Отклонение напряжения – отличие фактического напряжения в установившемся режиме работы системы электроснабжения от его номинального значения.

Вопросы к экзамену Энергосбережение и учет электроэнергии

1. Энергетика как комплексная система. Проблемы и пути решения мирового энергетического комплекса.

 

Генерация энергии в современном мире требуется слаженной работы множества отраслей. В зависимости от способа получения электрической энергии, в процесс генерации включаются различные добывающие/генерирующие производства, такие как углеводородное производство, гидротехника, альтернативная энергетика с возобновляемыми источниками энергии.

Использование различных производств, требуется применения специального оборудования сопряжения с тем или иным механическим оборудованием. В данном разделе рассматриваются вопросы различных энергетических комплексом, а также генерация энергии от различных источниках.

Топливно-энергетический комплекс представляет собой сложную систему - совокупность производств, процессов, материальных устройств по добыче топливно-энергетических ресурсов (ТЭР), их преобразованию, транспортировке, распределению и потреблению как первичных ТЭР, так и преобразованных видов энергоносителей.

Россия располагает всеми возможностями для участия в процессе развития интеграции и объединения энергетических систем и инфраструктуры транспорта энергоносителей при создании единого Евразийского энергетического пространства. Располагая 2,8% населения и 12,8% территории мира, Россия имеет 12-13% прогнозных ресурсов и около 12% разведанных запасов нефти, 42% ресурсов и 34% запасов природного газа, около 20% разведанных запасов каменного и 32% запасов бурого угля. Суммарная добыча за всю историю использования ресурсов составляет в настоящее время по нефти 17% от прогнозных извлекаемых ресурсов и по газу 5%. Обеспеченность добычи разведанными запасами топлива оценивается по нефти и газу в несколько десятков лет, а по углю - значительно выше.

Существующая минерально-сырьевая база урана способна обеспечить его добычу, лишь частично покрывающую потребности атомной промышленности.

Считается, что ресурсы определенного вида топлива в стране хорошо освоены и существенное наращивание добычи маловероятно, если доля извлеченного топлива в прогнозных ресурсах составляет около 25%. В России к этому рубежу приближается использование нефти, а по газу и углю ресурсные ограничения обусловлены не размерами запасов, а стоимостью их освоения.

Перспективные уровни добычи нефти в России будут определяться в основном следующими факторами – уровнем мировых цен на топливо, налоговыми условиями и научно-техническими достижениями в разведке и разработке месторождений, а также качеством разведанной сырьевой базы.

В состав ТЭК входят взаимодействующие и взаимообусловленные подсистемы: отрасли топливной промышленности (угольная, нефтяная, газовая), добывающая подсистема и электроэнергетика, преобразующая ТЭР в энергоносители. Эти подсистемы тесно связаны с энергетическим машиностроением, электротехнической, атомной отраслями промышленности и со всеми отраслями - потребителями топлива и энергии. Лидерами в производстве энергии традиционно являются: США — 3,0 трлн. кв./ч; РФ — 1,1 трлн. кв./ч; Япония — 1,0 трлн. кв./ч; КНР — 0,66 трлн. кв./ч.

Основными факторами, сдерживающими развитие комплекса, являются:
- высокая (более 50 процентов) степень износа основных фондов;
- ввод в действие новых производственных мощностей во всех отраслях ТЭК сократился за девяностые годы от 2 до 6 раз;
- практика продления ресурса оборудования закладывает будущее отставание в эффективности производства.

Наблюдается высокая аварийность оборудования, обусловленная низкой производственной дисциплиной персонала, недостатками управления, а также старением основных фондов. В связи с этим возрастает возможность возникновения аварийных ситуаций в энергетическом секторе;
сохраняющийся в отраслях комплекса (кроме нефтяной) дефицит инвестиционных ресурсов и их нерациональное использование. При высоком инвестиционном потенциале отраслей ТЭК приток в них внешних инвестиций составляет менее 13 процентов общего объема финансирования капитальных вложений. При этом 95 процентов указанных инвестиций приходится на нефтяную отрасль. В газовой промышленности и в электроэнергетике не создано условий для необходимого инвестиционного задела, в результате чего эти отрасли могут стать тормозом начавшегося экономического роста;
деформация соотношения цен на взаимозаменяемые энергоресурсы привела к отсутствию конкуренции между ними и структуре спроса, характеризующейся чрезмерной ориентацией на газ и снижением доли угля. Политика поддержания относительно низких цен на газ и электроэнергию в перспективе может иметь следствием нарастание дефицита соответствующих энергоресурсов в результате отсутствия экономических предпосылок для инвестирования в их производство и опережающего роста спроса;
несоответствие производственного потенциала ТЭК мировому научно-техническому уровню. Доля добычи нефти за счет современных методов воздействия на пласт и доля продукции нефтепереработки, получаемой по технологиям, повышающим качество продукции, низка. Энергетическое оборудование, используемое в газовой и электроэнергетической отраслях, неэкономично

