автореферат диссертации по энергетике, 05.14.08, диссертация на тему:Использование комбинирвоанных энергоустановок на основе возобновляемых источников энергии для электроснабжения автономных потребителей Нигерии

На правах рукописи

Бойи Джимо

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОМБИНИРОВАННЫХ ЭНЕРГОУСТАНОВОК НА

ОСНОВЕ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ ДЛЯ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ АВТОНОМНЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ НИГЕРИИ

Специальность 05 14 08 - Энергоустановки на основе возобновляемых

видов энергии

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

V

Москва - 2007

003177006

Работа выполнена на кафедре «Нетрадиционные и возобновляемые источников энергии» МОСКОВСКОГО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА (технического университета)

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Владимир Иванович Виссарионов

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Эдуард Дмитриевич Сергиевский

- кандидат технических наук, доцент Игорь Иванович Тюхов

Ведущая организация лаборатория "Возобновляемые источники энергии" Московского государственного университета им МВ Ломоносова

Защита диссертации состоится "Ж" 2007г ч в

аудитории Г-200 на заседании диссертационного совета Д 212 157 03 при государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский Энергетический Институт (Технический Университет)» по адресу 111250 Москва, ул Красноказарменная, д 17, 2-й этаж, корпус «Г»

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МЭИ (ТУ)

Отзывы в двух экземплярах, заверенных печатью, просим присылать по адиесу 111250 Москва, ул Красноказарменная, д 14, Ученый совет МЭИ (ТУ)

Автореферат разослан "_"_, 2007г

Ученый секретарь

диссертационного совета Д212 157 03 кандидат технических наук, доцент Бердник Е Г

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы Федеративная Республика Нигерия находится в западной Африке в тропических широтах северного полушария, площадь - 923 768 кв км, население страны составляет около 138 миллионов человек и плотность населения - 127 человек на 1 кв км (2005 г) Городское население страны -38%, а сельское - 62% и только около 40 % населения подключено к единой электроэнергетической системе (ЭЭС) Нигерии, причем его большинство сконцентрировано в городах С одной стороны, острый недостаток электроэнергии в Нигерии, особенно в сельских местностях, которые на больших расстояниях находятся от сетей ЭЭС страны Причиной этому послужило высокая степень износа основных производственных мощностей электростанций ЭЭС Нигерии (до 45%), высокие потери электроэнергии при ее транспортировке по межрегиональным и региональным электросетям (до 40%), неравномерность расположения электростанций ЭЭС по всей стране, острый дефицит инвестиционных ресурсов отраслях энергетики Нигерии, сильно изношенное состояние (более 50%) электрических сетей страны Особенно остро этот вопрос стоит в северо-восточном регионе Нигерии, где отсутствуют электростанции и куда экономически не целесообразно прокладывать линии электропередач С другой стороны, страна располагает богатыми энергоресурсами на базе возобновляемых источников энергии (ВИЭ), которые в настоящее время не были оценены Северо-восточные районы Нигерии изолированы от ЭЭС и располагают богатыми возобновляемыми энергоресурсами, такими как солнечные, ветровые и малые гидроэнергетические, поэтому они наиболее перспективны для энергоснабжения на базе возобновляемых источников энергии

Участие ВИЭ в топливно-энергетическом балансе Нигерии пока остается на очень низком уровне В сельских районах страны особенно остро стоит вопрос электроснабжения, хотя при этом эти районы располагают огромными неиспользуемыми энергоресурсами на базе ВИЭ Поэтому приоритетность направления развития ВИЭ в Нигерии, а также их комплексное использование имеет актуальность, прежде всего, для потребителей сельских районов

С целью выравнивания графиков выработки энергии от возобновляемых источников и надежного электроснабжения потребителей, перспективным считается комбинированное использование ВИЭ в составе системы электроснабжения для локального электроснабжения потребителя, которое позволит решить ряд важных проблем, а именно

- эффективно использовать все источники энергии отдельно взятого района для электроснабжения за счет создания автономного энергообъекта,

- обеспечить экологическую безопасность работы таких энергообъектов

- обеспечить постоянное согласование процесса производства и потребления производимой электроэнергии за счет комплексной работы нескольких энергоустановок на основе ВИЭ,

Целью данной диссертационной работы является изучение и обоснование возможностей эффективного использования энергоустановок на основе ВИЭ для электроснабжения локальных потребителей северо-восточных районов Нигерии Для достижения поставленной цели в данной работе сформированы следующие задачи

- проведение оценки ресурсов ВИЭ в Нигерии в целом с целью определения экономически-эффективного потенциала и расчета технико-экономической целесообразности использования ВИЭ,

- проведение районирования территории северо-восточных районов Нигерии по потенциалам ВИЭ и выявление регионов, наиболее благоприятных для комбинированного их использования,

- проведение анализа особенностей систем электроснабжения на основе ВИЭ и их технических схем с учетом специфики районов,

- выявление основания базовых принципов проектирования и технико-экономического обоснования строительства автономных систем электроснабжения на основе ВИЭ,

- разработка методики эффективности использования комбинированных энергоустановок на основе ВИЭ для электроснабжения децентрализованного потребителя северо-восточных районов Нигерии

Научная новизна работы заключается в следующем

1 Оценены и определены теоретические энергоресурсы возобновляемых источников Нигерии,

2 Проведено районирование территории Нигерии для комплексного применения ВИЭ.

3 Сформулированы основные принципы и стадии проектирования энергокомплекса (ЭК) на основе ВИЭ,

4 Обоснована возможность комплексного использования ВИЭ для электроснабжения автономного потребителя на севере Нигерии

5 Проведено технико-экономическое обоснование целесообразности использования ЭК на основе ВИЭ на севере Нигерии

Личный вклад автора Впервые проведена оценка возобновляемых энергоресурсов на территории Нигерии и выявлены наиболее перспективные районы для их применения в изолированных ЭК Разработаны новые подходы к выбору и обоснованию типовой схемы ЭК на базе ВИЭ для электроснабжения автономных потребителей различных районов Нигерии Уточнена методика для определения основных элементов ЭК на базе ВИЭ с учетом особенностей Нигерии

Достоверность полученных результатов и выводов в работе, обеспечивается

• Применением доставленных и широко известных методик и подходов, применяемым в научно-технических основах использования ВИЭ

• Отклонением многолетних климатических данных от наземных метеостанций и спутниковых данных от HACA, составлявшееся от ± 2% до ± 10%

Практическая значимость работы В результате проведенной работы была получена основная информация по валовым ресурсам ВИЭ и их распределению по территории Нигерии, что позволяет оценить перспективность их использования в любом регионе страны Также в работе разработан подход и выбрана схема ЭК на базе ВИЭ для автономного электроснабжения выбранного типового региона, расположенного на северо-востоке страны Разработанную схему ЭК на базе ВИЭ можно рассматривать в качестве типовой для электроснабжения дру1 их peí ионив Нигерии

Апробация работы. Результаты выполненной работе докладывались и обсуждались на конференциях The Proceedings of the International Scientific Confeience on POWER INDUSTRY AND MARKET ECONOMY (Ulaanbaatar, Mongolia, 2005), Двенадцатой международной научно - технической конференций студентов и аспирантов (Москва 2006), International Conference and Exhibition on Power and Telecommunications (ICEPT 2006) Proceedings "Exploiting Energy and Communication Potentials for Sustainable Development", Lagos, Nigeria, October, 2006, и тринадцатой международной научно - технической конференций студентов и аспирантов (Москва 2007) а так же на научных конференциях и заседаниях кафедры НиВИЭ МЭЙ (ТУ)

