автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.02, диссертация на тему:Автономные системы электроснабжения фермерских хозяйств Египта с использованием возобновляемых источников энергии

004617816

На правах рукописи

Ахмед Торки Ахмед Джайланп

Автономные системы электроснабжения фермерских хозяйств Египта с использованием возобновляемых источников энергии

Специальность 05.20.02 - «Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве»

Автореферат

Диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 6 ДЕК 20|0

Москва 2010 г

004617816

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Московский государственный агро-инженерный университет имени В.П. Горячкина» и ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства».

Научный руководитель доктор технических наук,

академик РАСХН, профессор Стребков Дмитрий Семёнович

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Ильюхин Михаил Степанович

доктор технических наук, профессор Коломиец Алексей Петрович

Ведущая организация ФГОУ ВПО «Российский государственный

аграрный заочный университет»

Защита диссертации состоится «13» декабря 2010 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета Д220.044.02 при ФГОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина» по адресу: 127550, Москва, ул. Лиственничная аллея, д. 16 А, корп. 3, конференц-зал ИНТК.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО МГАУ.

Автореферат разослан «11» ноября 2010 г. и размещен на сайте vww.msau.ru «11» ноября 2010 г

Ученый секретарь диссертационного совета

В.И. Загинайлов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы диссертационной работы. Новые сельские регионы в Египте, являются типичными примерами энергоснабжения удаленных потребителей. Наличие большого количества рассредоточенных потребителей, электроснабжение которых может осуществляться только от автономных источников энергии, и проблемы в существующей децентрализованной системе энергообеспечения требуют решения актуальных вопросов развития и оптимизации электроснабжения изолированных потребителей. Таким образом, оптимизация систем энергообеспечения децентрализованных районов Египта с повышенными требованиями к надежности работы источников энергии является весьма актуальной задачей. Внедрение технологий возобновляемой энергетики при рациональном использовании может оказать помощь в энергообеспечении районов с недостаточной топливной базой и плохими транспортными условиям; решить проблему эффективного использования потребляемых ресурсов и вовлечения в энергетический баланс регионов неиспользуемых источников энергии и ресурсов; улучшить экологическую обстановку в местах производства электрической энергии, что будет способствовать ускоренному экономическому развитию регионов и улучшению социально-бытовых условий жизни населения.

Для решения вопросов оптимизации электроснабжения автономных потребителей требуется проведение ресурсных, технико-экономических, экологических и других обоснований целесообразности использования ВИЭ в децентрализованном электроснабжении и масштабов их внедрения в систему электроснабжения.

Целью данной диссертационного исследования является разработка автономных систем комбинированного электроснабжения фермерских хозяйств в Египте с использованием возобновляемых источников энергии и резервной жидко-топливной электростанции.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Изучить потребность в электроэнергии автономными сельскими потребителями и климатические условия, главным образом, местные ресурсы возобновляемых источников энергии (ветра и солнца).

2. Разработать комбинированную электростанцию для автономного потребителя на базе солнечной фото-ветроэлектрической установки.

3. Провести оптимизацию и выбор оборудования системы электроснабжения сельских потребителей и исследовать возможность повышения надежности электроснабжения с использованием резервной жидко-топливной электростанции.

4. Провести исследования разработанной комбинированной солнечно-ветро дизельной электростанции в реальных условиях эксплуатации.

5. Провести технико-экономический анализ.

Предметом исследования является обеспечение электроснабжения автономных сельских потребителей на основе использования возобновляемых источников энергии.

Объектом исследования является децентрализованная комбинированная солнечная фото-ветроэлектрическая установка, находящаяся в Московской области на ветрополигоне ВИЭСХ с учетом технических, экономических, экологических условий и потенциала ВИЭ на территории области.

Методы исследования. ¡.Анализ и обобщение данных, приведенных в сборе работ научно-технической литературе.

2. Методология системных исследований в энергетике.

3. Методы исследования надежности систем энергетики и технико-экономического анализа систем на основе возобновляемых источников энергии.

4. Теории математического моделирования, позволяющей оценивать целесообразность использования различных энергоисточников.

Научная новизна диссертационного исследования заключается в следующем:

1. Обоснована эффективность использования комбинированных автономных систем электроснабжения фермерских хозяйств, позволяющая увеличить коэффициент обеспеченности электроснабжения.

2. Разработана математическая модель оптимизации подбора оборудования, необходимого для автономных комбинированных электростанций на основе возобновляемых источников энергии.

3. Получены результаты обследований потенциалов солнечной и ветровой энергии в районах расположения фермерских хозяйств в Египте.

4. Разработана солнечная электростанция с концентратором, позволяющая снизить площадь фотоприемника солнечной электростанции в 3-7 раз.

Получен патент РФ на изобретение № 2396493.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Анализ разработки комбинированной электростанции в климатических условиях Египта.

2. Математическая модель оптимизации выбора оборудования для использования возобновляемых источников энергии в составе комбинировашой электростанции.

3. Результаты экспериментальных исследований комбинированной элекгро-станции на базе солнечной фото-ветроэлектрической установки.

4. Результаты разработки солнечной установки с концентраторами.

Практическая значимость диссертационного исследования заключается в следующем:

1. Разработана автономная комбинированная электростанция для гарантированного электроснабжения автономных потребителей с использованием возобновляемых источников энергии.

2. Предложена методика оптимизации подбора оборудования комбинированной электростанции, обеспечивающая повышение надежности электроснабжения автономного потребителя,

3. Данные рекомендации по расчету параметров автономной солнечно-ветродизельной электростанции.

Степень достоверности результатов проведенных исследований подтверждается использованием данных анализа научно-технической литературы; методологии системных исследований в энергетике; технико-экономического анализа систем на основе возобновляемых источников энергии; теории математического моделирования, позволяющей оценивать целесообразность использования различных энергоисточников.

Апробация работы. Материалы диссертации были использованы в научном отчете отдела «Возобновляемые источники энергии ГНУ ВИЭСХ 2009». Основные положения и результаты диссертационной работы обсуждались на международной научно-технической конференции ГНУ ВИЭСХ (2010); заседании кафедры «Возобновляемая энергетика и электрификация сельского хозяйства» ФГОУ ВПО МГАУ имени В.П. Горячкина и заседании секции ученого совета ГНУ ВИЭСХ.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 научных работ, в том числе 2 статьи в журнале «Альтернативная энергетика и экология», 4 статьи в Вестнике ФГОУ ВПО МГАУ имени В.П. Горячкина (журналы, рекомендованные ВАК), в двух трудах международной научно-технической конференции ГНУ ВИЭСХ (2010) и получен патент РФ на изобретение № 2396493.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, выводов, списка литературы и приложений. Диссертация изложена на 144 страницы, включает 23 таблицы, 57 рисунок и 2 приложения. Список литературы включает 119 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, изложено краткое содержание глав диссертации, приведены цель и задачи исследования.

В первой главе рассматриваются современное состояние систем электроснабжения на базе ветроэлектрических и солнечных фотоэлектрических станций в мире, системы электроснабжения сельскохозяйственных потребителей в Епште, ресурсы местных источников энергии в Египте, преимущества и барьеры при использовании возобновляемых источников энергии (ВИЭ).

Развитие ветроэнергетики непосредственно связано с общим процессом диверсификации, наблюдаемом сегодня на 16 рынках мира, установленная ветроэнергетическая мощность каждого из которых превышает 1000 МВт; причем в 2007 году таких стран было всего 13. Установленная мощность национальных ветроэнергетических секторов в 32 странах мира превысила более

100 МВт, три года назад этот показатель равнялся 24 странам. В США темпы роста ветроэнергетики составили 50%, а в Китае -107%. Болгария продемонстрировала наибольшие темпы роста ветроэнергетики в мире -177%, стартовав, практически, с низкого уровня. Кроме того, динамика роста ветроэнергетической отрасли выше средней наблюдалась и на рынкаХтаких.стран как Австралия, Польша, Турция и Ирландия.

Достоинством фотоэлектрических СЭС является низкие эксплуатационные расходы 0,07 ценга/кВхч, и могут устанавливаться в горной местности, на крышах и фасадах зданий, в пустынях и в странах с влажным тропическим климатом. Концентраторы увеличивают эффективность СЭ и приводят к снижению потребления дорогостоящего полупроводникового материала на единицу мощности, однако при этом возникают дополнительные расходы на производство концентраторов, системы охлаждения СЭ и системы слежения. Кроме того, концентраторы обычно используют только прямую солнечную радиацию, которая в условиях средней полосы России составляет 50% от суммарной солнечной радиации. Это означает, что концентрагорный солнечный молоть будет при одинаковом КПД вырабатывать в 2 раза меньше энергии, по сравнению с солнечным модулем без концентратора. Поэтому солнечные электростанции с концентраторами необходимо использовать в пустынях и других районах, тае прямая солнечная радиация близка к суммарной солнечной радиации, а диффузная компонента солнечной радиации незначительна. Современные технологии полупроводниковой электроники и нанотехнологии позволят увеличить КПД СЭ в ближайшие годы до 25-30% и снизить стоимость фотоэлектрических СЭС с концентраторами и кремниевыми СЭ до уровня 2000 доллУкВт.

Системы электроснабжения на территории Египта можно разделить по источникам на две основные системы:

1. Системы электроснабжения на базе традиционных источников энерпш (ТИЭ): эти системы главном образом зависят от природного газа и используют дизельных электростанций (ДЭС). Эти электростанции обычно подключаются в централизованной сети. Однако маломощные ДЭС, которые использукхг фермеры, не подключены в сети.