Основными факторами, которые будут определять развитие ТЭК в первой четверти XXI века, являются:
- динамика спроса на топливно-энергетические ресурсы и углеводородное сырье внутри страны, обусловленная темпами роста национальной экономики и ее удельной энергоемкостью, а также ценами на энергоносители;
- масштабы реализации ресурсо- и энергосберегающих технологий как в энергетическом секторе, так и в других секторах экономики;
- состояние мировой экономической и энергетической конъюнктуры, степень - интеграции в мировое энергетическое пространство;
- устойчивое развитие минерально-сырьевой базы;
- формирование благоприятного инвестиционного климата с учетом совершенствования налогового, ценового и таможенного регулирования;
- создание экономических стимулов для уменьшения воздействия энергетики на окружающую природную среду;
- масштабы использования научно-технических достижений в ТЭК и подготовка перехода к энергетике будущего.

 

2. Государственная политика РФ в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности

 

Государственная политика в области энергосбережения, повышения энергетической эффективности, в соответствии с Федеральным законом № 261, реализуется в форме энергогосударственного регулирования. Федеральным законом установлены основные направления государственного регулирования в области энергосбережения, повышения энергетической эффективности, заключающегося в установлении требований:

· обороту отдельных товаров, обязанность по учету используемых энергетических ресурсов;

· требований энергетической эффективности зданий, строений и сооружений – обязанности проведения обязательных энергетических обследований

· требований к энергетическому паспорту;

· обязанности проведения мероприятий по энергосбережению, повышению энергетической эффективности в многоквартирных домах;

· требования энергетической эффективности товаров, работ, услуг;

· требования к региональным муниципальным программам в области энергосбережения, повышения энергетической эффективности;

· требования к программам в области энергосбережения организаций с участием государства муниципального образования;

· основы функционирования государственной информационной системы в области энергосбережения;

· обязанности постановления информации в области энергосбережения, энергетической эффективности.

В Законе сказано, что энергетическое обследование вправе проводить только лица, которые являются членами СРО в области энергетического обследования. Первое обязательное энергетическое обследование должно быть организовано и проведено до 31 декабря 2012 года, последующие – не реже, чем 1 раз в каждые 5 лет. Таким образом, есть еще некоторое время для создания СРО в области проведения энергетических обследований и разработки нормативной базы, регулирующей их деятельность.

Уполномоченный Федеральный орган исполнительной власти, который должен разработать соответствующую нормативную базу, осуществляет сбор, обработку, систематизацию анализ данных энергетических паспортов. Каждая СРО в области энергетического обследования раз в три месяца обязана направлять заявления и копии энергетических паспортов, составленных ее членами по результату проведения ими за указанный период обязательных энергетических обследований. Уполномоченный Федеральный орган исполнительной власти вправе запрашивать и получать у СРО в области энергетического обследования данные о добровольно проведенных энергетических обследованиях, а также данные по результатам добровольных обследований энергетических паспортов. Вот все, что фактически в законе сказано о деятельности организаций в области энергетических обследований энергоаудита.

Если требования к энергетической эффективности, составлению региональных, муниципальных программ к внедрению обязательных приборов учета, прописаны в законе достаточно подробно, то порядок работы организаций в области энергетических обследований требует еще большой работы в области подзаконных актов. В частности, как будут организации обследовать органы государственной власти, режимные объекты, объекты атомной энергетики, объекты обороны? Что это будут за организации, как они будут объединяться в СРО? Все это требует уточнения в нормативной базе.

Что должно получаться по результатам энергетического обследования? В законе говорится: это получение объективных данных об объеме используемых энергетических ресурсов, определение показателей энергетической эффективности, определение потенциала энергосбережения, повышения энергетической эффективности, разработка типовых доступных мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности, проведение их стоимостной оценки.