Публикации По основным результатам диссертации опубликовано 7 печатных работ

Основные положения, выносимые на защиту;

1 - результаты анализа оценки энергопотенциала ВИЭ Нигерии и выявление районов, пригодных для комбинированного их использования,

2 - основные принципиальные схемы и структурно-функциональные схемы для проектирования и строительства ЭК на основе ВИЭ,

3 — результаты анализа возможных путей решения проблем устойчивого электроснабжения локальных потребителей северо-восточной Нигерии,

4 - методика определения параметров и обоснования эффективности комбинированного использования энергоустановок ЭК на основе ВИЭ в северо-восточной Нигерии,

5 - результаты технико-экономической оценки целесообразности использования ЭК на основе ВИЭ в северо-восточной Нигерии

Структура и объем диссертации Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы и приложения Она

содержит 173 страницы машинописного текса, 37 рисунков, 50 таблиц и список цитируемой литературы из 97 наименований

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цели и задачи исследования а также показана практическая значимость и новизна получаемых результатов Приведены сведения об апробации работы и ее краткая характеристика

В первой главе изложены общие сведения о Нигерии население, территория, административно-территориальное деление, природа и экономика Приводятся общие сведения по основным задачам исследований, дается обзор современного состояния топливно-энергетического комплекса, использования ВИЭ и основных проблем развития возобновляемой энергетики в Нигерии, вассматсиваются существующие злектоознеигетическке проблемы в Нигерии и

а х I/ «7 * ХГ л л * *

возможные путы решения этих проблем

В настоящее время в Нигерии электроэнергия вырабатывается в основном, на тепловых станциях (ТЭС) и крупных гидроэлектростанциях (ГЭС) ЭЭС Нигерии имеет структуру, при которой значительная часть страны, особенно ее северная часть, остается не охваченной распределительными сетями, поэтому там наблюдается дефицит электроэнергии

В результате проведенного анализа существующего энергоснабжения сельских потребителей с учетом социально-территориальных различий в условиях и образе жизни населения северо-восточной Нигерии было выявлено, что структура энергоносителей в быту больше склоняется к использованию топливных ресурсов, в частности к дровам, в меньшей степени используются газ и керосин (не более 5,5%) Доля электроэнергии в этой структуре составляет не более 3% Установленная мощность бытовых электроприборов в среднем для одного сельского дома составляет порядка 0,97 - 1,12 кВт Учитывая повсеместное удорожание топливных ресурсов, сложности осуществления их доставки и возрастающего дефицита необходимо найти им замену на другие виды ресурсов электрической энергии

Решение проблем покрытия наблюдающегося дефицита электроэнергии в децентрализованных населенных пунктах, в настоящее время является приоритетной задачей для улучшения социально-экономического развития регионов Весомый вклад в решение проблем энергетического сектора и районов децентрализованного электроснабжения может внести формирование благоприятной структуры топливно-энергетического баланса на основе использования экологически безопасных ресурсов ВИЭ

Однако, известно, что использование энергии только одного вида возобновляемого источника не позволит обеспечить полную электрификацию

локального потребителя из-за непостоянства прихода первичного ресурса ВИЭ Поэтому имеется необходимость рассматривать комбинированное использование энергоустановок на основе ВИЭ Такой подход даст более эффективное электроснабжение изолированных потребителей, позволит снизить стоимость аккумулирующих устройств, снизит зависимость работы системы электроснабжения на основе ВИЭ от сезона года и погодных условий, повысит надежность электроснабжения потребителя и сократит капитальные вложения всей системы в целом

Во второй главе проведен анализ оценки энергетических ресурсов возобновляемых источников по всей территории Нигерии Информация о поступлении энергоресурсов ВИЭ фиксируется актинометрическими метеостанциями Поскольку наземные метеостанции Нигерии находятся, в основном, рядом с городскими аэропортами в крупных городах страны и их немного, то существуют целые регионы в стране, где полностью отсутствуют данные метеонаблюдений о приходе энергоресурсов Проблема получения достаточно достоверной информации о энергоресурсах ВИЭ Нигерии по территории всей страны была решена с помощью базы данных HACA (NASA*-National Aeronautics and Space Administration)

По базе данных NASA территория Нигерии была разбита на 86 зон (см рис 1), для каждой из которых была получена следующая информация

- среднемноголетние суммарные приходы солнечной радиации за сутки, кВт ч/м",

- среднемноголетние значения скорости ветра Vo на высоте 50 м от земли, м/с,

- среднемноголетние осадки за сутки h, мм/сут,

- средние отметки над уровнем моря V, м

Отклонение фактических данных по существующим метеостанциям Нигерии от данных базы HACA составило от ± 2 % до ± 10 %, что сопоставимо с погрешностью применения интерполяционных методов для получения данных в регионах страны, где отсутствуют метеостанции

При помощи компьютерного программного обеспечения "Surfer-8" были построены топограммы суточных изолиний постоянных значений среднемноголетнего суммарного прихода солнечной радиации на горизонтальной поверхности, среднемноголетнего значения скорости ветра, среднемноголетних осадков и отметок над уровнем моря в масштабе (1 500000)

Величина солнечного излучения по территории Нигерии колеблется в диапазоне от 4,3 до 6,7 кВт ч/м2 сут и зависит от климатических и географических специфик разных регионов страны Наиболее солнечным регионом является север страны, где солнечная радиация превышает 5,8 кВт ч/м2 сут Около 30% от всей территории Нигерии, в основном южные районы страны, характеризуются поступлением солнечной радиации от 4,8

до 5,5 кВт-ч/м~-сут. На всей остальной территории среднегодовые суммы солнечной радиации оказываются выше от 5,8 до 6,7 кВт-ч/м"-сут. Валовый потенциал солнечной энергии, приходящей на горизонтальную поверхность всей территории Нигерии, за год составляет 1906,644-1012 кВт-ч.

;......э

..гЬ......i.......ш. .У

* SS

V. . . .1.3/5 : 13 <6

Ж

■ ^ |?/дд: 13/и

\Ш ; 11 " "

: ДЗ IA Ы>г

12'8 12/5 : 12/10; 1211 : 1-43 12/13: Ч

'Íjo "'íi' : и i 21 " :'l5 •

V-/.....И:'....-« .: ш; 1Í "

g^Y 12 ;i5 .21 ; 21 i 21 : 25 : 26 '

...HfflL..W<: ЧЙ: IW: ПЛ.:..«Л : и«.-. НО«: .''í1.?.:. .WlJííT.í!'M.

: Ш j IIZ : Й 32 :Ш \il .33 i 34 |35 \¡6 f ';

. .1ШЗ Ю-4 ; 10/5 i. .10,6 1U/7..:. . 1.119. = 10/g ■ 1ПДО . ,10.-11 ; .10/12. ; . ./lo-'l....._

УУ 38 139 '40 41 .il '¡43 ~¡44 45 :/ Г

: : — ~~ , i*1 \

9/3 9/4: -9.-5; f/6 - 9/8 -____^ im____9/11;.. 9/12?:......9..Л.