2. Системы электроснабжения на базе ВИЭ: эти системы, главном образом, на базе гидравлических электростанций (ГЭС), ветровых станций и солнечных тепловых электростанций. Несколько из них уже подключены в сети. Что касается СФЭУ, то эти системы еще мало распространены из-за их высокой стоимости, но следует подчеркнуть, что и на индивидуальном и на государственном уровне возникло несколько направлений применения СФЭУ, в то время как ГЭС и ВЭС до сих пор являются только государственной собственностью.

Основными энергоресурсами в Египте вплоть до 2009 г. были нефть, природный по, гидравлические энергоресурсы, ветровая энергия и солнечная энергия. Общая выработка электроэнергии в Египте в 2008/2009 составляла

131040 ГВтл. Доля ВИЭ бьша 931 ГВтл от ветровых электростанций и 14682 ГВтл от гидроэлектростанций, т.е. доля ВИЭ в производстве электроэнергии составила 12%, в том числе 0,7% от ветровых электростанций и 11,3% от гидроэлектростанций.

Во второй главе приведена методология разработки комбинированных электростанций (Момб.ЭС), методы исследования надежности систем энергетики и техшко-эюномического анализа систем электроснабжения, позволяющей оценивать целесообразность использования КомбЭС на основе ВИЭ.

Мощность солнечной фотоэлектрической установки (СФЭУ) (Рсфэу, ВТдих), определяется по следующей формуле:

Рсфэу = Р»о>,сфэу * Гсфэу * * [1 + ар(тс - 7^)], (1)

ВДе : римисфэу " номинальная мощность СФЭУ, Вт, /сфэу Коэффициент снижения выработки мощности СФЭУ, учитывающий потери электроэнергии без использования АБ; Сг- солнечная радиация, поступающая на фотоэлектрические модули, Вт/м2; солнечная радиация, поступающая на фотоэлектрические модули при нормальных условиях(1000 Вт/м:); ар- температурный коэффициент мощность, "С"1; Тс- температура поверхности СФЭУ, "С; Тн,у- темпе-разура при нормальных условиях (25°С).

Выработка электроэнергии от СФЭУ вьфажается следующим образом: есфэу — рсфэу х (2)

При использовании АБ в системе нужно учитывать потери в зарядном устройстве и АБ. Таким образом, номинальная мощность СФЭУ определяется выражением:

п__есфэу__пч

•ном,СФЭУ - КСфэу^тх{ыар(Тс-Ти,)} ' М

где: ^пи^осв** расчётные среднесуточные освещённости в пиковых часах при стандартной солнечной радиации Сну = 1000 Вт/м2, определяющиеся выражением:

(4)

:УХ'

*сол.~ среднесуточные солнечные часы, ч; Ксфэу- общий коэффициент, учитывающий все потери при передаче энергии от ФЭУ к потребителю, который определяется по формуле:

Ксфэу " /сфэу * % * г1аб, (5)

т]зу- КПД зарядного устройства АБ; Г|ДБ- КПД АБ.

Таким образом, ношшальная мощность СФЭУ определяется следующим образом:

н

Рном.СОЭУ —-, (6)

КСФЭУ**,шкцхв.

где: Н - величина суточного потребления электроэнергии в доме (Вт.ч/сутки); Р; - номинальная мощность прибора, Вт; ^ - суточный режим эксплуатации

бытового прибора, ч/сутки;

С одной стороны, средняя мощность на валу ВЭУ может быть определена из выражения:

г = 0,5 х £ х рвоз х у^ия х р{х>) х Аом, (7)

где: коэффициент полезного действия ВЭУ; рв03 - плотность воздуха на уровне ступицы ветроколеса (кг/м3); у^м - среднемесячная скорость ветра на уровне ступицы ветроколеса, м/с (минимальная в пределах выбранного промежутка времени); р(у)- коэффициент распределения скорости ветра; А - оме-таемая площадь ветроколеса, \г; С другой стороны:

Чюу =: хК„„» (8)

Ссут._экх «ВЭУ

где: Хцт ж - число часов в «утки, в течение которых эксплуатируется ВЭУ, ч; Кюу - общий коэффициент, учитывающий все потери при передаче энергии от ВЭУ к потребителю, который определяется по формуле:

Квэу = Лух х % х Чаб х г]шв, (9)

т/ух -коэффициент, учитывающий ухудшение номинальных характеристик ВЭУ из-за влияния погодных условий; т]ияв- КПД инвертора.

Таким образом, получим следующую формулу для определения минимальной требуемой ометаемой площади ветроколеса:

^ом = гвэух^хкюу' (10)

- коэффициент (кг.ч/м), который определяется выражением: 1Юу = 0,5 х § х р(у) х

^хуг X р, (И)

Если КПД ВЭУ составляет около 0,25; число часов в сутки, в течение которых эксплуатируется ВЭУ 24 часа, плотность воздуха 1,225 кг/м3 и распределение скоростей ветра за год имеет типичный характер т.е. р(у) = 6/п, то величина 2вэу составит около7 кг.ч/м3. '

Минимальная требуемая мощность СФЭУ в комбинированной электрической установке для автономного потребителя определяется следующим образом:

рсфэу = аом х ккомбэс, (12)

Ккомбзс" относительный коэффициент комбинированной системы, Вт/м2 который выражается:

К 3 — ^вэ ^ ^вэу ^ (13)

КсФЭУ (^пик,осв 1 ~ ^пик,осв 1)

где: ^,„¡8 1- минимальные расчётные среднесуточные освещённости, пиковых часов; ^к осв2- максимальные расчётные среднесуточные освещенности, пиковых часов.

Ометаемая площадь ветроколеса выражается следующим образом:

°М гВЭУхКВЭУх ^шк+ККон6.ЭСх^иянхКСФЭУ ^ ^

Расчетная ёмкость АБ (с^аб) для гарантированного электроснабжения определяется по формуле:

„ _ НхКи^Трез .

где: Кзэ - коэффициент запаса энергии АБ Кзэ > 1,0;Трез-времярезервного электроснабжения, сутки; Оур - коэффициент уровня допустимого разряда АБ (0,5 < ц<1,0).

Жидко-топливная электростанция (ЖТЭ) является резервньм источником энергии, повышающим надежность автономной системы в условиях отсутствия достаточной солнечной радиации или ветра, а так же осуществляющий зарядку АБ. Расчет требуемой мощности ЖТЭ проводится следующим:

Ежтэ = 2Нг - (ЕВЗУ + ЕСФЭу) (16)

где: Евэуд. - годовая выработка электроэнергии ВЭУ, кВт.ч/г; ЕСФЭу,г ■ годовая выработка электроэнергии СФЭУ, кВт.ч/г; Ежхэх " необходимая выработка электроэнергии ЖТЭ, кВт.ч/г; Яг- годовое потребление электроэнергии, кВт.ч/г.

Зависимость потребности в топливе для ЖТЭ от нагрузки выражается: Р = Р0 + Р1РЖ1Э, (17)

вде: Р - потребность в топливе, л/ч; РЖГ} - мощность ЖТЭ, кВт; Р0- расход , топлива в режиме холостого хода, л/ч; - удельный расход топлива, л/кВт.ч;

Аккумуляторная батарея (АБ) рассматривается как источник. Определение энергии, запасенной в АБ во время зарядки и разрядки:

1. Во время зарядки, когда выработка электроэнергии от СФЭУ и ВЭУ больше, чем энергия, запасённая в АБ:

елбю = е^а - 1) х (1 - а) + [есфэусо + ^>(0 - х ц^ (18)

Чина

2. Во время разрядки, когда общее потребление превышает производство электроэнергии СФЭУ и ВЭУ, электроэнергия АБ определяется следующим образом:

*ав(0 (ЕсфэуСО + ^вэу(О)] x (19)

~ инв "АБ,р

где: Ядв© и ЕДБ (1 -1) - электроэнергия в АБ (Вт.ч) при времени I и (1-1), ч; Пабд-КПДАБ во время зарядки; т^ ,, -КПД АБ во время разрядки; а - коэффициент саморазряда АБ; ЕСфЭУ(0- выработка электроэнергии от СФЭУ в конце периода Втл; Евэу(0- выработка электроэнергии от ВЭУ в конце периода и Вт.ч; Н(0 - общее потребление в период £; ц^ - КПД инвертора; Д1-шаг времени, ч.

Мощность ВЭУ РВэу должно быть моделироваться в зависимости от её мощностных характеристик следующим образом:

Р*ЭУ=Р(У) =

0,у-< V

а,у3 + а2у5 + ч-а^.у^, ^ V-< у,'

ьу + ьу+63у+,у, <, у <;

ще: V- скорость ветра на высоте флюгера, м/с; V; - расчетная скорость ветра, м/с; а], а2, а* а* 6/, ¿а. ЬзиЬ4- константы.

Скорость ветра (у) на высоте (М (высота ВЭУ на месте испытания) отличается от скорости ветра на (V,) высоте (й»), на которой производились измерения:

(21)

где: скорость ветра на высоте ветроагрегата /гг; р0- измеряемая скорость ветра на высоте анемометра й0. ш- Для условий континентальной России, Главная Геофизическая Обсерватория им. Воейкова рекомендует использовать степенной коэффициент ш = 0,20.

