Возобновляемые источники электроэнергии
Современное развитие энергетики в России характеризуется ростом стоимости производства энергии. Наибольшее увеличение стоимости энергии наблюдается в удаленных районах Сибири и Дальнего Востока России, Камчатки, Курильских островов, где в основном используются децентрализованные системы электроснабжения на базе дизельных электростанций, работающих на привозном топливе. Совокупная стоимость электроэнергии в этих районах часто превышает мировой уровень цен и достигает 0,25 и более долларов США за 1 кВтчас.
Мировой опыт показывает, что ряд стран и регионов успешно решают сегодня проблемы энергообеспечения на основе развития возобновляемой энергетики. Для интенсификации практического использования возобновляемых энергоресурсов в этих странах законодательно устанавливаются различные льготы для производителей «зеленой» энергии. Однако решающий успех возобновляемой энергетики определяется в конечном счете ее эффективностью в сравнении с другими более традиционными на сегодня энергоустановками топливной энергетики. Развитие технической и законодательной базы возобновляемой энергетики и устойчивые тенденции роста стоимости топливноэнергетических ресурсов уже сегодня определяют техникоэкономические преимущества электростанций, использующих возобновляемые энергоресурсы. Очевидно, что в перспективе эти преимущества будут увеличиваться, расширяя области применения возобновляемой энергетики и увеличивая ее вклад в мировой энергетический баланс.
В учебном пособии излагаются научно-технические основы использования возобновляемых источников энергии и рассматриваются технологии их использования для производства электроэнергии в локальных системах электроснабжения.
Пособие включает пять разделов: 1) возобновляемые энергоресурсы территории и условия их использования для генерирования электроэнергии; 2) электростанции, использующие энергию ветра; 3) малая гидроэнергетика в децентрализованном электроснабжении; 4) геотермальные и солнечные электростанции; 5) электростанции, использующие химическую энергию биомассы.
В первой главе приведена классификация возобновляемых источников энергии и определены их энергетические характеристики для производства электрической энергии. Анализ энергетических характеристик произведен с использованием фактических данных территории Томской области.
Во второй главе рассмотрены ветроэлектростанции и их энергетические характеристики. Показаны способы повышения энергоэффективности рабочих режимов и дана методика оценки техникоэкономических характеристик автономных ветроэлектростанций. Даны рекомендации по созданию локальных систем электроснабжения с участием ветроэлектростанций.
В третьей главе описаны наиболее распространенные типы микрогидроэлектростанций автобалластного типа, дан анализ их режимов работы, рекомендации по разработке машинно-вентильных источников электроэнергии для таких станций и приведена методика техникоэкономического анализа их характеристик.
В четвертой главе дано описание принципов построения и конструктивных особенностей геотермальных и солнечных электростанций. Показаны особенности их применения для децентрализованного электроснабжения. Приведены технико-экономические характеристики этих энергоустановок.
Пятая глава посвящена возможностям преобразования химической энергии биомассы в электроэнергию. Приведены техникоэкономические характеристики автономных электростанций, использующих биотопливо.