Что нам даст перечень типовых общедоступных мероприятий? Он даст повышение энергоэффективности в 2-2,5 раза, которое требуется для нашей экономики. С одной стороны, такая общая формулировка в законе требует значительных усилий при разработке подзаконных актов, конкретизирующих данное положение, с другой стороны, это позволяет наполнить эти положения закона значительным реальным содержанием и сделать их действенными механизмами повышения энергоэффективности отраслей отечественной экономики.

 

 

3. Мероприятия по энергосбережению на промышленных предприятиях

 

Энергосбережение на промышленных предприятиях включает в себя ряд организационных и технических мероприятий. Среди организационных можно выделить следующие:

1. Энергетическое исследование предприятия.

2. Внутренний финансовый аудит организации и учет затрат.

3. Разработка мероприятий, направленных на энергосбережение и повышение энергоэффективности.

4.Планирование и организация коммерческого и технического расхода электроэнергии.

5.Обучение персонала экономии электроэнергии и использование новых, сберегающих технологий.

Более трудоемкими и затратными, а также более эффективными являются технические мероприятия. Среди них такие, как:

- Следует установить узлы учета тепла на объектах предприятия. Это снижает расход тепла на 20-30%, что, соответственно, снижает расходы.

- Также можно заменить традиционную систему обогрева на теплый пол с прокладкой из пластиковых труб. Такая система окупится за пару лет, при этом издержки на отопление могут быть снижены в 1,7 раза.

- Если установить блочные мини котельные на удаленных от предприятия объектах, можно уменьшить издержки минимум в 2 раза.

- Рекомендовано для всех предприятий установить генераторы на базе ПГУ, ГТС, ГТУ. Таким образом можно уменьшить издержки предприятия на покупку электроэнергии в 2-3 раза.

Чтобы сэкономить 40% электроэнергии, необходимо внедрить систему частотного регулирования в приводах электродвигателя, расположенных в системах вентиляции, на насосных станциях и всех объектах с переменной нагрузкой. Окупится такая система всего за полгода.

В обычном режиме все электроприборы работают с довольно большими потерями, но, если оптимизировать их работу, потери существенно снизятся, вплоть до 10%.

Установка пусковых реле позволяет увеличить срок службы ламп в 2 раза, а также снизить потребление электричества энергооборудованием.

Очень хорошим способом является использование в качестве энергоресурса вторичного сырья. На производстве такое сырье есть всегда, поэтому оптимальным вариантом будет использовать опилки, отходы производства в экологических системах, рекуператоры из систем вентиляции. Такой способ пока что использует малое количество предприятий, но энергия, полученная на вторичном сырье, в 3-4 раза дешевле приобретенной энергии.

Чтобы снизить расходы тепла, можно устранить мостики холода в конструкции здания, установить солнечные коллекторы и использовать солнечные батареи, заняться герметизацией и теплоизоляцией помещения и установить тепловые насосы в подвалах.

Все эти мероприятия требуют определенного времени для выполнения, а также требуют наличия свободных средств. Однако максимальный срок окупаемости каждого из них составляет 6 лет, а часто значительно меньше, далее системы будут приносить серьезную экономию денежных средств и снижение энергозатрат.

 

4. Мини-Тэц

 

Мини–ТЭЦ — это электростанции с комбинированным производством электричества и тепловой энергии. Использование в практических целях отработавшего тепла силовых агрегатов электростанций, является отличительной особенностью мини–ТЭЦ и носит название когенерация (теплофикация).

Главная особенность и преимущество мини–ТЭЦ в том, что они размещаются в непосредственной близости от потребителей энергии. При таком расположении экономятся значительные средства из-за отсутствия передачи — транспортировки энергии. Близость мини–ТЭЦ к тепловым сетям также является немаловажным финансовым фактором. Диапазон электрической мощности мини–ТЭЦ достаточно широк и не имеет определенных значений: от 100 кВт до 50 МВт.

В мини–ТЭЦ используются электросиловые агрегаты следующих типов:

- газопоршневые

- газотурбинные

- микротурбинные

В мини-тэц электроэнергия вырабатывается генераторами электрического тока. Генераторы используют механическую работу двигателей. Выхлопные газы и системы охлаждения двигателей мини-тэц отдают тепловую энергию в виде горячей воды или технического пара.

Мини–ТЭЦ, как правило, работает в двух основных производственных режимах:

- получение электричества и тепла (когенерация)

- получение электричества, тепла и холода (тригенерация).

