Preview

Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE)

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

Обоснование мощности ветроэнергетической установки при совместной работе с малой ТЭЦ

https://doi.org/10.15518/isjaee.2020.01-06.031-039

Полный текст:

Аннотация

Рассматривался вопрос выбора электрической мощности ветроэнергетической установки (ВЭУ) при совместной работе с газотурбинной установкой (ГТУ). Анализировалась проблема повышения эффективности энергоснабжения небольших городов путем создания комбинированных источников на базе малых теплоэлектроценталей (ТЭЦ) и ВЭУ.

Предложена схема комбинированного источника, которая включает в себя установку, работающую на органическом топливе, и установку, работающую за счет возобновляемого источника энергии – ветра. Для определения эффективности источника была разработана математическая модель, с помощью которой рассчитывались количественные и экономические показатели. В качестве исходных данных выступали: суточный график электрических нагрузок; график тепловых нагрузок отопления, вентиляции и ГВС; среднемесячные температура и скорость ветра; зависимость изменения электрической мощности ВЭУ от скорости ветра. На основе данной математической модели был произведен расчет комбинированного источника (ГТУ мощностью 2,5 МВт и ВЭУ мощностью 100 кВт). Годовая выработка электроэнергии на ГТУ составила 26 717,703 МВт·ч/год, на ВЭУ – 92,917 МВт·ч/год. Кроме того, определены экономические показатели: чистый дисконтированный доход (ЧДД), индекс доходности, внутренняя норма доходности и срок окупаемости.

Произведен сравнительный анализ срока окупаемости предложенной схемы в зависимости от изменения установленной мощности ВЭУ от 100 кВт до 1 500 кВт. В ходе анализа полученных значений ЧДД и срока окупаемости был сделан вывод о том, что по мере увеличения мощности ВЭУ экономическая эффективность энергокомплекса снижается. Это связано с увеличением капиталовложений в ВЭУ, изменением стартовой скорости ВЭУ, а также снижением выработки электрической энергии за счет ВЭУ. Доказана целесообразность использования в комбинированной схеме ВЭУ мощностью 100–300 кВт, при этом срок окупаемости составит около 10 лет.

Об авторах

Ю. Е. Николаев
Саратовский государственный технический университет имени Ю.А. Гагарина
Россия

Юрий Евгеньевич Николаев,  доктор технических наук, профессор кафедры ТАЭ им. А.И. Андрющенко СГТУ им. Ю.А. Гагарина.  

Spin код: 5062-0254

Scopus Author ID: 5707815 

д. 77, ул. Политехническая, Саратов, 410054



В. Ю. Игнатов
Саратовский государственный технический университет имени Ю.А. Гагарина
Россия

Владимир Юрьевич Игнатов, аспирант кафедры ТАЭ им А.И. Андрющенко

Spin код: 8793-3400 

Scopus Author ID: 57500720736

д. 77, ул. Политехническая, Саратов, 410054



А. А. Федина
Саратовский государственный технический университет имени Ю.А. Гагарина
Россия

Анастасия Александровна Федина, магистрант 2 курса кафедры ТАЭ им. А.И. Андрющенко 

д. 77, ул. Политехническая, Саратов, 410054



Список литературы

1. Филиппов, С.П. ТЭЦ в России: необходимость технологического обновления Текст / С. П. Филиппов, М. Д. Дильман // Теплоэнергетика. – 2018. – № 11. – С. 5–22.

2. Стенников, В.А. Интегрированные схемы энергоснабжения на базе ТЭЦ и ВЭС Текст / В.А. Стенников, С.В. Жарков, И.В. Постников, А.В. Пеньковский // Промышленная энергетика. – 2016. – № 11. – С. 57–62.

3. Николаев, Ю.Е. Оценка экономических показателей интегрированной схемы энергоснабжения на основе малой ТЭЦ и ВИЭ Текст / Ю. Е. Николаев, В.Ю. Игнатов // Проблемы совершенствования топливно-энергетического комплекса: сб. науч. тр. Вып. 9. Совершенствование энергетических систем и теплоэнергетических комплексов: материалы XIV Международной научно-технической конференции. Саратов, 30 октября – 1 ноября 2018 г. – 2018. – С. 129–133.

4. Габдерахманова, Т.С. Анализ схем автономного электроснабжения на основе возобновляемых источников энергии Текст / Т.С. Габдерахманова, Л.Б. Директор // Промышленная энергетика. – 2015. – № 4. – С. 48–51.

