1.7 Солнечно – ветродизельные источники электрической энергии
1.7.1 Область использования
На половине территории Красноярского края, скорость ветра летом сравнительно небольшая, но достаточно много солнца и продолжительный световой день. В то время как зимой, наоборот, много сильных ветров и меньше солнечного света. Поскольку пик работ по производству электроэнергии у ветровой и солнечной систем приходится на различное время суток и года, то гибридная система, соответственно, производит энергии больше, и тогда, когда это действительно необходимо.
Главным элементом системы является ветрогенератор, который производит электроэнергию и заряжает аккумуляторные батареи. Для того, чтобы система не зависела от наличия или отсутствия одного из энергетических ресурсов и работала более стабильно и эффективно, мы добавили фотоэлектрические модули, которые генерируют электроэнергию от солнца и заряжают батареи системы. Такая «гибридная» ВЭУ ветроэнергетическая электрогенераторная установка работает как автономно – вне электрических сетей, так и с использованием городской сети или сети генератора.
При отсутствии ветра и солнца, система продолжит снабжать электроэнергией от аккумуляторных батарей, а когда иссякнет заряд батарей, переключится на работу от городской электрической сети или от генератора, которые обеспечат потребителей электроэнергией, и зарядят батареи.
Солнечно – ветровые станции перспективно использовать в зонах с высоким ветроэнергетическим и солнечным потенциалом. Географические и климатические особенности Красноярского края заключаются в том, что зоны высокого ветроэнергетического потенциала (северная часть края) и зона высокого солнечного потенциала (южная часть края) находятся на существенном удалении друг от друга.
Согласно проведенным исследованиям, на территории Красноярского края имеются 3 зоны, где возможно использование комбинированных ветро – солнечных источников электроснабжения (рисунок 1.2). I зона характеризуются невысокими ветровым и средним солнечным потенциалами. II зона характеризуется высоким солнечным потенциалом и невысоким ветровым энергетическим потенциалом. Зона III характеризуется высоким солнечным потенциалом и низким ветровым. Наиболее перспективной к развитию комбинированных источников энергии следует отнести II зону. Предпочтение следует отдать солнечной энергетике, т.к. на указанной территории ее потенциал максимален и хорошо прогнозируется. Ветроэнергетический потенциал, в свою очередь, не имеет характерной суточной зависимости. Проведем анализ размещения комбинированной солнечно – ветродизельной установки для зоны II.
I
III
II
– зона с высоким солнечным потенциалом;
– зона со средним солнечным потенциалом;
– зона с высоким ветровым потенциалом;
– зона со средним солнечным потенциалом;
– I зона со средними солнечным и ветропотеницалами;
– II зона с высоким солнечным и средним ветропотеницалом;
Рисунок 1.2 – Области целесообразного размещения комбинированных ВЭУ
1.7.2 Состав оборудования для солнечно – ветродизельной электростанции
Рассмотрим пример компоновки гибридной ВЭУ для электроснабжения с. Куртюл Балахтинского района Красноярского края. Дефицит мощности села составляет 40 кВт. В настоящее время эта мощность покрывается дизельным генератором. Среднегодовой суточный график нагрузки поселка составляет 40 кВт – 4 часа, 20 кВт – 8 часов, 10 кВт – 12 часов. Таким образом среднесуточное потребление энергии поселка составляет 440 кВтч.
Для снижения себестоимости вырабатываемой электроэнергии целесообразно часть вырабатываемой энергии переложить на комбинированную ветро – солнечную установку, с возможностью их параллельной работы. Расчет технико-экономических показателей гибридной установки будем вести из условия, что она должна покрывать 50, 70 и 100% потребности населенного пункта в электроэнергии. На основании проведенных расчетов будем принимать решение о комплектации и установленной мощности оборудования.
С учетом графика нагрузки поселка, годовое потребление энергии составляет 160,6 МВт*ч. Причем среднегодовое потребление электроэнергии в течение светового дня составляет 116,8 МВт*ч, а в темное время суток 43,8 МВт*ч. В качестве примера приведем расчет исходя из условия, что установка покрывает 50% потребляемой поселком энергии. Расчеты остальных вариантов будут сведены в таблицу. По факту выбранного оборудования
|