Электрическая энергия, выработанная на автономной мини–ТЭЦ, в зависимости от выходного напряжения и технических задач, может передаваться на расстояние до нескольких десятков километров.

Мини–ТЭЦ состоит из следующих основных компонентов:

- двигатели внутреннего сгорания — поршневые, микротурбины или газотурбинные

- генераторы постоянного или переменного тока

- котлы–утилизаторы отработавших газов

- катализаторы

- системы управления

Средства автоматики мини–ТЭЦ обеспечивают функционирование установок в рекомендованном диапазоне рабочих режимов и достижение эффективных характеристик. Мониторинг и телеметрия мини–ТЭЦ осуществляются дистанционно.

Основными преимуществами мини ТЭЦ являются, прежде всего: низкая стоимость вырабатываемой электроэнергии, тепла и соответственно, быстрый возврат инвестиций. Потребляя в среднем 0,3 куб. м газа, на мини–ТЭЦ у потребителя есть возможность получать 1 кВт электроэнергии и ~ 2 кВт тепла в час, при этом экономится значительная сумма на подключение к традиционной электросети.

Мини-ТЭЦ можно достаточно быстро построить и запустить в эксплуатацию. Сроки строительства от 3 месяцев до одного-двух лет. Сроки строительства мини-тэц зависят от наличия газопровода на объекте, мощности силовых агрегатов и конечной комплектации станции.

Существует возможность установки мини–ТЭЦ в старых котельных и на ЦТП, а также возможность быстрого увеличения электрической мощности, путем дополнительной установки новых энергетических модулей. Мини-ТЭЦ размещается на объекте энергоснабжения, а это исключает строительство дорогостоящих ЛЭП и установку трансформаторов (ТП).

Мини-ТЭЦ имеют низкий расход топлива, и как следствие, быструю окупаемость, прежде всего из-за возможности получения двух видов энергии. Преимуществом мини–ТЭЦ является длительный ресурс эксплуатации – жизненный цикл оборудования достигает 20-25 лет. Мини-ТЭЦ экологически безопасны и могут располагаться непосредственно на объектах энергоснабжения.

 

5. Альтернативное топливо

 

Альтернативные виды топлива, как правило, дают меньше выбросов, усиливающих смог, загрязнение воздуха и глобальное потепление; большинство альтернативных видов топлива производится из неисчерпаемых запасов; использование альтернативных видов топлива позволяет любому государству повысить энергетическую независимость и безопасность. акон об энергетической политике США от 1992 г. определяет восемь альтернативных видов топлива. Некоторые из них уже широко используются, другие еще не повсеместно доступны или находятся в экспериментальной стадии. Но все обладают потенциалом для обеспечения полной или частичной замены бензина и дизельного топлива.

