Использование нетрадиционных способов производства электроэнергии (ветроэнергетика) для электроснабжения автономных потребителей в Иркутской области

Выработка ВЭУ за каждый месяц на градациях рабочих скоростей представлена в таблице.Wi, кВт/чОбщаямесVi, м/с4-56-78-910-1112-1314-1516-1718-201311897,23788,46135,05995,23642,62270,72028,183,3258412281685,24410,45812,1685,44553,32838,4699,441,7207263311551,23420,95443,1970,93718,51784,1839,226,8177554302142,74240,85350,8723,62732,01216,4699,447,6171535312399,44834,55627,6569,22124,91297,5839,241,7177346302901,65824,06919,2904,02504,31216,4629,420,8209207312511,07152,87472,7937,42124,9648,8559,56,0214138312667,26135,05812,1799,22504,3729,9419,614,9190829302678,44664,96181,2959,82428,41378,6699,411,91900310312321,34467,05950,5803,54249,72432,91398,738,72166211301874,93590,55028,0734,42732,01135,3559,529,81568412311841,43816,76042,8959,85236,32027,41538,662,521525Максимальная выработка ВЭУ зимой будет в январе и составит 25841 кВт∙ч, а летом в июле – 21413 кВт∙ч. Это надо учитывать при составлении графиков планово-предупредительных работ и технического обслуживания дизель-генераторов.Раннее, была определена электроэнергия, необходимая для удовлетворения потребностей всех потребителей поселка за год W=501254 кВт∙ч. Таким образом, для полного удовлетворения всех потребностей необходимаустановка двух ветрогенераторов рассмотренного типа EuroWind 100. Возможна установка одной системы – ветроэлектростанции типа ЕЕС 250.Технические характеристики ветроэлектростанции:Максимальная мощность300 кВтНапряжение ветрогенератора380 ВольтНачальная скорость ветра4 м/сНоминальная скорость ветра14 м/сДиаметр ротора30 мВысота мачты50 мМасса39900 кг.По техническим характеристикам можно предположить, что установка данной системы позволит удовлетворить потребности всех потребителей поселка. Произвести конкретный расчет выработки электроэнергии не представляется возможным, так как в открытых источниках отсутствует информация о мощностной характеристики ветроэлектростанции в зависимости от скорости ветра. При принятии решения по типу оборудования необходимо сравнить технико-зкономические показатели реализации проектов. Также необходимо обратить внимание на массо-габаритные характеристики оборудования, которые могут иметь решающее значение при установке и обслуживании системы в природно-климатических условиях данного региона.3.3 Технико-экономический анализ эффективности использования ветровой энергииДля технико-экономического анализа эффективности использования ВЭУ используем техническое решение системы автономного энергообеспечения на основе горизонтального ветрогенератораEuroWind 100 компании «Украинская Альтернативная Энергетика». Внешний вид показан на рисунке 9.Рисунок 9 Внешний вид ветрогенератораEurowind 100Технические характеристики ветрогенератора:Месячная выработка энергии23000 кВт при скорости ветра 8 м/сПроизводительность генератора0-110000 ВтНапряжение ветрогенератора380 ВольтНачальная скорость ветра3,5 м/сНоминальная скорость ветра13 м/сДиаметр ротора18 мВысота мачты25 мПолный вес7900 кг.Комплектация системы автономного энергообеспечения:Генератор Eurowind 100Мачта с растяжками 25 мГруппа аккумуляторных батарей200Ач, 400 шт.Инвертор100 кВт, 380 В.Стоимость системы (капитальные вложения)–21113,5 тыс. руб.Экономический эффект оценивается чистым дисконтированным доходом (ЧДД).,(20)где T – расчётный период, в расчетах принимается 25 лет; – экономия горюче-смазочных материалов (ГСМ) дизельной электростанции (ДЭС) за год t, тыс. руб; t0 – первый расчётный год; r – норма дисконта, в расчетах принимается 0,1; K – капиталовложение в ВЭУ, тыс. руб., (21)где – сэкономленное дизельное топливо в год t, т; – цена дизельного топлива в год t, тыс. руб/т; – сэкономленное масло в год t, т; – цена масла в год t, тыс. руб/т.Зная выработку ВЭУW=271709 кВт∙ч., и данные об удельном расходе топлива =223,2 г/кВт·чи масла=1,22г/кВт·чгенераторомопределяем величины экономии ГСМ:= 271709*223,2*10-6=60,645 т,(22)=271709*1,22*10-6=0,331 т,(23)Изменение цен за расчётный период определяем по формуле:,(24)где – цена на первый год тыс. руб/т; – параметр роста цен на ГСМ, принимаем равным 0,18.Цену дизельного топлива на первый год расчета принимаем по реальным данным для исследуемого района. Цену масла на первый год расчета условно принимаем большей в два раза, чем цену топлива на первый год расчета.