Затраты при различных вариантах автономного резервного электроснабжения

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 631.171:621.311

Затраты при различных вариантах автономного резервного электроснабжения

Умбеткулов Е.К. к.т.н., доцент Алматинского университета энергетики и связи

Османи М.Х. магистрант Казахский национальный аграрный университет

Аннотация

автономный электроснабжение дизельный затрата

В данной статье проведено технико-экономическое сравнение вариантов автономного резервного электроснабжения объектов сельскохозяйственного производства. Рассчитаны годовые приведенные затраты на эксплуатацию стационарных дизельных электростанций и электроагрегатов, передвижных электростанций и электрогенераторных установок с приводом от вала отбора мощности трактора. На основе сравнения затрат рекомендованы оптимальные средства резервного электроснабжения сельских предприятий.

Развитие рыночного хозяйства предъявляет повышенное требование к бесперебойному электроснабжению сельскохозяйственного производства. Перерывы в электроснабжении наносят сельскому хозяйству существенный материальный ущерб и дезорганизуют ход технологических процессов.

Для повышения надежности электроснабжения желательно использовать сетевое резервирование. Однако оно не всегда обеспечивает бесперебойное электроснабжение, в частности, при неблагоприятных погодных условиях (гололед, ураганные ветры и т.п.). Кроме того, большинство сельских потребителей Казахстана удалены на значительные расстояния и обеспечиваются электроэнергией по радиальным линиям электропередачи значительной протяженности, что затрудняет применение сетевого резервирования.

Поэтому на данном этапе развития сельской электроэнергетики целесообразно развивать как традиционные, так и нетрадиционные автономные источники энергии.

Неоспоримым является применение нетрадиционных источников энергии, среди которых для Казахстана особый интерес представляют: ветровые, солнечные и малые гидроэлектростанции. Вместе с тем, эти источники энергии пока не получили должного распространения из-за сложности технических и экономических решений.

В настоящее время, при перерывах в электроснабжении, в качестве основного автономного источника электроэнергии, применяют дизельные электростанции и электроагрегаты (ДЭС), передвижные электростанции (ПЭС) и электрогенераторные установки с приводом от вала отбора мощности трактора (ЭГУТ). Рассматриваемый в данной работе ЭГУТ разработан в Казахском национальном университете.

На практике, часто, возникают вопросы выбора наиболее оптимального варианта из указанных трех источников электроэнергии.

В данной работе проведено технико-экономическое сравнение вариантов резервного электроснабжения от стационарных ДЭС, передвижных ПЭС и ЭГУТ, которые приведены на рисунке 1.

абв

Рисунок 1 - Общий вид сравниваемых источников электроэнергии:

а - ДЭС, б - ПЭС и в - ЭГУТ

Приведенные затраты З по каждому варианту представляют собой сумму годовых текущих затрат (годовых издержек на эксплуатацию, тенге в год) и капитальных вложений, приведенных к одинаковой размерности при помощи нормативного коэффициента Ен [1,2]:

З = ЕнК + Ua + Uтр + Uт + Uз

где Ua - амортизационные отчисления, тенге;

Uтр - затраты на текущий ремонт, тенге;

Uт - стоимость топлива, тенге;

Uз - заработная плата персонала, тенге.

Амортизационные отчисления можно определить по формулам [2]:

для ДЭС: Ua = pаз ·Кз + pаэ ·Кэ

для ПЭС: Ua = pаэп ·Кэп

Uтр = pтр ·Кэп

для ЭГУТ: Ua = pаэг (Кэг + Ктрак )

Uтр = pтр (Кэг + Ктрак ) 

где Кз и Кэ - стоимости здания и электроагрегата стационарной ДЭС, тенге;

pаз и pаэ - ежегодные отчисления от капиталовложений на амортизацию здания и электроагрегата стационарной ДЭС;

Кэп, Кэг и Ктрак - стоимости соответственно ПЭС, ЭГУТ и трактора, тенге;

pаэп и pаэг - ежегодные отчисления от капиталовложений на амортизацию соответственно ПЭС и ЭГУТ;

pтр - ежегодные отчисления на текущий ремонт;

Т - годовое число часов работы резервной электростанции, ч/год;

Ттрак - годовая наработка трактора, ч/год.