Для достижения оптимальной конфигурации комбинированных электростанций была разработана модель расчета в зависимости от известного научно-технического подхода, определяющегося вероятность дефицита электроснабжения (рис. 1). Метод состоит из следующих процедур расчета: Общая выработка электроэнергии КомбЭС определяется:

£кь«б.эс (() - ЕСФЭу(0 + (22)

Неиспользуемая электроэнергия (Енеисп.) определяется следующим образом:

Енеис„.(9 = Екомб.эс(С) - {Ея„(О + [ЕАБиа|<с(11^Ава"1)]}, (23) ще: Етв- исходная электроэнергия инвертора:

^инв = ~ > (24)

Чинв

Дефицит электроснабжения за шаг времени можно рассчитать: Едеф.« = Н(0 - [(ЕСФЭу(1) + Евэу(0) + Еаб(1 - 1) - ЕАБмин(1)} X Линв.(25) Вероятность дефицита электроснабжения (Ьдеф.) может быть определена отношением:

£деф. — Еп=1° £деф(0 / £п=1° ^инв- (26)

Для анализа Комб.ЭС можно использовать две концепции:

1. коэффициент обеспеченности электроснабжения потребителей (Ко6):

Ко6 = 1 - ¿деф.» (27)

2. коэффициент неиспользуемой электроэнергии (Кнеисп):

Кнеисп. = Еп=1° ЕНенсп.(0/Еп=1° ЕкомбЭсСО, (28)

Для данной величины К^. в течение определенного периода может удовлетворять необходимые требования к надежности энергоснабжения, и оптимальная конфигурация будет получена путем достижения низкой стоимости 1кВт.ч.

Рис. 1. Математический алгоритм оптимизация подбора оборудований Комб.ЭС

11

Расчет стоимости электроэнергии определяется следующим способом:

(29)

хде: С0е~ стоимость электроэнергии, денежных единиц/кВт.ч; Со6щ>г - общие годовые капиталовложения, денежных единиц /год;

В третьей главе определено потребление электроэнергии, существующего в домах крестьян в новых сельских районах в Египте, на севере Египта западнее Александрии, Южнее долины и Севернее Сайнайя. Установлено что минимальное потребление автономного сельского дома составляет 2,8 кВт.ч/сутки.

Разработана блок-схема и алгоритм работы комбинированной электростанции (рис. 2).

В зависимости от результатов испытании оборудования, составляющего Комб.ЭС, установлено, что:

1. При исследовании характеристик СФЭУ в условиях г. Истры было замечено, что как и в других областях России, рабочий ток редко достигает пикового значения. На Истринском ветрополигоне измерения

♦СФЗУ.1ЯМ1 вС«ЭУ-М(М1

? 1.00

потребитель

Рис.2. Блок-схема и алгоритм работы система электроснабжения автономного потребителя

1 2 } 4 1 «? I 9 Ю И 12 13 14 Скфть юр, и»:

Рис. 4. Результаты испытаний ВЭУ УВЭ-700.

Рис. 3. Ток заряда АБ при максимальной солнечной радиации Е~ 700 Вт/м2 (1/аб = 50,80-58 В)

напряжения и тока заряда от фотоэлектрической установки СФЭУ-120-48 проводились в течение большей части светового дня: с 9 утра до 18 часов в течение трех дней; 10,12 и 14 июля 2009 года, когда большая часть дня была солнечной и также от СФЭУ-360-48 в течение трех дней; 19, 21 и 23 июля 2009 года (рис. 3). Установлено, что максимальная экспериментальная выработка мощности СФЭУ-120-48 равна 112,5 Вт при токе зарядке 1,94 А.ч, а выработка мощности СФЭУ-360-48 равна 258,9 Вт при токе зарядке 4,48 А.ч.

2. Зависимость мощности ВЭУ от скорости ветра (рис. 4):

!0, V <3

—0,373У4 + 12,335У3 - 143,78У2 + 749,97У - 1232,1, 3 < р < 13 гчпл 660, 13 < V <25

0, V > 25

3. Емкость АБ определяется следующим уравнением:

Члоп = -56,321п(Гргз) + 522,07, (31)

4. Зависимость расхода топлива от мощности ДГ определяется уравнением:

Р = 0,3158Рд. + 0,1605, (32)

5. Зависимость расхода топлива от мощности БГ определяется уравнением:

И = 0,8296РБГ + 0,18, (33)

Оптимизация подбора необходимого оборудования для Комб.ЭС на базе ВИЭ (ветра и солнца) проведена в зависимости от климатических условий для ветрополигоне ВИЭСХ в г. Истра.

При моделировании учитывали несколько вариантов в зависимости от мощности СФЭУ, емкости АБ и изменения высоты ВЭУ (рис. 5,6,7). Установлено, что:

1. Коэффициент обеспеченности электроснабжения К^ увеличивается при увеличении емкости АБ и мощности СФЭУ. при увеличении мощности СФЭУ от 360 Вт до 480 Вт стоимость 1 кВхч электроэнергии не изменяется. Минимальная стоимость 1 кВтл достигается при емшсти АБ 220 Ал и 400 А.ч, однако К^ гораздо выше. Эти результаты получаются при увеличении высоты ВЭУ до 15 м с увеличением К^ при высоте 15 м. Следовательно, использование АБ емкостью 400 А.ч является приемлемым вариантом, хотя при этом Коб не достигает максимального значения.

2. Стоимость 1 кВт.ч возрастет при увеличении высоты ВЭУ, а при изменении мощности СФЭУ от 360 Вт по 480 Вт не изменяется. При емкости АБ 400 А.ч и при увеличении мощности СФЭУ стоимость 1 кВт.ч уменьшается постепенно до минимального значения, затем возрастет. Стоимость 1 кВт.ч при высоте ВЭУ 15 м меньше, чем при высоте ВЭУ 10 м для уровня мощности СФЭУ 240 Вт. Минимальная стоимость 1 кВхч имеет место при высоте ВЭУ 10 м.

Таким образом, Комб.ЭС мощностью 1180 Вт; которая состоит из СФЭУ мощностью 480 Вт, АБ емкостью 400 А.ч и ВЭУ мощностью 700 Вт; установленной на высоте 10 м и Комб.ЭС мощностью 1060 Вт; которая состоит из СФЭУ мощностью 360 Вт; АБ емкостью 400 Ал и ВЭУ мощностью 700 Вт; установленной на высоте 15 м, являются лучшими вариантами с коэффициентами обеспеченности электроснабжения 81% - 85%. для климатических условий места испытания на ветрополигоне ВИЭСХ в г. Истра.

ФЭУ-120 -■-ФЭУ-240

ФЭУ-360 и » ФЭУ-Ш

° § 5 I 1 I | |

ЕижютАБ.А-1 _ К Еикоет» АБ, А.ч

Рис. 5. Влияние увеличения емкости АБ и мощности СФЭУ на К^ и стоимости 1кВт.ч электроэнергии при использовании УВЭ-700 на высоте Юм

Емкость ЛЕ,Л.ч

Еъиаяъ АБ, А.ч

Рис. 6. Влияние увеличения емкости АБ и мощности СФЭУ на К^ и стоимости 1кВт.ч электроэнергии при использовании УВЭ-700 на высоте 15 м

Экспериментальная работа Комб.ЭС на ветрополи-гоне ВИЭСХ включает: 1. Исследование работы Комб.ЭС для обеспечения электроснабжения во время отсутствия ветра. Установлено, что выработка энергия от СФЭУ составляет1485 Вт.ч/сутки в летний солнечный день, что покрывает 48% суточной потребности и 1051 Вт.ч/сугки в зимний день, т.е.

40, СО

Стоимость/кВт чИО м> Коб при высоте 1 Ом

• стоимость/ кВт .ч (15 м) " Коб при высоте 15 м 1,00

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 Мощность ФЭУ, Вт

Рис. 7. Результаты оптимизации подбора оборудования Комб.ЭС при емкости АБ 400 А.ч

покрывает 34% суточной потребности. А это значит, что ДГ должен покрывать 52 - 66% суточного электропотребления.

2. Исследование работы Комб.ЭС для обеспечения электроснабжения во время отсутствия Солнца. Установлено, что Средняя выработка электроэнергия от ВЭУ 1305 Вт.ч/сутки при скорости ветра 7,65 м/с, Максимальная мощность ВЭУ составила 218 Вт, Режим работы системы электроснабжения на основе ВЭУ не может обеспечивать электроснабжение сельского потребителя. выработка электроэнергии от ВЭУ составляет в 1305 Вт.ч/сутки, т.е. по-

крывает 43 % суточной потребности или 1172,2 Вхч/сутки, что покрывает 38 % суточной потребности. Это означает; что ДГ должен покрывать 5762% электроэнергии. 3. Исследование работы Комб.ЭС для обеспечения электроснабжения на основе СФЭУ и ВЭУ. Установлено, что предлагаемая Комб.ЭС мощностью 1060 Вт может обеспечивать электроснабжение при среднегодовой потребности до 1232 кВт.ч/г при К^г 80%.

Предложена Солнечная установка с концентраторами, солнечного излучения для выработки электричества и тепла (рис. 8). Зависимость расчёта геометрического коэффициента концентрации (ккои):

Ькон = HR/г + 1)2)/(2(h/r + 1)) , (34)

где: R- радиус большей четвертей окружности; г- радиус меньшей четвертей окружности; h- высота приемника.

Высота цилиндрического приемника зависит от отношения R/r, в зависимости от этого определяется геометрический коэффициент концентрации (табл. 1).

Таблица!

R/r 3 4 5 6 7 8 9 10

h/r 0,5 1 1,5 2 2,5 У - 3,5 4

&КОЯ 5,3 6,3 7,2 8,2 9,1 10,1 11,1 12,1

Рис. 8. Солнечная установка с концентратором и ход лучей В четвертой главе приведено технико-экономическое обоснование комбинированной электростанции.