Цена топлива в первый год =40 тыс. руб/т.Цена масла в первый год∙2=80 тыс. руб/т.Тогда, экономия ГСМ в первый год:=60,645*40+0,331*80=2452,34 тыс.руб.Ежегодные эксплуатационные издержки:,(25)где – амортизационные отчисления; принятые в исследовании 3% от капитальных вложений, тыс. руб; – отчисления на капитальный и текущий ремонт, принятые 1% от капиталовложений, тыс. руб; – прочие издержки, принятые 0.5% от капиталовложений; πи – параметр роста цен, в курсовой работе принят равным 0,07.Издержки в первый год:=0,03∙К=0,03∙21113,5=633,404 тыс. руб=0,01∙К=0,01∙21113,5=211,135тыс. руб=0,005∙К=0,005∙21113,5=105,567тыс. рубСогласно (25):=(633,404+211,135+105,567)*(1+0,07)1-1=950,107 тыс. руб.Чистый дисконтированный доход в первый год, согласно (20):ЧДД0=(2452,34-950,107)*(1+0,1)1-1 – 21113,5 = -19611,25 тыс. рубРасчет второго и последующего года работы отличаются ценами на топливо, масло, издержки. Расчет ЧДД на второй и последующий год проводится без учета капитальных вложений.При достижении ЧДД с накоплением положительного значения расчет заканчивается. Год выхода на положительное значение ЧДД с накоплением показывает срок окупаемости проекта. Все данные расчетов сведены в таблицу 12.Таблица 12Расчет чистого дисконтированного доходаГодW,кВт∙ч∆Bтопл,тонн∆Bм,тоннЦтопл,тыс.руб/тЦм,тыс.руб/тЭГСМ,тыс. рубИ, тыс. рубЧДД, тыс. рубЧДД с накоплением, тыс. руб127170960,6450,3312425,8226,522452,34950,11-19611,25-19611,25227170960,6450,3312862,4631,292893,761016,611706,49-17904,76327170960,6450,3313377,7136,923414,631087,781923,02-15981,74427170960,6450,3313985,7043,574029,271163,922152,78-13828,96527170960,6450,3314703,1251,414754,531245,402396,79-11432,17627170960,6450,3315549,6860,675610,351332,572656,16-8776,01727170960,6450,3316548,6271,596620,211425,852932,08-5843,93827170960,6450,3317727,3884,477811,851525,663225,81-2618,12927170960,6450,3319118,3199,689217,991632,463538,70920,59Из таблицы видно, что срок окупаемости проекта составляет 9 лет. Таким образом, реализация проекта является экономически целесообразной.ЗаключениеВозобновляемая энергетика начала свое поступательное движениев последней четверти прошлого века. Для специалистов безусловнабесконечность источников возобновляемой энергетики и конечностьорганических.Технологическое продвижение цивилизации идет по пути интегрирования различных систем, снижения массогабаритных характеристик, повышения надежности и автономности,использования композитных материалов и снижения удельного энергопотребления.В этой связи, использование комплексных систем энергоснабженияна основе ВИЭ на территории Российской Федерации может определить новый подход к внедрению оборудования возобновляемой энергетики и в мире, позволит заказчику или потребителю выбирать наиболеецелесообразную систему ВИЭ для удаленных децентрализованных районов,оптимизировать ее по составу и мощности, что в свою очередь приведет к повышению надежности энергообеспечения, снижению суммарных затрат и в целом – к росту энергетической эффективности.В курсовой работе на основе исходных данных для конкретной территории определен оптимальный состав и установленная мощность ветроэнергетической установки. Рассчитаны технико-экономические показатели реализации проекта, которые еще раз подтвердили эффективность использования нетрадиционных и возобновляемых источников энергии.Список литературыВетрогенераторEuroWind 100[Электронный ресурс] / Каталог продукции ООО «УАЭ».URL: http://wind.ae.net.ua/index.php/main/index/0/450Использование нетрадиционных способов производства электроэнергии для электроснабжения автономных потребителей в иркутской области:Методические указания к выполнению курсовой работы / А.Н. Емцев, С.А. Зарубина, В.А. Шакиров. – Братск: БрГУ, 2017.Методические указания по расчету электрических нагрузок в сетях 0,38 – 110 кВ сельскохозяйственного назначения:Руководящие материалы по проектированию электроснабжения сельского хозяйства[Электронный ресурс].URL: http://files.stroyinf.ru/Data2/1/4294817/4294817286.htm#i123742Руководящие материалы по проектированию электроснабжения для сельского хозяйства: Информационный бюллетень №5. М; 1996. Харитонов В.П. Автономные ветроэлектрические установки. – М.: ГНУ ВИЭСХ, 2006. – 280 с.