Preview

Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE)

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Доступ платный или только для Подписчиков

Автономное энергоснабжение с использованием ветроэнергетического комплекса и водородного аккумулирования энергии

https://doi.org/10.15518/isjaee.2019.16-18.12-26

Полный текст:

Аннотация

Предложена альтернативная схема гарантированного электротеплоснабжения энергоизолированного объекта с высоким потенциалом ветровой энергии без использования привозного или местного топлива. Схема содержит ветроэнергетический комплекс из парка ветрогенераторов, размещенных в точках с высоким потенциалом ветра, которые обеспечивают гарантированное электроснабжение даже в периоды слабого ветра. Для теплоснабжения потребителя весь избыток электроэнергии идет на термоэлектрический нагрев воды в баках накопителях, а также на получение водорода методом электролиза воды. Текущее теплоснабжение осуществляется с использованием горячей воды баков-накопителей, а теплоснабжение в период дефицита тепловой энергии – за счет сжигания запасенного водорода в конденсационных водородных котлах. Разработан алгоритм расчета и программа «Wind in energy», которые позволяют рассчитать годовой баланс энергии и подобрать необходимое количество оборудования для реализации схемы исходя из годового графика тепловой и электрической нагрузки, а также потенциала ветровой энергии в выбранном регионе. Проведено расчетное обоснование предложенной схемы применительно к реальному энергоизолированному объекту – поселку Усть-Камчатск (Камчатка). Подобрано оборудование для реализации альтернативной схемы энергоснабжения без использования привозного топлива и проведено ее сравнение с традиционной схемой энергоснабжения на базе дизельной электростанции и котельной, работающих на привозном топливе. При внедрении альтернативной схемы энергоснабжения оборудование отработавшей свой ресурс традиционной схемы может быть задействовано для резервного энергоснабжения. С помощью климатических баз данных рассмотрен ряд энергоизолированных объектов на севере и востоке России с высоким потенциалом ветровой энергии и проанализированы условия для успешной реализации предложенной схемы энергоснабжения. Установлено, что для этого необходимы не только высокие значения среднегодовой скорости ветра, но и минимальное количество дней слабого ветра, и, кроме того, чтобы профиль распределения скорости ветра в годовом разрезе совпадал с профилем потребления тепловой нагрузки.

Об авторах

С. И. Нефедкин
Национальный исследовательский университет «МЭИ»; Федеральный центр коллективного пользования «Водородная энергетика и электрохимические технологии»
Россия

д-р техн. наук, профессор Национального исследовательского университета «МЭИ»,

директор Федерального центра коллективного пользования «Водородная энергетика и электрохимические технологии»,

д. 14, ул. Красноказарменная, Москва, 111250



А. О. Барсуков
ПАО «Передвижная энергетика»
Россия
инженер производственной службы эксплуатации и наладки


М. И. Мозгова
Национальный исследовательский университет «МЭИ»
Россия

магистр, аспирант,

д. 14, ул. Красноказарменная, Москва, 111250



М. С. Шичков
ПАО «Мосэнерго»
Россия


М. А. Климова
Национальный исследовательский университет «МЭИ»
Россия

аспирант,

д. 14, ул. Красноказарменная, Москва, 111250



Список литературы

1. Голубчиков, С. Энергетика Севера: проблемы и пути их решения / С. Голубчиков // Энергия. – 2002. – № 11. – С. 35–39.

2. Официальный сайт компании «Vestas» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.vestas.com/. – (Дата обращения: 25.06.2019.).

3. Возобновляемые источники энергии: Курс лекций. Под редакцией А.А. Соловьева, С.В. Киселевой. – М.: Издательство Университетская книга, 2018. – 296 с.; ISBN 978-5-91304-389-4

4. Фортов, В.Е. Возобновляемые источники энергии для энергоснабжения потребителей в России / В.Е. Фортов, О.С. Попель // Энергетический вестник. – 2010. – № 1 (8). – С. 9–29.

5. Виссарионов, В.И. Теоретические основы энергетики возобновляемых источников / В.И. Виссарионов, В.И. Дерюгин, С.В. Крувенкова. – М.: Издательский дом МЭИ. – 2008. – 276 с.