~ ;49 : 50 :51 ; 52 ;S3 . 55 íí?

Ц/3 *> 1 ; p/5.:. .8/6..... .8/7. ; H'5 ; . .; . 0;l.lt B/tl;/ K'12 ......

57 i 58 : 59 i 60 \ §1 63 i 64 \ & / \ \

713 ;. . ,7/4 - 7/Л : 7,6:

6И : 69 -.70 \ Z1

; 6/s : ; yf 6/9 ; r

...... :.Zá -2É.' '"'.'¿1 "¡1.....Г * ............' " Д

'y - широта/долгота ячнпки !y-ia/ii Z - -M Ячейки (Участка)

Рисунок ¡ Разбиение территории Нигерии на участки в базе данных HACA (дробь обозначает широту/долготу ячейки (участка), а номер ячейки с чертой снизу)

Ветроэнергетический потенциал зависит от таких параметров, как скорость ветра, высота от уровня земной поверхности и времени года. Таким образом, ветроэнергетический потенциал будет различен для разных ландшафтных зон и характерных точек для каждой из них. Наиболее ветреным, на высоте 50 м., регионом является север страны (более 5 м/с). Значительная часть территории Нигерии (около 30% от всей территории Нигерии), в основном южные районы страны, характеризуются поступлением скорости ветра от 2,4 до 4,5 м/с. Валовый потенциал ветровой энергии на высоте 50 м от поверхности земли для всей территории Нигерии за год составляет 5,205-10'" кВт-ч. и лишь 9 % от нее экономически целесообразно использовать, т.к. суммарный валовый потенциал ВЭ для районов на севере страны, где Vo превышают 5 м/с, составляет 0,56-i О1" кВт-ч.

В Нигерии можно выделить две основные речные системы: Нигер-Бенуэ, Чад, к которым относится большинство рек страны за исключением нескольких рек, которые непосредственно впадают в Атлантический океан: Кросс, Огун, Ошун, Имо и другие. Две речные системы Нигер-Бенуэ и Чад разделены водоразделом, расширяющимся с северо-востока на северо-запад от плато

Ба> чи, на котором берут свое начало многие реки К северо-западу от плато Баучи находится возвышенная равнина, по которой протекают многочисленные мелководные реки и ручьи, являющиеся главным источником питания реки Сокотто - Кебби Климат Нигерии является тропическим, характеризуется высокими температурами и влажностью Среднегодовое количество осадков, выпадающих, за год, уменьшается с побережья (юга станы) на север На юге страны среднегодовое количество осадков составляет 1800-2500 мм в год, в то время как на севере не превышает 1000 мм/год Исходной информацией для проведения расчетов по оценке валового потенциала гидроэнергетических ресурсов Нигерии, в работе автором приняты топограммы с изолиниями постоянных среднемноготетних осадков (h, мм/сут) и отметок над уровнем моря (V, м), построенные при помощи системы "Surfers'' на основе данных, полученных из базы данных NASA в масштабе (1 500000). Расчет продольного профиля водотока и длины реки, как правило, проводятся с помощью топографических карт масштаба не менее 1 100000, также могут использоваться карты масштаба 1 100000 с изолиниями модулей среднегодового стока m в [л/с км2] в данном бассейне Несмотря на то, что масштаб 1 500000, используемый в работе, не соответствуют масштабу (1 100000), но с другой стороны специфичность топографических характеристик (большой уклон и короткие реки), делают топограммы приемлемыми дта метода линейного учета Для оценки валовых ресурсов было выделено 13 незарегулированных рек страны В качестве экологического расхода был принят минимальный среднесуточный расход Суммарная эколого-валовая мощность 13 рассмотренных водотоков составила 158 МВт Если при 5947,5 квкм площади расчетный гидропотенциал равен почти 158 МВт тогда при одинаковых условиях можно полагать что при 923768 кв км возможно 24541 МВт, а валовая годовая энергия тогда будет 215 10б МВт ч

В третьей главе приводится классификация энергосистем на основе ВИЭ по видам генерируемой энергии, по способам аккумулирования и степени автономности потребителя Рассматриваются основные структурно-функциональные схемы, показывающие всю цепочку от первичного источника к потребителю

Из основных особенностей систем электроснабжения на ВИЭ вытекают требования к их работе в нормальных условиях автономные комплексные энергосистемы должные полностью удовлетворять запросам потребителей в энергии, структура системы электроснабжения на базе ВИЭ и ее режимы должны обеспечивать экономичность выработки, передачи и потребчения энергии Поскольку поступление первичных возобновляемых знергоресурсов неравномерно во времени, то это приводит к неравномерности графика производства энергии энергоустановками на базе ВИЭ А в свою очередь неравномерность графика потребления энергии вызывает несогласование этих процессов Таким образом, возникает проблема перераспределения получаемой от ВИЭ энергии во времени Наиболее распространенным способом обеспечения согласования процессов производства и потребления производимой энергии от

ВИЭ является аккумулирование энергии Режим работы аккумулирующей системы (АС) определяется из сравнения графиков производства и потребления производимой энергии от ВИЭ, а ее емкость (Сд) определяется по формуле-

*ряб

Сг= \ Рл(у ¿1(1), (1)

о

где (рад - время работы АС (выбирается как наибольшее из времени заряда и времени разряда АС), Рл(0 - мощность заряда или разряда АС в ¡г - ый момент времени Согласно конструктивным особенностям АС полностью не разряжается, поэтому полная емкость АС С^ должна быть больше, чем требуемая для аккумулирования энергии в данной микроэнергосистеме (МС) СА Прежде всего, емкость АС должна обеспечивать регулирующие и частотоформирующие функции автономной МС Для того чтобы определить и оптимизировать работу АС целесообразно использовать в качестве временного интервала г - один час и интервала осреднения - один год Т Поэтому необходимо, чтобы в течение всего периода времени Т для каждого г-ого часа имелась следующая информация суммарная мощность всех энергоустановок МС на базе ВИЭ — . нагрузка потребителя /'//.. разница АР,

АР,= Рп,-*Р„с, при 1 = 1,, 8760 ч (2)

где Р„С1 X ~ суммарная мощность всех т энергоустановок, входящих в составленной МС, в г - ый момент времени, Р>гл - мощность /ой энергоустановки МС в г - ый момент времени

Обозначим также через Ра""", Ра""'\ Ра - соответственно минимальную, максимальную и рабочую мощности АС Примем допущение, что КПД разряда постоянен и равен г]АС При определении возникают

следующие ситуации

1 Если АР, < 0, то при этом возникает избыток энергии, производимой МС, который поступает на заряд АС и аккумулируется в зависимости от соотношения между избытком мощности АР, и остаточной емкостью АС , т е величина аккумулирующей мощности в этот момент времени составит АРл,

а) если АР, >РА'"°Х- РА„ то АС заряжается на АРА}=- АР„

б) если АР, <РА'"ах- Р4„ то АС заряжается на ЛРА,= РАтох- РА,

2 Если АР, > 0, то нагрузка потребителя превышает суммарную мощность всех энергоустановок МС Недостаток энергии для потребителя поступает при разряде АС В этом случае состояние аккумулирующей системы зависит от величины X,

Х,= АР,-Плс СРл,-РГп') (3)

