автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.02, диссертация на тему:Формирование автономных систем электроснабжения сельскохозяйственных объектов на основе возобновляемых источников энергии

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ДЕПАРТАМЕНТ НАУЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ И ОБРАЗОВАНИЯ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «АЗОВО-ЧЕРНОМОРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АГРОИНЖЕНЕРНАЯ АКАДЕМИЯ»

На правах рукописи

ВОРОНИН Сергей Михайлович

ФОРМИРОВАНИЕ АВТОНОМНЫХ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ НА ОСНОВЕ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ

05.20.02 - Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

□03464419

Зерноград 2009

003464419

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Азово-Черноморская государственная академия" (ФГОУ ВПО АЧГАА)

Защита состоится "20" марта 2009 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета ДМ 220.001.01 при ФГОУ ВПО "Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия" , по адресу: 347740, Ростовская область, г. Зерноград, ул. Ленина, 21, в зале заседания диссертационного совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО АЧГАА.

Автореферат разослан "_"_2009 г.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Ерошенко Геннадий Петрович

доктор технических наук, профессор Амерханов Роберт Александрович

доктор технических наук, профессор Никитенко Геннадий Владимирович

Ведущая организация:

Государственное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства" (ГНУ ВИЭСХ)

Ученый секретарь диссертационного сове доктор технических наук, профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы и решаемая научная проблема. В настоящий период аграрный сектор России является многоукладным хозяйством, когда наряду с коллективными производителями сельскохозяйственной продукции существуют и частные производители - фермерские и крестьянские хозяйства. Например, в Южном Федеральном округе России (ЮФО) свыше 900 фермерских хозяйств удалено от централизованной системы электроснабжения более чем на 7 км, свыше 3,5 тысяч хозяйств удалены на расстояние 2 - 7 км. Для удаленных от ЛЭП хозяйств автономное электроснабжение является наиболее приемлемым вариантом. Автономные потребители электроэнергии имеются и в крупных коллективных хозяйствах - это овцеводческие точки, домики рыбака и т.п. ,

Традиционное применение для автономного электроснабжения передвижных топливных электростанций сопряжено с проблемой использования ископаемого углеводородного топлива, а именно с постоянным и интенсивным ростом цен на нефтепродукты и газ, и с негативным экологическим воздействием. В этой связи, актуальными становятся исследования по изысканию альтернатив традиционному топливу.

Альтернативным вариантом могут стать возобновляемые источники энергии (ВИЭ), особенно энергия солнечного излучения и ветра, которые имеют место на всей территории России с интенсивным сельхозпроизводст-вом. Однако нерегулярность поступления энергии от этих источников и ее низкая плотность создают значительные трудности в их применении. Практически это проявляется в высокой стоимости производимой электроэнергии и низкой надежности ее поставки потребителю. Устранить эти препятствия путем совершенствования преобразователей ВИЭ не удается, так как это сопровождается таким ростом их стоимости, что проблема экономичности автономных солнечных электростанций еще более обостряется.

Значительного снижения стоимости вырабатываемой электроэнергии можно достичь путем оптимизации состава и параметров автономных систем электроснабжения. Кроме того, такое направление требует минимальных инвестиций и не ограничивает НИР и ОКР по совершенствованию преобразователей энергии. К сожалению, известные методы совершенствования систем электроснабжения на основе ВИЭ (включая и централизованные системы) не обеспечивают оптимальных результатов. Основной причиной является то, что повышения конкурентоспособности добивались путем увеличения эффективности отдельных элементов, без учета их связей с системой в целом. Реально и существенно повысить эффективность автономных электростанций на ВИЭ можно, только рассматривая их как изолированные системы, нерегулярно получающие энергию солнечного излучения или ветра, эффективно преобразовывая ее в электроэнергию, и поставляя потребителю в соответствии с его потребностями.

м

Таким образом, разработка методов формирования автономных систем электроснабжения на основе ВИЭ, с учетом изолированности от других источников энергии, является важной научной проблемой, требующей проведения глубоких исследований и разработки новых методологических положений. Кроме того, современное отечественное сельское хозяйство с его многочисленными автономными потребителями электроэнергии имеет весьма значительные перспективы использования ВИЭ, что, в свою очередь, создает реальные предпосылки для более быстрого освоения возобновляемых источников энергии и выполнения многих международных обязательств России, в том числе и по Киотскому Протоколу.

На основании изложенного, сформулирована решаемая научная проблема - разработка общей методологии формирования автономных систем электроснабжения на основе энергии солнечного излучения и ветра, и методов обоснования и оптимизации их параметров, обеспечивающих заданную потребителем (предположительно высокую) надежность поставки электроэнергии при минимальной ее стоимости.

Научные исследования проводились в рамках Научно-технических программ фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению АПК Российской Федерации на 1996 - 2000 гг., щ 2001 - 2005 гг. и на 2006 - 2010 гг.

Цель исследований - научное обоснование общей методологии и методов оптимального формирования автономных систем электроснабжения сельскохозяйственных объектов на основе энергии солнечного излучения и ветра, обеспечивающих их эффективное использование с учетом изолированности системы.

Объест научных исследований - автономные системы электроснабжения на основе энергии солнечного излучения и ветра.

Предмет научных исследований - закономерности формирования автономных систем электроснабжения с учетом характеристик возобновляемых источников энергии и автономных потребителей электроэнергии.

Научная новизна исследований включает:

■ правило приведения случайных величин и методику ускоренного получения статистических параметров графика нагрузки, основанную на этом правиле, позволяющую получать типичные графики потребления электроэнергии автономными сельскохозяйственными объектами;

■ параметры функций распределения ветровых и штилевых периодов, позволяющие определять продолжительность чередующихся периодов работы ветроустановки и аккумуляторов;

■ доказательства ошибочности рекомендаций по оптимальной ориентации фиксированных солнечных приемников строго на юг в северном полушарии и разработанная методика оптимизации параметров ориентации, позволяющая увеличить поступление энергии солнечного излучения за год не менее чем на 7%;

■ установленные на основе экспериментальных и теоретических исследований закономерности влияния концентраторов и систем слежения на энергетические характеристики ФЭП, позволяющие задавать эффективные режимы работы в зависимости от интенсивности солнечного излучения и угла рассогласования;

■ общую методологию формирования систем автономного электроснабжения на основе энергии солнечного излучения и ветра, и методы обоснования и оптимизации параметров этих систем, учитывающие нерегулярность ВИЭ и случайный характер потребления электроэнергии.

Практическую значимость диссертации составляют:

■ типичные графики нагрузки фермерских хозяйств и других сельскохозяйственных объектов на территории ЮФО, позволяющие значительно сократить время сбора статистической информации;

■ статистические характеристики энергии солнечного излучения и ветра на территории ЮФО, позволяющие уточнить параметры соответствующих систем автономного электроснабжения;

* перспективные варианты автономных ветроэлектростанций на основе роторных ветроустановок, и солнечных электростанций на основе фотоэлектрических преобразователей с концентраторами и следящими системами, защищенные патентами Российской Федерации, и повышающие эффективность использования энергии ветра и солнечного излучения;

" зональные агротехнические требования на ветроэнергетические установки для условий Ростовской области, позволяющие уменьшить затраты на проектирование конкурентоспособных систем электроснабжения;

■ рекомендации по использованию возобновляемых источников энергии и вычислительная программа, защищенная свидетельством Российской Федерации, позволяющие формировать конкурентоспособные системы автономного электроснабжения и эффективно их использовать.

Апробация научных результатов - основные положения диссертации доложены и одобрены на научных конференциях АЧГАА, ВНИПТИМЭСХ, КубГАУ, СтГАУ, на международной школе-конференции, проводимой Российской академией электротехнических наук, на б-й Международной научно-технической конференции ВИЭСХ.

Основные положения диссертации опубликованы в 35 трудах, в том числе 11 в изданиях, рекомендуемых ВАК. По результатам диссертации издано две монографии и два учебных пособия. Публикации и издания по диссертации составляют 43 печатных листа, в том числе 38 авторских печатных листов.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, библиографии и приложений, изложена на 288 страницах, содержит 117 рисунков, 27 таблиц. Библиографический список включает 253 наименования, в том числе 11 на иностранном языке.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении сформулирована проблема, цель и приведены основные положения диссертации.

В главе 1 «Современное состояние электроснабжения автономных сельскохозяйственных потребителей» проанализированы сельскохозяйственные объекты, требующие автономного электроснабжения. Типичными представителями таких объектов являются фермерские хозяйства, занимающиеся растениеводством. Фермерские хозяйства исторически получали сельхозугодья вокруг брошенных хуторов, линии электропередачи к которым были демонтированы или разворованы.

В связи с отсутствием сетевого электроснабжения фермеры в своей производственной деятельности опираются на машинотракторный парк и сельхозмашины. Мощные потребители электроэнергии не применялись, а для хранения и переработки растениеводческой продукции использовались элеваторы или арендованные в крупных хозяйствах крытые тока. Это привело к тому, что нагрузка имела производственно-бытовой характер с установленной мощностью до 10 кВт и среднесуточной часовой нагрузкой 0,1 - 1,5 кВт. Таким образом, при удалении от энергосистемы на несколько километров сетевое электроснабжение становилось экономически невыгодным из-за высоких затрат на строительство. Автономное электроснабжение на основе топ' ливных электростанций в настоящее время также требует изыскания альтернативных вариантов. Альтернативой углеводородному топливу могут стать ВИЭ (солнечное излучение и ветер).

В бывшем СССР пик исследований в области ветроэнергетики приходится на середину прошлого столетия. Преимущественным направлением было создание мощных ветроэлектростанций, способных работать в параллели с центральной системой электроснабжения. Ведущая роль принадлежала российским ученым В.П. Ветчинкину, Н.Е. Жуковскому, Г.Х. Сабинину. Далее, с развитием централизованного электроснабжения, исследования в области ветроэнергетики были значительно сокращены, однако получили импульс исследования фотоэлектричества.

Предпосылкой к исследованию фотоэлектрических преобразователей (ФЭП) является освоение космоса, хотя рассматривались и их земные применения, в частности в сельском хозяйстве. Ведущим ученым в направлении совершенствования ФЭП является академик, нобелевский лауреат Ж.И.Алферов. В сельском хозяйстве авангардная роль в освоении ВИЭ принадлежит ВИЭСХ. Талантливый руководитель этого института, академик РАСХН Д.С.Стребков сумел сохранить научный потенциал, накопленный к концу прошлого столетия, и продолжить исследования в области ВИЭ. При этом ему удалось объединить усилия многих НИИ и вузов не только России, но и СНГ, и стран Прибалтики.

Отличительной особенностью современных исследований ВИЭ является их применение в автономном режиме. Однако единых методов формиро-

вания автономных систем электроснабжения на основе ВИЭ нет, что не позволяет значительно увеличить их конкурентоспособность. На основании этого в настоящей работе была сделана попытка разработки методов, которые позволят формировать эффективные автономные системы электроснабжения на основе ветроустановок и солнечных электростанций на ФЭП. Для достижения поставленной цели впервые автономные системы электроснабжения рассматривались, как изолированные системы, нерегулярно получающие энергию, преобразующие ее в электроэнергию, и поставляющие потребителю в соответствии с его потребностями. В ходе исследований были поставлены и решены следующие научные задачи.

1. Провести системный анализ объекта исследований, выявить закономерности поступления и потребления энергии и исследовать процессы преобразования энергии возобновляемых источников в электроэнергию.

2. Обосновать целевые функции для автономных систем электроснабжения на основе возобновляемых источников энергии и их различных комбинаций, в том числе и с традиционными источниками энергии, и разработать общую методологию формирования автономных систем электроснабжения и методы оптимизации их параметров.

3. Разработать перспективные варианты автономных ветроэлектро-станций, солнечных электростанций и систем электроснабжения сельскохозяйственных потребителей.

4. Разработать инженерные методы формирования систем электроснабжения автономных сельскохозяйственных потребителей на основе возобновляемых источников энергии.

5. Определить условия экономически эффективного применения разработанных систем электроснабжения и дать рекомендации по их использованию.

Методологической основой настоящих исследований стали известные работы Ж.И. Алферова, Д.С. Стребкова, И.Ф. Бородина, P.A. Амерханова, В.Н. Андрианова, П.П. Безруких, М.А. Таранова, В.П. Харитонова, Я.И. Шефтер, О.В. Григораш, Г.В. Никитенко, В.Н. Гурницкого.

В главе 2 «Общая методика исследований» выбрано направление и приведена общая методика исследований. Учитывая, что автономные электростанции на основе возобновляемых источников энергии обладают всеми признаками сложной технической системы, основным методом настоящих исследований является системный анализ, при этом применялись теория вероятностей и математическая статистика, теория оптических систем, теоретические основы динамики, методы технической физики (динамика, термодинамика), методы дифференциального анализа, методы теории подобия.

В главе 3 «Система автономного электроснабжения на основе возобновляемых источников энергии» проведен системный анализ автономных электростанций на ВИЭ. В автономной системе электроснабжения на ВИЭ (рисунок 1) связь с источниками и потребителями энергии учтена

в виде возмущающих воздействий, к которым отнесены: Р1 - фактическая интенсивность возобновляемых источников энергии, Т2 - мощность, передаваемая преобразователем энергии возобновляемого источника, БЗ, Р4 — мощность нагрузки переменного и постоянного тока.

1 - преобразователи ВИЭ; 2 - резервная электростанция; 3 - коммутатор; 4 - инвертор; 5 - потребители электроэнергии переменного тока; 6 - аккумуляторная батарея; 7 - потребители электроэнергии постоянного тока; И - возмущающие воздействия

Рисунок 1 - Система автономного электроснабжения

Для серийного освоения автономных систем электроснабжения на основе ВИЭ необходимо иметь усредненные или типичные графики нагрузки.

В справочной литературе приводятся данные о параметрах распределения потребляемой мощности сельской усадьбы, которая является эквивалентом усадьбы фермерского хозяйства. Однако графиков нагрузки в литературных источниках не обнаружено. Для получения типичных графиков нагрузки без увеличения времени эксперимента и без увеличения числа экспертов было сформулировано и применено правило приведения одной случайной величины к другой, которое звучит следующим образом. Чтобы случайную величину X привести к случайной величине Y, имеющей такой же закон распределения, но другие статистические параметры распределения, необходимо фактически наблюдаемые значения x^ изменить по формуле (1), предварительно вычислив коэффициенты приведения по формулам (2).

х^ = ао + а]Хз, (1)

а0 = У-а,Х, (2)

<*х

где хд) - приведенное ,]-тое значение случайной величины X; ао, - коэффициенты приведения.

По сути, коэффициенты приведения являются коэффициентами уравнения регрессии первой степени при коэффициенте корреляции г = 1.

В соответствии с разработанной методикой путем опроса экспертов были получены типичные графики нагрузки автономных сельскохозяйственных объектов, приведенные к статистическим параметрам РУМ-10.

Входящие в систему потоки энергии (солнечное излучение и ветер) описываются метеоданными, которые приводятся в специальных справочниках. Однако эти данные являются усредненными и их применение может привести к ошибочным результатам. В этой связи были исследованы случайные характеристики солнечного излучения и ветра.

Так как солнечное излучение является случайной величиной, то более корректно использовать доверительный интервал его интенсивности, то есть применять для расчетов солнечных электростанций интенсивность солнечного излучения, гарантированную с заранее заданной вероятностью. Такая вероятность интенсивности солнечного излучения соответствует вероятности попадания случайной величины в заданный интервал. Учитывая, что интенсивность солнечного излучения в любой промежуток времени изменяется по нормальному закону, а в метеорологических справочниках приводится математическое ожидание этой величины, были получены графики гарантированной интенсивности солнечного излучения (рисунок 2).

1 - вероятность 0,9,

2 - вероятность 0,5

Рисунок 2 - Графики гарантированного солнечного излучения

12 16 Часы суток

Интенсивность солнечного излучения на наклонную площадку зависит от азимутального угла и угла наклона. Обычно параметры ориентации выбираются исходя из максимального поступления за световой период энергии Солнца на площадку. Учитывая, что прозрачность атмосферы в течение суток изменяется (например, в Ростовской области атмосфера более прозрачна в первой половине дня, а во второй появляется облачность), ориентация солнечного приемника на юг не оптимальна. В этой связи была решена задача по оптимальной ориентации фиксированного солнечного коллектора по максимуму поступления на него энергии Солнца.