1. Природный газ Природный газ представляет собой альтернативный вид топлива, которое полностью сгорает и уже сейчас повсеместно доступно потребителям многих стран за счет снабжения природным газом домов и производственных объектов. При использовании в транспортных средствах, работающих на природном газе (автомобилях и грузовиках со специально спроектированными двигателями), природный газ дает значительно меньше вредных выбросов, чем бензин или дизельное топливо. 2. Электричество Электричество может использоваться в качестве альтернативного вида топлива для транспортных средств с питанием от аккумуляторных батарей, или работающих на топливных элементах. Работающие от батарей электрические транспортные средства накапливают энергию в батареях, которые заряжаются путем подключения транспортного средства к стандартному источнику питания. Транспортные средства на топливных элементах работают на электрической энергии, которая вырабатывается за счет электрохимической реакции, имеющей место при соединении водорода и кислорода. Топливные элементы производят электроэнергию без внутреннего сгорания и загрязнения окружающей среды. 3. Водород Водород можно смешивать с природным газом для создания альтернативного вида топлива для транспортных средств, в которых используются некоторые виды двигателей внутреннего сгорания. Водород также используется в транспортных средствах с топливными элементами, работающими на электричестве, вырабатываемом в результате реакции, которая происходит при соединении водорода и кислорода в топливной ячейке. 4. Пропан Пропан, также называемый сжиженным нефтяным газом, представляет собой побочный продукт переработки природного газа или сырой нефти. Он уже широко используется в качестве топлива при приготовлении пищи и для отопления; пропан также является распространенным альтернативным видом топлива для транспортных средств. При использовании пропана производится меньше вредных выбросов в атмосферу, чем при использовании бензина, кроме того, имеется высокоразвитая инфраструктура для транспортировки, хранения и распространения пропана. 5. Биодизельное топливо Биодизельное топливо представляет собой альтернативный вид топлива на основе растительных масел или животных жиров, даже тех, которые остаются в ресторанах после приготовления пищи. Двигатели транспортных средств можно модифицировать так, чтобы можно было сжигать биодизельное топливо в чистом виде; биодизельное топливо можно также смешивать с углеводородным дизельным топливом и использовать в неадаптированных двигателях. Биодизельное топливо безопасно, поддается биохимическому разложению и снижает содержание веществ, загрязняющих воздух таких как, твердые примеси, монооксид углерода и углеводороды. 6. Метанол Метанол, также известный, как древесный метиловый спирт, может использоваться в качестве альтернативного вида топлива в транспортныхсредствах с универсальной топливной системой, которые спроектированы для работы на M85, смеси, содержащей 85% метанола и 15% бензина. Но в наши дни не производят транспортных средств с метаноловыми двигателями. Тем не менее, в будущем метанол может стать важным альтернативным видом топлива в качестве источника водорода, который необходим для работы топливных элементов. 7. Этанол Этанол (еще называется этиловым спиртом или хлебным спиртом) представляет собой альтернативный вид топлива, его можно смешивать с бензином для получения топлива с более высоким октановым числом и меньшим содержанием вредных веществ в выбросах по сравнению с чистым бензином. Этанол производится за счет брожения зерновых продуктов таких как: кукуруза, ячмень или пшеница; и дистилляции. Также его можно производить из многих видов трав и деревьев, хотя здесь технология будет более сложной, в таком случае эго называют биоэтанолом. В соответствии с Законом об энергетической политике от 1992 г. смеси, содержащие не менее 85% этанола, считаются альтернативными видами топлива. E85, смесь состоящая на 85% из этанола и на 15% из бензина, используется в транспортных средствах с универсальной топливной системой, которые предлагаются большинством производителей транспортных средств. Транспортные средства с универсальной топливной системой могут работать на бензине, E85, или на любом сочетании этих двух видов топлива. Смеси с большим содержанием этанола, такие как E95, также являются отличными альтернативными видами топлива. Смеси с более низкими концентрациями этанола, такие как E10 (10% этанола и 90% бензина), иногда используются для увеличения октанового числа и повышения качества выбросов, но они не рассматриваются как альтернативные виды топлива. Производство этанола поддерживает фермеров и позволяет создавать рабочие места внутри страны. И поскольку этанол производится внутри страны и из выращиваемого в стране зерна, он снижает зависимость США от импортируемой нефти и повышает национальную энергетическую безопасность. 8. Виды топлива серии P Топливо серии P представляет собой смесь этанола, газоконденсатной жидкости и метилтетрагидрофурана, вспомогательного растворителя, полученного из биомассы. Виды топлива серии P представляют собой прозрачные альтернативные виды топлива с высоким октановым числом, которые можно использовать в транспортных средствах с универсальной топливной системой. Топлива серии P можно использовать в чистом виде или в смеси с бензином в любом соотношении путем простого добавления бензина в бак.

 

6. Ветроэнергетическая установка

 

Ветроэнергетическая установка (ВЭУ) представляет собой комплекс взаимосвязанного оборудования и сооружений, предназначенный для преобразования энергии ветра в другие виды энергии (электрическую, механическую, тепловую и т. п.).

Ветроагрегат являясь основной частью ВЭУ, состоит из ветродвигателя, системы передачи ветровой мощности на нагрузку (потребителю) и самого потребителя ветровой энергии (какого-либо устройства: электромашинного генератора, водяного насоса, нагревателя и т. п.).

Ветродвигатель является устройством для преобразования кинетической энергии ветра в механическую энергию рабочего движения ветродвигателя. Рабочие движения, которые совершает ветродвигатель, могут быть разными. На существующих сегодня ветродвигателях в качестве рабочего движения используется круговое вращательное движение. Вместе с тем известны многочисленные предложения (иногда даже реализованные) по использованию других видов рабочего движения, например колебательного.

Лопастная система ветродвигателя (ветроколесо) может иметь различное конструктивное исполнение. У современных ветродвигателей лопастная система выполнена в виде жестких лопастей с крыловым профилем в поперечном сечении (иногда в этом случае используют термины "крыльчатые", или пропеллерные, ветродвигатели).

