При технико-экономическом обосновании строительства СЭС, ВЭС или других нетрадиционных источников наряду состоимостью сэкономленного топлива большое значение имеет энергетическая эффективность их использования. Она зависит от соотношения установленных мощностей этих электростанций и общей мощности энергосистемы, в которой они работают. Чем меньше это отношение, тем меньшее значение они будут иметь для нее. На эффективность их использования могут оказывать влияние также режимные ограничения, диктуемые энергосистемой и ее отдельными элементами. Эти ограничения определяются характером энергопотребления и условиями использования отдельных энергоресурсов.
Солнечные и ветровые электростанции действуют только при наличии соответствующих погодных условий и их энергоотдача носит случайный характер. Энергоотдачу СЭС или ВЭУ нельзя считать достаточно надежной во времени. Мощности этих электростанций следует считать дублирующими, т.е. их работа необходима только для экономии других энергоресурсов, в особенности, органического топлива. При этом энергосистема должна располагать достаточными резервами генерирующей мощности в любое время суток и года. Выполнение этого условия усложняется по мере роста доли нетрадиционных источников в энергосистеме. При выводе в ремонт традиционных энергоисточников часть мощности может быть покрыта за счет СЭС и ВЭУ или других альтернативных источников ЭЭ. Если ВЭУ расположены на расстоянии нескольких сотен километров друг от друга, но работают на общую сеть, энергосистема может получить дополнительную резервную мощность.
Большое значение для планирования участия СЭС или ВЭУ в покрытии суточных графиков нагрузки энергосистемы имеет наличие достаточно достоверных и заблаговременных метеорологических прогнозов как на сутки в целом, так и на отдельные их интервалы.
|
|
Сооружение СЭС или ВЭУ не позволяет уменьшать строительство других электростанций в энергосистеме без снижения надежности электроснабжения. Выходом из этого положения может служить использование аккумуляторов энергии. При этом возможны два варианта:
аккумуляция вырабатываемой СЭС или ВЭУ электроэнергии;
аккумуляция первичных источников энергии, используемых другими входящими в данную энергосистему электростанциями.
Аккумуляция электроэнергии в больших масштабах пока еще не получила большого развития. Для реализации второго способа наиболее эффективно использовать водохранилища ГЭС. При этом во время работы СЭС и ВЭУ снижается мощность ГЭС и сэкономленная вода расходуется затем по требованию энергосистемы. Возможно также применение обычного принципа гидроаккумуляции, при котором мощность, развиваемая нетрадиционными источниками, используется для перекачки воды из нижнего бьефа ГЭС в водохранилище. Такой режим можно осуществить на основе обратимых агрегатов ГЭС, или с помощью специальных насосов. Однако при этом необходима свободная емкость водохранилища.
Совместная работа СЭС, ВЭУ и ГЭС может привести к ощутимому повышению гарантированной мощности гидроэлектростанций, что в свою очередь повысит эффективность энергосистемы в целом. В этом случае может оказаться целесообразным увеличение мощности ГЭС за счет установки дополнительных агрегатов. Возможна также дополнительная выработка электроэнергии ГЭС за счет работы ее на повышенных напорах. Эти напоры создаются путем увеличения уровня верхнего бьефа ГЭС при аккумуляции гидроэнергии. Ограничением для аккумуляции гидроэнергии служит режим нижнего бьефа ГЭС, диктуемый неэнергетическими потребителями воды. Это особо важно в южных районах страны, где вода из нижнего бьефа забирается для орошения полей.
|
|
Аккумуляция солнечной или ветровой энергии в водохранилищах будет эффективной и при работе СЭС и ВЭУ совместно с малыми ГЭС в автономных системах электроснабжения.
Режим генерации энергии ВЭУ соответствует интенсивности энергии ветра. Использовать такую электроэнергию могут потребители, не предъявляющие высоких требований к бесперебойности электроснабжения. Ими, в частности, могут быть электролизеры для производства водорода как весьма ценного энергетического ресурса, насосные установки для подъема подземных вод и др. Число таких потребителей весьма ограничено, а для всех других электроприемников генерирующую мощность ВЭУ необходимо дублировать каким-либо гарантированным источником энергии. Им может быть любая энергетическая установка, способная работать в переменном режиме.
