Экономические параметры ветросолнечной установки AeroGreen

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Экономические параметры ветросолнечной установки AeroGreen

Панова Ю.А., Конюхов В.Ю.

Иркутский национальный исследовательский

технический университет

Цель. Выявление благоприятствующих условий для внедрения в энергетическую систему страны ветросолнечной установки (ВСУ) AeroGreen. Методы. Анализ погодно-климатических условий, сравнение ветросолнечной установки AeroGreen с 3-лопастными ветроэлектрическими установками (ВЭУ). Результаты. Расширение мирового рынка ветроэнергетики привело к значительному падению цен на энергию, производимую ветром. Современные ветровые турбины ежегодно производят в 180 раз больше электроэнергии, чем 20 лет назад. Стоимость киловатт-часа производимой энергии как минимум в 2 раза дешевле. Ветроустановки классической трехлопастной схемы с диаметром ветроколеса 6 метров и установленной мощностью 10 кВт (при 12 м/с) в течение месяца вырабатывают 670 кВт*ч электроэнергии при средней скорости ветра 8 м/с и коэффициенте использования установленной мощности 0,3. В ветросолнечной установке AeroGreen аналогичного размера, благодаря отсутствию необходимости поворота ветроколеса на ветер, коэффициент использования установленной мощности возрастает до 0,6, и в течение месяца ветросолнечная установка AeroGreen может вырабатывать электроэнергии в два раза больше, т.е. 1340 кВт*ч. Выводы. Выявлены неоспоримые достоинства ветросолнечной установки AeroGreen по сравнению с 3-лопастными ВЭУ: установка вырабатывает электроэнергию при любом направлении ветра, не нуждается в системах ориентации на ветер, неблагоприятные погодные условия почти не влияют на ее работу, установка имеет низкий уровень шума, скорость начала генерации электроэнергии наступает уже при скорости ветра 2 м/с, исключает опасность попадания птиц в плоскость вращения ветроколеса. Конструкция ветросолнечных установок AeroGreen позволяет выравнивать разнонаправленные воздушные потоки перед турбиной, существенно понизив взаимовлияние рядом стоящих установок, что сокращает (не менее чем в два раза) площадь их инсталляции, увеличивая мощность ветропарка и уменьшая, соответственно, себестоимость вырабатываемой электроэнергии. Ключевые слова: экономические параметры ветроэнергетики; ветроустановка; выработка электроэнергии; возобновляемые источники энергии; ветропарки.

ECONOMIC PARAMETERS OF WIND-SOLAR INSTALLATION AEROGREEN

Yu. Panova, V. Konyukhov, Irkutsk National Research Technical University

Keywords: economic parameters of wind energy; wind turbine; power generation; renewable energy sources; wind farms.

По своим техническим характеристикам ветросолнечная установка (ВСУ) AeroGreen, в отличие от 3-лопастных ветроэлектрических установок (ВЭУ), способствует повышению экономических параметров ветроэнергетики:

- при одинаковых условиях производимая мощность выше не менее чем в 2 раза. Следовательно, себестоимость вырабатываемой энергии на одну единицу будет пропорционально ниже, либо ВСУ может применяться локально в местах с более низкими показателями скорости ветра.

- возможность работы при высоких скоростях ветра, вплоть до ураганных, обеспечит дополнительную выработку электроэнергии (ее аккумуляцию);

- экономические характеристики ВСУ по капитальным затратам и операционным расходам(CAPEX и OPEX) лучше не менее чем на 25-30 %, что уменьшает расходы на ее производство и эксплуатацию;

- ресурс выше на 25 %, следовательно, выше и экономические показатели после срока окупаемости;

- срок окупаемости ВСУ AeroGreen по отношению к 3-лопастным установкам одинаковых параметров в 2 раза короче;

- возможность работы при любых погодных условиях;

- конструкция установки не имеет открытых вращающихся частей, соответственно, безопасна для птиц и по уровню шума и его инфразвуковой составляющей не требует размещения на большом расстоянии от жилых помещений, возможно ее использование непосредственно для нужд домашнего хозяйства либо жилого комплекса;

- 60 % установки изготавливается из материалов, полученных благодаря утилизации твердых бытовых отходов: пластиковой упаковки, тары и т.п. из расчета на 1 кВт мощности установки - 15 кг полученных гранул;

- не требует тяжелого фундамента, что особенно важно при создании офшорных ветряных двигателей на воде;

- локальность использования снижает расходы по уходу и ремонту внешних сетей, особенно в период непогоды;

- возможность достижения единичной мощности одной установкой 25-30 МВт;

- возможность сокращения площади для размещения ветряных парков более чем в 2 раза [1].