Таким образом, лопасть - это составная часть ветроколеса, создающая крутящий момент. Лопастная система ветродвигателя с рабочим круговым вращательным движением может иметь горизонтальную или вертикальную оси вращения.

При расчете и проектировании конкретного ветродвигателя помимо ветровых условий его работы необходим учет как особенностей ветроагрегата, тик и всей ВЭУ. В связи с этим ВЭУ классифицируют по следующим признакам:

виду вырабатываемой энергии,

уровню мощности,

назначению,

областям применения,

признаку работы с постоянной или переменной частотой вращения ветроколеса,

способам управления,

типу системы передачи.

В зависимости от вида вырабатываемой энергии все ветроэнергетические установки подразделяют на ветроэлектрические и ветромеханические. Электрические ВЭУ, в свою очередь, подразделяются на встроустановки, вырабатывающие электроэнергию постоянного либо переменного тока. Механические ВЭУ служат для привода рабочих машин.

В зависимости от назначения электрические ВЭУ постоянного тока подразделяют на ветрозарадные, гарантированного электроснабжения потребителя, негарантированного электроснабжения. Электрические ВЭУ переменною тока подразделяют на автономные, гибридные, работающие параллельно с энергостистемой соизмеримой мощности (например, с дизельной установкой), сетевые, работающие параллельно с мощной энергостистемой.

Классификация ветроэнергетических установок по областям применения определяется их назначением.

При расчете и проектировании ветродвигателя и выборе его номинальных параметров необходим учет типа нагрузки (электрогенератор, водяной насос и т. п.), типа системы передачи ветровой мощности к потребителю, типа системы генерирования и аккумулирования электроэнергии.

Система передачи ветровой мощности представляет собой определенный комплекс различных устройств для передачи мощности от вала ветроколеса к валу соответствующей машины ветроагрегата (потребителя) с повышением или без повышения частоты вращения мня ной машины. В современной ветроэнергетике чаше всего используют механический способ передачи мощности.

Система генерирования электроэнергии представляет собой электромашинный генератор и комплекс устройств (устройства управления, силовой электроники, аккумулятор и т. д.) для подключения к потребителю со стандартными параметрами электроэнергии.

ВЭУ содержит ветротурбину и электрогенератор, связанный с валом ветротурбины непосредственно или через редуктор.

Ветряная электрическая станция (ВЭС) состоит из нескольких ветроэлектрических установок, работающих параллельно и отдающих вырабатываемую электроэнергию в электроэнергетическую систему.

Измерительное устройство дает сигнал на поворот ветроголовки при изменении направления или силы ветра, а также регулирует угол поворота лопастей в зависимости от силы ветра.

Существуют ветроагрегаты на 500, 1000, 1500, 2000, 4000 кВт. Ветроагрегат на 500 кВт имеет: мачту высотой 40-110 м, ветроголовку массой 15-30 т, частоту вращения n = 20-200 об/мин, частоту вращения ротора генератора 750-1500 об/мин (редукторный привод) или 20-200 об/мин (прямоприводной агрегат).

В качестве генераторов в ВЭУ чаще используются асинхронные генераторы с короткозамкнутым ротором, которые отличаются от синхронных большей надежностью, простотой конструкции и меньшей массой, что необходимо для повышения надежности ветроэнергоустановки.

Ветроэнергетические агрегаты могут работать автономно или параллельно с энергетической системой. При автономной работе частота вращения ветродвигателя ВД не регулируется или поддерживается в пределах ±50 %, поэтому частота и напряжение на зажимах генератора непостоянны, т. е. вырабатываемая электрическая энергия некачественная, а потребители таких ВЭУ часто не предъявляют высоких требований к качеству (в основном нагревательные приборы). Для получения качественной энергии применяются стабилизаторы, состоящие из выпрямителя, инвертора и аккумулятора.

Особенности системных ветроэнергетических станций (ВЭС):

1. Они располагаются в местах с высоким ветровым потенциалом.

2. Имеют мощность энергоблоков: 1500-2000 кВт и более при континентальном базировании и 4000-5000 кВт при морском и прибрежном базировании.

3. Используют генераторы асинхронные с короткозамкнутым ротором и синхронные (часто с возбуждением постоянными магнитами) с невысоким генераторным напряжением (0,50-0,69 кВ).

4. Низкий КПД станции - 30-40 %.

5. Отсутствие тепловой нагрузки.