Плотность солнечного излучения, поступающего на солнечный коллектор, определяется по формуле

= соз(уа - у) Биф + соз(3], (3)

где Ык - интенсивность солнечного излучения на коллектор, Вт/м2; Ып - интенсивность солнечного излучения на горизонтальную площадку в ¡-тый про-

межуток времени, Вт/м2; о^ - угол солнцестояния в ¡-тый промежуток времени, град.; ус: ~ азимутальный угол Солнца в ¡-тый промежуток времени, град.; у - азимутальный угол коллектора, град.; [3 - угол наклона коллектора, град.

Дифференцируя (3) последовательно по с!у и с!(3, получаем выражения для определения оптимальных параметров ориентации фиксированного солнечного коллектора:

:87опт - ^гг:—: ; 18Ропт - • \ч->

В соответствии с изложенной методикой в качестве примера, на основании статистических данных ГМО поселка Гигант Ростовской области, рассчитаны параметры ориентации солнечного коллектора. В результате расчетов получено, что при круглогодичной работе азимутный угол должен составлять - 12,5 град. Угол наклона к горизонтальной поверхности должен составлять 41,6 град.

Оптимально ориентированный коллектор принимает энергии солнечного излучения на 7% больше, чем ориентированный на юг. Однако по сравнению со следящей системой разница в поступлении энергии остается значительной - следящий за Солнцем преобразователь воспринимает энергии солнечного излучения больше в 1,3 раза в зимние месяцы и в 1,7 раза в летние месяцы.

Ветер, так же как и солнечное излучение, характеризуется случайными параметрами, но является еще менее периодичным источником возобновляемой энергии. В метеорологических справочниках приводятся данные о распределении скорости ветра по месяцам года в течение суток, и об общем количестве дней в году ветра с определенной скоростью. Данных о продолжительности непрерывных периодов с той или иной скоростью в метеорологических справочниках не приводится.

Методик, позволяющих определять продолжительность штилевых и энергетических периодов, не обнаружено. Очевидно, это объясняется тем, что для сетевого использования ветроэлектростанций достаточно знать общую продолжительность этих периодов, которая определяет общую энергетическую способность использования энергии ветра.

Для расчета автономных (изолированных) ветроэлектростанций разрабатывались различные математические модели динамики ветра, которые, как и для солнечного излучения, либо содержали поправочные эмпирические коэффициенты, требующие проведения дополнительных статистических наблюдений, либо (в силу своей целенаправленности) позволяли получить характеристики типичного (усредненного) дня в отношении ветра. Вместе с тем, в метрологических справочниках достаточно данных для получения необходимых параметров (продолжительности непрерывных энергетических и штилевых периодов). Причем получить такие параметры можно путем рас-

четов и машинного моделирования, что значительно сокращает трудоемкость их определения.

Энергетические и штилевые периоды являются случайными величинами, поэтому имеет смысл говорить только о вероятности продолжительности этих периодов. Для получения статистических параметров (математическое ожидание и стандартное отклонение) было проведено на основании метеоданных машинное моделирование чередования скорости ветра в течение года. Учитывая, что на продолжительность энергетического и штилевого периодов оказывают влияние многочисленные факторы, независимые друг от друга, а каждый фактор оказывает незначительное влияние в сравнении с совокупным влиянием всех факторов, была принята гипотеза, что энергетический и штилевой периоды распределены нормально. Проверка гипотезы проводилась по критерию Пирсона. В качестве исходных данных использовался статистический материал Государственных метеорологических обсерваторий, расположенных на территории Южного Федерального округа.

Так как в метеорологических справочниках не приводятся данные о продолжительности периодов с той или иной скоростью ветра, было проведено моделирование графиков по методу Монте-Карло. По полученным графикам определялись продолжительности энергетического и штилевого периодов и распределение вероятностей этих случайных величин для различных скоростей ветра. Проверка гипотезы о законе распределения проводилась для каждой скорости ветра. Результаты проверки приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Результаты проверки гипотезы о нормальном распределении энергетических и штилевых периодов

Параметры Птеиод (сут) со скоростью ветра

>4м/с >6м/с > 12м/с <4м/с <6м/с <12м/с

Расчетное значение %2 17,06 3,31 2,76 1,49 4,31 8,07

Нормированное

значение у} для уровня значимости 0,05 18,3 9,5 9,5 9,5 9,5 14,1

Математическое ожидание, сут. 52,1 24,0 2,4 1,5 2,1 18,0

Стандартное отклонение, сут. 17,2 7,8 0,8 0,5 0,6 8,4

Как показала проверка, нет оснований отвергать нулевую гипотезу о нормальном законе распределения вероятностей энергетических и штилевых периодов.

По полученным данным были построены графики зависимости штилевого и энергетического периодов от скорости ветра (рисунок 3).

Для практического использования полученных функций при оптимизации параметров автономной системы электроснабжения удаленного объекта они были аппроксимированы уравнениями регрессии.

tA=0,0014v5-0,0622v4+l,0067v3-6,759v2+19,677 v-18,37 t3=0,003v4-0,1365v3+2,2506 v2-16,462v + 49,623

1 — штилевой период,

2 - энергетический период

(5)

(6)

5 !0 15

Скорость ветра, м/с

Рисунок 3 - Продолжительность энергетических и штилевых периодов, наступающих с вероятностью 0,95

В главе 4 «Анализ преобразователей и аккумуляторов энергии» показано, что концентрирование солнечного излучения и слежение за Солнцем позволяют увеличить эффективность его использования, что эквивалентно повышению КПД ФЭП. Применение концентрированного солнечного излучения позволяет увеличить КПД батареи фотоэлектрических преобразователей с 12 - 14% до 15 - 18% в коммерческих энергоустановках. В лабораторных энергоустановках на фотоэлектрических преобразователях этот показатель уже в настоящее время превышает 20%.

Принцип слежения зависит от наличия и типа концентратора. При отсутствии концентраторов или при использовании простейших концентраторов, система слежения должна иметь высокую точность наведения и обычно выполняется в функции интенсивности солнечного излучения.

Концентраторы второго порядка (параболические фоконы или фокли-ны) позволяют собирать лучи, попадающие во входную зону под углом до 45 градусов и более. Это, во-первых, позволяет использовать не только прямое, но и часть рассеянного солнечного излучения, а во-вторых, угол наведения при суточном ходе Солнца можно изменять только два раза в сутки. Такие системы слежения могут работать в функции времени и являются более простыми и более дешевыми.

Таким образом, существует два основных альтернативных варианта автономных солнечных электростанций - отсутствие или простые концентраторы солнечного излучения в сочетании с системой слежения, требующей значительной энергии на привод, или сложные концентраторы в сочетании с простой и экономичной системой слежения. При этом следует учитывать, что в параболических фоконах и фоклинах при концентрации косых лучей

в плоскости фотоэлектрических преобразователей плотность облучения может быть не равномерна, что снижает КПД ФЭП.

Для установления параметров концентрированного солнечного излучения были проведены экспериментальные исследования, в ходе которых удалось получить зависимость интенсивности на выходе концентратора от угла рассогласования (рисунок 4).

Рисунок 4 - Экспериментальная зависимость интенсивности солнечного излучения на выходе концентратора (угол раскрытия 20°)

Из полученного графика следует, что концентрация прямого солнечного излучения остается практически постоянной при угле разориентации до 5 градусов. При дальнейшей разориентации концентратора интенсивность солнечного излучения на его выходе уменьшалась и при угле разориентации, равном 17°, стала равной естественной интенсивности солнечного излучения. Такой угол позволяет использовать концентратор в утренние и вечерние часы.

Получив подтверждение того, что параболоцилиндрический фокон способен собирать лучи, попадающие в него под некоторым углом, экспериментально была проверена эффективность фокона при пасмурной погоде, то есть при рассеянном излучении (рисунок 5). В результате эксперимента установлено, что при пасмурной погоде применение концентратора, направленного на место положения Солнца (диск Солнца скрыт облачностью), позволяет увеличить снимаемую мощность в шесть раз. Использование оптимально фиксированного концентратора в этом же случае обеспечивает увеличение мощности модуля фотоэлектрического преобразователя в два раза, но при этом исключается необходимость в системе слежения и в дополнительных расходах энергии на ее привод.

При ясной погоде (рисунок 6) и при низкой освещенности в утренние и вечерние часы применение оптимально фиксированного концентратора

о 8000

-в

О 5 10 15 20 25 30 Угол разориентации, град

позволило увеличить мощность, снимаемую с фотоэлектрических преобразователей в 5 - 8 раз, то есть получать мощность, равную при работе ФЭП в условиях допустимой освещенности.

£ а

<Т) ©

л

Ь

о X

г

1 4 1 2 1 О 8 6 4 2 О

,0 6 0 ,0 7 0,0 8 0,0 9 0,1 0,11 0,12 И нтенсивность солнечного излучения, в В т/м 1

1 - следящий фокон; 2 - оптимально фиксированный ФЭП с концентратором; 3 - оптимально фиксированный ФЭП без концентратора

Рисунок 5 - Мощность фотоэлектрического модуля при рассеянной облученности (Ян = 10 Ом)

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

Интенсивность солнечного |

излучения, кВт/м 2 |

1 - фиксированный фокон имеет оптимальные параметры ориентации;

2 - фокон направлен вертикально вверх; 3 - оптимально фиксированный ФЭП без концентратора

Рисунок 6 - Мощность фотоэлектрического модуля (Ян = 10 Ом)

При достаточно большой интенсивности солнечного излучения фотоэлектрический преобразователь под оптимально фиксированным концентратором перегревается и становится неработоспособным.

Вертикально фиксированный концентратор в период солнечного сияния не дает существенного увеличения мощности, снимаемой с фотоэлектрического преобразователя в период недостаточной освещенности. Это объясняется взаимной компенсацией концентрации и затененности модуля. При достаточной интенсивности солнечного излучения более выгодно использовать фиксированный модуль фотоэлектрических преобразователей, имеющий оптимальные параметры ориентации, без концентраторов.

Таким образом, параболоцилиндрические концентраторы эффективны при низкой освещенности (до 200 Вт/м ) и пасмурной погоде.

Энергия ветра преобразуется в электроэнергию в ветроэнергетических установках (ВУ). Ветроколесо преобразует поступательное движение во вращательное, а непосредственно преобразование энергии происходит в генераторе. На работу синхронных генераторов могут отрицательно влиять порывы и провалы ветра.

Учитывая, что вращающий момент ветроколеса должен преодолевать момент сопротивления со стороны генератора и динамический момент, кото-

« - dco „

рыи действует только при —^0, то есть только при изменении частоты

dt

вращения было получено уравнение, связывающее время разгона, динамический момент и параметры ветроколеса:

n„R3 1пр '•04ш" rim

0,7^ / dt = J J (7)

z о шн ta где R - радиус ветроколеса, м, Z - быстроходность ветроколеса, J - момент инерции ветроустановки, кг-м2.

После интегрирования, получаем

tnp ^0,055 JC°"23 (8)

где а - коэффициент увеличения скорости ветра при порыве (провале).

Анализируя полученное решение, можно сделать следующее заключение. Для увеличения времени возмущения частоты вращения при порывах (провалах) ветра до предельно допустимого значения необходимо не только увеличивать момент инерции ветроэнергетической установки и увеличивать номинальную частоту его вращения (что тривиально), но и уменьшать радиус ветроколеса и рабочую скорость ветра.

На рисунке 7 представлен график зависимости времени разгона ветроэнергетической установки от величины порыва ветра. Как следует из приведенного графика, время разгона ветроколеса до предельно допустимой частоты вращения для ВУ мощностью до 10 кВт, рассчитанных на рабочую скорость ветра 5,5 м/с, не меньше 10 секунд. Этого времени достаточно для по-

ворота лопастей ветроколеса и уменьшения мощности воздействующего на нее ветрового потока.

Как известно, ветроэнергетические установки пропеллерного типа способны вырабатывать электроэнергию с требуемой частотой ЭДС только при скорости ветра не меньше рабочей. В остальные периоды используется либо резервный источник напряжения, либо запасенная заранее (в энергетические периоды) энергия.

Коэффициент порыва ветра

1 - Д = 10 кпм2, сон = 105 с-1; 2-Т = 20 кг-м2, юн = 105 с" 3-1=10 кг-м2, сон = 157 с"1 -1 = 20 кг-м2, сон = 157 с"1 ■

Рисунок 7 - Зависимость времени разгона ветроколеса от порыва ветра при рабочей скорости ветра 5,5 м/с

Частота вращения ветроустановок роторного типа увеличивается пропорционально скорости ветра. Это создает определенные трудности при применении синхронного генератора в роторных ветроустановках. Однако простота ветроустановок роторного типа и более лучшие эксплуатационные условия использования электросилового оборудования вынуждают искать пути их использования для электроснабжения. На рисунке 8 показана функциональная схема разработанной ветроэнергетической установки, которая позволяет поддерживать частоту вращения генератора стабильной.

Установка работает следующим образом. При скорости ветра, более рабочей скорости, статор машины постоянного тока (МПТ) вращается с частотой вращения большей, чем номинальная частота вращения синхронного генератора. Но так как синхронный генератор приводится во вращение от якоря машины постоянного тока, то путем регулирования тока возбуждения МПТ устанавливается такой тормозной момент, при котором она работает в режиме генератора с частотой вращения якоря, равной номинальной частоте вращения синхронного генератора.

При уменьшении скорости ветра, вплоть до рабочей скорости, уменьшается и частота вращения якоря машины постоянного тока относительно

статора с таким расчетом, чтобы частота вращения синхронного генератора оставалась номинальной. При этом процесс регулирования качественно сохраняется.

При уменьшении скорости ветра ниже рабочей скорости, происходит реверсирование полюсов якорной обмотки, и машина постоянного тока переводится в двигательный режим. При этом поддержание частоты вращения якоря машины постоянного тока и ротора синхронного генератора производится за счет регулирования тока обмотки возбуждения МПТ.

1 - ветроколесо; 2 - повышающий редуктор; 3 - инерционный аккумулятор; 4 - обгонная муфта; 5 - понижающий редуктор; 6 - статор машины постоянного тока; 7 - якорь машины постоянного тока; 8 - синхронный генератор

Рисунок 8 - Функциональная схема ветроэнергетической установки роторного типа

Такая схема позволяет работать ветроустановке не только на рабочих скоростях ветра, но и на низших скоростях и, что особенно важно, на высших скоростях ветра при обеспечении требуемых значений частоты и напряжения генератора. По проведенным расчетам время качественного использования ветроэнергетической установки увеличивается с 10 - 35% до 60 - 70%.

Анализ аккумуляторов энергии показал, что, исходя из принципа осуществимости, рекомендуется в автономной системе электроснабжения фермерских хозяйств использовать следующие аккумуляторы энергии: механические в виде маховика - для сглаживания порывов и провалов ветра; электрохимические - для накопления электроэнергии во время работы ветроэнергетической установки и солнечной электростанции, и отдачи в нерабочие периоды; тепловые с фазовым переходом - для накопления тепла, получаемого от солнечного излучения, и последующей отдачи.

В главе 5 «Методология формирования автономных систем электроснабжения на основе возобновляемых источников энергии» приводится общая методология формирования автономных систем электроснабжения на основе ВИЭ и разработаны методы оптимизации их параметров.

Особенностью автономных электростанций на основе возобновляемых источников энергии является неуправляемость поступающих энергетических потоков^ Это вынуждает для обеспечения достаточного уровня надежности электроснабжения резервировать преобразователи энергии возобновляемых источников или применять аккумулирование энергии. Параметры составных частей автономных электростанций (собственно преобразователи энергии возобновляемых источников, резервные топливные электростанции и аккумуляторы энергии) находятся в противоречии друг с другом, что требует оптимизации параметров, обеспечивающих наиболее высокий уровень конкурентоспособности автономных электростанций на основе возобновляемых источников энергии.

Общими требованиями к автономным электростанциям, обеспечивающим их конкурентоспособность, являются следующие:

■ уровень надежности энергообеспечения (вероятность энергоснабжения за заданный период) должен быть не менее требуемого потребителем;

■ стоимость электроэнергии, получаемой от автономной электростанции на основе возобновляемых источников энергии, должна быть минимальной при соблюдении первого требования;

" автономные электростанции на основе возобновляемых источников энергии должны максимально экономить ископаемое углеводородное топливо, а в пределе исключить его использование для получения электроэнергии;

■ автономные электростанции должны уменьшать отрицательное влияние на окружающую среду, в пределе полностью устранить такое влияние;

■ автономные электростанции не должны ухудшать природный ландшафт местности и архитектору зданий и сооружений;

■ электростанции на основе возобновляемых источников энергии должны быть безопасными в эксплуатации;

■ автономные электростанции должны максимально использовать потенциальные возможности существующих в данном регионе возобновляемых источников энергии.