В качестве базы сравнения и оптимизации было принято 2 варианта системы автономного электроснабжения на основе ВИЭ (СФЭУ и ВЭУ) и ЖТЭ (ДГ шш БГ). ДГ имеет электростартёр для автоматической работы при управлении от ББП в зависимости от состояния электроснабжения в системы. БГ малой мощности не имеет электростартера. Результаты технико-экономических расчетов для систем электроснабжения можно сформулировать следующим образом:

1. При использовании ДГ или БГ в системах электроснабжения К^ составляет 100% и доля ВИЭ в производстве электроэнергии составляет 80% - 83%.

2. Стоимость 1 кВт.ч для первого варианта (Комб.ЭС -1180 Вт) меньше, чем для второго варианта (Комб.ЭС -1060 Вт) при использовании ДГ и БГ, а для каждого варианта стоимость 1 кВт.ч при использовании ДГ составляет меньшее,

чем доя БГ.

Эта варианты показывают высокую эффективность использования ВИЭ с целью экономии жидкого топлива в комбинированной электростанции. Кроме того, на основании результатов расчета выработки электроэнергии можно гибко решать задачу оптимизации состава оборудования Комб.ЭС.

В климатических условиях Египта были приведены примеры перспективных сельскохозяйственных мест для использования Комб.ЭС на основе ВИЭ западнее Александрии, Южнее Долины и Севернее Сайная (рис. 9 и 10), в которых есть проблемы электроснабжения.

Результаты расчетов разработки системы показывают, что для трех сельских районов можно использовать Комб.ЭС средней мощностью 721 Вт, состоящей из СФЭУ 473Вт и ВЭУ 248 Вт, АБ емкостью 281 А.ч. Варианты ДГ и БГ будут использованы для повышения К^ до 100 %.

НЧ1 » ■

Месяцы

Рис. 9. Расчет средних скоростей ветра в Рис. 10. Солнечная радиация в сель-сельских районах на разных высотах скнх районах

Установлено что, стоимость 1 кВт.ч электроэнергии составляет в пределах 3,32 до 3,88 £/кВт.ч. Южнее Долины стоимость 1 кВт.ч дешевле, чем стоимость 1 кВт.ч Западнее Александрии и Севернее Сайнай благодаря большему участию ВИЭ в производстве электроэнергии, составляющей 99% и низкому участию ЖТЭ, составляющей 1%. При исключении ЖТЭ из системы К^ составляет 99,73% и вероятность дефицита электроснабжения Ьдаф. составляет 0,27%. Следовательно, система мало зависит от ЖТЭ для гарантированного электроснабжения сельского потребителя.

Эти коэффициенты изменяются на севере Египта в Западнее Александрии и Севернее Сайнай, при этом К^ составляет от 87% до 81% и Ь^ф составляет от 13% до 19 %. Повышение К^ до 100% происходит за счет ЖТЭ, «по приводит к увеличению стоимости 1 кВт.ч.

Программа развития и использования ВИЭ в Египте включает: внедрение культуры защиты окружающей среды; поддержка граждан в удаленных сельских районах в использовании ВИЭ; строительство электростанции по производству электроэнергии из ВИЭ в удаленных районах; поощрение правительством Египта частных компаний к инвестициям в области ВИЭ и за счёт выделения 126000 гектаров земли в восточной пустыне к западу от Суэцкого залива, частным компаниям для создания электростанций с целью производст-

ва электроэнергии из энергии ветра и установления выгодных тарифов для

закупки электроэнергии.

Заключение

1. Анализ показал, что в Египте существует возможность использования энергии солнца и ветра в сельскохозяйственных местах западнее Александрии, Южнее Долины и Севернее Сайная, в которых есть проблемы электроснабжения благодаря большему участию ВИЭ в производстве электроэнергии, составляющей 99% и низкому участию ЖТЭ, составляющей 1%. При этом рекомендуется использовать Комбинированную электростанцию средней мощностью 721 Вт, состоящей из СФЭУ 473Вт и ВЭУ 248 Вт, АБ емкостью 281 Ал для обеспечения электроснабжения автономного сельского потребителя.

2. Разработана математическая модель оптимизации подбора оборудования, которая учитывает мощности оборудования, существующего на рынках, коэффициент обеспеченности электроснабжения и стоимость 1 кВт.ч электроэнергии, поэтому рекомендуется использовать ее для подобных целей.

3. В соответствии с разработанной математической моделью разработана схема комбинированной электростанции, которая состоит из ВЭУ, СФЭУ, АБ и ББП. Результаты испытании комбинированной электростанции показали, что несмотря на введение в расчетах климатических данных солнечных и ветровых ресурсов, потребления электроэнергии автономного потребителя, ожидаемых потерь энергии в результате экологических факторов в окружающей средах и самой системы, разработанная система не является достаточной для обеспечения электроснабжения автономного потребителя, поэтому возникает необходимость использования жидко-топливной электростанции для повышения надежности электроснабжения.

4. Разработана солнечная установка с концентратором, установлена зависимость расчёта геометрического коэффициента концентрации в зависимости от геометрических параметров концентратора. В результате использования солнечной установки с концентратором увеличивается концентрация излучения 3-7 раз на приемнике солнечного излучения, поэтому рекомендуется для использования в составе комбинированной солнечной фото-ветроэлектрической электостанции.

5. Результаты экспериментальных исследований показали, что использование одиночных автономных систем на базе ВЭУ или СФЭУ не эффективно в районах с большими перепадами скоростей ветра и прихода СР, т.к. их приходится рассчитывать на наихудшие условия относительно энергетического источника, что приводит, в свою очередь, к значительному удорожанию системы энергоснабжения в целом.

6. Разработана методика расчета для выбора оборудования, которая показала высокую эффективность в выборе оборудования, необходимого для использования в составе комбинированной электростанции на базе ВИЭ.

7. Экономический анализ комбинированной электростанции показал, что при использовании разработанной схемы на месте испытании в Московской об-

17

ласти стоимость 1 кВтл электроэнергии составляет 31,8 - 34,3 руб. А в сельских районах Египта стоимость 1кВт.ч электроэнергии составляет в пределах 3,32 - 3,88 £/кВтл (1£ = 5,3 руб.) с низким уровнем участия ЖТЭ в обеспечении электроснабжения.

Основное положение диссертации опубликовано в следующих работах Статьи в сборниках научных трудов, рекомендованных ВАК РФ

1. Ахмед Т.А. Джайлани. Перспективы использования возобновляемых источников энергии в сельском хозяйстве Египта / Ахмед ТА Джайлани // Вестник ФГОУ ВПО МГАУ. - 2009. - № 1. - С. 30 - 32.

2. Ахмед Т.А. Джайлани. Комбинированные электростанции для автономных сельскохозяйственных потребителей в Египте / Стребков Д.С., Сокольский А.К., Ахмед ТА Джайлани// Вестник ФГОУ ВПО МГАУ. - 2009.-№3.-С. 42-44.

3. Ахмед ТА. Джайлани. Система электроснабжения автономных потребителей малой мощности на базе дизель-фотоэлектрической установки / Ахмед ТА. Джайлани, Сокольский А.К // Вестник ФГОУ ВПО МГАУ. - 2009. - № 4. -С.43 - 45.

4. Ахмед ТА Джайлани. Ветро-фотоэлектрическая установка малой мощности в климатических условиях Подмосковья (Г. Истра) / Стребков Д.С., Сокольский А.К., Ахмед Т.А. Джайлани // Вестник ФГОУ ВПО МГАУ. - 2010. - № 1.-С. 11-14.

5. Ахмед ТА Джайлани. Состояние и перспективы развития солнечных электростанций с концентраторами / Стребков Д.С., Ахмед ТА Джайлани //Альтернативная энергетика и экология.-2009. -№ 11(97). - С. 81- 85.

6. Ахмед Т.А. Джайлани. Повышение надежности электроснабжения автономных сельских потребителей на основе использования возобновляемых источников энергии / Ахмед Т. А. Джайлани // Альтернативная энергетика и экология.-2010.-№ 2(82). - С. 35 - 38.

7. Стребков Д.С., Росс М.Ю., Ахмед ТА Джайлани, Митина И.В. Солнечная установка с концентратором // Патент РФ № 2396493, опубл. 10-08-2010 г, Бюл.№22.

Статьи в других изданиях

8. Ахмед ТА Джайлани. Рекомендации по использованию комбинированных электростанций на основе возобновляемых источников энергии в сельских районах в Египте / Стребков Д.С., Ахмед ТА Джайлани // Труды 7-ой международной научно-технической конференции 18-19 мая. М.:, ГНУ ВИЭСХ. -2010.-С. 146-153.

9. Ахмед ТА Джайлани. Оценка системы автономного электроснабжения фермерского хозяйства мощностью 1 кВт на основе возобновляемых источников энергии / Стребков Д.С., Сокольский А.К, Ахмед ТА. Джайлани // Труды 7-ой международной научно-технической конференции 18-19 мая. М.:, ГНУ ВИЭСХ.-2010. - С. 154 -158.

Подписано в печать 03.11.2010. Формат 60X84/16. Усл.-печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 567 -

Отпечатано в издательском центре

ФГОУ ВПО МГАУ

127550, Москва, ул. Тимирязевская, д.

Введение.

Основные технические термины и сокращения.

Глава 1. Обзор характеристик систем электроснабжения сельскохозяйственных потребителей.

1.1. Системы электроснабжения на базе ветроэлектрических станций.

1.2.Системы электроснабжения на базе солнечных электростанций.

1.3.Системы электроснабжения сельскохозяйственных потребителей в Египте.