при 31 ом

а) если X, > 0, то нагрузка потребителя не может быть полностью удовлетворена за счет работы МС и АС разряжается до минимально

возможного уровня Р/"" и все равно при этом остается часть непокрытой нагрузки, т е не хватает емкости АС (в размере X,) в этот момент времени для полного покрытия графика нагрузки потребителя,

б) если X, < 0, то нагрузка потребителя полностью удовлетворяется за счет всех энергоустановок МС и разряда АС на величину АРл, А Рл^Ра,-АР,/щс (4)

Одним из ключевых вопросов создания локальных микроэнергосистем на основе ВИЭ является выбор рациональной комбинации энергоустановок, входящих в ее состав, т е функциональной, технической и технологической структуры микроэнергосистемы (МС) Состав энергетических установок МС на базе ВИЭ определяется в первую очередь в зависимости от наличия тех или иных видов первичных возобновляемых энергоресурсов, использование которых экономически целесообразно в рассматриваемом peí ионе Сложность комбинированного использования ВИЭ в энергобалансе региона обуславливается индивидуальной для каждого региона структурой и ресурсной базой ВИЭ Даже после определения в результате оценок топливно-энергетического баланса региона возможной доли ВИЭ, остается открытым вопрос о том с помощью каких возобновляемых источников следует замещать эту долю или какой процент на замещение этой доли будет приходиться на каждый вид ВИЭ в рассматриваемой МС Именно, решение этого вопроса является основным влияющим фактором при выборе структурной схемы МС и ее основных элементов На рисунке 2 отображена последовательность принятия решений при формировании структуры микроэнергосистемы на основе ВИЭ, предназначенной для энергоснабжения автономного потребителя с учетом всех специфических условий и характерных данных по потребителю и региону его расположения В общем виде почасовой баланс производимой и потребляемой энергии в проектируемой МС на базе ВИЭ можно представить в следующем виде

8760 т 8"б0

Е +Ра,)=И Рт, (5)

или для каждого г-ого часа в течение года должно выполняться

Рт-%Рт, + Рл,=0, (6)

где для каждого /-ого часа соответственно РА, - мощность аккумулирующей системы (знак «-» означает режим заряда, а знак «+» режим разряда),

/*.P-.ru - суммарная мощность всех ш энергоустановок, входящих в состав'"проектируемой МС, Рп, - нагрузка потребителя Таким образом, исходя из выше изложенного, необходимо чтобы мощность каждой 7-ой энергоустановки МС в каждый г-ый час стремилась к

максимуму, х е Р)Х>,—*тах При выборе элементов МС для энергоснабжения конкретного потребителя необходимо решить оптимизационную задачу, которая сводится к определению мощностей энергоустановок МС, обеспечивающих бесперебойное электроснабжение потребителя с одной стороны, и имеющих минимальную стоимость с другой Критериями оптимальности в этой задаче являлись покрытие пиковой нагрузки и более 80% обеспеченности бесперебойного электроснабжения

Рисунок 2 Последовательность принятия решений при формировании структураг микроэнергосистемы на основе ВИЭ

Выбор структурной схемы МС для электроснабжения северных регионов Нигерии основывался на технико-экономическом анализе с учетом местных факторов таких, как наличие первичных энергоресурсов по всей рассматриваемой территории, удаленность населенных пунктов от централизованной энергосистемы, а также экономические перспективы развития данного региона Как показали исследования, проведенные в главе 1 и 2 данной работы, северные районы Нигерии, с одной стороны, являются изолированными от единой энергетической системы и строительство линий передач в эти районы экономически не оправдано С другой стороны эти районы богаты солнечными, ветровыми и гидроэнергетические ресурсами и энергообеспечение этих районов возможно от автономных микроэнергосистем на базе этих ресурсов Таким образом, в предлагаемую к рассмотрению в

данной работе микроэнергосистему на основе ВИЭ входят следующие энергоустановки: ветровая установка (ВЭУ), солнечная энергоустановка (СЭУ), малая ГЭС (МГЭС), электрохимический аккумулятор (АБ) (рис.3).

МГЭС

V

Л

\

ВЭУ

АГ

выпрямитель

СЭУ

\ г~

= \ I инвертор

АБ

Местные рынки

Поликлиники/больницы

□оп ■опо

□□□ □□□

птп

оаа] ппп (

Жилые дома

Потребители

Рисунок 3 Принципиальная схема микроэнергосистемы на основе ВИЭ для электроснабжения типового населенного пункта

Если рассмотреть, что 1-ая изолированная МС предназначена для энергоснабжения только 1-го потребителя (в дальнейшее в качестве потребителя будем рассматривать отдельные населенные пункты), то суточную выработку энергии всех энергоустановок такой МС, Э2™, можно определить:

Лп = ^м.чЫ т 4,,; + -Лу (7)

гдеЭ ™, и Э - суточная выработка энергии МГЭС, СЭУ и ВЭУ,

входящих в /-ую МС. Среднесуточная мощность потребителей /-ого населенного пункта Р*™ определяется:

р?~ = Эгт/24. (8)

С другой стороны, если учесть все потери электроэнергии в элеменентах /-ой МС: "

1

-(э,

I

-ой

Эсэ

А',

(9)

где К1к — суммарные потери мощности в /-ой МС/ изменяются в пределах от 0.85 до 0.9, в расчетах принимаем 0.9;

Тй - продолжительность работы установки в течение суток зависит от особенностей прихода первичных ресурсов ВИЭ в рассматриваемом районе:

к„рд — коэффициент снижения освещенности в течение дня (в утренние и

вечерние часы меняется в пределах от 0,7 до 0,8) принимаем в расчетах равным 0,8,

ксо - коэффициент ослабления освещенности из-за летних и зимних колебаний радиации и облачности ( « 0,9 летом и м 0,8 зимой) принимаем с учетом климатических особенностей данного региона равным 0,9,

Л™*. ~ коэффициент отдачи энергии аккумулирующим батареям АБ (меняется в пределах от 0,6 до 0,8) принимаем в расчетах равным 0,8,

т]„р - коэффициент полезного действия полупроводниковых стабилизатора и инвертора (меняется от 0,7 до 0,8), принимаем в расчетах равным 0,8

Из формулы (9) получаем, что установленная мощность /-ой МС; РмсГ" будет больше в 2,2 раза среднесуточной нагрузки потребителя РмсГ >1,5 РГ и (10)

(ЭиэГ - ЭР"" )>0, (11)

где - разность между суточной выработкой электроэнергии /-ой МС;

ЭмсГ"' и суточной энергией требуемой потребителям /-ого населенного пункта Эг™ Установленная мощность /-ой МС/ РмсГ1" складывается из установленных мощностей энергоустановок, входящих в ее состав, и для рассматриваемой схемы МС/ (см рис 3) в данной работе ее можно определить

Рмс?ш = Хмгэа Кы + ХВЭУ1 + хСэу! , (12)

где хмгэсь хвэы и хсэу! - это количество энергоустановок МГЭС, ВЭУ и СЭУ в МС/ , а N[^,N1Э5 и - номинальные мощности единичных установок (МГЭС, ВЭУ и СЭУ)

Разница между суточной выработкой энергии энергоустановками /-ой МС, ЭмсР"" и суточной потребляемой энергией /-ого населенного пункта Э/ пт определяется, как