Основными требованиями к автономным электростанциям, использующим энергию возобновляемых источников, являются первые два, которые определяют возможность выполнения остальных требований. Эти требования связаны и с основными (определяющими) параметрами автономной электростанции (площадью ФЭП, конструкцией концентраторов и системой слежения, рабочей скоростью ветра, типом и размерами ветроэнергетической установки, мощностью резервной электростанции, емкостью аккумуляторов энергии).

Как следует из изложенных требований к автономной электростанции, работающей на ВИЭ, в качестве критерия оптимальности может использоваться стоимость вырабатываемой электроэнергии или стоимость автономной электростанции. Параметры автономной электростанции на основе ВИЭ определяются, как параметры системы автономного электроснабжения.

В этой связи параметры автономной электростанции должны определяться с учетом влияния возмущающих воздействий со стороны смежных подсистем энергетической системы и с учетом особенностей преобразования энергии возобновляемых источников.

Для автономного электроснабжения на основе использования энергии солнечного излучения наиболее приемлемыми являются фотоэлектрические преобразователи, которые могут иметь фиксированный или следящий фотоприемник без концентратора или с концентратором солнечного излучения. Кроме того, они могут отличаться типом концентратора и точностью системы слежения. Стоимость концентраторов и систем слежения соизмеримы. Это обусловило задачу отыскания наиболее эффективного варианта автономной солнечной электростанции.

Целевую функцию в рамках поставленной задачи можно представить в следующем виде:

Ск+Ссл+Сфэп _>т1 (9)

где Ск, Ссл> Сфэп - соответственно стоимость концентраторов, системы слежения и батареи ФЭП, руб.; - вырабатываемая за фиксированный период электроэнергия, кВт-ч.

Стоимость концентраторов практически не зависит от главного угла (предельного угла попадания лучей света), а зависит только от их типа. Стоимость системы слежения можно принять пропорциональной суточному количеству шагов наведения. Стоимость фотоэлектрических преобразователей пропорциональна их площади. Если принять площадь батареи фотоэлектрических преобразователей для всех вариантов одинаковой, например, равной 1 м2, то из целевой функции (9) можно исключить последнее слагаемое, но при этом будет различно количество вырабатываемой энергии, так как параболические концентраторы способны собирать и часть рассеянного солнечного излучения.

Вырабатываемая солнечной электростанцией энергия может быть определена по формуле:

лу^ЫсТ^СИ. (10)

о

Или, переходя от интегрирования к дискретному суммированию (что соответствует метеорологическим данным), получаем

= ЕО^эткй). (11)

Здесь Ыд - интенсивность солнечного излучения в фокусирующей плоскости, Вт/м"; т)д - КПД батареи ФЭП при .¡-той интенсивности; ^ - продолжительность периода с .¡-той интенсивностью, час; - электроэнергия, получаемая с единичной площади батареи фотоэлектрических преобразователей, Вт-ч/м2.

С учетом особенностей концентраторов расчетным путем получено, что параболические концентраторы с апреля по октябрь позволяют получить с 1м2 фотоэлектрических преобразователей 3650 Вт-ч электроэнергии постоянного тока, в то время, как концентраторы первого порядка 2900 Вт-ч, то есть применение параболических концентраторов позволяет получить на 26% больше электроэнергии постоянного тока.

Однако, учитывая возможные ошибки, обусловленные влиянием местного перегрева ФЭП при концентрировании рассеянного солнечного излучения, был проведен сравнительный эксперимент, в ходе которого были определены энергетические характеристики альтернативных систем концентрирования и слежения. В результате эксперимента было установлено, что применение концентраторов первого порядка позволяет получить за летний (наиболее эффективный) период 2050 Вт-ч, а применение концентраторов второго порядка - 2370 Вт-ч, то есть тенденция увеличения сохраняется, но прибавка составляет только 16%. Выигрыш в стоимости электроэнергии при этом находится в интервале 35 - 3%. Учет стоимости батарей фотоэлектрических преобразователей и аккумуляторов (собственно стоимости солнечной электростанции) снижает экономию в 2 - 5 раз, то есть переводит экономию в разряд незначительной. Таким образом, системы концентрирования с этой точки зрения практически равнозначны.

Но так как концентраторы первого порядка требуют практически непрерывного перемещения, их применение влечет значительное увеличение потребления электроэнергии на привод системы слежения. В некоторых случаях расход электроэнергии на привод системы слежения может быть соизмерим с электроэнергией, потребляемой полезными электроприемниками. Для более точной оценки эффективности конкурирующих систем было учтено потребление электроэнергии системой слежения и влияние угла рассогласования на работу фотоэлектрического преобразователя.

Концентраторы первого порядка не допускают увеличения угла рассогласования более двух градусов. При изменении азимутального угла Солнца в диапазоне - 90°. .. +90° условием, определяющим эффективность системы слежения, будет

^Й-^сс^Р&Л, (12)

10 О 10

где Р£э, Рсэ~ мощность солнечной электростанции с системой слежения и с фиксированными ФЭП соответственно, Вт; г - время работы солнечной электростанции, час.; 5 - допустимый угол рассогласования, град.; \УСс - энергия, потребляемая системой слежения при однократном повороте, Вт-ч.

С учетом времени прохождения солнечным диском угла в 2 градуса, энергия, потребляемая системой слежения за сугки, составляет 8,5 Вт-ч.

Интегральная энергия солнечной электростанции определяется графиками гарантированного солнечного излучения и приведена в таблице 2.

Расчеты показали, что применение системы слежения в комплексе с концентраторами солнечного излучения оправдано в летние месяцы. В весенние месяцы эффект от системы слежения незначительный, в пределах возможной ошибки, а в осенние месяцы система слежения не эффективна.

Таблица 2 - Энергия, вырабатываемая модулем солнечной _электростанции 0,1м2_

Период Вырабатываемая энергия, Вт-час

При следящем модуле ФЭП При фиксированном модуле ФЭП

15.04 41 28

15.07 65 39

15.10 28 21

При работе системы слежения в комплексе с концентраторами второго порядка число шагов наведения может быть уменьшено, что уменьшает энергозатраты. Однако остается задача оптимизации числа шагов слежения.

Для исследования эффективности системы слежения была использована эмпирическая зависимость, полученная экспериментально на концентраторе параболоцилиндрического типа с углом раскрытия 30° и коэффициентом концентрации 8,7.

Лфэп = Т|ном _ 0,001 б2 (13)

Здесь цном - номинальный КПД ФЭП. Тогда условие (12) приобретает следующий вид:

1^иРфэп(Лном -0,00152)1ск~^сс > /Рсфэ1&, (14)

где Иси- интенсивность солнечного излучения, Вт/м2; РФЭП - площадь модуля ФЭП, м2.

Максимальная эффективность будет иметь место при максимальном значении левой части (14), которое определяется углом рассогласования 5. Первая производная левой части по углу рассогласования имеет вид:

Рфэп

^~(Лном - 0.00152) + 2\УССИ(Т1Н0М - 0,0015)

+ (15)

о

где \У£И- плотность энергии солнечного излучения при слежении за Солнцем, Вт-ч/м2.

На рисунке 9 показан график изменения вырабатываемой солнечной электростанцией полезной энергии, из которого следует, что оптимальным углом рассогласования будет угол 5=15°. Учитывая симметрию зависимости

вырабатываемой энергии, оптимальный угловой шаг наведения составляет 26 и равен углу раскрытия концентратора второго порядка.

На основании проведенных исследований можно заключить, что системы сл'ежения с концентраторами первого порядка эффективны только в летнее время. Угловой шаг наведения систем слежения периодического действия должен быть равен углу раскрытия параболоцилиндрического концентратора. При таком шаге системы слежения эффективны в любое время года и превышают эффективность непрерывных систем слежения.

Рисунок 9 - Функция полезно преобразуемой энергии

Минимально возможную площадь батареи ФЭП можно определить из нестрогого неравенства:

£(N(3 Рф Лф - Ни) Л А > - Ыс, РФ Т)ф) Ь; . (16)

Здесь N0 - удельная мощность солнечного излучения, Вт/м2; Бф - площадь батареи ФЭП, м2; т]ф - КПД батареи ФЭП, N - мощность потребителя, Вт. Левая часть (16) избыток энергии, правая часть (16) - дефицит энергии в соответствующие периоды.

Уравнение (16) относительно площади батареи фотоэлектрических преобразователей решается графически. Определенная таким образом площадь батареи фотоэлектрических преобразователей будет достаточной для зарядки аккумуляторов и питания нагрузки с заданной вероятностью энергообеспечения в течение расчетного периода. Емкость аккумуляторов при этом можно определить из соотношения:

Сд^'У^Ч (17)

где Сд — емкость аккумуляторной батареи, А-ч.; 1_Гн - номинальное напряжение потребителя, В.

Для оптимизации параметров автономной электростанции на базе вет-роустановки пропеллерного типа в качестве критерия оптимальности принята ее стоимость. Приняв реальное допущение, что стоимость ветроэнергетической установки пропорциональна площади, ометаемой ветроколесом, а стоимость аккумуляторов пропорциональна их емкости, целевую функцию

можно записать в следующем виде: {

8 = МН

1 + -Ма

2УрЧ

+ 24к.

—>шш,

(18)

где - расчетная нагрузка, Вт; кв - удельная стоимость ВУ, руб./м2; кА - удельная стоимость аккумулятора, руб./А-ч.

Реализация целевой функции в качестве примера для условий Ростовской области показала, что оптимальное значение рабочей скорости ветра равно 5,5 - 6,5 м/с. Анализируя формулу целевой функции (18), можно заметить, что стоимость автономной системы электроснабжения на базе ветроэнергетической установки пропеллерного типа пропорциональна среднесуточной мощности электрической нагрузки, но при этом оптимальная рабочая скорость ветроэнергетической установки не зависит от мощности нагрузки.

Исследования зависимости стоимости автономной системы электроснабжения фермерского хозяйства от рабочей скорости ветра позволяют сделать вывод, что при увеличении удельной стоимости ветроустановки оптимальная рабочая скорость незначительно увеличивается, а при увеличении удельной стоимости аккумуляторов - уменьшается (рисунок 10).

Рабочая скорость ветра, м/с

1 - исходный вариант; 2 - увеличение удельной стоимости аккумуляторов в 2 раза; 3 - увеличение удельной стоимости ветроустановки в 2 раза

Рисунок 10 - Чувствительность оптимальной скорости к изменению удельных показателей элементов системы

Такая низкая чувствительность оптимального значения рабочей скорости ветра к изменению цен доказывает высокую стабильность полученных результатов, что, в свою очередь, позволило сформулировать агротехнические требования к автономным системам электроснабжения на основе ветроэнергетических установок.

Оптимизация параметров ветроустановки роторного типа проводилась исходя из следующих соображений.

При увеличении ометаемой площади ветроколеса растет мощность ветроустановки. Следовательно, ветроустановка больших размеров будет обеспечивать избыточную мощность при меньших скоростях ветра, то есть возможность зарядки аккумуляторов появится при меньшей скорости ветра. А так как продолжительность периодов со скоростью ветра меньше заданной сокращается с уменьшением скорости, то время работы аккумуляторов будет уменьшаться при увеличении ометаемой площади ветроколеса. Таким образом, увеличение размеров ветроустановки приводит к увеличению ее стоимости, но при этом снижается требуемая емкость аккумуляторов и соответственно их стоимость. При этом можно ожидать, что при определенном сочетании этих параметров, стоимость всей системы автономной электростанции на основе ветроустановки роторного типа будет минимально возможной для электроснабжения потребителя заданной мощности.

Целевая функция при прежних допущениях принимает вид:

= NH

2kB , 24kAtA

з . ~>min. (19)

LPbv % ин

Реализация полученной целевой функции для условий Ростовской области показана на рисунке 11.

Как следует из графика функции, оптимальная рабочая скорость ветра имеет те же значения, что и для ветроустановки пропеллерного типа.

При совместном использовании ветроэнергетической установки с автономной топливнойеэлектростанцией первая используется как дублирующий источник энергии.

Так как стоимость топливной электростанции зависит только от нагрузки и не изменяется в зависимости от стоимости ветроэнергетической установки и топлива, то целевую функцию можно представить в следующем виде:

[NHT-HFTiByrv 3P(v>v )]t

S = kBF-kT-*-!-1--»min, (20)

ЧЛэс

где NHT - номинальная мощность топливной электростанции, Вт; v, - j-тое значение скорости ветра, м/с; q - теплотворная способность топлива, Дж/кг.

Скорость ветра при которой начинается зарядка ам^тиулятора, м'с

1 - стоимость аккумуляторной батареи; 2 - стоимость роторной ветроустановки; 3 - стоимость автономного энергетического комплекса

Рисунок 11 - Оптимизация рабочей скорости роторной ветроустановки

Реализация целевой функции показала, что оптимальное значение рабочей скорости ветра находится в интервале 11—12 м/с. Этот результат несколько превышает известные рекомендации по выбору рабочей скорости ветроустановки, работающей параллельно с системой электроснабжения (vp = l,5vcp). Это можно объяснить тем, что при работе ветроустановок параллельно с централизованной системой электроснабжения, они располагаются в разных климатических зонах и взаимно компенсируют недостаток энергии ветра.

При совместном использовании ветроэнергетической установки и солнечной электростанции обеспечить заданную надежность энергообеспечения можно только путем включения в автономную систему электроснабжения аккумуляторов энергии. При этом, учитывая высокую стоимость фотоэлектрических преобразователей, такое комплектование может быть оправдано только в том случае, если будет уменьшена стоимость всей системы. Из этого следует условие совместного использования ветроэнергетической и фотоэлектрической установок:

Sbo + SaoSSbi+Sai + Sei, (21)

где SBo, Sao, - стоимость ветроэнергетической установки и аккумуляторов без использования солнечной электростанции, руб.; SBi, Sai - стоимость ветроэнергетической установки и аккумуляторов при совместном использовании с фотоэлектрической установкой, руб.; Sei - стоимость солнечной электростанции, руб..

Баланс энергии при совместном использовании ветровой и солнечной электростанции можно записать следующим образом:

(p,5pFBvP3T)BtB + NcF®ti0tci - Nhîb + NcFoti®ta>la = Nh(îa - tcz), (22) где Ne - удельная мощность солнечного излучения, Вт/м2.

Как следует из полученных результатов (таблица 3), минимальная оме-таемая площадь ветроколеса соответствует более высокой рабочей скорости ветра (8 м/с). Это полностью соответствует выше высказанным предположениям и объясняется тем, что штилевой период частично перекрывается периодом поступления энергии солнечного излучения, что равносильно уменьшению периода работы аккумуляторов.

Таблица 3 - Предельная ометаемая площадь ветроколеса, _ удовлетворяющая уравнению (22)_

Рабочая скорость ветра, м/с Ометаемая площадь ветроколеса при площади ФЭП, м2

10 20 30 40 50 60

4 43,3 35,9 28,6 20,9 13,4 6,0

6 18,1 15,0 11,9 8,7 5.6 2,6

8 13,7 11,4 9,0 6,6 4,3 2,0

10 19,6 16,1 12,9 9,4 6,0 2,7

12 23,7 19,6 15,6 11,4 7,4 3,3

14 31,6 26,1 20,7 15,6 9,9 4,4

16 73,0 60,4 47,9 35,3 22,7 10,1

Для выяснения конкурентоспособности автономной системы ВУ-СЭ-А была реализована соответствующая этой системе целевая функция (рисунок 12).

О 10 20 30 40

г 2

Рисунок 12 - Стоимость автономной системы электроснабжения на основе ветроэнергетической установки и солнечной электростанции на ФЭП

Как следует из полученных результатов, в настоящее время (при существующих ценах на фотоэлектрические преобразователи и их КПД) применять совместно с ветроэнергетической установкой солнечную электростанцию на ФЭП экономически нецелесообразно. Исследование целевой функции при измененных параметрах фотоэлектрических преобразователей и ветроэнергетической установки показало, что только при увеличении КПД фотоэлектрических преобразователей в 2 раза, одновременном снижении стоимости системы слежения и фотоэлектрических преобразователей в 2 раза и сохранении удельной стоимости ветроэнергетической установки может стать экономически оправданным их совместное применение.

Для упрощения массовых расчетов автономных систем электроснабжения на основе ВИЭ были получены уравнения регрессии, построены графики и составлены справочные таблицы.