5. Дорошин, А.Н. Многофакторный анализ эффективности энергокомплексов на основе возобновляемых источников энергии для энергообеспечения автономного потребителя / А.Н. Дорошин, В.И. Виссарионов, Н.К. Малинин // Вестник МЭИ. – 2011. – № 2. – С. 45–53.

6. Марченко, О.В. Анализ совместного использования энергии солнца и ветра в системах автономного энергоснабжения / О.В. Марченко, С.В. Соломин // Промышленная энергетика. – 2016. – № 9. – С. 39–43.

7. Gangoli Rao, A., F.S.C.van den Oudenalder, Klein, S.A. Natural gas displacement by wind curtailment utilization in combined-cycle power plants Text / A. Gangoli Rao et al. // Energy. – 2019. – Vol. 168. – P. 477–491.

8. Lund H, large-scale integration of wind power into different energy systems Text / H. Lund // Energy. – 2005. – Vol. 30. – P. 2402–2412.

9. Pensini, A. Economic analysis of using excess renewable electricity to displace heating fuels / A. Pensini et al. // Energy. – 2014. – Vol. 131. – P. 530–543.

10. Пат. № 2557049 РФ, МПК51 F01K3/22. Способ работы паротурбинной установки / Жарков С.В., Кейко А.В., Постников И.В., Пеньковский А.В.; заявители и патентообладатели Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Систем Энергетики им. Л.А. Мелентьева Сибирского отделения Российской Академии Наук. – № 2012115355/06; заявл. 17.04.2017; опубл. 20.07.2015.

11. Соснина, Е.Н. Технико-экономический анализ применения ветро-дизельных электростанций для электроснабжения энергоудаленных поселений / Е.Н. Соснина и др. // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. – 2016. – Т. 112. – № 1. – С. 65–72.

12. Денисов, Р.С. К вопросу обоснования состава и параметров оборудования ветро-дизельной электростанции / Р.С. Денисов // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» (ISJAEE). – 2014. – Т. 151. – № 11. – С. 72–77.

13. Елистратов, В.В. Ветродизельные электростанции для автономного энергоснабжения северных территорий России / В.В. Елистратов, М. А. Конищев // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» (ISJAEE). – 2014. – Т. 151. – № 11. – С. 62–71.

14. Сибгатулин, А.Р. Оптимизация состава оборудования на основе возобновляемых источников энергии в системах электроснабжения автономных потребителей небольшой мощности / А.Р. Сибгатуллин, В.В. Елистратов // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» (ISJAEE). – 2016. – № 23–24. – С. 51–67.

15. Cao K.K. Expanding the horizons of power-toheat: cost assessment for new space heating concepts with Wind Powered Thermal Energy Systems / K.K. Cao et al. // Energy. – 2018. – Vol. 164. – P. 925–936.

16. Дерюгина, Г.В. Исследование факторов и математических моделей, влияющих на проектные показатели энергоэффективности ветродизельных комплексов / Г.В. Дерюгина и др. // Вестник КРСУ. – 2017. – № 8. – С. 44–48.

17. Грибков, С.В. Ветро-солнечно-дизельные комплексы электроснабжения малых мощностей как основа развития ВИЭ в России / С.В. Грибков // Возобновляемая энергетика XXI век: энергетическая и экономическая эффективность. – 2016. – С. 124–128.

18. Безруких П.П., Безруких П.П. (мл.), Грибков С.В. Ветроэнергетика: Справочно-методическое издание / Справочно-методическое издание / Под общей редакцией П.П. Безруких. – М.: «ИнтехэнергоИздат», «Теплоэнергетика», 2014. – 304 с.

19. Официальный сайт NASA. Электронный ресурс. – Режим доступа: https://power.larc.nasa.gov/. – (Дата обращения: 21.02.2019).

20. Стационарные газотурбинные установки: справочник / Л.В. Арсеньев и др.. – Ленинград: «Машиностроение», Ленинградское отделение, 1989. – 120 с.


Для цитирования:


Николаев Ю.Е., Игнатов В.Ю., Федина А.А. Обоснование мощности ветроэнергетической установки при совместной работе с малой ТЭЦ. Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). 2020;(1-6):31-39. https://doi.org/10.15518/isjaee.2020.01-06.031-039

For citation:


Nikolaev Yu.E., Ignatov V.Yu., Fedina A.A. Substantiation of the Capacity of the Wind-Driven Power Plant with a Small Combined Heat and Power Plant. Alternative Energy and Ecology (ISJAEE). 2020;(1-6):31-39. (In Russ.) https://doi.org/10.15518/isjaee.2020.01-06.031-039

Просмотров: 268


ISSN 1608-8298 (Print)