Ветросолнечная установка AeroGreen по своим характеристикам соответствует условиям законодательных актов ряда стран. В законодательстве Австрии, Великобритании, Греции, Дании, Нидерландов установлены следующие требования к ветроэнергетическим объектам: они не должны затенять жилые дома, должны быть удалены от жилья не менее чем на 700 м, уровень шума от работающей ветроэнергетической установки на расстоянии 350 м не должен превышать 35-45 дБ и т.п.

Производительность ветроколес разного диаметра ветроустановки трехлопастной схемы в зависимости от скорости ветра представлена на рис. 1. Скорость вращения ветроустановки турбинного типа AeroGreen с суммой вероятностей 100 % для разных скоростей ветра отображена в табл. 1, если сумма вероятностей больше 100 % или последующая граница скорости меньше предыдущей - расчеты будут неверными [2].

Окупаемость установки, 1 кВт. Стоимость серийно выпускаемой ветроустановки AeroGreen составит 950-1100 долл. США за 1 кВт установленной мощности, чем больше единичная мощность, тем ниже будет стоимость за кВт, системные расходы на наземные установки - 1000 долл. США за кВт. Для расчетов возьмем максимальную стоимость 2100 долл. США за 1 кВт, 1 евро = 1,1 долл. США.

Выработка электроэнергии в год ВСУ AeroGreen - 4173814 Вт?ч/год. Выработка электроэнергии в год 3-лопастной ветроэлектрической установкой - 1411010 Вт?ч/год. Для примера расчета окупаемости возьмем рынок Латвии и компенсацию государством выработки электроэнергии в рамках Зеленого тарифа (таблица 2).

Рис. 1. Производительность ветроколес разного диаметра в зависимости от скорости ветра

ветросолнечная установка aerogreen

Для расчетов взяты типовые для ветроэнергетики OPEX - 2 % в год от CAPEX [4].

Таблица 1

Скорость вращения ветроустановки турбинного типа AeroGreen

Таблица 2

Зеленый тариф (12,5 евроцента/кВт?ч)

Сравнение накопленной мощности 3-лопастной ВЭУ и ветроустановки АeroGreen за условный год отображены на рис. 2.

Рис. 2. Накопленная мощность за условный год работы

Скорость ветра за условный год работы представлена на рис. 3.

Рис. 3. Скорость ветра за условный год работы

Офшорные ветропарки, учитывая береговую протяженность границ Латвии (более 500 км), возможность довести единичные установки до 20 МВт и выше, а также то, что создание ветропарков для ВСУ AeroGreen требует значительно меньших площадей либо значительного увеличения их мощностей на тех же площадях, позволят в стране ликвидировать дефицит собственных средств электроэнергии (рис. 4) [5].

Рис. 4. Ветропарки

В декабре 2013 г. Европейский банк развития утвердил стратегию деятельности в секторе энергетики на период 2014-2018 годов, в том числе усиление поддержки использования возобновляемых источников энергии и диалог с государственными органами для содействия переходу к тарифам, отражающим все расходы, включая относящиеся к внешним факторам. Прежде всего, планируется поддерживать внедрение более экологичного производства и распределение энергии путем повышения энерго- и ресурсоэффективности [3, 6].

Ветросолнечная установка AeroGreen соответствует этой стратегии, так как позволяет осуществлять более экологичное производство ветроэнергии, повысить его энергоэффективность и увеличить ресурс эксплуатации [7].

Библиографический список

1. Конюхов В.Ю. Экономические основы технического и технологического развития производства: учеб. пособ. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2014. 230 с.

2. Конюхов В.Ю., Суслов К.В., Федчишин В.В., Чемезов А.В., Кычкина Е.А., Яхина Е.Р., Шарамова Н.А., Зимина Т.И. Управление издержками на энергопредприятии: монография. Иркутск: Изд-во ИрНИТУ, 2015. 172 с.

3. О реформировании электроэнергетики Российской Федерации: постановление Правительства РФ от 11 июля 2001 г. № 526 (ред. от 20.03.2013 г.).

4. Об электроэнергетике: федеральный закон от 26.03.2003 № 35-ФЗ (ред. от 28.12.2016 г.).

5. Производство электроэнергии в России [Электронный ресурс]. URL: https://businessman.ru/new-proizvodstvo-elektroenergii-v-rossii.html (12.04.2017).

6. Суслов К.В., Конюхов В.Ю., Зимина Т.И., Шарамова Н.А. Технико-экономические аспекты применения возобновляемых источников энергии: монография. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2014. 219 с.

7. Электроэнергетика мира и РФ [Электронный ресурс]. URL: http://www.elektro-expo.ru/ru/articles/2016/elektroenergetika-mira-i-rf/(12.04.2017).

Размещено на Allbest.ru