В главе 6 «Технико-экономический анализ автономных систем электроснабжения на основе возобновляемых источников энергии» определены условия экономически эффективного применения ВИЭ в сельских автономных системах электроснабжения и проведен технико-экономический анализ предлагаемых решений.

На основании экономического анализа было установлено, что автономные системы электроснабжения на основе ВИЭ эффективны, при удалении объектов электрификации на расстояния, указанные в таблице 4.

Таблица 4 -Условия применения автономных систем электроснабжения

Автономная система электроснабжения Предельная удаленность от энергосистемы, км, при среднесуточной нагрузке*1

Мц=1,5 кВт 1^=0,5 кВт

1 2 3

1. Ветроэнергетическая установка с аккумуляторным резервом 2/4 1/1,5

2. Ветроэнергетическая установка с топливной электростанцией 4/10 3/7

3. Электростанция на бензине 3,5/7 1,5/4

4. Электростанция на биогазе 1,5/4 1/2

*) в числителе приведены данные для трехпроводной ВЛ-10, в знаменателе -для однопроводной ВЛ-10.

Автономное электроснабжение на основе солнечных электростанций при современных технико-экономических параметрах фотоэлектрических преобразователей экономически оправдано при удалении от энергосистемы не менее чем на 10 км и для передвижных объектов.

Технико-экономический анализ показал, что разработанная методология формирования автономных систем электроснабжения позволяет уменьшить стоимость электроэнергии, вырабатываемой ветровыми электростанциями в'2 - 3 раза и вырабатываемой солнечными электростанциями на 20%. Эффект от этого по ЮФО составит не менее 400 млн. рублей.

В заключении приводятся полученные результаты исследований, на основании которых сделаны следующие научные выводы.

1. Сопоставление полученных графиков нагрузки автономных сельскохозяйственных объектов, полученных на основе разработанного правила приведения случайных величин и методики ускоренного их получения, со статистическими характеристиками энергии солнечного излучения и ветра показало, что нет достаточной корреляционной связи между потреблением энергии и поступающей энергией ветра, но существует значительная отрицательная корреляционная связь (коэффициент корреляции более 0,6) между потреблением энергии и поступающей энергией солнечного излучения. Это позволяет при оптимизации параметров автономных систем электроснабжения на основе ветроэнергетических установок учитывать среднесуточную эквивалентную мощность нагрузки, в то время как при оптимизации параметров солнечных электростанций необходимо учитывать график потребления электрической энергии.

2. В ходе системного анализа автономных систем электроснабжения установлено, что оптимальная ориентация фиксированных солнечных коллекторов зависит от облачности в течение суток. Так, например, из-за более вероятной облачности на территории Ростовской области во вторую половину светового дня приемники солнечной энергии должны быть ориентированы на юго-восток с азимутальным углом -12° и углом наклона 42°, что уточняет прежние представления об их оптимальной ориентации строго на юг.

3. Системный анализ автономных систем электроснабжения позволил установить, что ветровые и штилевые периоды подчиняются нормальному закону распределения. Статистические параметры функции распределения ветровых и штилевых периодов зависят от скорости ветра. На основании полученных данных, в частности, установлено, что на территории Ростовской области ветер со скоростью не ниже 6 м/с действует с вероятностью 0,9 в течение не менее 7 суток, а ветер со скоростью менее 6 м/с наблюдается подряд не более 4 суток с той же вероятностью.

3. Анализ влияния концентраторов солнечного излучения и систем слежения на к.п.д. фотоэлектрических преобразователей и стоимость солнечных электростанций показал, что наиболее перспективны параболические концентраторы с коэффициентом концентрации 7-9 совместно с системами слежения в функции времени. При этом максимальное увеличение полезной энергии достигается при угловом шаге слежения равном половине угла раскрытия концентратора. Установлено также, что для небольших объектов (среднесуточная нагрузка менее 500 Вт) системы слежения применять нера-

ционально, а фотоприемники должны при этом иметь параметры ориентации, указанные в выводе 2.

4. Разработанная методология формирования и методика оптимизации параметров солнечных электростанций позволяют установить предельно возможные размеры батареи фотоэлектрических преобразователей в зависимости от заданной вероятности энергообеспечения. В частности, площадь фотоэлектрических преобразователей для электроснабжения фермерской усадьбы с вероятностью 0,9 при среднесуточной нагрузке 1,5 кВт должна быть не менее 30 м2. При уменьшении нагрузки она уменьшается и при 200 Вт составляет 3,5м2.

5. Формирование автономных систем электроснабжения на основе ветроэнергетических установок с аккумуляторами электрической энергии в соответствии с разработанной методологией обеспечивает снижение стоимости электроэнергии не менее чем в 1,5 раза. Реализация разработанных методов обоснования параметров ветроэлектростанций с аккумуляторным резервом показала, что, независимо от среднесуточной мощности нагрузки, оптимальная рабочая скорость ветра равна 5, 5 - 6,5 м/с для пропеллерных и роторных ветроустановок. При совместном использовании ветроэнергетической установки и топливной электростанции оптимальная рабочая скорость ветра равна 10 - 12 м/с. Установлено также, что эти параметры остаются практически неизменными при изменении цен на составляющие автономных систем электроснабжения.

6. Электромагнитная связь ротора генератора с ветроколесом посредством машины постоянного тока обеспечивает стабильную ЭДС при любых скоростях ветра (патент 1Ш №2313639). Это позволяет использовать для производства электроэнергии переменного тока ветроустановки типа ротора Савониуса, причем время использования энергии ветра увеличивается с 10 - 35% до 60 - 70%. Установлено также, что применение концентраторов эффективно при интенсивности солнечного излучения менее 200 Вт/м2 (Патент 1Ш №2331822), что позволяет увеличить время использования ФЭП на 30% и за счет этого уменьшить площадь батареи фотоэлектрических преобразователей на 25%.

7. Определены условия экономически эффективного использования автономных электростанций на основе возобновляемых источников энергии. Так применение ветроэлектростанций с аккумуляторным резервом экономически целесообразно при удалении автономного объекта электроснабжения мощностью 1,5 кВт от линии электропередачи на расстояние более 2 км, совместное применение ветроэлектростанций и топливной станции целесообразно при удалении таких объектов на расстояние 4 км. Применение автономных солнечных электростанций эффективно при удалении на 10 км при мощности потребителей не более 600 Вт. По сравнению с известными методами формирования автономных систем электроснабжения на основе энергии ветра и солнечного излучения, предлагаемые методические, и техниче-

ские разработки позволяют уменьшить стоимость электроэнергии в 2 раза

для ветровых электростанций и на 20% для солнечных электростанций.

Это оберпечит годовой экономический эффект только в ЮФО в размере

400 млн. рублей.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Воронин, С.М. Оптимизация параметров ветроэнергетической установки для фермерского хозяйства [Текст]/ М.А. Таранов, С.М. Воронин // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2000. - № 5. - С.37-39.

2. Воронин, С.М. Автономное электроснабжение с использованием гелиоустановок [Текст] / С.М.Воронин, С.Н.Лосьев // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2003 - №2. - С. 20-23.

3. Воронин, С.М. Перспективы использования энергии солнечного излучения для электроснабжения сельских потребителей в России [Текст] / С.М. Воронин // Известия высших учебных заведений. Сев-Кав. регион. Технические науки. Прил. №5. -2003. - С.36-40.

4.. Воронин, С.М. Использование энергии ветра и солнечного излучения для автономного электроснабжения фермерских хозяйств [Текст] / С.М. Воронин // Механизация и электрификация сельского хозяйства. -2007.-№!.-С. 10-11.

5. Воронин, С.М. Параметры автономной системы электроснабжения на основе солнечной электростанции [Текст] / С.М. Воронин, A.A. Таран // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2007. - №3. -С. 24-25.

6. Воронин, С.М. Параметры автономной системы электроснабжения на основе гелиоустановок [Текст] / С.М. Воронин, C.B. Оськин, В.В. Вицков // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2007. - №8. -С.35-36.

7. Воронин, С.М. Напольный электрообогреватель с аккумулированием тепловой энергии [Текст] / С.М. Воронин, C.B. Панченко // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2008. -№8. - С. 12-13.

8. Воронин, С.М. К вопросу экспериментального определения интенсивно^ сти солнечного излучения [Текст] / С.М. Воронин, C.B. Оськин, В.В. Вицков // Труды Кубанского государственного аграрного университета. Серия Агроинженер / КубГАУ - Краснодар, 2008. - № 1. - С.45-47.

9. Воронин, С.М. Параметры автономной системы электроснабжения на основе гелиоустановки [Текст] / A.A. Таран, С.М. Воронин // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2008. -№11.- С.36-37.

Ю.Воронин, С.М. Пошаговые системы слежения для фотоэлектрических преобразователей [Текст] / С.М.Воронин, А.А.Таран // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2008. -№11.- С.44-45.

П.Воронин, С.М. Метод получения графиков потребления электроэнергии фермерскими хозяйствами [Текст] / С.М.Воронин // Техника в сельском хозяйстве. - 2008. - №6. - С.23-24.

монографии

12.Воронин, С.М. Возобновляемые источники энергии в автономных системах энергоснабжения сельских объектов [Текст] — Зерноград: ФГОУ ВПО АЧГАА, 2005.- 118 с.

13.Воронин, С.М. Возобновляемые источники энергии и энергосбережение [Текст] / С.М.Воронин, С.В.Оськйн, А.Н.Головко. - Краснодар: ФГОУ ВПО КубГАУ, 2006 - 268 с.

патенты

14.Патент 2313639 Российская Федерация, МГЖ F03D 9/02. Ветроэнергетическая установка [Текст]/ Воронин С.М., Жогалев А.П.; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО АЧГАА. - №20006129733/06; заявл. 16.08.2006; опубл. 27.12.2007 Бюл. №36-4 с.

15.Патент 2331822 Российская Федерация, МПК F24J 2/42, F24J 2/54. Модуль солнечной электростанции [Текст] / Воронин С.М., Таран A.A.; Заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО АЧГАА. - №2006142614/06; заявл. 01.12.2006; опубл. 20.08.2008 Бюл. №23 - 3 с.

16. Свидетельство о государственной регистрации программы на ЭВМ 2008614883, Российская Федерация. Расчет гарантированного электроснабжения удаленных потребителей с использованием нетрадиционных источников энергии [Текст] / Воронин С.М., Оськин C.B., Пантелеев Е.В., Вантдке А.И., Кроневальд А.Ф.; правообладатель ФГОУ ВПО КубГАУ; зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 10.10.2008.

прочие публикации

17.Воронин, С. М. Проблемы применения возобновляемых источников энергии в сельском хозяйстве [Текст] / С.М. Воронин // Совершенствование технологических процессов, машин и аппаратов в инженерной сфере АПК: материалы науч. конф. АЧГАА - Зерноград, 1999. - С. 84-86.

18. Воронин, С.М. Правило приведения случайных величин [Текст] / М.А. Таранов, С.М. Воронин, A.C. Воронин // Адаптивные технологии и технические средства в полеводстве и животноводстве. - Зерноград: ВНИПТИМЭСХ, 2000. - С. 287-289.

19. Воронин, С.М. Выбор основного и дополнительного возобновляемых источников [Текст] / М.А. Таранов, С.М. Воронин, A.C. Воронин // Адаптивные технологии и технические средства в полеводстве и животноводстве. - Зерноград: ВНИПТИМЭСХ, 2000. - С. 285-287.

20.Воронин, С.М. Перспективы применения солнечного излучения для электроснабжения сельских объектов [Текст] / С.М. Воронин, С.Н. Лосьев // Физико-технические проблемы создания новых технологий в агропромышленном комплексе. 1-я Российская научно-практическая конференция: сб. науч. тр. / СтГСХА. - Ставрополь, 2001. - Т. 1. - С. 26-29.

21.Воронин, С.М. Схемные решения повышения эффективности ветроэнергетических установок [Текст] / С.М. Воронин, А.П. Жогалев // Физико-технические проблемы создания новых технологий в агропромышленном комплексе: 1-я Российская научно-практическая конференция: сб. науч. тр. / СтГСХА. - Ставрополь, 2001. - Т. I. - С. 29-31.

22.Воронин, С.М. Оптимизация параметров автономной ветроэнергетической системы [Текст] / С.М. Воронин, А.П. Жогалев // Физико-технические проблемы создания новых Технологий в агропромышленном комплексе: 1-я Российская научно-практическая конференция: сб. науч. тр. / СтГСХА.

- Ставрополь, 2001. - Т. 1. - С. 32-34.

23.Воронин, С.М. Повышение эффективности ветроэнергетических установок для автономного электроснабжения удаленных сельскохозяйственных потребителей [Текст] / С.М. Воронин, А.П. Жогалев // Повышение надежности работы электрооборудования в сельском хозяйстве. - Зерноград: АЧГАА. - 2001. - Вып. 1. - С. 56-59.

24.Воронин, С.М. Повышение надежности электроснабжения сельскохозяйственных объектов с использованием солнечной • энергии [Текст] / С.М. Воронин, С.Н. Лосьев // Повышение надежности работы электрооборудования в сельском хозяйстве. - Зерноград: АЧГАА. - 2001. -Вып. 1, —С.59-63.

25.Воронин, С.М. Исследование энергетических характеристик ветра [Текст] / С.М. Воронин, A.C. Воронин, А.П. Жогалев // Повышение надежности работы электрооборудования в сельском хозяйстве. - Зерноград: АЧГАА.

- 2001.-Вып.1,-С. 90-94.

26.Воронин, С.М. Перспективные варианты автономного электроснабжения фермерских хозяйств на основе использования энергии ветра [Текст] / С.М. Воронин, А.П. Жогалев // Развитие села и социальная политика в условиях рыночной экономики. - М.: 2002.

27.Воронин, С.М. Пути совершенствования автономных солнечных электростанций [Текст] / С.М. Воронин, A.A. Таран // Высокие технологии энергосбережения. Труды международной школы-конференции / Российская академия электротехнических наук, ВГТУ. - Воронеж, 2005. - С. 121-123.

28.Воронин, С.М. Концентрирование солнечного излучения [Текст] / С.М. Воронин, A.A. Таран 11 Научное обоснование реализации нацио-

нальных проектов в сельском хозяйстве. Материалы Всероссийской научно-практической конференции. - Ижевск: ФГОУ ВПО Ижевской ГСХА. -2006. -С.261-266.

29.Воронин, С.М. Обоснование концентраторов солнечного излучения [Текст] / Н.И. Богатырев, О.В. Григораш, C.B. Оськин и др. // Отчет по НИР "Теоретическое обоснование и практическая реализация энергосберегающего оборудования, электротехнологий и источников электроснабжения для снижения производственных и эксплуатационных затрат на производство сельскохозяйственной продукции" № Гос. регистрации 01.2.00606851 - Краснодар: КубГАУ. - 2006. - 191 с.

30.Воронин, С.М. Системы слежения для солнечных электростанций [Текст] / С.М. Воронин, A.A. Таран // Методы и технические средства повышения эффективности применения электроэнергии в сельском хозяйстве: сб. науч. тр. / СтГАУ - Ставрополь, 2006. - С.61-65.

31 .Воронин, С.М. Анализ вариантов автономных солнечных электростанций [Текст] / С.М.Воронин, А.А.Таран // Электротехнологии и электрооборудование в сельскохозяйственном производстве: сб. науч. тр. (Вып. 6) Т.1, / ФГОУ ВПО АЧГАА. - Зерноград, 2007. - С.49-55.

32.Воронин, С.М. Исследование теплового аккумулирования напольным электрообогревателем [Текст] / C.B. Панченко, В.Т. Фомичев, С.М. Воронин // Электротехнологии и электрооборудование в сельскохозяйственном производстве: сб. науч. тр. (Вып. 7) Т.1. / ФГОУ ВПО АЧГАА. - Зерно-град, 2007.-С. 164-168.

33.Воронин, С.М. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии [Текст] / С.М.Воронин // Учебное пособие. - Зерноград: ФГОУ ВПО АЧГАА, 2007-204 с.

34.Воронин, С.М. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии [Текст] / С.М.Воронин // Курс лекций. - Зерноград: ФГОУ ВПО АЧГАА, 2008 - 256 с.

35.Воронин С.М. Особенности проектирования солнечной электростанции для передвижных пасек [Текст] / С.М. Воронин, А.Э. Калинин II Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве. Труды 6-й Международной научно-технической конференции. 4.4. Возобновляемые источники энергии. Местные энергоресурсы. Экология. - М.: ГНУ ВИЭСХ, 2008.-с.81-86.