24 24

^этч рп> ~ Е Эраз/1 ~ ^ — ЭД (1.3 )

г»1 ¡=1

где ЭраЛ - разница за г час между выработкой энергии энергоустановками 1-ой МС Эии и потребляемой энергией потребителями '-ого населенного пункта 9/, В случае избытка энергии ( э Л >0), производимой /-ой МС, она будет расходоваться на заряд АБ, а в случае недостатка энергии для удовлетворения нужд потребителя (ЭраЛ < 0), запасенная энергия в АБ будет расходоваться для выработки недостающей энергии для покрытия графика нагрузки потребителя Следует также отметить, поскольку МГЭС, входящие в 1-ую МС, работают в течение суток с постоянной мощностью Рьлэа,(?)=сопз1, то 3^,, - возникает только за счет несовпадения во времени производства электроэнергии от ВЭУ и СЭУ Рт0)+ Реи графика потребления нагрузки 1-ым населенным пунктом типового региона Р](1), т е АБ

предназначены только для аккумулирования энергии, производимой СЭУ и ВЭУ в МС

Рисунок 4 Алгоритм функционирования микроэнергосистемы на основе ВЭУ, СЭУ и МГЭС с аккумулирующими системами (АС)

В четвертой главе приводится расчет по обоснованию выбора энергоустановок на основе ВИЭ для электроснабжения локального потребителя в условиях северо-восточного региона Нигерии Данный регион отличается высокой плотностью ветроэнергопотендиала, наличием гидроэнергоресурсов, высокой плотностью солнечной радиации и отсутствуем электростанций

На территории рассматриваемого региона находится 12 крупных населенных пунктов Общая численность населения типового региона составляет 154870 чел, плотность населения составляет около 50 чел /км2 (средняя плотность населения в стране 127 чел/км2) В таблице 1 приведена подробная информация по каждому населенному пункту численность населения

Поскольку климатические факторы в рассматриваемом регионе, влияющие на изменение прихода солнечной и ветровой энергии, не существенно изменяются в течение года, то все расчеты по выбору и обоснованию элементов МС/ (/=1,12-номер населенного пункта) далее будут проведены для осредненных характерных суток года и при этом предварительно необходимо оценить информацию о режиме прихода в течение характерных суток таких первичных ресурсов, как энергия солнца и ветра, энергия малых водотоков для каждого / - го населенного пункта, который является потребителем энергии, производимой / - ой МС;, характерный суточный график нагрузки / -ых потребителей (1=1, 24)

типового региона

В рассматриваемом регионе можно выделить три основных водотока Джамаре, Хадеджа и Комодугу Гена, которые как бы делят территорию региона на три неравные части Предполагается построить малые гидроэлектростанции (МГЭС) рядом с каждым 1-ым населенным пунктом, так чтобы линии электропередач были как можно менее протяженными Поэтому были определены возможные створы МГЭС на реках рассматриваемого региона для каждого 1-ого населенного пункта Для всех предполагаемых створов МГЭС были определены основные энергетические показатели (см табл 1) название близлежащей реки для рассматриваемого населенного пункта, расстояние от истока до предполагаемого створа МГЭС -I, длина участка водотока, на котором находится предполагаемый створ МГЭС- 1уч, перепад уровней на данном участке водотока - Ни удельная валовая мощность участка водотока , среднегодовой расход с учетом экологических требований О';'"

Таблица 1 Основные энергетические показатели предполагаемых створов МГЭС __ в типовом регионе _

N° н п Название населенного пункта (население) Название бтихгежащей реки L, км Параметры участка водотока

МВт/км fyy, км йГ м'/с м

1 Дапчи (2371) Комодугу Гена 115 0,041 30,6 3,44 37

2 Дамасак (1405) Комодугу Гена 300 0,007 50 5,63 6

3 Гашуа (5138) Джамаре 175 0,051 11,1 3,9 15

4 Горгорам (6539) Джамаре 150 0,044 11,9 3,51 15

5 Гейдам (3197) Джамаре 265 0,013 19,5 5,04 5

6 Нгуру(6192) Хадеджа 250 0,112 16,7 5,46 35

7 Джаджибирири (3279) Джамаре 265 0,013 19,5 5,04 5

8 Хадеджа (50617) Хадеджа 75 0,048 25 3,32 140

9 Гамава(25677) Джамаре 90 0,048 16,6 2,02 40

10 Магрум (1254) Хадеджа 78 0,048 28 3,32 140

11 Катагум (¡4266) Джамаре 100 0,061 5 2,31 30

¡2 Каффкн-хауса (34935) Хадеджа 70 0,048 20 3,32 140

Из базы данных NASA для всех 12 населенных пунктов типового региона (см табл 1) были определены среднечасовые данные скоростей ветра на высоте 50 м V, (м/с) и суммарного прихода солнечной радиации Э, (кВтч/м2) (/-=7, ,24) для следующих часов суток 1 час, 4 часа, 7 часов, 10 часов, 13 часов, 16 часов, 19 часов, 22 часа Дня остальных часов суток значения среднечасовых скоростей ветра на высоте 50 м и суммарного прихода солнечной радиации были определены методом линейной интерполяции

На примере населенного пункта Гашуа сравним поступление солнечных и ветровых энергоресурсов в течение характерных суток На рис 5 приведена сравнительная опенка потенциальных возможностей ветроэнергетики и солнечной энергетики для iS=l м4 в точке населенного пункта Гашуа для характерных суток Значения удельной энергия воздушного потока (валовой

потенциал) на высоте 50 м Эй/ были рассчитаны за период времени 1 сутки с интервалом/=1 час.

1.00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1314 15161718 19 20 21 22 23 24

о— Эи,кВт*ч/м2 --ж-- Эа, кВт*ч/м2 ''1

■о—Э(в+с)1, кВт*ч(м2 Э(в+фред.сут.,кВт*ч(м2.

Рисунок 5 Потенциальные возможности ветровых (на высоте 50 м) и солнечных энергоресурсов для 5—/ м в точке населенного пункта Гаисуа для характерных суток.

Исходя из ресурсных возможностей ВИЭ рассматриваемого региона и изучения информации о технико-экономических показателях оборудования российского производства нетрадиционной энергетики были выбраны единичные энергоустановки (СЭУ, ВЭУ и МГЭС), применимые во всех двенадцати МС типового региона. В качестве единичной установки ВЭУ был выбран ветроэнергетический агрегат АВУЭ-30 Лианозовского электромеханического завода (г. Москва): номинальная мощность которого 30 кВт и диаметр рабочего колеса 14 м, основной энергетической характеристикой которого является зависимость мощности ВЭУ от скорости ветра Ыв'яАу«)- В качестве единичной установки СЭУ был выбран солнечный модуль М8\У-36 (12) фирмы «Солнечный ветер» (г. Краснодар), для которого задана характеристика, позволяющая определить получаемую мощность с рассматриваемого СМ при падении на него суммарной солнечной радиации Э сум. Рассмотрев энергетические возможности двенадцати створов типового района, расположенных непосредственно рядом с населенными пунктами, и проведя анализ существующего оборудования российского производства был сделан вывод о невозможности применения однотипного оборудования для оснащения МГЭС в разных населенных пунктах.. Все МГЭС рассматриваются деривационного типа и в течение суток работают с постоянной мощностью, т.к. мы не располагаем информацией об изменении расхода в течение суток. Предполагается создание единой локальной сети, объединяющей 10 МГЭС.

