.2021 г.).

12. Киселева С. В., Тарасенко А. Б. О возможности использования суперконденсаторных накопителей энергии в составе автономных ветродизельных комплексов // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология». № 19-21, 2018. С. 23-33.

13. TarasenkoA. В., Kiseleva S. V, Popel 0. S. Hydrogen energy pilot Introduction - technology competition // International Journal ofHydrogen Energy. 2022. Vol. 47,no. 23. P. 11991-11997.

14. Prospects for green hydrogen production in the regions of Russia / L. Nefedova, K. Degtyarev, S. Kiseleva, M. Berezkin // E3S Web of Conferences. 2021. Vol. 265, APEEM 2021. P 04011.

IN IN

<

О

CX

<

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.