ЛР 65-13 от 15.02.99. Подписано в печать 14.01.2009. Формат 60x84/16. Уч.-изд. л. 1,8. Тираж 100 экз. Заказ № 6.

© РИО ФГОУ ВПО АЧГАА

347740, Зерноград, Ростовской области, ул. Советская, 15.

Введение.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ АВТОНОМНЫХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ

ПОТРЕБИТЕЛЕЙ.

1.1. Сельскохозяйственные объекты автономного электроснабжения.

1.2. Анализ вариантов электроснабжения.

1.3. Анализ возобновляемых источников энергии.

1.4. Анализ научно-технических достижений в области применения возобновляемых источников энергии в сельском хозяйстве.

1.5. Формулировка проблемы и задачи научных исследований

2. ОБЩАЯ МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Направление исследований.

2.2. Методы исследований.

3. СИСТЕМА АВТОНОМНОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ НА ОСНОВЕ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ.

3.1. Построение системы автономного электроснабжения и определение ее границ.

3.2. Анализ потребителей электрической энергии.

3.3. Исследование потоков поступления энергии.

4. АНАЛИЗ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ И АККУМУЛЯТОРОВ

ЭНЕРГИИ.

3.1. Преобразователи энергии солнечного излучения.

3.2. Преобразователи энергии ветра.

3.4. Аккумуляторы энергии.

5. МЕТОДОЛОГИЯ ФОРМИРОВАНИЯ АВТОНОМНЫХ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ НА ОСНОВЕ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ

ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ.

5.1. Обоснование целевой функции оптимизации автономных систем электроснабжения.

5.2. Автономная система электроснабжения на основе солнечной электростанции.

5.3. Автономная солнечная электростанция с разделенной во времени бытовой и производственной нагрузкой.

5.4. Автономная электростанция на базе ветроэнергетической установки пропеллерного типа.

5.5. Автономная электростанция на базе ветроэнергетической установки роторного типа.

5.6. Автономная система электроснабжения на базе ветроустановки и топливной электростанции.

5.7. Автономная система электроснабжения на основе солнечной электростанции и ветроэнергетической установки.

5.8. Методы определения параметров автономных систем электроснабжения при их формировании.

6. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ

АВТОНОМНЫХ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ НА ОСНОВЕ

ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ.

6.1. Экономически целесообразные условия применения.

6.2. Экономическая эффективность автономных систем электроснабжения, сформированных по предлагаемым методикам.

С конца прошлого столетия в экономике России произошли значительные изменения. Эти изменения, в первую очередь, заключались в переводе ее на рыночные отношения и признании многоукладное™, когда наряду со старыми формами коллективного хозяйствования стали появляться и частные хозяйствующие субъекты. В аграрном секторе это отразилось в появлении фермерских, крестьянских и других частных хозяйств. В настоящее время число таких хозяйств не только не уменьшилось, а напротив, увеличилось в сотни раз. Так в Южном Федеральном округе в 2007 году число фермерских хозяйств1 превысило 20 тысяч штук.

По некоторым понятным причинам российские фермеры оказались удалены от энергетических коммуникаций, в частности от линий электропередачи, на значительные расстояния. Это породило проблему автономного электроснабжения, которая в начале решалась традиционными методами, то есть за счет использования автономных топливных электростанций. Однако последующее лавинное увеличение стоимости нефтепродуктов на фоне законов рыночной экономики потребовало изыскания альтернатив топливным электростанциям. Необходимость освоения альтернативных источников энергии для частного сельскохозяйственного производства отвечает и современным интересам национальной энергетики, что еще раз подтвердило диалектические законы развития общества, и показало, что новые проблемы нельзя решать традиционными методами.

В качестве альтернативных источников энергии в России и во всем Мире рассматриваются синтетические топлива, атомная энергетика и возобновляемые источники энергии (ВИЭ). Априорно для фермерских хозяйств реальное практическое значение представляют нетрадиционные и возобнов

1 - подразумеваются любые хозяйствующие субъекты, владеющие частным сельскохозяйственным производством ляемые источники энергии, особенно солнечное излучение, ветер и биотопливо, имеющие место в достаточном количестве на всей территории России с интенсивным сельскохозяйственным производством. Однако, их применение для автономного электроснабжения в России также оказалось проблематично, во-первых, из-за весьма заметного отставания отечественных энергоустановок на ВИЭ от мировых, а во-вторых, из-за отсутствия научно обоснованных методов формирования автономных электростанций на этих источниках энергии, отвечающих современным экономическим требованиям хозяйствования. При этом простой перенос мировых достижений в отечественные условия не может привести к положительным результатам из-за принципиальных отличий в хозяйствовании.

В соответствии с этим для национального сельского хозяйства реальна проблема освоения возобновляемых источников энергии для автономного электроснабжения. Мало того, сельское хозяйство России с его малыми формами хозяйствования может стать первым масштабным потребителем ветроэнергетических и гелиоэнергетических установок, применение которых ограничивается низкой плотностью соответствующих источников энергии. В этом плане, проблему освоения возобновляемых источников энергии для автономного использования в сельском хозяйстве следует считать не отраслевой, а общенациональной, соответствующей мировым тенденциям развития энергетики.

Кроме того, возобновляемые источники энергии находятся в среде обитания человека в естественном состоянии, следовательно, их можно использовать, не нанося экологического урона, то есть, создаются предпосылки решения и экологических проблем современной энергетики.

Растущая потребность применения возобновляемых источников энергии диктует необходимость интенсивного повышения эффективности (конкурентоспособности) автономных систем электроснабжения на их основе. Как показывает мировой опыт освоения возобновляемых источников энергии, значительных успехов в повышении конкурентоспособности автономных систем электроснабжения можно достичь путем оптимизации их параметров. Это требует разработки соответствующих методов формирования энергосистем на основе ВИЭ. Методы формирования таких автономных систем, разработанные за рубежом, не могут быть использованы в российских условиях из-за производственно-экономических различий, а методы использования возобновляемых источников энергии в централизованных системах электроснабжения не могут быть применены для автономного электроснабжения из-за различных условий использования. В этой связи появляется ряд научно исследовательских задач по разработке методов формирования автономных систем электроснабжения на основе ВИЭ (в частности, на основе энергии солнечного излучении и ветра), решение которых представляет теорию и методологию построения соответствующих автономных систем электроснабжения, и являющихся основой для повышения их конкурентоспособности.

Учитывая мировой опыт развития малой энергетики на возобновляемых источниках энергии можно ожидать, что это направление в современных условиях окажется эффективно, так как не требует значительных материальных затрат и создает условия для оптимального использования существующих и разрабатываемых преобразователей энергии (фотоэлектрических преобразователей и ветроэлектростанций).

На основании изложенного, целью работы стало научное обоснование методов формирования автономных систем электроснабжения сельскохозяйственных объектов на основе энергии солнечного излучения и ветра, обеспечивающих их эффективное использование с учетом изолированности системы.

Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка используемой литературы и приложений.

Выводы по главе.

1. Минимально возможная площадь фотоэлектрических преобразователей солнечного излучения и емкость аккумуляторных батарей при автономном использовании фотоэлектрической установки зависят от среднесуточной мощности потребителя и требуемой вероятности энергообеспечения, в частности для типичных фермерских хозяйств с нагрузкой до 500 Вт, площадь ФЭП должна быть 2 - 10м2.

2. Для потребителей электроэнергии с раздельной нагрузкой (типичный представитель - передвижная пасека) наиболее эффективно применять параболоцилиндрические концентраторы с фиксированной в пространстве батареей фотоэлектрических преобразователей. При этом возможно уменьшение площади ФЭП на 25%.

3. Проведенные исследования показали, что оптимальная рабочая скорость ветра не зависит от среднесуточной мощности нагрузки, хотя стоимость всего энергетического комплекса пропорциональна этой мощности.

4. Для условий Ростовской области оптимальная рабочая скорость ветра для пропеллерной и роторной ветроустановок находится в диапазоне 5-6 м/с. При увеличении удельной стоимости ветроус-тановки оптимальная рабочая скорость незначительно увеличивается, а при увеличении удельной стоимости аккумуляторов несколько уменьшается. Однако пределы изменения незначительные — скорость остается в интервале 5,5 - 6 м/с.

5. При совместном применении ветроэнергетической установки и топливной электростанции рабочая скорость ветра увеличивается до 10 — 12 м/с. При этом размеры и стоимость ветроустановки значительно уменьшаются, хотя стоимость всей системы электроснабжения увеличивается. Увеличение стоимости обусловлено применением топливной электростанции и потреблением углеводородного топлива, однако это оправдано увеличением надежности электроснабжения до уровня сетевого.

6. Совместное применение ветроэнергетической установки и солнечной электростанции позволяет увеличить рабочую скорость ветра до 8 м/с. Однако, даже при такой, более компактной, ветроэнергетической установке совместное использование энергии ветра и солнечного излучения без концентраторов в настоящее время, по крайней мере, на территории Ростовской области, экономически не оправдано. Такой энергетический комплекс может стать конкурентоспособным в перспективе при снижении стоимости фотоэлектрических преобразователей в 2 раза и повышении их КПД в 2 раза.

6. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ АВТОНОМНЫХ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ НА ОСНОВЕ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ

ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ 6.1. Экономически целесообразные условия применения

В будущем, предположительно к концу этого столетия, возобновляемые источники энергии (наряду с атомной энергией и традиционными источниками энергии) будут рассматриваться как основные. Но пока, из-за более высокой стоимости электроэнергии, возобновляемые источники энергии эффективно могут использоваться только в автономных системах электроснабжения небольших объектов, составляя альтернативу сетевому (или централизованному) электроснабжению. Это обусловлено более высокой стоимостью электроэнергии при сетевом электроснабжении достаточно удаленных объектов [21, 29, 30, 112 и др.].

Кроме сетевого электроснабжения, альтернативой электростанциям на возобновляемых источниках энергии выступают и автономные топливные электростанции. При этом не следует забывать, что автономное электроснабжение на основе возобновляемых источников энергии все же имеет несколько меньшую надежность по сравнению с обоими вариантами. Постараемся определить, при каких условиях автономные энергетические комплексы на основе возобновляемых источников энергии уже в настоящее время становятся конкурентоспособными.

Наиболее правильно сравнивать конкурирующие системы по стоимости вырабатываемой ими электроэнергии. То есть, критерием эффективности должно быть: сэ=^ (6.1)

Э ЧУ где Сэ - стоимость вырабатываемой электроэнергии, руб/кВт.ч.;

Zcэ — затраты на создание и эксплуатацию системы электроснабжения, руб.; количество потребленной электроэнергии за весь срок службы системы электроснабжения, кВт.

Если срок службы альтернативных систем электроснабжения уравнять (а это возможно путем учета эксплуатационных затрат [193]), то потребляемая энергия будет одна и та же при любой системе, так как определяется потребителем, а не поставщиком энергии. Это позволяет вместо стоимости потребляемой электроэнергии в качестве критерия эффективности использовать затраты на создание и эксплуатацию системы электроснабжения.

Таким образом, автономная система электроснабжения на основе возобновляемых источников энергии будет эффективна в том случае, когда затраты на ее создание и эксплуатацию не будут превышать аналогичных затрат для конкурирующей системы [29, 112, 113]. Это может произойти не только из-за экономии средств на покупку электроэнергии или топлива, но и за счет экономии капитальных вложений. То есть, в некоторых случаях, например, когда альтернативой выступает сетевая система электроснабжения, могут потребоваться большие денежные средства уже на стадии строительства конкурирующей системы.

И, наконец, более низкая надежность энергообеспечения автономной системы электроснабжения, порождает увеличение убытков от перерыва в электроснабжении, что следует учитывать при детальном технико-экономическом анализе сравниваемых систем. Если же сравниваемые системы используются для электроснабжения непроизводственных процессов, или имеют допустимую (хоть и разную) надежность энергообеспечения, то величину убытков можно исключить. В первом случае убытков нет по причине отсутствия производства продукции или услуг (электроснабжение непроизводственных процессов), а во втором случае по причине равенства убытков, так как продолжительность перерыва в электроснабжении допустима для рассматриваемых объектов электрификации.

Рассмотрим условия экономической эффективности автономных энергетических комплексов на основе возобновляемых источников энергии по сравнению с централизованным электроснабжением.

Расчетная схема централизованного электроснабжения приведена на рисунке 6.1.

Рисунок 6.1- Расчетная схема сетевого электроснабжения 1 - В Л-10, 2 - раъединитель, 3 - ТП 10/0,4, 4 - ВЛ-0,4.

Потенциальный потребитель электроэнергии вынужден оплачивать строительство воздушных или кабельных линий напряжением 10 кВ и 0,4 кВ, обоих разъединителей, подстанционного оборудования, включая силовой трансформатор, а так же оплачивать потребленную электроэнергию. При этом эксплуатационные расходы входят в тариф на электроэнергию и отдельно не оплачиваются. В этом случае затраты будут иметь следующие составляющие.

Zц = 2СР + С10 + Стп + С04 + Сэ (6.2) где — совокупные затраты при централизованном электроснабжении, руб.;

СР - стоимость разъединителя, руб.;

С]о - стоимость возводимой линии электропередач напряжением 10 кВ, руб.;

Стп - стоимость подстанции 10/0,4, руб.; С04 — стоимость возводимой сети напряжением 0,4 кВ, руб.; Сэ - стоимость потребленной электроэнергии, руб. В выражении (6.2) переменными величинами являются Сю (зависит от протяженности ВЛ-10), Стп (зависит от мощности трансформаторной подстанции) и Сэ (зависит от величины потребляемой энергии). Стоимость низковольтных линий для автономных потребителей величина практически постоянная, так как трансформаторная подстанция 10/0,4 кВ устраивается вблизи компактного потребителя и длина ВЛ-0,4 составляет приблизительно 20 м. С учетом этого можно записать выражение для затрат в следующем виде:

Zц = 2СР + сюЬю + стп8тп + Со4 + сэ^¥ (6.3) где Сю— стоимость одного километра ВЛ-10, руб./км; Ьш - длина ВЛ-10, км; стп ~ удельная стоимость ТП, руб/кВА; 8ТП - мощность ТП, кВА; сэ - тариф на электроэнергию, руб/кВт.ч электроэнергия, потребленная за весь срок службы, кВт.ч. Для автономных потребителей электроэнергии среднесуточная мощность составляет 0,5 . . 1,5 кВт, максимальная мощность может достигать 3 кВт. С учетом этого целесообразно применять трансформаторную подстанцию 10/0,4 мощностью 25 кВА (минимальной мощности, выпускаемой отечественной промышленностью). В этом случае затраты для усредненных данных можно выразить только функцией от длины линии электропередач напряжением 10 кВ.

Затраты, связанные с автономным энергетическим комплексом на основе возобновляемых видов энергии, определяются в зависимости от выбранного варианта. автономная электростанция

ZA = САС + Сэ + Ст (6.4) ветроэнергетическая установка с аккумуляторным резервом Сву + Саб + Сэ (6.5) ветроэнергетическая установка с автономной электростанцией а - СВу + САс + Сэ + Ст (6.6) солнечная электростанция на основе фотоэлектрических преобразователей с аккумуляторным резервом

ZA = СГУ + Саб + Сэ (6.7)

Здесь САс - стоимость автономной электростанции, руб.;

Сэ - эксплуатационные затраты, руб.;

Ст - стоимость топлива, руб.;

СВу - стоимость ветроэнергетической установки, руб.;

Саб - стоимость аккумуляторных батарей, руб.;

Сру — стоимость гелиоустановки на основе фотоэлектрических преобразователей, руб.

На рисунках 6.2 - 6.5 показаны графики изменения стоимостных функций в зависимости от расстояния до точки подключения к централизованной сети, а в таблице 6.1 приведены предельные расстояния, при которых эффективно автономное электроснабжение. о

Оч л н г» е о о к о н о

60

50

40

30

20 л

1/ 2j

Расстояние, км

Рисунок 6.2 - Функции стоимости систем электроснабжения

N«=1,5 кВт)

1 - трехпроводная ВЛ-10, 2 - однопроводная ВЛ-10, 3 - ветроэнергетическая установка с аккумуляторным резервом, 4 - ветроэнергетическая установка с топливной электростанцией.

Рисунок 6.3 - Функции стоимости систем электроснабжения = 0,5 кВт)

1 - трехпроводная ВЛ-10, 2 - однопроводная ВЛ-10, 3 - ветроэнергетическая установка с аккумуляторным резервом, 4 - ветроэнергетическая установка с топливной электростанцией.

