Игнатов Владимир Юрьевич, аспирант кафедры ТАЭ им Андрющенко А. И.
город Саратов, ул. Политехническая, 77, 410054тел. 8 917 327 84 33
Ignatov Vladimir Yuryevich, postgraduate of the chair of thermal and Atomic Energy
Saratov, st.Polytechnic, 77, 410054tel. 8 917 327 84 33
Николаев Юрий Евгеньевич, доктор технических наук, профессор кафедры ТАЭ им Андрющенко А. И.
город Саратов, ул. Политехническая, 77, 410054
Nikolaev Yuri Evgenievich, Doctor of Engineering Science, professor of the chair of thermal and Atomic Energy
Saratov, st.Polytechnic, 77, 410054
Цель обеспечения высокой эффективности использования природного газа, повышение надежности и качества энергоснабжения обусловливает внедрение альтернативных источников энергии и электрических аккумуляторов в классические схемы энергогенерации ГТУ. В связи с этим, объектом исследования является комбинированный автономный источник на базе газотурбинной установки, ветроэнергетической установки (ВЭУ) и накопителя энергии (НЭ). Выработка энергии на ВЭУ условно разделена на два этапа (день и ночь), днем энергия отпускается в сеть, а ночью запасается в накопителях энергии.
Целью статьи является определение экономических показателей данного варианта схемы комбинации разных по характеру генерации источников. Для определения эффективности источника была разработана математическая модель, с помощью которой рассчитываются количественные и экономические показатели. Исходные данные: суточный график электрических нагрузок, среднемесячная температура и скорость ветра, зависимость изменения электрической мощности ВЭУ от скорости ветра в относительных единицах. По представленной методике был произведен расчет количественных и экономических показателей, в котором исследовалось влияние изменения установленной мощности ВЭУ (200 кВт – 1400 кВт) на изменение экономических показателей: дисконтированные затраты, чистый дисконтированный доход, индекс доходности, внутренняя норма доходности и срок окупаемости. Годовая выработка электрической и тепловой энергии стабильна и составляет 20409 МВт*ч/год и 239970 ГДж/год, соответственно.
В публикации был произведен сравнительный анализ полученных экономических показателей. Дисконтированные затраты, несмотря на снижение установленной мощности ГТУ, возрастают по мере увеличения, установленной мощности ВЭУ и НЭ. Экономическая эффективность снижается, что отражено в увеличении срока окупаемости и снижении ЧДД. Причиной такой низкой эффективности служит высокая удельная стоимость ВЭУ и НЭ. Из полученных результатов можно сделать вывод о том, что чем меньше установленная мощность ВЭУ и соответственно НЭ, тем выше экономические показатели. На данный период времени использование такой комбинации (ГТУ, ВЭУ и НЭ) выгодно только в том случае, если доля установленной мощности ВЭУ не превышает 45% мощности ГТУ.
In order to ensure high efficiency of natural gas use, increase the reliability and quality of energy supply, it is necessary to introduce alternative energy sources and electric accumulators into the classic GTU energy generation schemes. In this regard, the object of research is a combined autonomous source based on a gas turbine unit (GTU), a wind-driven power plant (WDPP) and energy storage. Energy production at wind turbines is conventionally divided into two stages (day and night), during the day energy is supply into the grid, and at night it is stored in energy storage.
The purpose of the article is to determine the economic indicators of this variant of the scheme for combining sources of different types of generation. To determine the effectiveness of the source, a mathematical model was developed with the help of which quantitative and economic indicators are calculated. Initial data: daily schedule of electric loads, average monthly temperature and wind speed, dependence of changes in the electric power of WDPP on wind speed in relative units. According to the presented method, quantitative and economic indicators were calculated, which investigated the impact of changes in the installed capacity of WDPP (200 kW – 1400 kW) on changes in economic indicators: discounted costs, net present value, discounted profitability index (DPI), internal rate of return (IRR) and payback period. The annual output of electricity and heat is stable and amounts to 20409 MWh/year and 239970 GJ/year, respectively.
In the publication, a comparative analysis of the obtained economic indicators was made. Discounted costs, despite the decrease in the installed capacity of the GTU, increase as the installed capacity of the wind turbine and energy storage increases. Economic efficiency is reduced, which is reflected in an increase in the payback period and a decrease in the NPV. The reason for this low efficiency is the high unit cost of wind turbines and energy storage. From the results obtained, it can be concluded that the lower the installed capacity of the wind turbine and, accordingly, the energy storage, the higher the economic indicators. At this time, the use of such combinations (GTU, WDPP and energy storage) is beneficial only if the share of the installed capacity of the wind turbine does not exceed 45% of the gas turbine capacity.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.