6. Высокая маневренность, но полная зависимость от погодных условий.

7. Диапазон рабочих скоростей ветра от 3,0-3,5 до 20-25 м/с. При скорости ветра менее 3,0-3,5 м/с и более 20-25 м/с ВЭУ отключаются от сети и устанавливаются в нерабочее положение, а при восстановлении скорости ветра ВЭУ подключаются к сети и разгоняются с помощью генератора, работающего в двигательном режиме.

8. Отсутствие отбора электрической мощности на генераторном напряжении (кроме собственных нужд).

9. Передача электроэнергии потребителям на напряжениях 10, 35, 110, кВ.

 

7. Солнечная энергетика

 

Солнечная энергетика представляет собой одно из перспективных направлений возобновляемой энергетики, основанное на непосредственном использовании солнечного излучения с целью получения энергии для отопления, электроснабжения и горячего водоснабжения.

Солнечные элементы как источник энергии могут применяться:
- в промышленности (авиапромышленность, автомобилестроение и т.п.),
- в сельском хозяйстве,
- в бытовой сфере,
- в строительной сфере (например, эко-дома),
- на солнечных электростанциях,
- в автономных системах видеонаблюдения,
- в автономных системах освещения,
- в космической отрасли.

По данным Института Энергетической стратегии, теоретический потенциал солнечной энергетики в России составляет более 2300 млрд. тонн условного топлива, экономический потенциал – 12,5 млн. т.у.т. Потенциал солнечной энергии, поступающей на территорию России в течение трех дней, превышает энергию всего годового производства электроэнергии в нашей стране.
Ввиду расположения России (между 41 и 82 градусами северной широты) уровень солнечной радиации существенно варьируется: от 810 кВт-час/м2 в год в отдаленных северных районах до 1400 кВт-час/м2 в год в южных районах. На уровень солнечной радиации оказывают влияние и большие сезонные колебания: на ширине 55 градусов солнечная радиация в январе составляет 1,69 кВт-час/м2, а в июле – 11,41 кВт-час/м2 в день.

Потенциал солнечной энергии наиболее велик на юго-западе (Северный Кавказ, район Черного и Каспийского морей) и в Южной Сибири и на Дальнем Востоке.

Наиболее перспективные регионы в плане использования солнечной энергетики: Калмыкия, Ставропольский край, Ростовская область, Краснодарский край, Волгоградская область, Астраханская область и другие регионы на юго-западе, Алтай, Приморье, Читинская область, Бурятия и другие регионы на юго-востоке. Причем некоторые районы Западной и Восточной Сибири и Дальнего Востока превосходит уровень солнечной радиации южных регионов. Так, например, в Иркутске (52 градуса северной широты) уровень солнечной радиации достигает 1340 кВТ-час/м2, тогда как в Республике Якутия-Саха (62 градуса северной широты) данный показатель равен 1290 кВт-час/м2.5

В настоящее время Россия обладает передовыми технологиями по преобразованию солнечной энергии в электрическую. Есть ряд предприятий и организаций, которые разработали и совершенствуют технологии фотоэлектрических преобразователей: как на кремниевых, так и на многопереходных структурах. Есть ряд разработок использования концентрирующих систем для солнечных электростанций.

Законодательная база в сфере поддержки развития солнечной энергетики в России находится в зачаточном состоянии. Однако первые шаги уже сделаны:
- 3 июля 2008г.: Постановление Правительства №426 «О квалификации генерирующего объекта, функционирующего на основе использования возобновляемых источников энергии»;
- 8 января 2009г.: Распоряжение Правительства РФ N 1-р «Об Основных направлениях государственной политики в сфере повышения энергетической эффективности электроэнергетики на основе использования возобновляемых источников энергии на период до 2020 г.»

 

8. Достоинства и недостатки солнечной энергетики

 

Солнечная энергетика - активно развивающееся направление в энергоснабжении частных и общественных зданий. Каковы плюсы и минусы такого природного источника энергии, как солнечное излучение?
Преимущества солнечной энергии
1. Возобновляемость
Говоря о солнечной энергии, в первую очередь, необходимо упомянуть, что это - возобновляемый источник энергии, в отличие от ископаемых видов топлива - угля, нефти, газа, которые не восстанавливаются. По данным NASA еще порядка 6.5 млрд. лет жителям Земли не о чем беспокоиться - приблизительно столько Солнце будет согревать нашу планету своими лучами до тех пор, пока не взорвется.