Расстояние, км

Рисунок 6.4 - Функции стоимости систем электроснабжения

1,5 кВт)

1 - трехпроводная ВЛ-10, 2 - однопроводная ВЛ-10, 3 - электростанция на бензине, 4 - электростанция на биогазе.

30 ю ^ а а*

3 25 н ч 0

2 20

1 ? и15

3 1 2 " 4

12 3 4

Расстояние, км

Рисунок 6.5 - Функции стоимости систем электроснабжения

Ын = 0,5 кВт)

1 - трехпроводная ВЛ-10, 2 - однопроводная ВЛ-10, 3 - электростанция на бензине, 4 - электростанция на биогазе.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные исследования обеспечили получение следующих результатов: установлены статистические характеристики энергии солнечного излучения, ветра и графики работы автономных потребителей электрической энергии, типичных для Южного Федерального округа; впервые разработана общая методология и оригинальные методы оптимизации параметров автономных электростанций и систем электроснабжения на основе возобновляемых источников энергии; разработаны перспективные варианты преобразователей энергии солнечного излучения и ветра, позволяющие значительно повысить конкурентоспособность автономных электростанций на основе возобновляемых источников энергии; определены условия и разработаны рекомендации по эффективному применению автономных систем электроснабжения на основе возобновляемых источников энергии; разработаны инженерные методы массовых расчетов параметров автономных электростанций и систем электроснабжения на основе энергии солнечного излучения и ветра; разработаны зональные агротребования на автономные ветроэнергетические установки для Ростовской области.

На основании проведенных исследований и полученных результатов можно сделать следующие научные выводы.

1. Сопоставление полученных графиков нагрузки автономных сельскохозяйственных объектов, полученных на основе разработанного правила приведения случайных величин и методики ускоренного их получения, со статистическими характеристиками энергии солнечного излучения и ветра показало, что нет достаточной корреляционной связи между потреблением энергии и поступающей энергией ветра, но существует значительная отрицательная корреляционная связь (коэффициент корреляции около 0,6) между потреблением энергии и поступающей энергией солнечного излучения. Это позволяет при оптимизации параметров автономных систем электроснабжения на основе ветроэнергетических установок учитывать среднесуточную эквивалентную мощность нагрузки, в то время как при оптимизации параметров солнечных электростанций необходимо учитывать график потребления электрической энергии.

2. В ходе системного анализа автономных систем электроснабжения установлено, что оптимальная ориентация фиксированных солнечных коллекторов зависит от облачности в течение суток. Так, например, из-за более вероятной облачности на территории Ростовской области во вторую половину светового дня, приемники солнечной энергии должны быть ориентированы на юго-восток с азимутальным углом -12° и углом наклона 42°, что уточняет прежние представления об их оптимальной ориентации строго на юг.

3. Системный анализ автономных систем электроснабжения позволил установить, что ветровые и штилевые периоды подчиняются нормальному закону распределения. Статистические параметры функции распределения ветровых и штилевых периодов зависят от скорости ветра. На основании полученных данных, в частности, установлено, что на территории Ростовской области ветер со скоростью не ниже 6 м/с действует с вероятностью 0,9 в течение не менее 7 суток, а ветер со скоростью менее 6 м/с наблюдается подряд не более 4 суток с той же вероятностью.

4. Анализ влияния концентраторов солнечного излучения и систем слежения на к.п.д. фотоэлектрических преобразователей и стоимость солнечных электростанций показал, что наиболее перепективны параболические концентраторы с коэффициентом концентрации 7-9 совместно с системами слежения в функции времени. При этом максимальное увеличение полезной энергии достигается при угловом шаге слежения равном половине угла раскрытия концентратора. Установлено также, что для небольших объектов (среднесуточная нагрузка менее 500 Вт) системы слежения применять нерационально, а фотоприемники должны при этом иметь параметры ориентации, указанные в выводе 2.

5. Разработанная методология формирования и методика оптимизации параметров солнечных электростанций позволяют установить предельно возможные размеры батареи фотоэлектрических преобразователей в зависимости от заданной вероятности энергообеспечения. В частности, площадь фотоэлектрических преобразователей для электроснабжения фермерской усадьбы с вероятностью 0,9 при среднесуточной нагрузке 1,5 кВт должна быть не менее 30 м . При уменьшении нагрузки она уменьшается и при 200 Вт составляет 3,5 м2.

6. Формирование автономных систем электроснабжения на основе ветроэнергетических установок с аккумуляторами электрической энергии в соответствии с разработанной методологией обеспечивает снижение стоимости электроэнергии не менее чем в 1,5 раза. Реализация разработанных методов обоснования параметров ветро-электростанций с аккумуляторным резервом показала, что, независимо от среднесуточной мощности нагрузки, оптимальная рабочая скорость ветра равна 5, 5 - 6,5 м/с для пропеллерных и роторных ветроустановок. При совместном использовании ветроэнергетической установки и топливной электростанции оптимальная рабочая скорость ветра равна 10-12 м/с. Установлено также, что эти параметры остаются практически неизменными при изменении цен на составляющие автономных систем электроснабжения.

7. Электромагнитная связь ротора генератора с ветроколесом посредством машины постоянного тока обеспечивает стабильную э.д.с. при любых скоростях ветра (патент 1Ш №2313639). Это позволяет использовать для производства электроэнергии переменного тока ветроустановки типа ротора Савониуса, причем время использования энергии ветра увеличивается с 10 - 35% до 60 - 70%. Установлено также, что применение концентраторов эффективно при интенсивности солнечного излучения менее 200 Вт/м (Патент Яи №2331822), что позволяет увеличить время использования ФЭП на 30% и за счет этого уменьшить площадь батареи фотоэлектрических преобразователей на 25%.

8. Определены условия экономически эффективного использования автономных электростанций на основе возобновляемых источников энергии. Так применение ветроэлектростанций с аккумуляторным резервом экономически целесообразно при удалении автономного объекта электроснабжения мощностью 1,5 кВт от линии электропередачи на расстояние более 2 км, совместное применение ветро-электростанции и топливной станции целесообразно при удалении таких объектов на расстояние 4 км. Применение автономных солнечных электростанций эффективно при удалении на 10 км, при мощности потребителей не более 600 Вт. По сравнению с известными методами формирования автономных систем электроснабжения на основе энергии ветра и солнечного излучения, предлагаемые методические и технические разработки позволяют уменьшить стоимость электроэнергии в 2 раза для ветровых электростанций и на 20% для солнечных электростанций. Это обеспечит годовой экономический эффект только в ЮФО в размере 400 млн. рублей.

1. Алиев Р.К. Некоторые способы повышения энергоотдачи фотоэлектрических батарей в установках сельскохозяйственного назначения. / Р.К.Алиев, А.Т.Беленов // Гелиотехника. 1987. - №6. - С. 52 - 56.

2. Алиев Р.К. Фотоэнергетика сельского хозяйства / Р.К.Алиев, В.П.Муругов, Д.С.Стребков // Техника в сельском хозяйстве. 1988. -№1.С. 5-7.

3. Алферов Ж.И. Земные профессии Солнца./ Ж.И.Алферов, А.В.Бородин. //Серия Энергетика. М.: Советская Россия, 1981. - 88 с.

4. Алферов Ж.И. Модель автономной солнечной установки с гетерофото-элементами и концентраторами излучения. / Ж.И.Алферов, В.М.Андреев, Х.К.Арипов и др. // Гелиотехника. 1981. - №2. - С. 3 - 6.

5. Алферов Ж.И. Перспективы фотоэлектрического метода преобразования солнечной энергии. / Ж.И.Алферов, В.М.Андреев // Преобразование солнечной энергии. Под ред. Семенова Н.И. М.: ИХФ АН СССР. - 1981. С. 7-20.

6. Алферов Ж.И. Солнечная фотоэлектрическая установка мощностью 200 Вт на основе AlGaAs гетерофотоэлементов и зеркальных концентраторов/ Ж.И.Алферов, В.М.Андреев, Х.К.Арипов и др. // Гелиотехника. 1981. -№6.-С. 3-6.

7. Амерханов P.A. Математическое моделирование электромеханической системы ветроэлектрической установки. // Энергоснабжение и водоподго-товка. 2002. - №2. - С.85 - 87.

8. Амерханов P.A. Оптимизация сельскохозяйственных энергетических установок с использованием возобновляемых видов энергии. М.: Колос-Пресс, 2003.-532 с.

9. Анапиев Э.А. Солнечный коллектор с оребренными трубками с концентратором типа фоклин / Э.А.Анапиев, Ю.В.Невенганный // Энергетическое строительство. 1994. - №2.

10. Ю.Андерсон Б. Солнечная энергия (Основы строительного проектирования). Перевод с английского А.Р.Анисимова. Под ред. Ю.Н.Малевского. М.: Стройиздат, 1982. -376 с.

11. П.Андреев В.М. Фотоэлектрическое преобразование концентрированного солнечного излучения. / В.М.Андреев, В.А.Грилихес, В.Д.Румянцева; Под ред. Ж.И.Алферова Л.: Наука, 1989. - 310 с.

12. Андрианов В. Н. Электрические машины и аппараты: Учеб. пособие для студентов высш. с.-х. учеб. заведений. -М.: Колос, 1971. 448 с.

13. З.Андрианов В.Н. Ветроэлектрические станции. / В.Н.Андрианов, Д.Н.Быстрицкий, К.П.Вашкевич, В.Р.Секторов М-Л.: Госэнергоиздат, 1960.-320 с.

14. Н.Аполлонов Ю.Е. Перспективы комплексного использования ВЭС с другими энергоисточниками / Ю.Е. Аполлонов, Н.В. Миклашевич, А.Д. Стоцкий // Энергетик. 1997. - № 2.

15. Местные энергоресурсы. Экология. М.: ГНУ ВИЭСХ. - 2008. - С. 145 -150.

16. Астахов Ю.Н. Накопители энергии в электрических системах: Учеб. пособие для вузов / Ю.Н. Астахов, В.А. Веников, А.Г. Тер-Газарян. — М.: Высшая школа, 1989. 158 с.

17. Астахов Ю.Н. Функциональные возможности накопителей электроэнергии в энергосистемах / Ю.Н. Астахов, В.А. Веников, А.М. Иванов и др. // Электричество. 1983. - № 4. - С.З - 7.

18. Атлас Ростовской области. М.: РГУ, Гл. упр. геодезии и картографии, 1973.

19. Атрошенко В. А. Современное состояние и перспективы развития систем автономного электроснабжения. Промышленная энергетика. 1994. - №5. -С. 33.

20. Атрощенко В.А. Оценка эффективности и выбор оптимальной структуры систем автономного электроснабжения. / Атрощенко В.А., Григораш О.В., Семякин В.В., Ланчу В.В. // Промышленная энергетика 1997. - №6. — С. 24 - 27.

21. Байере Т. 20 конструкций с солнечными элементами. Перевод с английского С.В.Сидорова под ред. М. Колтуна. М.: Мир, 1988. - 196 с.

22. Байрамов Р.Б. Альтернативные источники энергии на службу человеку / Р.Б. Байрамов, С.С. Сейнткурбанов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1982. -№ 10. - С. 2-5.

23. Баскаков А.П. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. Учебное пособие. 4.1. Екатеринбург: ГОУ ВПО УПИ, 2004. - 86 с.

24. Батке К. Использование регенерируемых источников энергии для обогрева теплиц. / К.Батке, Р.Гаман //Международный сельскохозяйственный журнал. 1983.-№6.-С.41 -43.

25. Безруких П. П. Концепция развития и использования возможностей малой нетрадиционной энергетики в энергетическом балансе России. // Мировая электроэнергетика. 1996. - № 3. - С. 22 - 27.

26. Безруких П.П. Возобновляемая энергетика: методология, ресурсы, технологии. / Безруких П.П., Стребков Д.С. М.: ГНУ ВИЭСХ, 2005. -264 с.

27. Безруких П.П. Об экономической эффективности нетрадиционной энергетики. //Энергетическое строительство. 1992. - №3. С.7 - 12.

28. Беляев Л.С. Возобновляемые виды энергии, их потенциал и экономические показатели / Л.С.Беляев, Г.Б.Славин //Энергетика и транспорт. -1984.-№3. С.30-33.

29. Берковский Б.М. Возобновляемые источники энергии на службе человека. Серия Наука и технический прогресс. / Б.М.Берковский, Кузьминов В.А.-М.: Наука, 1987.- 128 с.

30. Бобрович И.В. Температурные характеристики и работоспособность фотопреобразователей при сильном освещении. / И.В.Бобрович., А.А.Дарми-донтов, В.М.Евдокимов и др. // Солнечная фотоэлектрическая энергетика. Ашхабад: Ылым - 1983. С. 25 - 31.

31. Бородин И.Ф. Энергообеспечение сельского хозяйства./ И.Ф.Бородин // Техника в сельском хозяйстве. 1994. - №4. С.8 - 13.

32. Бородулин М.Ю. Электротехнические проблемы создания преобразовательных установок для солнечных и ветровых электростанций / М.Ю. Бо-родулин, Д.Е. Кадомский // Электрические станции. 1997. - № 3.

33. Бортников Ю.С. Проблемы математического моделирования систем автономной энергетики. / Ю.С.Бортников, А.П.Коновалов, Н.С.Лидоренко, И.Б.Рубашов // Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт 1972. - №1. С.88 -95.

34. Бузанова JI.K. Полупроводниковые фотоприемники. / Л.К.Бузанов, Т.М.Глисерман М.: Энергия, 1976. - 72 с.

35. Бусаров В.Н. Возможности использования возобновляемых источников энергии в условиях глобального изменения природной среды и климата Обз.инф. науч. и техн. аспекты окруж. среды. // ВИНИТИ 1995.

36. Быстрицкий Г.Ф. Общая энергетика. М.: АС ADEMA, 2005 - 208 с.

37. Ванурин В. Н. Динамические характеристики электрических машин / В.Н. Ванурин, А.Б. Карташов, Б.А. Карташов. Ростов н /Д: Изд-во Ростовского университета, 1995. - 63 с.

38. Веденяпин Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработка опытных данных. М.: Колос, 1965. - 132с.

39. Ветроэнергетика: Пер. с англ. / Под ред. Д. Де Рензо. М.: Энергоатомит-здати, 1982.-271 с.

40. Волков Э.П. Перспективы применения солнечных фотоэлектрических станций с теплоутилизационным паровым циклом. / Э.П.Волков, А.И.Поливода, Ф.А.Поливода Ф.А. // Изв. РАН. Серия Энергетика. 1997. -№3.

41. Воронин A.C. Автономное электроснабжение фермерских хозяйств на основе использования энергии ветра (для условий Ростовской области): Ав-тореф. дис. . канд.техн. наук. Зерноград, 2001. - 18 с.

42. Воронин С. М. Проблемы применения возобновляемых источников энергии в сельском хозяйстве. / С.М.Воронин // Совершенствование технологических процессов, машин и аппаратов в инженерной сфере АПК: материалы науч. конф. АЧГАА Зерноград, 1999. - С.84 - 86.

43. Воронин С.М. Исследование энергетических характеристик ветра / С.М. Воронин, A.C. Воронин, А.П. Жогалев // Повышение надежности работы электрооборудования в сельском хозяйстве. Зерноград: АЧГАА. - 2001. - Вып. 1. - С. 90-94.

44. Воронин С.М. Перспективные варианты автономного электроснабжения фермерских хозяйств на основе использования энергии ветра / С.М. Воронин, А.П. Жогалев // Развитие села и социальная политика в условиях рыночной экономики. М.: 2002.

45. Воронин С.М. Автономное электроснабжение с использованием гелиоустановок. / Воронин С.М., Лосьев С.Н. // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2003. - №2. - С. 20-23.

46. Воронин С.М. Использование энергии ветра и солнечного излучения для автономного электроснабжения фермерских хозяйств. // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2007. - №1. - С. 10-11.

47. Воронин С.М. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. Курс лекций. Зерноград: ФГОУ ВПО АЧГАА, 2008 - 256 с.

48. Воронин С.М. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. Учебное пособие. Зерноград: ФГОУ ВПО АЧГАА, 2007 - 204 с.

49. Воронин С.М. Оптимизация параметров ветроэнергетической установки для фермерского хозяйства / М.А. Таранов, С.М. Воронин // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2000. - № 5. — С.37-39.

50. Воронин С.М. Параметры автономной системы электроснабжения на основе гелиоустановок. // С.М.Воронин, С.В.Оськин, В.В.Вицков // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2007. - №8 - С.35 - 36.