Более эффективные перспективы использования энергии ветра появляются при создании энергокомплекса, состоящего из ВЭУ и подземной ГАЭС. Использование в этом случае двух подземных бассейнов воды практически полностью исключает всякие ограничения, свойственные функционированию водохранилищ ГЭС, при сохранении в то же время достоинств энергокомплекса ГЭС – ВЭУ.
|
|
Используемая литература
1. Астахов Ю.Н., Веников В.А., Тер-Газарян А.Г. Накопители энергии в электрических системах. М.: Высшая школа, 1989. – 159 с.
2. Батенин В.М., Баранов Н.Н. Создание новых видов автономных энергоустановок на основе методов прямого преобразования энергии // Изв. РАН. Энергетика. 1997. №2.С. 3–28.
3. Батищев В.Е., Мартыненко Б.Г., Сысков С.Л. и др. Энергосбережение: справочное пособие. Екатеринбург: ЭнергоПресс, 1999. – 304 с.
4. Веников В.А., Путятин Е.В. Введение в специальность. М.: Высшая школа, 1988. – 239 с.
5. Веников В.А., Журавлев В.Г., Филиппова Т.А. Энергетика в современном мире. М.: Знание, 1986. – 192 с.
6. Волков Э.П., Поливода А.И., Поливода Ф.А. Перспективы применения солнечных фотоэлектрических станций с теплоутилизирующим паросиловым циклом // Изв. РАН. Энергетика. 1997. №3. С. 61–91.
7. Гаврилов Е.И., Васильев В.А., Саломзода Ф.Г. и др. Развитие геотермальной энергетики в России // Изв. РАН. Энергетика. 1997. №4. С. 18–26.
8. Дэвис Д. Энергия. /Под ред. Д.Б. Вольфберга. М.: Энергоатомиздат, 1985. – 360 с.
9. Жимерин Д.Г. Энергетика: настоящее и будущее. М.: Знание, 1978. – 192 с.
10. Злобин А.А. Производство электроэнергии. М.: Изд. МЭИ, 1984. – 56 с.
11. Кокорев Л.С., Харитонов В.В. Прямое преобразование энергии и термоядерные энергетические установки. М.: Атомиздат, 1980. – 216 с.
12. Коровин Н.В. Электрохимическая энергетика. Состояние, проблемы и перспектив // Изв. РАН. Энергетика. 1997. №4. С. 48–65.
13. Кошелев А.А., Шведов А.П. Потенциальные возможности вовлечения возобновляемых природных ресурсов в топливно-энергетический баланс Иркутской области. Иркутск: Изд. ИСЭМ, 1998. –64 с.
14. Лукутин Б.В. Проблемы малой ветро- и гидроэнергетики // Энергетика: экология, надежность, безопасность. Томск: Изд. ТПУ, 1997. С. 87–93.
15. Непорожний П.С., Обрезков В.И. Введение в специальность: гидроэнергетика. М.: Энергоатомиздат, 1990. – 352 с.
16. Поваров О.А., Томаров Г.В. Физико-технические проблемы геотермальной энергетики // Изв. РАН. Энергетика. 1997. №4. С. 3–18.
17. Пронтарский А.Ф. Системы и устройства электроснабжения. М.: Транспорт, 1983. – 264 с.
18. Сиуда И.П. Введение в специальность «Электрические системы». Новочеркасск,:1984.-88 с.
19. Стырикович М.А., Шпильрайн Э.Э. Энергетика: проблемы и перспективы. М.: Энергоиздат, 1981. – 192 с.
20. Тарнижевский Б.В., Резниковский А.Ш. Оценка масштабов использования возобновляемых источников в электроэнергетике России на период до 2015 года // Изв. РАН. Энергетика. 1997. №4. С. 65–72.
21. Твайделл Д., Уэйр А. Возобновляемые источники энергии. М.: Энергоатомиздат, 1990. – 392 с.
22. Телдеши Ю, Лесны Ю. Мир ищет энергию. М.: Мир, 1984. –439 с.
23. Технический прогресс энергетики СССР / Под ред. П.С. Непорожнего. М.: Энергоатомиздат, 1986. – 224 с.
24. Швец И.Т., Толубинский В.И., Букшпун И.Д. и др. Энергетика. Киев: Вища школа, 1974,-616 с.
25. Ядерная и термоядерная энергетика будущего /Под. Ред. В.А. Чуянова. М.: Энергоатомиздат, 192 с.