1.4.Ресурсы местных источников энергии в Египте.

1.5.Преимущества и Барьеры при использовании возобновляемых источников энергии.

Выводы по главе 1.

Глава 2. Разработка автономной системы энергоснабжения фермерского хозяйства.

2.1 .Разработка системы электроснабжения на основе солнечной фото-ветроэлектрической энергоустановки.

2.2.Моделирование комбинированной автономной электростанции на основе возобновляемых источников энергии.

2.3.Оптимизация структуры энергетического оборудования.

Выводы по главе 2.

Глава 3. Экспериментальное исследование комбинированной солнечной фото-ветроэлектрической установки.

3.1.Определение расхода электроэнергии автономными потребителями.

3.2.Блок-схема и алгоритм работы комбинированной электростанции.

3.3.Разработка комбинированной электростанции.

3.4.Определение технико-экономических характеристик оборудования. 79 3.5.Результаты моделирования и оптимизации структуры оборудования.

3.6.Испытания систем электроснабжения автономных потребителей.

3.7.Солнечная установка с концентратором.

Выводы по главе 3.------------------—.—.

Глава 4. Технико-экономическое обоснование комбинированной электростанции.

4.1.Область предпочтительного использования ВИЭ в Египте.

4.2.Программа развития и использования автономных систем на базе возобновляемых источников энергий в сельском хозяйстве Египта.

Вывод по главе 4.

Энергия - основа высокого уровня жизни, развитой экономики и национальной безопасности современных государств. Развитие электроэнергетики Египта началось в конце 19 века. В 1892 году первые электростанции, использующие дизельное топливо, появились в Каире по договору между правительством Египта и французской компанией «Либон» с целью обеспечения гарантированного электроснабжения столицы [1].

Во всем мире в области энергетики на сегодняшний день существует тенденция широкого применения возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Особенно актуальным считается использование их для электрификации сельского хозяйства, что, в первую очередь, обуславливается особенностями спроса на электроэнергию сельскохозяйственными потребителями и возможностями выработки ее генераторами, использующими ВИЭ. Указанное направление включено в концепцию развития электрификации сельского хозяйства Египта.

Что же заставляет большинство стран мира заниматься проблемой использования ВИЭ на государственном уровне? Таких причин много, например:

1. уменьшение зависимости от импорта органического топлива, в основном нефти и газа;

2. необходимость снижения отрицательного влияния энергетики на окружающую среду;

3. неисчерпаемость и доступность возобновляемых энергоресурсов;

4. возможность диверсификации деятельности крупных нефтяных, газовых и электроэнергетических компаний;

5. возможность применения и развития наукоемких технологий;

Внедрению возобновляемой энергетики на территории страны препятствуют значительные барьеры, среди которых выделяются: 4 психологический, экономический, технологический и информационный барьеры.

Энергетические проблемы - одни из важнейших мировых проблем современности, они затрагивают самым непосредственным образом развивающиеся страны Африки, Азии и Латинской Америки. Недостаточность производства электроэнергии, её дороговизна сдерживают не только создание промышленности и перерабатывающих отраслей в сельском хозяйстве этих стран, но и социальное развитие. В последнее время проблемы энергетики стали привлекать внимание не только специалистов, но и представителей других областей науки и техники. Проблемы обеспечения энергией связаны с ростом удельного энергопотребления на душу населения, ограниченными запасами наиболее качественного и удобного органического топлива - нефти и природного газа, неравномерностью его территориального распределения, ухудшением природно-географических условий их добычи, глубокой диспропорцией в мировой системе добычи, распределения и потребления энергии.

Египтяне использовали возобновляемые источники энергии в сельском хозяйстве с незапамятных времён для различных целей, таких как использование солнечной радиации при сушке зерна или использование энергии ветра для подъема воды из колодцев. В связи с растущим спросом на энергию они вновь стали обращаться к этим источникам энергии, особенно в последние десять лет. Однако использование этих источников фермерами затруднено по причине либо высокой стоимости создания системы или высокой стоимости 1 кВт.ч электроэнергии по сравнению со стоимостью 1 кВт.ч от централизованной сети [2, 3].

Одна из самых важных проблем - обеспечение электроснабжения удалённых сельских районов, находящихся вне централизованного электроснабжения. Кроме того, в этих районах крестьяне живут на больших расстояниях друг от друга из-за того, что обычно у каждого фермера есть свой дом на своей земле. Строительство линий электропередачи в эти районы имеет 5 высокую стоимость и это заставляет некоторых фермеров использовать дизель-генераторы, чтобы обеспечить электроснабжение жилого домов или водоподъема, что приводит к загрязнению окружающей среды. Поэтому использование возобновляемых источников энергии в этих районах является наилучшим выходом [4].

Существенны и другие проблемы, возникающие на пути применения ВИЭ, в том числе влияние человеческого фактора на качество монтажа, эксплуатации и ремонта установок, социально-экономические факторы и так далее. Самой же значимой проблемой является низкая заинтересованность населения и организаций в применении ВИЭ, что связано с отсутствием специальной государственной программы развития малой и возобновляемой энергетики в регионах.

Исключительно важны проблемы воздействия топливно-энергетического комплекса на окружающую среду. По мере увеличения производства энергии в мире острота экологических проблем будет возрастать. Это заставляет уже сейчас думать о целесообразности широкого использования экологически чистых возобновляемых источников энергии.

В последние годы роль энергического обеспечения сельскохозяйственных предприятия возросла, что связно с непропорциональным ростом тарифов на энергоресурсы по сравнению с ценами на сельхозпродукцию, а это в значительной степени увеличило составляющую в себестоимости продукции сельского хозяйства. Кроме того, значительно снизились надежность и качество энергоснабжения, резко возросло число и продолжительность отключений электроэнергии и тепло по различным причинам [5].

Потери электроэнергии в электрических сетях за последние 15 лет возросли на 20 - 25 процентов, продолжительность перерывов в электроснабжении сельских объектов возросла до 75 часов в год. Поэтому необходимо не только поддержание работоспособности, но и существенное обновление основных производственных фондов на базе новой техники и технологий производства и распределения электроэнергии и тепла [5].

В соответствии с утвержденной Правительством РФ «Энергетической стратегии России на период до 2020 года» для обеспечения роста экономики и повышения качества жизни населения страны необходимо максимально эффективно использовать её энергетические ресурсы. Одним из главных приоритетов «Энергетической стратегии» является высокая значимость снижения удельных затрат на использование энергетических ресурсов путём рационализации их потребления, применения энергосберегающих технологий и оборудования [5].

Вопросам электрификации и исследованию новых энергетических технологий посвящены научные работы: И.А. Будзко, И.Ф. Бородина, П.П. Безруких, Д.С. Стребкова, Ю.Н. Астахова, А.Ф. Дьякова, АЛХ Коршунова, Н.С. Канакина, Т.Б. Лещинской, H.H. Сырых, JI.E. Эбина, O.A. Терешко, А.Е. Мурадяна, В.И. Шевлякова и других исследователей.

Вопросы электроснабжения сельских территорий должны решаться на современном уровне технического оснащения с использованием новых принципов, технических решений и технических средств. Электроснабжение должно быть надежным, приемлемым по стоимости и экологически безопасным.

Проблемы экологической безопасности и надежности электроснабжения с учётом быстро возрастающей стоимости земельных участков могут решаться при переходе от воздушных ЛЭП к кабельным высоковольтным линиям, но кабельные системы передачи электроэнергии на большое расстояние в настоящее время возможны только на постоянном токе. В качестве одного из эффективных и перспективных средств снабжения электроэнергией сельскохозяйственных потребителей может рассматриваться резонансная система передачи и распределения электроэнергии, основанная на работах Н. Тесла [6].

Египет - страна на северо-востоке Африки и юго-западе Азии. На севере омывается Средиземным морем, на востоке — Красным морем. Площадь страны около 1 001 450 кв. км. Египет находится между 22 и 32° северной широты и 24 и 37° восточной долготы. Следовательно, географическое положение Египта с его климатическими условиями позволяет использовать ветровую и солнечную энергию [7].

Египет имеет богатые ресурсы ВИЭ (ветра и солнца), особенно в районе Суэцкого залива, который считается одним из лучших районов в мире благодаря высокой и стабильной скорости ветра. Зоны на западе Суэцкого залива являются наиболее перспективными территориями для строительства крупных ветровых ферм благодаря высоким скоростям ветра 8-10 м/с. Существуют также другие перспективные участки, имеющие скорости ветра 78 м/с и на востоке и западе реки Нила, например, город Бени- Суайв и Меня и оазис Эль-Харга [8]. В Египте было создано несколько электростанций на основе ВИЭ, например, в Суэцком заливе мощностью 305 МВт, соединенных с национальной энергосистемой. Производство электроэнергии от ветра выросло от 368 ГВт.ч в 2003 г. до 831 ГВт.ч в 2008 г [9, 10].

В 2009 году в Кураймате, находящемся в 92 км к югу от Каира, комбинированная электростанция была основана на базе солнечной энергии и природного газа мощностью 750 МВтэ, из которых с использованием солнечной энергии вырабатывалось 150 МВтэ [10].