Ежегодные издержки на топливо и заработную плату можно вычислить по формулам:

Uт =q · а · Т + qэт· Рнт· tэт

Uзп =b

где q и qэт - удельный расход дизельного топлива соответственно электростанции и технического средства, предназначенного для транспортирования передвижных автономных источников от одного резервируемого объекта к другому, кг/кВт·ч;

Рнг - номинальная мощность генератора электроэнергии автономного источника, кВт;

а - средняя стоимость топлива, тенге/кг;

Рнт - номинальная мощность транспортируемого средства, кВт;

tэт - время транспортирования автономного источника от одного резервируемого объекта к другому, ч.;

з г и з пер - КПД соответственно генератора и передачи;

b - среднегодовая зарплата обслуживающего персонала, тенге;

tпр - число часов в году, затрачиваемое на профилактическое обслуживание, ч/год;

tпр - число рабочих часов в году, ч/год..

Исходные данные для определения приведенных затрат на установку и эксплуатацию указанных автономных источников электроэнергии приняты из таблиц 1, 2 и 3 [2,3] и других источников.

Таблица 1 - Исходные данные для расчета приведенных затрат

Таблица 2- Технико-экономические показатели сельскохозяйственных тракторов

Таблица 3 - Технико-экономические показатели электростанций

При расчете ежегодных приведенных затрат необходимо знать годовую продолжительность перерывов централизованного электроснабжения, от которой зависит длительность работы Т автономного источника электроэнергии за год. Значение этой величины Т может изменяться в широких пределах в зависимости от надежности элементов системы электроснабжения, климатических условий и других факторов.

Анализ ряда литературных источников [1,2 и др.] показывает, что среднегодовая продолжительность перерывов электроснабжения для большинства сельскохозяйственных потребителей изменяется в пределах 50…200 часов.

Исследования надежности электроснабжения сельского хозяйства в данной работе показали, что среднегодовая продолжительность в достаточно развитой энергетической области (Алматинской) достигает 170-210 часов [4].

С учетом приведенной средней продолжительности (100…200 часов) перерывов в электроснабжении в таблице 4 приведены результаты расчета годовых приведенных затрат на установку и эксплуатацию стационарных и передвижных ДЭС, а также ЭГУТ мощностью 30 и 50 кВт.

Таблица 4 - Годовые приведенные затраты на сравниваемые электростанции

Результаты расчета годовых приведенных затрат на установку и эксплуатацию стационарных ДЭС, передвижных ПЭС и ЭГУТ мощностью 30 и 50 кВт, показали, что годовые приведенные затраты для ЭГУТ примерно в 3 раза меньше, чем для ДЭС. Это объясняется тем, что у ЭГУТ отсутствует постоянно закрепленный первичный двигатель, а трактор необходим только на время резервного электроснабжения ответственных потребителей.

Таким образом, наиболее эффективным средством резервного электроснабжения сельскохозяйственных объектов малой мощности является ЭГУТ.

Литература

1. Будзко И.А., Зуль Н.М. Электроснабжение сельского хозяйства. - М.: Агропромиздат, 1990.-496 с.;

2. Нормативно-справочный материал для экономической оценки сельскохозяйственной техники. -М.: ЦНИИТЭИ, 1984, 238 с.;

3. Тракторы и машины сельскохозяйственные. Каталог. Ч.1.-М.:ЦНИИтракторсельхозмаш, 1986, 53 с.

4. Умбеткулов Е.К. Применение электрогенераторов с приводом от тракторов для резервного электроснабжения молочно-товарных ферм. Материалы межд. научно-практической конференции. Алматы. КазНАУ, 17-18 апреля, 2008.

Размещено на Allbest.ru