Для примера рассмотрим определение количества энергоустановок микроэнергосистемы МС: (/=1 - номер данной МС), предназначенной для энергоснабжения населенного пункта Гашуа, выбранного в качестве аналога для других 11 населенных пунктов в рассматриваемом типовом регионе. Для остальных 11 МС расчеты аналогичны. В качестве исходной информации для расчетов предварительно было определено:

- рассмотрены суточные графики прихода первичных ресурсов для всех энергоустановок МЭ на ВИЭ (энергия солнца и ветра, энергия малых водотоков) в географической точке, соответствующей координатам населенного пункта Гашуа;

- выполнен подробный расчет по определению нагрузки всех потребителей населенного пункта Гашуа,

- обоснован выбор единичного агрегата МГЭС, количество агрегатов МГЭС и единичных агрегатов ВЭУ и СЭУ;

определена установленная мощность МГЭС =390 кВт и определен

режим работы МГЭС[ в течение суток с постоянной мощностью Р^сО) =248,29 кВт (см. рис.6)

Рисунок б Водноэнергетическии кадастр р. Джамаре: отметка [V(L), м/км]; удельная мощность^, МВт/км]; валовая мощность[Nean, МВт.]; расход eodbifQ, м3/с] Предварительно были определены режимы работы единичных энергетических установок ВЭУ и СЭУ, входящих в состав МСь режимы работы которых существенно зависит от двух определяющих факторов: от конструктивных особенностей самой установки, т.е. ее энергетической характеристики; от особенностей поступления энергоресурса (солнечной радиации и скорости ветра).

Среднечасовые скорости ветра F, на высоте 50 м предварительно были пересчитаны на высоту башни АВЭУ-30 и определен по энергетической

характеристике, режим работы единичной ветроустановки АВЭУ-30 в течение характерных суток РАвэ\зо (0 Используя вспомогательную характеристику солнечных модулей

Мв'У^-Зб (12) на базе среднечасовых значений прихода суммарной солнечной радиации Эс, был проведен расчет по определению режима работы единичного солнечного модуля М8\У-36-12, Ршгзб А) в течение характерных суток Далее была решена оптимизационная задача по определению количества выбранных энергоустановок типа СЭУ и ВЭУ для покрытия графика нагрузки потребителя Р,(1) Расчет режима работы МС1 в течение характерных суток Р4,1(1) Для определения количества аккумуляторных батарей была определена аккумулированная энергия, которая составила 1527,66 кВт ч, а продолжительности заряда АБ г, =15 часов и разряда соответственно /„=9 часов В качестве основного населенного пункта для расчетов нагрузки децентрализованного электроснабжения был выбран населенный пушст Гашуа по которому имеется полная информация, необходимая для расчетов нагрузки Определение нагрузки для других населенных пунктов рассматриваемого региона возможно с помощью метода аналогии В СВГЗ, где находится рассматриваемый регион, можно выделить три основных сектора бытовой, общественные услуги, коммерческий Расчет графика нагрузки для каждого сектора у (/-/, ,3) проводится отдельно, для расчета проводим типизацию потребителей в каждом секторе (см рис 5) В результате расчетов было получено, что основным сектором энергопотребления из трех учтенных является бытовой - 87 % от Р;(1) , а доля коммерческого сектора -7,5 % и сектора общественных услуг - 5,5 % Характеристика графика нагрузки типичного дня населенного пункта Гашуа - однопиковая, большой пик появляется с 17 до 20 часов из-за одновременного включения электрических нагрузок в бытовом секторе Аналогичные расчеты были выполнены для остальных 11 микроэнергосистем (см таб 2 )

В результате, были определены следующие показатели установленная мощность энергоустановок микроэнергосистем равна 32,17 МВт (ВЭУ - 22680 кВт, МГЭС - 7480 кВт и СЭУ - 2011,32 кВт), годовая выработка энергии энергоустановками микроэнергосистем равна 90,3 103 МВт ч/год (Эвэуг ~ 63,7 МВт ч/год, Эмгэсг = 179, 5 МВт ч/год и Эсэуг = 4,18 МВт ч/год), при численности населения 154870 человек всех 12 рассмотренных населенных пунктов удельная установленная мощность по населению будет 0,207 кВт/ чел , а удельная годовая выработанная электроэнергия энергоустановками - 583,1 кВт ч/год/чел

ИСХОДНАЯ ИНФОРМАЦИЯ: Общие социальные, экономические характеристики и численности электропотерибителей

Сектооы

Бытовые

НИ

Общественные услуги

Коммерческие дазш

Типизация и кодификация злектронотребителей

Бытовые Общественные услуги Коммерческие точки

Тип и время использования элетроприборов

1 рафики нагрузки

Секторы:

Максимум

Минимум

Максимум суточных графиков нагрузки и энергия за год

Рисунок 7 Блок-схема расчета электроэнергетических нагрузок в автономных районах

Рисунок 8 Оуточный энергетический баланс микроэнергосистемы на базе ВИЭ населенного пункта Гащуа.

Таблица 2 Расчетные передаваемые мощности энергоустановок (№у), средние

нп У >у ,кВт Рср нот, кВт Сдв, А ч

Гашуа 8*51 05 31731 46801 32

Даши 427 66 146 28 24177 77

Катагум 2683 96 878 94 132134 51

К - Хауса 7005 94 2157 68 322445 54

Дамасак 24212 85 67 13624 69

Горгсргам 1236 69 402 98 59342 3 9

Гейдам 589 78 196 73 28955 63

Шуру 1180 71 382 35 56388 41

Джаджиоирири 538 71 203 08 30044 41

Магрум 24199 76 15 11591 38

Гамава 5271 05 1586 53 233497 91

Хадейцжа 11901 66 3125 46 476742 66

ВСЕГО 32171 32 9559 16 1435746 61

В пятой главе приводится финансово-экономическая эффективность микроэнергосястемы на основе ВИЭ Одной из основных экономических характеристик микроэнергосистемы на основе ВИЭ является величина капитальных затрат, в которые входят затраты на оборудование, его монтаж и транспортировку

+ (34)

где смэ -стоимость энергоустановок МС, саб -стоимость аккумуляторов, Соб .