Актуальность темы диссертационной работы. Новые сельские регионы в Египте, являются типичными примерами энергоснабжения удаленных потребителей. Наличие большого количества рассредоточенных потребителей, электроснабжение которых может осуществляться только от автономных источников энергии, и проблемы в существующей децентрализованной системе энергообеспечения требуют решения актуальных вопросов развития и оптимизации электроснабжения изолированных потребителей. Таким образом, оптимизация систем энергообеспечения 8 децентрализованных районов Египта с повышенными требованиями к надежности работы источников энергии является весьма актуальной задачей. Внедрение технологий возобновляемой энергетики при рациональном использовании может оказать помощь в энергообеспечении районов с недостаточной топливной базой и плохими транспортными условиям; решить проблему эффективного использования потребляемых ресурсов и вовлечения в энергетический баланс регионов неиспользуемых источников энергии и ресурсов; улучшить экологическую обстановку в местах производства электрической энергии, что будет способствовать ускоренному экономическому развитию регионов и улучшению социально-бытовых условий жизни населения.

Для решения вопросов оптимизации электроснабжения автономных потребителей требуется проведение ресурсных, технико-экономических, экологических и других обоснований целесообразности использования ВИЭ в децентрализованном электроснабжении и масштабов их внедрения в систему электроснабжения.

Целью данной диссертационного исследования является разработка автономных систем комбинированного электроснабжения фермерских хозяйств в Египте с использованием возобновляемых источников энергии и резервной жидко-топливной электростанции.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Изучить потребность в электроэнергии автономными сельскими потребителями и климатические условия, главным образом, местные ресурсы возобновляемых источников энергии (ветра и солнца).

2. Разработать комбинированную электростанцию для автономного потребителя на базе солнечной фото-ветроэлектрической установки.

3. Провести оптимизацию и выбор оборудования системы электроснабжения сельских потребителей и исследовать возможность повышения надежности электроснабжения с использованием резервной жидко-топливной электростанции.

4. Провести исследования разработанной комбинированной солнечно-ветродизельной электростанции в реальных условиях эксплуатации.

5. Провести технико-экономический анализ.

Предметом исследования является обеспечение электроснабжения автономных сельских потребителей на основе использования возобновляемых источников энергии.

Объектом исследования является децентрализованная комбинированная солнечная фото-ветроэлектрическая установка, находящаяся в Московской области на ветрополигоне ВИЭСХ с учетом технических, экономических, экологических условий и потенциала ВИЭ на территории области.

Методы исследования.

1. Анализ и обобщение данных, приведенных в сборе работ научно-технической литературе.

2. Методология системных исследований в энергетике.

3. Методы исследования надежности систем энергетики и технико-экономического анализа систем на основе возобновляемых источников энергии.

4. Теории математического моделирования, позволяющей оценивать целесообразность использования различных энергоисточников.

Научная новизна диссертационного исследования заключается в следующем:

1. Обоснована эффективность использования комбинированных автономных систем электроснабжения фермерских хозяйств, позволяющая увеличить коэффициент обеспеченности электроснабжения.

2. Разработана математическая модель оптимизации подбора оборудования, необходимого для автономных комбинированных электростанций на основе возобновляемых источников энергии.

3. Получены результаты обследований потенциалов солнечной и ветровой энергии в районах расположения фермерских хозяйств в Египте.

4. Разработана солнечная электростанция с концентратором, позволяющая снизить площадь фотоприемника солнечной электростанции в 3-7 раз. Получен патент РФ на изобретение № 2396493.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Анализ разработки комбинированной электростанции в климатических условиях Египта.

2. Математическая модель оптимизации выбора оборудования для использования возобновляемых источников энергии в составе комбинированной электростанции.

3. Результаты экспериментальных исследований комбинированной электростанции на базе солнечной фото-ветроэлекгрической установки.

4. Результаты разработки солнечной установки с концентраторами.

Практическая значимость диссертационного исследования заключается в следующем:

1. Разработана автономная комбинированная электростанция для гарантированного электроснабжения автономных потребителей с использованием возобновляемых источников энергии.

2. Предложена методика оптимизации подбора оборудования комбинированной электростанции, обеспечивающая повышение надежности электроснабжения автономного потребителя.

3. Данные рекомендации по расчету параметров автономной солнечно-ветродизельнай электростанций.

Степень достоверности результатов проведенных исследований подтверждается использованием данных анализа научно-технической литературы; методологии системных исследований в энергетике; технико-экономического анализа систем на основе возобновляемых источников энергии; теории математического моделирования, позволяющей оценивать целесообразность использования различных энергоисточников.

Апробация работы. Материалы диссертации были использованы в научном отчете отдела «Возобновляемые источники энергии ГНУ ВИЭСХ 2009». Основные положения и результаты диссертационной работы обсуждались на международной научно-технической конференции ГНУ ВИЭСХ (2010); заседании кафедры «Возобновляемая энергетика и электрификация сельского хозяйства» ФГОУ ВПО МГАУ имени В.П. Горячкина и заседании секции ученого совета ГНУ ВИЭСХ.

Публикации; По материалам диссертации опубликовано 9 научных работ, в том числе 2 статьи в журнале «Альтернативная энергетика и экология», 4 статьи в Вестнике ФГОУ ВПО МГАУ имени В.П. Горячкина (журналы, рекомендованные ВАК), в двух трудах международной' научно-технической конференции. ГНУ ВИЭСХ (2010) и получен патент РФ на изобретение № 2396493.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх гнав, выводов, списка литературы и приложений. Диссертация изложена на 144 страницы, включает 23 таблицы, 57 рисунок и 2 приложения. Список литературы включает 119 наименований.

Выводы по главе 3

1-Использование одиночных автономных систем на базе ВИЭ не выгодно экономически в районах с большими перепадами скоростей ветра и прихода СР (к которым относится большинство областей Египта), т.к. их приходится рассчитывать на наихудшие условия относительно энергетического источника, что приводит, в свою очередь, к значительному удорожанию системы энергоснабжения в целом.

2-Применение комбинированной электрической системы на основе СФЭУ и ВЭУ может оказаться во многих случаях целесообразным вследствие того, что пик прихода СР, приходится на минимум скорости ветра и наоборот что позволяет использовать в составе комбинированной системы энергоустановки меньшей мощности по сравнению с одиночными системами.

3-Использование двух различных источников энергии (солнце и ветер), повышает надежность выработки электроэнергии системой одновременно возникает возможность использовать АБ меньшей ёмкости по сравнению с одиночными системами, что, в свою очередь, положительно сказывается на общих затратах на производство энергии в автономных условиях.

4- Предлагаемая методика для оптимизации подбора оборудования, необходимого для работы в составе Комб.ЭС повышает надежность и экономический эффект электроснабжения автономных потребителей.

5- Проведение исследований Комб.ЭС позволило сравнить фактическое поведение системы, проверить теоретические положения и оценить точность расчетов по определению объемов выработки электроэнергии на основе ВЭУ и СФЭУ.

6- Разработанная солнечная установка с концентратором, позволяющая снизить площадь фотоприемника солнечной электростанции в 3-7 раз, поэтому рекомендуется для использования в составе Комб.ЭС.

Глава 4

Технико-экономическое обоснование комбинированной электростанции

Одной из главных особенностей разрабатываемой электростанции является ее способность обеспечить гарантированное электроснабжение автономного потребителя и дать ему возможность пользоваться домашними бытовыми приборами.

В качестве базы сравнения и оптимизации было принято 2 варианта системы автономного электроснабжения на основе ВИЭ (СФЭУ и ВЭУ) и ЖТЭ (ДГ или БГ). ДГ имеет электростартёр для автоматической работы при управлении от ББП в зависимости от состояния электроснабжения в системы. БГ малой мощности не имеет электростартёра. Результаты технико-экономических расчетов для систем электроснабжения приведены в таблице (4.1), их можно сформулировать следующим образом:

1. При использовании ДГ или БГ в системах электроснабжения K0g составляет 100% и доля ВИЭ в производстве электроэнергии составляет 80% - 83%.

2. Стоимость 1 кВт.ч для первого варианта (Комб.ЭС -1180 Вт) меньше, чем второй вариант (Комб.ЭС -1060 Вт) при использовании ДГ и БГ, а для каждого варианта стоимость 1 кВт.ч при использовании ДГ составляет меньшее значение, чем для ДГ.

Таким образом, в зависимости результатов расчетов, рекомендуем использовать первый или второй вариант, а что касается выбора ДГ или БГ, это зависит от требуемого уровня комфорта потребителя с использованием автоматического или ручного управления.

Заключение

1. Анализ показал, что в Египте существует возможность использования энергии солнца и ветра в сельскохозяйственных местах западнее Александрии, Южнее Долины и Севернее Сайная, в которых есть проблемы электроснабжения благодаря большему участию ВИЭ в производстве электроэнергии, составляющей 99% и низкому участию ЖГЭ, составляющей 1%. При этом рекомендуется использовать Комб.ЭС средней мощностью 721 Вт; состоящей из СФЭУ 473Вт и ВЭУ 248 Вт, АБ емкостью 281 А.ч для обеспечения электроснабжения автономного сельского потребителя.

2. Разработана математическая модель оптимизации подбора оборудования, которая учитывает мощности оборудования, существующего на рынках, коэффициент обеспеченности электроснабжения и стоимость 1 кВт.ч электроэнергии, поэтому рекомендуется использовать её для подобных целей.

3. В соответствии с разработанной математической моделью разработана схема комбинированной электростанции, которая состоит из ВЭУ, СФЭУ, АБ и ББП. Результаты испытании комбинированной электростанции показали, что несмотря на введение в расчетах климатических данных солнечных и ветровых ресурсов, потребления электроэнергии автономного потребителя, ожидаемых потерь энергии в результате экологических факторов в окружающей среды и самой системы, разработанная система не является достаточной для обеспечения электроснабжения автономного потребителя, поэтому возникает необходимость использования жидко-топливной электростанции для повышения надежности электроснабжения.