6. Нефедкин, С.И. Автономные энергетические установки и системы: учебное пособие / С.И. Нефедкин. – М.: Издательство МЭИ, 2018. – 220 с. ISBN 978-5-7046-1847-8

7. Обоснования инвестиций в строительство шести ветродизельных комплексов мощностью 11 000 кВт в Камчатском Крае Дальневосточного Федерального Округа РФ, отчет компании Activity, Москва 2014. – Режим доступа: http://activityllc.com/projects. – (Дата обращения: 25.05.2019.).

8. Холдинг АО «РАО Энергетические системы Востока» (АО «РАО ЭС Востока»). – Режим доступа: http://www.rao-esv.ru. – (Дата обращения: 25.05.2017.).

9. Попель, О.С. Современные виды электрохимических накопителей и их применение в автономной и централизованной энергетике / О.С. Попель, А.Б. Тарасенко // Теплоэнергетика. Энергоэксперт. – 2011.– № 3. – С. 26–35.

10. Коровин, Н.В. Топливные элементы и электрохимические энергоустановки / Н.В. Коровин. – М.: Издательство МЭИ, 2005. – 208 с. ил.

11. Кулешов, Н.В. Электрохимические технологии в водородной энергетике / Н.В. Кулешов, С.А. Григорьев, В.Н. Фатеев. – М.: Издательский дом МЭИ. – 2007. – 115 с.

12. Официальный сайт компании Nel [Электронный ресурс]. – Режим доступа: www.nelhydrogen.com. – (Дата обращения: 25.06.2019.).

13. Dicks, A.L. Fuel Cell Systems Explained / A.L. Dicks, D.A.J. Rand: 3 rd Edition. – Australia© 2018 John Wiley & Sons Ltd Edition.

14. Дерюгина, Г.В. Основные характеристики ветра. Ресурсы ветра и методы их расчета: учебное пособие / Г.В. Дерюгина [и др.]. – М.: Издательство МЭИ, 2012. – 52 с.

15. Схема теплоснабжения МО Корсаковский городской округ: Т. 1 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://sakli-korsakov.ru/files/74719. – (Дата обращения: 25.05.2017).

16. Официальный сайт NASA. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://power.larc.nasa.gov. – (Дата обращения: 25.06.2019 ).

17. Официальный сайт компании Meteonorm. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://meteonorm.com. – (Дата обращения: 25.04.2018).

18. Дерюгина, Г.В. Анализ расхождения проектной и эксплуатационной выработки ВЭС в составе ветродизельного комплекса / Г.В. Дерюгина, Н.Д. Карпов, Д.А. Чернов // Сборник статей по материалам научно-практической конференции с международным участием. «Экологическая, промышленная и энергетическая безопасность. Издательство: ФГАОУВО «Севастопольский государственный университет». – 2017. – С. 366–368.

19. Малышенко, С.П. Эффективность генерации пара в водородкислородных парогенераторах мегаваттного класса мощности / С.П. Малышенко [и др.] // Теплофизика высоких температур. – 2012. – Т. 50. – № 6. – С. 820–829

20. Трухний А.Д. Основы современной энергетики / А.Д. Трухний [и др.] // Современная теплоэнергетика: Т. 1. – М.: Издательский дом МЭИ, 2011. – 472 с.; ISBN 978-5-383-00502-6

21. Официальный сайт компании «Модульные котельные системы» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://modks.com. – (Дата обращения: 25.05.2019.).

22. Котельное оборудование [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://esko-industry.ru. – (Дата обращения: 25.05.2019).


Для цитирования:


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. Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). 2019;(16-18):12-26. https://doi.org/10.15518/isjaee.2019.16-18.12-26

For citation:


Nefedkin S.I., Barsukov A.O., Mozgova M.I., Shichkov M.S., Klimova M.A. Autonomous energy supply based on the wind-energy complex and hydrogen energy storage. Alternative Energy and Ecology (ISJAEE). 2019;(16-18):12-26. (In Russ.) https://doi.org/10.15518/isjaee.2019.16-18.12-26

Просмотров: 206


ISSN 1608-8298 (Print)