стоимость вспомогательного электрооборудования, ° м - стоимость монтажа Годовые эксплуатационные издержки энергообъекта складываются из эксплуатационных затрат (И"""') и амортизационных отчислений (И" ),

=ИГст +С (15)

В состав эксплуатационных затрат (И,) входят издержки на капитальный и текущий ремонты, на заработную плату, на покупку топлива и прочие издержки Годовые амортизационные отчисления определяется по следующей формуле

IX строит

К'X (! + ешф1Ш%Ги,'^)1(Ггтртт+Тр-1кстртм) (16)

/=/й строит

где , ед - коэффициент, учитывающий уведичение капиталовложений по энергообъекту, в зависимости от условий на рынке, обычно в диапазоне 1-1,5 Надо отметить, что при расчетном периоде более 15 лет и ресурсе энергоустановки чуть менее данного срока (Тр < 5 лет) из-за различных

условий на рынке

Для упрощения расчетов финансово-экономической эффективности микроэнергосистемы была использована программа на базе Microsoft Excel -«программа оценки финансово-экономической эффективности сооружения объектов возобновляемой энергетики, версия 2 0», разработанная на кафедре НВИЭ МЭИ (ТУ). Результаты расчетов представлены в таб 3

Таблица 3 Основные результаты расчетов финансово-экономической

эффективности микроэнергосистемы

Удельные показатети

Удельные капиталовложения на кВт 621,20 доля США/кВт

Удельные капиталовложения на кВт ч 21,41 цент/ кВт ч

Себестоимость электроэнергии 8,22 цент/ кВт ч

Затраты

Суммарные дисконтированные затраты 31,24 млн доля США

Удельные дисконтированные затраты на кВт 1003,87 доля США/кВт

Критерии финансовой эффективности

ВНД на акционерный капитал, % 17,29

ЧДД на акционерный капитал, млн яолл 8,33

Простой период окупаемости капитальных вложений лег 6,20

Дисконтированный период окупаемости капитальных вложений, лет 8,70

ВНД по объекту, % 17,42

ЧДД по объекту, млн долл 10,10

Заключение:

Основные результаты работы

1 Исследованы и оценены энергоресурсы ВИЭ Нигерии и выявлены наиболее перспективные их виды (солнечный, гидравлический и ветровой),

2 Проведено районирование территории Нигерии по перспективным видам возобновляемых источников энергии в них,

3 Исследованы и идентифицированы типовые автономные потребители электроэнергии в сельских районах страны,

4 Обоснована необходимость комплексного использования ВИЭ в системе электроснабжения автономных потребителей Нигерии,

5 Разработаны основные принципы и стадии проектирования и проведено технико-экономическое обоснование целесообразности использования энергокомплекса на основе ВИЭ в Нигерии

Основные положения диссертации отражены в следующих публикациях;

1 Бойи Джимо, Виссарионов В.И., Малая гидроэнергетика Нигерии. / Вестник МЭИ. 2007, №3. с 93 - 99.

2 Бойи Джимо, Виссарионов В.И, Анализ состояния современной энергетической системы Нигерии - М МЭИ, 2006 — 15с , ил, библогр 6 назв , деп в ВИНИТИ РАН 14 03 2006, № 257 - В2006

3 Бойи Джимо, Виссарионов В.И, Анализ производства и потребления электроэнергии в Нигерии / Труды двенадцатой международной научно-технической конференции студентов и аспирантов Радиоэлектроника, электротехника и энергетика Тез докл том 3 - М Издательство МЭИ, 2006, с 392

4 Бойи Джимо, Виссарионов В. И, Расчет солнечной энергии для электроснабжения автономного потребителя / Труды двенадцатой международной научно-технической конференции студентов и аспирантов Радиоэлектроника, электротехника и энергетика Тез докл том 3 - М Издательство МЭИ, 2006, с 394

■г V-.. __тт---.---- п____________.__II ! г 1*1-......... .....",, .................

DUllil 1>П^^.1|)ИиИШ1 lJ.il , V У i Hw l i Г. а IV. Г^'ЧПМ {!.:! :VI [Л .V ¡'11. 1 1.11: H i IV/.I L1

энергии на территории Нигерии/ Труды тринадцатой международной научно-технической конференции студентов и аспирантов Радиоэлектроника, электротехника и энергетика Тез докл том 3 - М Издательство МЭИ, 2007, с 347

6 Vassarionov V.I., Boyi J, Potentials of Solar and Wind Power Resources m Nigeria / the proceedings of the international scientific conference on Power Industry and Market Economy Ulaanbaatar, May 4-7, 2005 Ppl71 - 177

7 Boyi. J., Jibril, Y., Muazu, M.B , Solar radiation characteristics and potentials as renewable energy source m Nigeria /the proceedings of International Conference on Exploiting energy and communication potentials for sustainable development, Nigenan Society of Engineers, ICEPT 2006, Lagos, October, 2006 Pp 33 — 39

Подписано в печать $4.СИ> С^ГЗак. 160 Тир. Л>0 П.л. Полиграфический центр МЭИ (ТУ) Красноказарменная ул., д. 13

ВВЕДЕНИЕ.

1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ, АНАЛИЗ ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО

КОМПЛЕКСА (ТЭК) НИГЕРИИ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

ИСЛЕДОВАННИЯ.

1.1 Общие географические и климатические сведения.

1.2 Общие экономические сведения.

1.3 Современное состояние топливно-энергетического комплекса Нигерии.

1.4 Анализ современного состояния использования возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в Нигерии.

1.5 Использование ВИЭ для надежного электроснабжения децентрализованных потребителей Нигерии.

1.6 Выводы по первой главе и постановка цели задач исследований.

2 МЕТОДЫ РАСЧЕТА ВАЛОВЫХ РЕСУРСОВ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ

ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ И ИХ ОЦЕНКА В

НИГЕРИИ.

2.1 Особенности информационного обеспечения расчетов ресурсов ВИЭ в Нигерии.

2.2 Определение валового ресурса солнечной энергетики (СЭ) Нигерии.

2.3 Определение валового ресурса ветровой энергетики (ВЭ) Нигерии.

2.4 Определение валовых гидроэнергетических ресурсов Нигерии.

2.5 Выводы по второй главе.

3 АВТОНОМНЫЕ МИКРОЭНЕРГОСИСТЕМЫ НА БАЗЕ ВИЭ: КЛАССИФИКАЦИЯ, АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ СТРУКТУРНЫХ

СХЕМ, ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ

ПРОЕКТИРОВАНИЯ.

3.1 Классификация и основные структурные схемы микроэнергосистем на базе ВИЭ.

3.2 Основные способы аккумулирования энергии в МС на базе ВИЭ и определение аккумулирующей емкости.

3.3 Основные стадии проектирования МС на базе ВИЭ и основные принципы выбора ее структурной схемы.

3.4 Выбор структурной схемы МС на базе ВИЭ для северных районов Нигерии и методика определения ее основных параметров.

4 ВЫБОР МИКРОЭНЕРГОСИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ ДЛЯ

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ АВТОНОМНОГО ПОТРЕБИТЕЛЯ СЕВЕРО-ВОСТОЧНОЙ ГЕОПОЛИТИЧЕСКОЙ ЗОНЫ НИГЕРИИ.

4.1 Общие сведения о типовом регионе СВГЗ.

4.2 Оценка валовых ресурсов ВИЭ типового региона СВГЗ.

4.3 Определение электрической нагрузки основных населенных пунктов типового региона СВГЗ.

4.4 Выбор параметров микроэнергосистем (МС) на основе ВИЭ, предназначенных для энергоснабжения основных населенных пунктов типового региона СВГЗ.

4.5 Выводы по четвертой главе.

5 ФИНАНСОВО - ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ

МИКРОЭНЕРГОСИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ

ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ СВГЗ.

5.1 Анализ экономической эффективности МС типового региона СВГЗ.

5.2 Критерии финансово-экономической эффективности.

5.3 Результаты расчета финансово-экономической эффективности

В настоящее время в мире все больше и больше обсуждается проблема перехода к устойчивому развитию сообщества нации развитых, развивающихся и слаборазвитых стран или регионов со своими географическими, национальными и историческими особенностями. Одним из общих определяющих параметров устойчивости развития любой страны является энергетика (энергоресурсы, потребление, выработка, установленная мощность и т.п.). Создание устойчивой системы энергообеспечения потребителей - необходимое условие обеспечение устойчивого экономического, политического и индустриального развития общества.