51. Воронин С.М. Параметры автономной системы электроснабжения на основе солнечной электростанции. // С.М. Воронин, А.А.Таран.// Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2007. - №3. - С.24 - 25.

52. Воронин, С.М. Анализ вариантов автономных солнечных электростанций Текст. / С.М.Воронин, А.А.Таран // Электротехнологии и электрооборудование в сельскохозяйственном производстве: сб. науч. тр. (Вып. 6) Т.1. / ФГОУ ВПО АЧГАА. Зерноград, 2007. - С.49-55.

53. Воронин, С.М. Возобновляемые источники энергии в автономных системах энергоснабжения сельских объектов. -Зерноград: ФГОУ ВПО АЧГАА. 2005.- 118 с.

54. Воронин, С.М. Возобновляемые источники энергии и энергосбережение / С.М.Воронин, С.В.Оськин, А.Н.Головко. Краснодар: ФГОУ ВПО Куб-ГАУ. 2006 - 268 с.

55. Воронин, С.М. Выбор основного и дополнительного возобновляемых источников Текст. / М.А. Таранов, С.М. Воронин, A.C. Воронин // Адаптивные технологии и технические средства в полеводстве и животноводстве. Зерноград: ВНИПТИМЭСХ, 2000. - С. 285-287.

56. Воронин, С.М. К вопросу экспериментального определения интенсивности солнечного излучения / С.М.Воронин, С.В.Оськин, В.В.Вицков // Труды Кубанского государственного аграрного университета. Серия Агроин-женер / КубГАУ Краснодар, 2008. - №1. - С.45-47.

57. Воронин, С.М. Метод получения графиков потребления электроэнергии фермерскими хозяйствами / С.М.Воронин // Техника в сельском хозяйстве. 2008. - №6. - С.23-24.

58. Воронин, С.М. Напольный электрообогреватель с аккумулированием тепловой энергии / С.М.Воронин, С.В.Панченко // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2008. -№8. - С. 12-13.

59. Воронин, С.М. Обоснование концентраторов солнечного излучения Текст. / Богатырев Н.И., Григораш О.В., Оськин C.B. и др. // Отчет по

60. Воронин, С.М. Параметры автономной системы электроснабжения на основе гелиоустановки / А.А.Таран, С.М.Воронин // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2008. - №11. - С.36-37.

61. Воронин, С.М. Перспективы использования энергии солнечного излучения для электроснабжения сельских потребителей в России / С.М.Воронин // Известия высших учебных заведений. Сев-Кав. регион. Технические науки. Прил. №5. 2003. - С.36-40.

62. Воронин, С.М. Пошаговые системы слежения для фотоэлектрических преобразователей / С.М.Воронин, А.А.Таран // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2008. - №11. - С.44-45.

63. Воронин, С.М. Правило приведения случайных величин / М.А. Таранов, С.М. Воронин, A.C. Воронин // Адаптивные технологии и технические средства в полеводстве и животноводстве. Зерноград: ВНИПТИМЭСХ, 2000. - С. 287-289.

64. Воронин, С.М. Системы слежения для солнечных электростанций / С.М.Воронин, А.А.Таран. // Методы и технические средства повышения эффективности применения электроэнергии в сельском хозяйстве: сб. науч. тр. / СтГАУ Ставрополь, 2006. - С.61-65.

65. Галкин М.П. Выходные электрические параметры ветроэнергетических установок малой мощности. / М.П.Галкин // Энергетическое строительство. 1994. - №5 - С. 6.

66. Глущенко В. П. Применение ветродвигателей в сельском хозяйстве / В.П.Глущенко. -Киев-М.: Машгиз, 1959. 100 с.

67. Гмурман В. Е. Теория вероятностей и математическая статистика /

68. B.Е.Гмурман -М.: Высшая школа, 1977. 479 с.

69. ГОСТ Р 51991-2002. Нетрадиционная энергетика. Ветроэнергетика. Установки ветроэнергетические. Общие технические требования.

70. ГОСТ Р 51597-2000. Нетрадиционная энергетика. Модули солнечные фотоэлектрические. Типы и основные параметры.

71. Григораш О.В. Выбор оптимальной структуры системы автономного электроснабжения. / О.В.Григораш, С.А.Симоненко, А.М.Передистый и др. // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2007. - №8.1. C.31 -33.

72. Гулия Н.В. Накопители энергии / Н.В.Гулия. М.: Наука, 1980. - 151 с.

73. Гумницкий В.П. Метод оперативной оценки технического совершенства ВЭУ / В.П. Гумницкий, Н.С. Голубенко // Энергетическое строительство. 1992. -№ 3. -С.16-19.

74. Д. Мак-Вейг. Применение солнечной энергии. / Пер. с англ. под ред. Тар-нижевского Б.В. М.: Энергоиздат, 1981. - 216 с.

75. Дасоян М.А. Химические источники тока / М.А.Дасоян Л.: Энергия, 1969.

76. Демкович A.A. Современное состояние, перспективы использования и развития возобновляемых источников в энергетике. /А.А.Демкович,

77. A.А.Тлеулова // Высокие технологии энергосбережения. Труды международной школы-конференции. Воронеж, 2005. - С.125 - 126.

78. Денисенко Н. А. Упрощенная стахостическая модель электрических нагрузок в системах электроснабжения / Н.А.Денисенко //Энергетик. 1987. -№8.-С.Ю4- 107.

79. Денисенко О.Г, Преобразование и использование ветровой энергии / О.Г. Денисенко, Г.А. Козловский, Л.П. Федосенко, А.И. Осадчий. Киев: Техника, 1992. - 176 с.

80. Дибиров М.Г. К определению суммарной солнечной радиации расчетным способом. / М.Г.Дибиров, Н.С.Махмудов // Гелиотехника 1982. — №3. — С. 73 - 74.

81. Дмитриева Г. А. Анализ работы неуправляемой ветроэлектрической установки в автономной энергосистеме / Г.А. Дмитриева, С.Н. Макаровский, З.Г. Хвощинская // Электричество. 1998. - № 6. - С.12 - 18.

82. Доброхотов В.И., Нетрадиционные возобновляемые источники энергии. Проблемы и перспективы / В.И.Доброхотов, Э.Э.Шпильрайн // Теплоэнергетика. 1996. - №5.

83. Доценко Б.Н. Метод определения выработки электроэнергии ветроэнергетическими установками в месте их размещения / Б.Н. Доценко, И.В. Дубровина // Электрические станции. 1990. - № 7. - С.86 - 90.

84. Дубовенко В.А. Результаты эксплуатации и технические предложения по дальнейшему использованию оборудования Крымской СЭС-5. /

85. B.А.Дубовенко, А.И.Курятов, Я.Ф.Шпак, Н.П.Керенцов // Промышленная энергетика. 1994. - №2. С.43 - 44.

86. Дьяков А.Ф. Калмыцкая опытная ветровая электростанция / А.Ф.Дьяков, Н.С.Прокуроров, Э.М.Перминов // Электрические станции 1995. -№ 2.

87. Дьяков А.Ф. Проблемы развития нетрадиционной энергетики на современном этапе / А.Ф.Дьяков // Энергетическое строительство, 1991. №3.

88. Дэвинс Д. Энергия. Под ред. Д.Б. Вольфберга. Пер. с англ. / Д. Дэвинс. —

89. М.: Энергоатомиздат, 1985.-360с.

90. Евдокимов В.М. Генераторы прямого преобразования тепловой и химической энергии в электрическую. // (АН СССР. Ин-т научной информации. Итоги науки и техники. Т. 3. - Солнечные батареи). - М., 1977.

91. Евдокимов В.М. Солнечные батареи. / В.М.Евдокимов, М.Е.Каган, М.М.Колтун, С.Х.Черкасский. М.: ВИНИТИ, 1977. - 194 с.

92. Ермолин Н.П. Электрические машины: Учеб. пособие / Н.П.Ермолин — М.: Высшая школа, 1975. — 296 с.

93. Жогалев А.П. Использование ветродизельэлектрических установок для электроснабжения сельхозтоваропроизводителей. // Совершенствование технологических процессов, машин и аппаратов в инженерной сфере АПК. Зерноград, 1999. - Вып. 1. - С. 97 - 98.

94. Жогалев А.П. Роторная ветроэнергетическая установка для автономного электроснабжения рассредоточенных сельскохозяйственных объектов (для условий Ростовской области): Автореф. дис. к.т.н. Зерноград, 2004.

95. Зубарев В.В. Электростанции на нетрадиционных источниках энергии и использование их в энергосистемах. // Сер. Новые способы производства электроэнергии и тепла. Использование нетрадиционных источников энергии; Вып 1. -М.: Информэнерго, 1983.

96. Зубарев. В.В. Проблема использования энергии ветра для электрификации. // Энергетика и электрификация. Сер. Новые виды энергетических установок и использование нетрадиционных источников энергии; Вып. 1 -М.: Информэнерго, 1980.

97. Зуев В.М. Математическое моделирование автономной системы электроснабжения / В.М. Зуев, Н.П. Коноплева, Н.Н. Некрасов, С.К. Смирнов // Электричество. 1993. - № 6. - С. 9-13.

98. Ивашинцов Д.А. Выбор режимов работы ветроэлектрических агрегатов / Д.А. Ивашинцов, М.В. Кузнецов, Т.А. Рекстина // Энергетическое строительство. 1991.-№ 3. - С. 50-53.

99. Ильченко А.Я. Специальные асинхронные генераторы для ВЭУ и малых ГЭС. / А.Я.Ильченко, В.М.Семенов, Н.И.Богатырев // Высокие технологии энергосбережения. Труды международной школы-конференции. Воронеж, 2005. С.126 - 128.

100. Историк Б.Л. Исследование характеристик вертикальной ветроэнергетической установки с аэродинамическим регулированием / Б.Л. Историк, Ю.Б. Шполянский // Энергетическое строительство. 1991. - № 3. - С.З— 39.

101. К. Ширли. Электрический ветер / К.Ширли //Новый фермер и садовод. 1995.-№4-С. 18-19.

102. Каленик Ю. Энергия из воздуха в чистом виде (о переходе на альтернативные первичные энергоресурсы) / Ю. Каленик // Российская газета. -1998.- 15 мая.

103. Караваев Н.М. Альтернативные энергоустановки / Н.М.Караваев // Механизация и электрификация сельского хозяйства 1997. - №6 - С. 11 -13.

104. Каримбаев Т.Д. Оценка стоимости электроэнергии вырабатываемой малыми ветроэнергетическими установками \ Т.Д.Карамбаев // Конверсия в машиностроении. 1995. - № 5. - С. 18-20.

105. Карло Ля Порта. Возобновляемые виды энергии: последние коммерческие успехи в США и перспективы в будущем // Обзор инф. Науч. и техн. аспекты охраны окружающей среды. М.: ВИНИТИ, 1995, № 2.

106. Кирилин В.А. Энергетика. Главные проблемы В.А.Кирилин -М.: Знание, 1990. 128с.

107. Кирюшатов А.И. Использование нетрадиционных возобновляемых источников энергии в сельскохозяйственном производстве. М.: ВО Агро-промиздат, 1991. - 96 с.

108. Ковалевский И.И. Нормирование прочности ветроэнергетических установок / И.И. Ковалевский, В.Д. Пинягин, В.А. Серенко // Энергетическое строительство. 1991. -№ 3. - С. 39-40.

109. Кон JI. Ветроэнергетика: альтернативный лидер / Л.Кон // Мировая электроэнергетика. 1998. -№ 3. - С. 18-20.

110. Концентраторы солнечного излучения. / Сб. ЦПНТОЭ и ЭП. // Под ред. В.А.Грилихеса. Л.: Энергоатомиздат, 1986.

111. Концепция развития механизации, электрификации и автоматизации селскохозяйственного производства России на 1995 год и на период до 2000 года. / Кормановский Л. П. и др. -М.: Российская академия с. х. наук, 1992.

112. Коровин Н.В. Электрохимическая энергетика. -М.: Энергоатомиздат, 1991.-263 с.

113. Коршунов А.П. О роли возобновляемых источников энергии в энергообеспечении сельского хозяйства / А.П.Коршунов // Энергетическое строительство. 1995. - № 5.

114. Костенко М. П. Электрические машины / М.П. Костенко, Л.М. Пиотровский. -М.-Л.: Энергия, 1964. 554 с.

115. Костенко М. П. Электрические машины. 4.1. Машины постоянного тока. Трансформаторы. / Костенко М. П., Пиотровский Л. М.-Л.: Энергия, 1972.

116. Костенко М. П. Электрические машины. 4.2. Машины переменного тока. / Костенко М. П., Пиотровский Л. М.-Л.: Энергия, 1972.

117. Кошкин H.JI. О некоторых итогах российско-германской конференции "Возобновляемые источники энергии и их роль в энергетической политике России и Германии" // Теплоэнергетика 1995. -№11.

118. Кошкин Н.Л. Фотоэнергетика состояние и перспективы развития / Н.Л.Кошкин, М.И.Фугенфиров // Теплоэнергика - 1994. - №2.

119. Креймер A.C. Теоретические положения создания систем автономного электроснабжения сельскохозяйственных потребителей с ВЭУ малой мощности: Дисс. канд. техн. наук. Краснодар, 2003 - 171 с.

120. Кромптон Т. Вторичные источники тока. Пер. с англ. М.: Мир, 1985. -301 с.

121. Крошко А.Н. Автономные источники и системы электропитания аппаратуры связи. -М.: Связь, 1976.

122. Кузнецов М.В. О методике ветроэнергетических расчетов. // Электрические станции. 1992. - № 7. - С. 47-49.

123. Кукушкин В.И. Из опыта разработки ветроагрегатов средней мощности / В.П.Кукушкин // Энергетическое строительство. 1991, № 3. С. 40 - 42.

124. Левин H.H. Индукторные генераторы в маломощных ветроэлектроус-тановках / H.H. Левин, А.Д. Серебряков // Энергетическое строительство. -1991.-№3.-53-55.

125. Легкий В.А. Оценка технико-экономических показателей ветроэнергетических установок в энергосистемах УССР / В.А.Легкий // Энергетика и электрификация. 1985. - №4. - С.18 -20.

126. Лещинская Т. Б. Методы многокритериальной оптимизации систем электроснабжения сельских районов в условиях неопределенности исходной информации: Дис. . д-ра техн. наук. М., 1991.

127. Лившиц Л.С. Электроника в сельском хозяйстве / Л.С.Лившиц // Научно-технический прогресс и развитие производства. Минск: Урожай, 1985.-88 с.

128. Лидоренко Н.С. Солнечная энергетика. // Техника. Серия Гелиотехника. - М.: Знание, 1983/8.-64 с.

129. Лидоренко Н.С. Средства, методы и научные проблемы непосредственного преобразования видов энергии в электрическую Н.С.Лидоренко -Электротехника. 1977. - № 5. - С. 16-20.

130. Лидоренко Н.С. Электрохимические генераторы / Н.С. Лидоренко, Г.Ф. Мучник. М.: Энергоиздат, 1982. - 448 с.

131. Литвиненко A.M. Ветроэнергетическая установка для районов с малой энергией ветра. / А.М.Литвиненко, А.В.Тикунов // Высокие технологии энергосбережения. Труды международной школы-конференции. Воронеж,2005.-С.128-129.

132. Лушников О. Г. Оптимизация структуры энергетического комплекса на основе возобновляемых источников энергии. // Гидротехническое строительство. 1996. - № 5. - С. 10.

133. Лушников О.Г. Разработка экспертной системы проектироваеия энергокомплексов на базе возобновляемых источников энергии: Автореф. дис. . канд. техн. наук. -М.,1995.

134. Ляхтер В.М. Аэродинамика ортогональных ветроагрегатов / В.М. Лях-тер, Ю.Б. Шполянский // Труды Гидропроекта. Вып. 129. - М.: 1988 - С. 113-127.

135. Малышев H.A. Ветроэнергетические станции / H.A. Малышев, В.М. Ляхтер. М.: Гидропроект, 1989 - 222 с.

136. Мануйленко А.Г. Кисловодская опытно-экспериментальная солнечная электростанция / А.Г.Мануйленко, В.В.Ильенко, М.М.Кастун и др. // Энергетик. 1994. - №12.

137. Мартиросов С.Н. Разработка метода выбора параметров комбинированных ветро-фотоэлектрических энергоустановок для автономного сельского дома. / Автореф. к.т.н. М.: 2001.

138. Марченко О.В. Оптимизация автономных ветродизельных систем энергоснабжения / О.В. Марченко, C.B. Соломин // Электрические станции.- 1996.-№ 10. С.41-45.