4. Разработана солнечная установка с концентратором, установлена зависимость расчёта геометрического коэффициента концентрации в зависимости от геометрических параметров концентратора. В результате использования солнечной установки с концентратором увеличивается концентрация излучения 3-7 раз на приемнике солнечного излучения, поэтому рекомендуется для использования в составе комбинированной солнечной фото-ветроэлектрической электостанции.

5. Результаты экспериментальных исследований показали, что использование одиночных автономных систем на базе ВЭУ или СФЭУ не эффективно в районах с большими перепадами скоростей ветра и прихода СР, т.к. их приходится рассчитывать на наихудшие условия относительно энергетического источника, что приводит; в свою очередь, к значительному удорожанию системы энергоснабжения в целом.

6. Разработана методика расчета для выбора оборудования, которая показала высокую эффективность в выборе оборудования, необходимого для использования в составе комбинированной электростанции на базе ВИЭ.

7. Экономический анализ комбинированной электростанции показал, что при использовании разработанной схемы на месте испытании в Московской области стоимость 1 кВт.ч электроэнергии составляет 31,8 - 34,3 руб. А в сельских районах Египта стоимость 1 кВт.ч электроэнергии составляет в пределах 3,32 -3,88 £/кВт.ч (1£ = 5,3 руб.) с низким уровнем участия ЖТЭ в обеспечении электроснабжения.

1. Arab Republic of Egypt, Ministry of Electricity and Energy, Annual Report, 2007/2008.

2. Ахмед Т. А. Джайлани. Перспективы использования возобновляемых источников энергии в сельском хозяйстве Египта// Вестник ФГОУ ВПО МГАУ.2009. № 1. С. 30-32.

3. Стребков Д. С., Сокольский А.К., Ахмед Т. А. Джайлани. Комбинированные электростанции для автономных сельскохозяйственных потребителей в Египте// Вестник ФГОУ ВПО МГАУ.2009. № 3. С. 42-44.

4. Energy Research Center (ERC). Renewable Energy Sector in Egypt. Faculty of Engineering Cairo University, Tender:IMC/PSJ217, Cairo 2006.

5. Энергетическая стратегия сельского хозяйства России на период до 2020 года. ГНУ ВИЭСХ. Москва, 2009.

6. Стребков Д. С. и Некрасов А. И. Резонансные методы передачи электроэнергии. М: ВИСХ, 2006.

7. El-Tamaly Н.Н., Hassan H. Rakha. Study design and performance of photovoltaic // diesel power generation system with application in Egypt. New & Renewable Energy Authority (NREA). Egypt, 2003.

8. Атлас ветра для Египта. Научно-исследовательский отдел, египетской метеорологической администрации, Каир, Египет 2006.

9. Global wind energy council (GWEC), http://www.gwec.net/.

10. New & Renewable Energy Authority (NREA) Egypt, Annual Report, 2007/2008.

11. Безруких П. П. Возобновляемые источники энергии и надежность электроснабжения. Энергоэксперт,2008, №3, с.86-89.

12. Renewables 2007 Global Status Report. www.ren21 .net.

13. Мировая ветроэнергетика. Годовой доклад 2007.

14. Мировая ветроэнергетика. Годовой доклад 2008.

15. Campoccia A., Dusonchet L., Telaretti Е., Zizzo G. Comparative analysis of different supporting measures for the production of electrical energy by solar PV and131

16. Wind systems: Four representative European cases. SOLAR ENERGY 83, 2009, ppt. 287-297.

17. IE A Wind, 2008. International Energy Agency lmplemenetting Agreement for Cooperation in the Research Development and Development of Wind Energy system. <www.ieawind.org>.

18. Попель О. С. Возобновляемые источники энергии: роль и место в современной и перспективной энергетике. Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева), 2008. № 6. С. 95-106.

19. Laxson, А., М. Hand, and N. Blair. 2006. High Wind Penetration Impact on U.S. Wind Manufacturing Capacity and Critical Resources. NREL/TP-50040482. Golden, CO: National Renewable Energy Laboratoiy.

20. Black & Veatch. 2007. 20 % Wind Energy Penetration in the United States: A Technical Analysis of the Energy Resource. Walnut Creek, CA.

21. Black & Veatch. 2008. 20 % Wind Energy Penetration in the United States: A Technical Analysis of the Energy Resource. Walnut Creek, CA.

22. Каргиев B.M. Рынок фотоэлектрических модулей 2006. Возобновляемая Энергия, 2006. С.13-16.

23. Kreuzmann A. Solar modules 2006. PHOTON International, February 2006.

24. Reid Smith, Lisa Lohn. Poised for Growth. Sun and Wind Energy, 2009.№ 6, ppt. 74-78.

25. Martin Frey. Andasol: Start of operation imminent Sun and Wind Energy. 2008, № 5, ppt. 88-90.

26. Plans for 250 MW solar power Plant in Newada. Sun and Wind Energy. 2009, №4, ppt. 14.

27. Christoph Podewils. Keep your friends close. Photovoltaics VS. Solar thermal: Where PV has the upper hand and where Solar Thermal Strikes back. Photon International, November 2008, p. 82-86.

28. Solar Millei^nium and SCE sign contracts. Sun and Wind Energy. 2009, № 7, ppt. 10.

29. Garrett Hering. Serious about central Station PV. Photon International, July 2009,ppt. 26-29.

30. CSP Stations for € 400 billion planned. Sun and Wind Energy. 2009, №7, p. 12.

31. Neelke Wagner. Photon International, July 2009, ppt. 8- 10.

32. CPS: bright future for linear Fresnel technology? Renewable energy focus. September/October 2008, ppt. 48-51.

33. Asia's biggest Solar thermal power plant. Sun and Wind Energy. 2009, № 4, ppt 14.

34. Joachim Berner. Little interest in CSP Technology. Sun and Wind Energy. 2009, № 5, ppt 58-60.

35. Sun and Wind Energy. 2009, № 2, ppt. 93.

36. Sun and Wind Energy. 2009, № 6, ppt. 79.

37. Photon International, July 2008, ppt. 15, November 2008, ppt. 147.

38. Garrett Hering. Down of 500 Suns. Photon International, November 2008, pptl50, 153.

39. Sun and Wind Energy. 2008, № 5, ppt. 130.

40. Sol Focus turns focus on Greece. Sun and Wind Energy. 2009, № 4, ppt. 8.

41. Garrett Hering. Vertically Integrated at 520 Suns. Photon International, March 2008, ppt. 86-87, September 2006, ppt 128,129.

42. Dominik Sollman. Small is profitable. Photon International, June 2009, p. 52.

43. Australia's largest roof mounted PV System. Sun and Wind Energy. 2009, №4, ppt. 10.

44. Australia invests Au D 1,4 billion in solar Power Stations. Sun and Wind Energy. 2009, №7, ppt 12.

45. Стребков Д. С., Ахмед Т. А. Джайлани. Состояние и перспективы развития солнечных электростанций с концентраторами// Альтернативная энергетика и экология, 2009. № 11(97)/. С. 81-85.

46. Стребков Д. С. и Тверьянович Э. В. Концентраторы солнечного излучения. Москва,2007.

47. Gristoph Rodewits. The sparling giants awaken// Photon International, November 2007, p. 137-151.

48. Огребков Д.С, Тверьянович Э.В. Концентраторы солнечного излучения. М., изд. ГНУ ВИЭСХ, 2007,355 с.

49. Стребков Д.С. Матричные солнечные элементы. Т. 1. М., изд. ГНУ ВИЭСХ, 2009,125 с.

50. Стребков Д.С. Технологии крупномасштабной солнечной электроэнергетики. // Элекгро. Электротехника. Электроэнергетика. Электротехническая промышленность, 2009. № 3. С. 2-6.

51. Arab Republic of Egypt. Central Agency for Public Mobilization and Statistics. Annual report 2007/2008, ppt 44-27.

52. Ахмед Т. А. Джайлани, Сокольский A.K. Система электроснабжения автономных потребителей малой мощности на базе дизель-фотоэлектрической установки// Вестник ФГОУ ВПО МГАУ,2009. № 4. С. 43-45.

53. Arab Republic of Egypt, Ministry of Electricity and Energy, Annual Report, 2006/2007.

54. Arab Republic of Egypt, Ministry of Electricity and Energy, Annual Report, 2008/2009.

55. Nakeeb H. El, "Energy in Egypt", 2nd International Conference on Scientific Research, Cairo University-Cairo, December 2005,c.32-37.35

56. Modern Power Systems. Bright future for Egypt's solar/gas hybrid April 01,2008.

57. Energy in Egypt. Year Book of Egypt. Egypt State Information Service, cairo 2008-ppt. 195-233.

58. Energy Information Idmimstration(EIA). Egypt Energy Data, Statistics and Analysis

59. Oil, Gas, Electricity, Coal. http://tonto.eia.doe.gov/cfapps/ ipdbproject/IEDIndex3.cfm?tid=5&pid=53&aid=l.

60. German Aerospace Center (DLR) Institute of Technical Thermodynamics Section Systems Analysis and Technology Assessment. Concentrating Solar Power for the Mediterranean Region, Final Report,2005- c.100-198.

61. Elsobki M., "Regulatory Policies Towards Renewable Energies in Egypt", 2nd International Conference on Scientific Research, Cairo University-Cairo, December 2005,ppt.ll-17.

62. Омара А. А. Применения энергии ветра в сельском хозяйстве. Университет Александрии. Египет,2007, с.30-86.