До сегодняшнего дня в мире более 80% всей потребляемой человеком энергии приходится на долю органического топлива. Тем не менее, осознание того, что этот ресурс рано или поздно закончится, говорит о принятии определенных мер для существенных структурных изменений в ресурсной основе всего мирового энергетического сектора.

Сокращение запасов органического топлива усугубляется нерациональным и некомплексным использованием сырья, а также загрязнением окружающей среды. Эта тенденция, а также постоянный рост потребности в энергии выдвигают требования поиска альтернативных источников энергии и эффективного использования имеющихся ресурсов. По мнению многих специалистов в качестве последних могут служить возобновляемые источники энергии (ВИЭ).

О необходимости масштабного использования ВИЭ сегодня упоминается в серьезных государственных и международных программах, в специальной и популярной литературе, также о них много говорится на различных форумах и конференциях. По инициативе ЮНЕСКО постоянно проводятся мероприятия, призывающие обратить внимание различных стран мира на необходимость и важность поддержки внедрения ВИЭ в практику, и это имеет за собой теоретические и практические основания. А в целом энергообеспечение на основе ВИЭ имеет для каждой страны существенную целесообразность и актуальность.

Энергия возобновляемых источников поистине огромна и превышает объем годовой добычи всех видов углеводородного сырья. Важно отметить то, что их использование возможно практически во всех регионах мира, в том числе и в Нигерии.

Положительной стороной ВИЭ является и то, что их использование не изменяет энергетический баланс планеты, что и послужило причиной бурного развития нетрадиционной энергетики за рубежом и весьма оптимистических прогнозов их развития в ближайшем десятилетии. ВИЭ играют значительную роль в решении трех глобальных проблем, стоящих перед человечеством: энергетика, экология и продовольствие.

Несмотря на то, что в Нигерии имеются огромные запасы углеводородных энергоресурсов, здесь также базируются и огромные запасы возобновляемых источников энергии, особенно солнечных и малых гидроэнергетических ресурсов. Однако доля их участия в энергетическом балансе страны оставляет желать лучшего и в настоящее время составляет не более 3 %.

В настоящее время существенным препятствием для социально-экономического развития Нигерии является проблема электроснабжения населения, которая наиболее остро стоит в северном регионе страны, поэтому автором именно этот регион Нигерии был выбран для исследования возможностей его автономного электроснабжения. Причинами не обеспеченности населения северных регионов страны электроэнергией послужили: удаленность этих регионов от единой энергетической системы (ЕЭС) Нигерии, отсутствие электрических станций в данном регионе, критически высокая степень износа основных производственных мощностей электростанций ЕЭС Нигерии (до 48,5%); высокие потери электроэнергии при ее транспортировке по межрегиональным и региональным электросетям (до 30%); сильно изношенное состояние почти половины электрических сетей страны. Одним из путей решения этой проблемы является автономное энергоснабжение за счет использования местных ВИЭ, которыми как показали исследования, проведенные в данной работе, особенно богат именно этот регион страны.

Альтернативная энергетика для Нигерии - это важная и разноплановая проблема. Доведение доли использования ВИЭ в целом по Нигерии до 20 -30% от общего энергобаланса страны смогло бы сыграть важную роль при полном исчерпании ископаемых ресурсов, которыми также богата страна. А совместная межгосударственная деятельность специалистов в области нетрадиционных технологий, а также с зарубежными специалистами, повысила бы стимул к внедрению таких технологий в энергетику региона. При этом решилась бы проблема рационального и эффективного использования топливно-энергетических ресурсов страны и уменьшения вредного воздействия энергетического сектора на окружающую среду и главным для этого считается необходимость применения соответствующего государственного регулирования с целью создания условий для привлечения инвестиций развитие ВИЭ.

Актуальность темы диссертационной работы определяется тенденцией развития энергетики Нигерии и необходимостью решения энергетических проблем, связанных с энергосистемой региона, и, прежде всего, проблем энергоснабжения труднодоступного от централизованной системы потребителя. При этом достичь высокого социального эффекта и минимального воздействия на окружающую среду.

Целью диссертационной работы является комплексные анализ и обоснование возможностей эффективного использования ВИЭ в микроэнергосистемах для энергообеспечения автономного потребителя северных районов Нигерии. Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи:

1) Проведение оценки валовых ресурсов ВИЭ в Нигерии с целью определения потенциала и расчета технико-экономической целесообразности использования ВИЭ в северо-восточной геополитической зоне Нигерии.

2) Проведение районирования Нигерии по потенциалу ВИЭ и выявление регионов благоприятных для их комплексного использования;

3) Проведение анализа особенностей микроэнергосистем на основе ВИЭ и технических схем с учетом специфики регионов;

4) Выявление основных базовых принципов проектирования и технико-экономического обоснования строительства автономных систем энергоснабжения на основе ВИЭ;

5) Разработка методики обоснования выбора микроэнергосистем на основе ВИЭ для децентрализованного потребителя северо-восточной зоны Нигерии и выявления их эффективности.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- оценены и определены теоретические возможные к использованию энергоресурсы возобновляемых источников северо-восточной геополитической зоны Нигерии;

- проведено районирование территории Нигерии, благоприятные для комплексного применения ВИЭ;

- сформулированы основные принципы и стадии проектирования микроэнергосистем на основе ВИЭ;

- обоснована возможность комплексного использования ВИЭ для электроснабжения автономного потребителя на севере Нигерии.

- проведено технико-экономическое обоснование целесообразности использования микроэнергосистем на основе ВИЭ на севере Нигерии.

Достоверность полученных результатов и выводов в работе, обеспечивается:

• Применением доставленных и широко известных методик и подходов, применяемым в научно-технических основах использования ВИЭ.

• Отклонением многолетних климатических данных от наземных метеостанций и спутниковых данных от НАСА, составлявшееся от ± 2% до ± 10%.

Практическая значимость работы. В результате проведенной работы была получена основная информация по валовым ресурсам ВИЭ и их распределению по территории Нигерии, что позволяет оценить перспективность их использования в любом регионе страны. Также в работе разработан подход и выбрана схема микроэнергосистемы (МС) на базе ВИЭ для автономного электроснабжения выбранного типового региона, расположенного на северо-востоке страны. Разработанную схему МС на базе ВИЭ можно рассматривать в качестве типовой для электроснабжения других регионов Нигерии.

Личный вклад автора определяется разработкой к выбору и обоснованию типовой схемы микроэнергосистемы на базе ВИЭ для электроснабжения автономных потребителей различных районов Нигерии, а также методики определения основных элементов этой схемы.

Апробация работы. Результаты выполненной работе докладывались и обсуждались на конференциях: The Proceedings of the International Scientific Conference on POWER INDUSTRY AND MARKET ECONOMY (Ulaanbaatar, Mongolia, 2005); Двенадцатой международной научно - технической конференций студентов и аспирантов (Москва 2006); International Conference and Exhibition on Power and Telecommunications (ICEPT 2006) Proceedings "Exploiting Energy and Communication Potentials for Sustainable Development", Lagos, