Малая энергетика изолированных районов и выделенных потребителей

Система энергоснабжения изолированных районов имеет следующие особенности:

• Потребители – населённые пункты, рассредоточенные на обширных территориях, с крайне низкой плотностью населения, с широким диапазоном нагрузок от нескольких десятков кВт до нескольких десятков МВт;

• Внешнее электросетевое хозяйство отсутствует и его строительство нецелесообразно;

• Транспортная инфраструктура развита слабо;

• Основные энергоисточники – дизельные электростанции, работающие на привозном топливе.

Безусловно, при наличии гидроресурсов (небольшие реки, где можно создать напор воды за счёт уклона местности или небольшой плотины) малую энергетику целесообразно развивать на основе блочных маломощных гидростанций.

При отсутствии постоянного возобновляемого энергоисточника, для обеспечения энергоснабжения данных потребителей целесообразно применение многофункциональных энерготехнологических комплексов (МЭК) на базе гибридных энергоустановок. В качестве базы МЭК предлагается многотопливная дизель-генераторная установка мощностью от 0,1 до 3,6 МВт, работающая совместно с ветроэлектростанцией либо другим возобновляемым источником энергии.

МЭК представляет собой систему, состоящую из отдельных модулей, конструктивно и функционально совместимых между собой. Комбинации модулей позволяют получить различные по составу и мощности МЭК. Основные технологические модули могут быть как подключены к внешним сетям, так и работать независимо. Такая технология позволяет вводить МЭК в эксплуатацию поэтапно и гибко изменять схему работы. Приоритет должен быть отдан МЭК, использующим местные виды топлива и возобновляемые источники энергии.

Для обеспечения многофункциональности и многотопливности в состав МЭК в зависимости от конкретных местных условий предусматриваются следующие системы и агрегаты модульного типа:

- газогенераторная установка;

- малогабаритная установка по производству моторных топлив из нефти или газового конденсата;

- электростанция с приводом от многотопливного поршневого двигателя внутреннего сгорания;

- комплексная система утилизации тепла двигателя и газогенераторной установки;

- возобновляемый источник электроэнергии (ВЭС, малые ГЭС, солнечные электростанции и т.д.);

- статический преобразователь частоты;

- аккумулятор тепловой энергии для накопления и хранения излишней теплоты, выработанной гибридной электростанцией;

- накопитель электрической энергии (аккумулятор, электролизёр высокого давления с системой хранения газов и т.д.);

- система автоматического и ручного управления.

Применение ГТУ рекомендуется только в составе мини-ТЭЦ при выполнении следующих технических требований к ГТУ мощностью 1-25 МВт:

• Температура газов на выходе 400 С и выше;

• КПД (электрический без теплофикации) при мощности от 1 до 4 МВт не менее 24%, от 4 до 8 МВт – не менее 26%, от 8 до 15 МВт – не менее 30%, от 15 до 25 МВт – не менее 34 %;

• назначенный ресурс не менее 100 тыс.ч;

• интервал между капитальными ремонтами не менее 25 тыс.ч;

• автоматизация всех технологических процессов;

• минимальный штат обслуживающего персонала;

• комплектация системой утилизации тепла;

• компактность и блочность поставки;

• быстрота строительства зданий и монтажа оборудования.

Малая энергетика может быть использована и в зонах централизованного энергоснабжения для привлечения инвестиций от потребителей и частного бизнеса, играя важную роль в покрытии пиковой части графика нагрузки. Малая энергетика часто является более выгодной по сравнению с централизованным энергоснабжением. Выбор ее определяется технико-экономическими расчетами.

Сегодня в условиях рыночной экономики для оценки инвестиционной привлекательности варианта рекомендуются несколько критерия с приведением затрат к начальному году.

Наиболее близким к критерию плановой экономики является чистый дисконтированный доход (ЧДД):

,

где – рыночный срок;

– эффект;

– затраты;

– коэффициент приведения, определяемый процентом роста банковского капитала.

В условиях одинаковости эффектов , что характерно для многих задач развития энергетических объектов, соответствует

.

При выборе варианта может использоваться понятие срока окупаемости, при котором вложенные средства полностью возвращаются за сет дохода от эксплуатации объекта.

Оценкой эффективности вложений может служить внутренняя норма доходности R, т.е. такое значение коэффициента дисконтирования, при котором величина разности прибыли и затрат, обозначаемой NPV, равна нулю:

,

или индекс прибыльности, который обозначается как PI и определяется следующим образом:

.

Примером эффективного использования первичных энергоресурсов для целей энергоснабжения социальных объектов является энергокомплекс ЮУрГУ, включающий 2 мини-ТЭЦ на базе газопоршневых когенераторов и газовой микротурбинной установки мощностью, соответственно, 2*600 и 1000 кВт.