63. Kamel S. Baseline survey of the renewable energy sector in Egypt International Energy Agency. Cairo, 2003.

64. Осман Г. Политические и регуляторный выпуски для ветровых систем, соединенные с электросетью / Мировая ассоциация ветровой энергии Дакар, 2008,с. 30-34.

65. El-Asrag А. М., Sayed М. A., Abd El-Reheem М., and Awad A. Feasibility of clean energy from wind over Egypt. Research Department, The Egyptian Meteorological Authority. Cairo University, Egypt, September, 2000, ppt. 124- 133.

66. Griffiths, J. F., and K. Soliman, 1972: The Northern Sahara Climate, World Survey of Climatology, vol. 10,75-132, Elsevier, Amsterdam.

67. Elliott, D. L., D. S. Renne and K. Bassyouni, 1987: Wind Energy Resource Assessment of Egypt, Proceedings of the sixth ASME Wind Energy Symposium, Dallas, Texas, vol. 3,215-216.

68. Mortensen, N. G., and U. S. Said, 1996: Climatological tables and Graphs for Wind Atlas Stations, Wind Atlas for the Gulf of Suez, Ris0 National Laboratory, Roskilde, Denmark, September 1996,94 112.

69. Mortensen, N. G., L. Landberg, I. Troen, and E. I. Petersen, 1998: Wind Atlas Analysis and Application Program (WASP), Vol. 1, Riso National Laboratory, Roskilde, Denmark.

70. Тарнижевский Б.В. Перспективы развития отечественной солнечной энергетики. // Бизнес и инвестиции в области возобновляемых источников энергии в России. Труды Международного конгресса 31 мая биюня 1999г. Москва, 1999.

71. Barley CD, Winn СВ (1996) Optimal dispatch strategy in remote hybrid power systems, Solar Energy, 58,165-179.

72. Mohammad Zakir Hossain and A.K.M. Sadrul Islam. PV-wind Hybrid System Modelling for Remote Rural Application. ISECO Science and Technology Vision, 2007-vol. 3, ppt.59-64.

73. National Renewable Energy Laboratory NREL.CSI Incentive Calculator User Guide? http://rredc.nrel.gov/solar/codesdgs/PVWATTS/system.html.

74. Ахмед Т. А. Джайлани. Повышение надежности электроснабжения автономных сельских потребителей на основе использования возобновляемых источников энергии// Альтернативная энергетика и экология, 2010. № 2(82). С. 35-38.

75. Duffie JA, Beckman WA (1991) Solar Engineering of Thermal Processes 2nd edition, Wiley, New York, NY.

76. Erbs DG, Klein SA, Duffie JA (1982) Estimation of the difiuse radiation fraction for hourly, daily, and monthly-average global radiation, Solar Energy, 28,293.

77. Виссарионов В.И., Дерюгина Г.В. и др. Расчет ресурсов солнечной энергетики. -М.: Изд-во МЗИ, 1998.

78. Candian Photovoltaics Industries Association. Photovoltaic Systems Design Manual", Ottawa, 1991.

79. Canadian Wind Energy Association (CanWEA). Wind Energy. Basic Information. Otlawa, Ontario, 1996.

80. Chabot Bernard. EconomicAnalysis of Renewable Energy-Based Electrification: Excerpt from Rural Electrification Guidebook For Asia and the Pacific. UNESCAP, Bangkok, 1992.

81. Мартиросов С. H. Разработка метода выбора параметров комбинированных ветро-фотоэлектрических энергоустановок для автономного сельского хозяйства. Диссертация, РАСХН ВИЭСХ, Москва 2001, с. 46-49.

82. Сокольский А.К. Разработка комбинированной солнечно-ветродизельной (бензиновой) электростанции мощностью до 1,5 кВт. Отчет № 99-14-22 от 12.11.99 с Минтопэнерго России. ГНУ ВИЭСХ, Москва, 2000,37 с.

83. Соколиский А. К., Тарасов В. П., Иродионов А. Е. Моделирование гибридных систем автономного электроснабжения. Труды 5-й Международный научно-технической конференции, Москва, ГНУ ВИЭСХ, № 4. С.24-32.

84. Manwell, J F, et al., "Development of Quasi-Steady Analytical Models for Wind/Diesel Systems," Proc. Ninth ASME Wind Energy Symposium, ASME Publication SED-Vol. 9, ppt. 223-230,1990.

85. Ibrahim M.: Decentralized Hybrid Renewable Energy Systems, Dissertation, 2002, Kassel, Germany.

86. Manwell J. F., McGowan JG (1993) Lead acid battery storage model for hybrid energy systems, Solar Energy, 50,399-405.

87. Bin, A., Hongxing, Y., Shen, H., Xianbo, L.2003. Computer aided design for PV/Wind hybrid system. Renewable Energy 28,1491-1512.

88. Bogdan, S. В. and Salameh, Z. M. 1996. Methodology for optimally sizing the combination of a battery bank and PV array in a wind/PV hybrid system. IEEE Transactions on Energy Conv. 11(2), 367-375.

89. Diaf S., Diaf D., Belhamel M., Haddadi M., A. Louchel. A methodology for optimal sizing of autonomous hybrid PV/wind system. Energy Policy, issue , 2007, vol. 35, ppt. 5708-5718.

90. Markvart, Т., Castaner., L. 2003. Practical hand book of Photovoltaic Fundamentals and applications.

91. Арбозов Ю. Д. и Евдокимов В. М. Основы фотоэлектричества. М.: ВИЭСХ, 2007.

92. Saiju R., Heier S. " Performance Analysis of Lead Acid Battery Model for Hybrid Power System", 21-24 April, 2008, 2008 IEEE PES Transmission and Distributio Conference and Exposion, Chicago, USA.

93. Brett AC, Tuller SE (1991) The autocorrelation of hourly wind speed observations, Journal of Applied Meteorology, 30, ppt. 823-833.

94. Manwell J. F. and McGowan J. G., A combined probabilistic/time series model for wind diesel systems simulation, Solar Energy, Vol. 53, ppt. 481-490,1994.

95. Manwell J. F., McGowan JG, Rogers AL (2002) Wind Energy Explained, Wiley, New York, NY.

96. Green, H. J. and Manwell, J. F., "Hybrid2- A Versatile Model of the Performance of Hybrid Power Systems," Proc. AWEA1995.

97. Small Wind Electric Systems. A U.S. Consumer's Guide. National Renewable Energy Laboratory, a DOE national laboratory, DOE/GO-102005-2095, March 2005,ppt 11-12.

98. Stevens MM, Smulders PT (1979) The estimation of the parameters of the Weibull wind speed distribution for wind energy utilization purposes, Wind Engineering, 3, ppt. 132-145.

99. Akai TJ. 1994. Applied numerical methods for engineers, second ed, John Wiley and Sons, New York.

100. Харитонов В. П. Автономные ветроэлектрические установки. М.: ГНУ ВИЭСХ, Москва 2006.

101. Abouzahr, I., Ramakumar. R. 1990. Loss of power supply probability of stand alone electric conversion systems: a closed form solution approach. IEEE Transaction on Energy Conv. 5(3), ppt.445-452.

102. Abouzahr, I., Ramakumar. R 1991. Loss of power supply probability of stand alone photovoltaic systems: a closed form solution approach. IEEE Transaction on Energy Conv. 6(1), ppt.1-11.

103. Hongxing, Y ; Lu, L., Burnett. L. J. 2002. Probability and reliability analysis of hybrid PV/wind power conversion system in Hong Kong. WREC. cologne Germany.

104. Graham VA, Hollands KGT (1990) A method to generate synthetic hourly solar radiation globally, Solar Energy, 44 (6), ppt.333-341.

105. PV*SOL, http://www.valentin.de, accessed February 2,2005. ppt.79.

106. RETScreen International http://www.retscreen.net, accessed February 2,2005.

107. Стребков Д.С., Иродионов A.E., Тарасов BJL, Тверьянович Э.В.,Силяева А.М Методика расчета технико-экономических характеристик электростанций в условиях рыночной экономики (на примере солнечной фотоэлектрической станции) -М.: Изд-во ВИЭСХ, 1998.

108. Стребков Д. С., Сокольский А.К., Ахмед Т. А. Джайлани. Ветро-фотоэлектрическая установка малой мощности в климатических условиях Подмосковья (Г. Истра)// Вестник ФГОУ ВПО МГАУ,2010. № 1. С. 11-14.

109. Felix A. Farret, М. Godoy Simoes. Integration of Alternative Sources of Energy. Wiley-IEEE Press, ISBN / ASIN: 0471712329, Hoboken, New Jersey 2006, ppt. 379-418.

110. Nelson, D.B, Nehrir, M. H., Wang. C. 2005. Unit Sizing of Stand Alone Hybrid Wind /PV/Fuel Cell Power Generation Systems. ШЕЕ Power Engineering Society General Meeting (3), ppt-2116 2122.

111. Nicholas, R., Butler, G., Alonso, Rodriguez, P., Mani, S. 1993. Economic Aspects of Advanced Energy Technologies. Proceedings of the IEEE. 81 (3).317-333.

112. Kamel S. BASELINE SURVEY OF THE RENEWABLE ENERGY SECTOR IN EGYPT. International Energy Agency. Cairo, 2003.

113. NASA Surface meteorology and Solar Energy Available Tables, http://eosweb.larc.nasa.gov.

114. Технологии и оборудование возобновляемой энергетики. Каталог технологий и изданий, разработанных в системе ГНУ ВИСХ. Москва 2009, с.7-10.84

115. Рыдаев А.И., "Технико-экономическое обоснование применения автономных источников электроэнергии", М.: МЭСХ, № 12-98, с. 14-17.