139. Машины и оборудование. Тенденции развития рынка ветроэнергетических установок. Бюллетень иностранной коммерческой информации. №150(6351). 20.12.1988.

140. Машины электрические. Справочник. Т.2, 4.1. М.: ВНИИ. Стан-дартэлектро, 1991.

141. Машины электрические. Справочник. Т.2, 4.2. М.: ВНИИ. Стандартэ-лектро, 1991.

142. Мировая энергетика: прогноз развития до 2020г. Пер. с англ. / Под ред. Ю.Н. Старшинова. М.: Энергия, 1980. - 255 с.

143. Муругов В.П. Энергосберегающие технологии в сельском хозяйстве с использованием возобновляемых источников энергии. // Сб. научных трудов ВИЭСХ, т. 64 1985. - С. 13 - 23.

144. Насредин Хасан Айюб. Методика оценки и оптимизации параметров энергокомплекса на базе возобновляемых источников энергии (на примере Ливана): Автореф. дис. канд. техн. наук. М., 1994.

145. Новожилов И.А. Выбор параметров ветроэнергетической установки / И.А.Новожилов, С.В.Соломин // Электрические станции 1994. - №8. - С. 46-48.

146. Овис Л.Г. Ветроэнергетические комплексы малой мощности для районов Дальнего Востока и Крайнего Севера / Л.Г. Овис // Энергетическоестроительство. 1992. - № 3. - С. 27-30.

147. Овис Л.Г. Выбор оптимального места размещения ветроэнергетической установки. // Энергетическое строительство. 1992. - № 3. — С. 19-22.

148. Овсянников Е.М. Экономический эффект в результате перехода к пошаговому режиму слежения гелиоустановки за Солнцем // Е.М.Овсянников, В.Б.Пшеничный, Э.М.Аббасов // Промышленная энергетика 2007. - №9. С.51 - 53.

149. Осадчий Г. Б. Гелиоэлектростанция для средней полосы России. // Промышленная энергетика. 1996. -№5.

150. Осадчий Г.Б. Альтернативная энергетика и энергетический кризис. // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1995. - № 1. - С. 18-19.

151. Патент 2313639 Российская Федерация, МПК F03D 9/02. Ветроэнергетическая установка Текст./ Воронин С.М., Жогалев А.П.; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО АЧГАА. №20006129733/06; заявл. 16.08.2006; опубл. 27.12.2007 Бюл. №36-4 с.

152. Патент 2331822, Российская Федерация, МПК F24J 2/42, F24J 2/54. Модуль солнечной электростанции Текст. / Воронин С.М., Таран A.A.; Заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО АЧГАА. №2006142614/06; заявл. 01.12.2006; опубл. 20.08.2008 Бюл. №23 -3 с.

153. Пелецкий В.Э. Фазопереходное тепловое аккумулирование в системах преобразования солнечной энергии и требования к рабочим телам. // Тяжелое машиностроение. 1996. - №2.

154. Перминов Э.М. Ветроэнергетика проблемы и перспективы развития. // Электрические станции - 1993. - №8. - С. 41 - 48.

155. Перминов Э.М. Нетрадиционная электроэнергетика: состояние и перспективы развития. // Энергетик. 1996. -№5.-С. 10-11.

156. Перминов Э.М. Проблемы развития нетрадиционной электроэнергетики. // Промышленная энергетика. 1994. - № 2. - С. 36 - 39.

157. Перфилов О.JI. Некоторые вопросы развития ветроэнергетики. / О.Л.Перфилов, В.Н.Шаварин // Энергетическое строительство 1991. -№3. - С. 29-33.

158. Петухов Б.В. Использование солнечной энергии. М.: Знание. Серия IV, №14.- 1958-32 с.

159. Пиковский A.B. Режимы работы асинхронизированного синхронного генератора в составе ВЭУ / A.B. Пиковский, М.В. Титова, Т.В. Плотникова // Энергетическое строительство. 1991. - № 3. — С.48-50.

160. Пилюгина В.В. Применение солнечной и ветровой энергии в сельском хозяйстве Обзорная информация./ В.В. Пилюгина, В.А. Гурьянов М.: ВНИИТЭИСХ, 1981. - 65 с.

161. Плахтына Е.Г. Математическая модель для исследования динамических режимов ветроустановок. / Е.Г.Плахтына и др. // Электричество. -1991.-№ 12.-С. 9-15.

162. Попова С.Т. Проблемы развития рынка ветроэнергетических установок в капиталистических странах. М.: Информэлектро, 1979. - 15 с.

163. Пополов A.C. Солнечный транспорт. М.: Транспорт, 1996. - 166 с.

164. Преобразование солнечной энергии. Вопросы физики твердого тела. / Под ред. Б. Серафина. Пер. с англ. под ред. Колтуна М.М. М.: Энергоиз-дат, 1982.-320 с.

165. Раушенбах Г. Справочник по проектированию солнечных батарей. Пер. с англ. под ред. Колтуна М.М. М.: 1983. - 360 с.

166. Рекомендации по определению климатических характеристик ветроэнергетических ресурсов. -Л.: Гидрометиздат, 1983.

167. Руководящие материалы по проектированию электроснабжения сельского хозяйства. -М.: Сельэнергопроект, 1981.

168. С. Уделл. Солнечная энергетика и другие альтернативные источники энергии. Пер. с англ. Вуколов H.H. М.: Знание, 1980. - 88 с.

169. Самойлов М.В. Основы энергосбережения. Учебное пособие / М.В.Самойлов, В.В.Паневчик, А.Н.Ковалев Минск: БГЭУ, 2003. - 198 с.

170. Саплин JI.A. Уточненная методика оценки энергетических характеристик ветра для зоны Южного Урала / JI.A. Саплин, B.JI. Орлов // Повышение надежности электрооборудования в сельском хозяйстве. Челябинск: 1990.-С. 71-76.

171. Саплин JÏ.A. Энергоснабжение сельскохозяйственных потребителей с использованием возобновляемых источников: Автореф. дис. . д-ра техн. наук.-Челябинск: 1999.

172. Саплин JI.A. Энергоснабжение сельскохозяйственных потребителей с использованием возобновляемых источников. / Л.А.Саплин, С.К.Шерьязов, О.С.Пташкина-Гирина, Ю.П.Ильин. Под ред. Саплина Л.А. -Челябинск: 2000. 194 с.

173. Секторов В.Р. Зарубежная ветроэнергетика. // АН СССР. Институт научной информации. Итоги науки и техники М.: 1964. - 81с.

174. Сидоров В.И. Об использовании ветроэнергетических ресурсов / В.И. Сидоров, В.В. Сидоров, Кузнецов М.В. // Изв. АН СССР. Сер. Энергетика и транспорт. 1980. - №3. - С. 73-82.

175. Скалкин Ф.В. Энергетика и окружающая среда / Ф.В.Скалкин,

176. А.А.Канаев, И.З. Копп. Д.: Энергоиздат, 1981. - 280 с.

177. Соболь И.М. Численные методы Монте-Карло. М.: Наука, 1973. -311 с.

178. Сомкин Б.В. Использование возобновляемых энергоресурсов в малой энергетике / Б.В.Сомкин, М.Н.Стальная, П.П.Свит // Теплоэнергетика. -1996.-№2.

179. Справочник по климату СССР. Вып. 96. (Северный Кавказ, Нижнее Поволжье). Ветер. Л.: Метеорология - 1976.

180. Справочник по климату СССР. Вып. 13. (Северный Кавказ, Нижнее Поволжье) Солнечная радиация, радиационный баланс и солнечное сияние Л.: Метеорология - 1976.

181. Старик Д. Э. Как рассчитать эффективность инвестиций. М.: Финста-тинформ, 1996. - 93 с.

182. Старшинов Ю.М. Мировая энергетика. Прогноз развития до 2020 г. (Пер. с англ.) М.: Энергия - 1980

183. Стребков Д. С. Проблемы развития возобновляемой энергетики. // Механизация и электрификация сел. хоз-ва. 1997. - № 6. - С.4 - 8.

184. Стребков Д.С. Использование энергии Солнца. / Д.С.Стребков, А.Т.Беленов, В.П.Муругов. -М.: Нива России, 1992. 48 с.

185. Стребков Д.С. Концентрирующие системы для солнечных электростанций. /Д.С.Стребков, Э.В.Тверьянович Э.В. // Теплоэнергетика 1999. -№2.

186. Стребков Д.С. О развитии солнечной энергетики в России // Теплоэнергетика — 1994. №2.

187. Стребков Д.С. О развитии фотоэлектрической энергетики в России. / Д.С.Стребков, Н.Л.Кошкин // Теплоэнергетика 1996. - №5.

188. Стребков Д.С. Перспективы развития солнечной энергетики. // Научно-технический прогрессв инженерной сфере АПК России. — М.: ВИМ, 1998.

189. Стребков Д.С. Перспективы развития солнечной энергетики. // Российский химический журнал. Том XII 1997. - №6.

190. Стребков Д.С. Роль возобновляемой энергии в энергетике будущего. //Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве. Труды 5-й

191. Международной научно-технической конференции. 4.4. Возобновляемые источники энергии. Местные энергоресурсы. Экология. М.: ГНУ ВИ-ЭСХ, 2006.-С.З- 18.

192. Таран A.A. Автономная солнечная электростанция для передвижных пасек. // Дисс. . . к.т.н. Зерноград: 2007.

193. Твайделл Дж. Возобновляемые источники энергии: Пер. с англ. / Дж. Твайделл, А. Уэйр. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 392 с.

194. Теплоэнергетические установки и системы сельского хозяйства / Р.А.Амерханов, А.С.Бессараб, Б.Х.Драганов, С.П.Рудобашта; Под ред. Б.Х. Драганова- М.: Колос-Пресс, 2002. 434 с.

195. Тикунов A.B. Специализированный генератор для ветроэнергетической установки. / A.B.Тикунов, Д.А.Снегирев // Высокие технологии энергосбережения. Труды международной школы-конференции. Воронеж: 2005. -С.134- 135.

196. Ткачук В.Н. Экологически чистая технология получения электрической энергии на основе "обеднения процесса". / В.Н.Ткачук, Г.Н.Кашин // Высокие технологии энергосбережения. Труды международной школы-конференции. Воронеж: 2005. С.1139 - 140.

197. Тлеулов А.Х. Методы оценки характеристик ветроэнергетических и гелиоустановок сельскохозяйственных объектов: Автореф. дис. . д-ра. техн. наук. Челябинск, 1996.

198. Тот Л., Использование энергии ветра для механизации работ в животноводстве / Л.Тот, В.Хонти. // Международный сельскохозяйственный журнал 1983.-№6.-С. 38-41.

199. Тыминьски Е. Использование в сельском хозяйстве нетрадиционных источников энергии. // Международный сельскохозяйственный журнал -1983. №6. - С.29 - 35.

200. Умаров Т.Я. Солнечная энергетика. / Г.Я.Умаров, А.А.Ершов //Новое в жизни, науке, технике. Серия Наука о земле. - М.: Знание - 1974. — №1. -64с.

201. Усаковский В. М. Возобновляющиеся источники энергии. М.: Рос-сельхозиздат, 1986. - 121 с.

202. Фатеев В. М. Ветродвигатели и ветроустановки. М.: Сельхозгиз, 1957.-536 с.

203. Фатеев Е.М. Ветродвигатели в сельском хозяйстве. М.: Сельхозгиз, 1939.

204. Фатеев Е.М. Ветродвигатели и их применение в сельском хозяйстве. -М.: Машгиз, 1962. 247 с.

205. Фиала Й. Применение нетрадиционных источников энергии. / И.Фиала, Г.Елинкова, С.Гаш. // Международный сельскохозяйственный журнал. — 1983. №6. - С.20 - 24.

206. Флоренцев С.И. Современные компактные системы гарантированного электроснабжения. // Электротехника. 1993. - № 4. - С. 47 - 54.

207. Фомичев В.Т. Определение угла наклона гелионагревателей. / В.Т.Фомичев, И.Р.Шиян // Техника в сельском хозяйстве 1988. - №1.

208. Хадми Юсеф. Ветроэлектрогенератор. / Юсеф Хадми, Н.М.Мацко, А.М.Литвиненко. // Высокие технологии энергосбережения. Труды международной школы-конференции. Воронеж, 2005. С.142 - 143.

209. Харитонов В.П. Автономные ветроэлектрические установки / В.П.Харитонов М.: ГНУ ВИЭСХ, 2006. - 280 с.

210. Харитонов В.П. Ветроэнергетические ресурсы, состояние и перспективы использования энергии ветра. // Энергетическое строительство — 1991. -№3. С. 20-23.

211. Хлопенков П.Р. О физических особенностях использования энергии ветра и оптимизации конструкции сверхмощных ВЭУ. Энергетическое строительство. - 1992. - №3. С. 12-15.

212. Хрисанов Н.И. Технико-экономическое обоснование ветроэнергетических установок с учетом экологических факторов. / Н.И.Хрисанов, Н.В.Ветрова, И.Г.Гусаров И.Г., И.Г.Кудряшова, М.М.Клейнбок // Энергетическое строительство 1991. - №3. - С27 - 29.

213. Хрисанов Н.И. Экологическая сопоставимость возобновляющихся энергоисточников и традиционных. / Н.И.Хрисанов, Н.В.Ветрова // Рациональное использование природных ресурсов и охрана окружающей среды. Л.: ЛПИ, 1989. - С. 14 - 22.

214. Чехмарев С. Ю. Основные вопросы эффективности применения ВЭС в автономных системах электроснабжения. // Экономика природопользования. 1998. - Вып 5. - С. 11 - 12.

215. Чиликин М. Г. Общий курс электропривода: Учебное пособие для высших учебных заведений. М.: Энергия, 1971. - 432 с.

216. Чиликин М.Г. Теория автоматизированного электропривода: Учебное пособие для высших учебных заведений. / М.Г.Чиликин, В.И.Ключев, А.С.Сандлер М.: Энергия, 1979. - 616 с.

217. Шефтер Я.И. Ветронасосные и ветроэлектрические агрегаты / Я.И. Шефтер, И.В. Рождественский. -М.: Колос, 1967. 376 с.

218. Шефтер Я.И. Ветроэнергетические агрегаты. М.: Машиностроение, 1972.-288 с.

219. Шефтер Я.И. Использование энергии ветра. М.: Энергоатомиздат, 1983.-201 с.

220. Этокабека Арсен Жорж. Повышение уровня энергообеспеченности потребителей сельской местности с использованием источников возобновляющейся энергии (для условий республики Конго). // Автореф. к.т.н. С1. П, Пушкин, 1999.

221. Эфендиев A.M. Ветроэнергетическая установка на базе ротора Саво-ниуса. / А.М.Эфендиев, С.Н.Лукьянин // Высокие технологии энергосбережения. Труды международной школы-конференции. Воронеж: 2005. -С.145 147.

222. Ярасс П. Энергия ветра. / Ярасс П., Хофман Л., Ярасс А., Обермайер Г. М.: Мир, 1985.

223. Beurskens. Wind energy; The state of the art in Europe. Symposium on Solar Energy Applications. Beirut, January 24-25, 1994.

224. J.G. McVtigh. Sum Power: An Introduction to the Applications of Solar Energy. Pergamon Press: Oxford-New York-Toronto. 1981.-212.

225. Lamorte M., Abbot D. A. AlGaAs/GaAs cascade solar cell computer modeling under high solar concentration // Solar Cells. 1983. Vol. 9, №3, P. 311 -326.

226. Ljungsrom O. Large scale wind energy conversion system (WECS) design and installation as affected by site wind energy characteristics, grouping and social acceptance. "Wind Eng", 1997, №1, 36 56 (англ.).

227. Musgrove P. J. The variable geometry vertical axis windmill / Proc. Int. Sump, on Wind energy systems. Cambridge. 1976.

228. Pettiboune I/ Brochure of the Pfcific Gas and Electric Company, August? 1990.

229. Power Systems. Modelling and Control Application // Selected Papers from the SFAC Symp., Brussels, Belgium, 5-8 Sept., IF AC Proceeding Series, 1999, №9, p. 25-33.

230. Taylor D. Wind energy in the USA. Part 1. / D. Taylor // Energy J. 1982, 55, N1 2-3,6-7 (англ.).

231. Taylor D. Wind energy in the USA. Part 2 / D. Taylor // Energy J. 1982, 55, N2 12-13 (англ.).

232. Wind shadaw causes problems. "Elec. Rev.", (Gr. Brit.), 1977. №19. (англ).

233. Wind: future source for electric energy? "Lead", 1976, №1 (англ.).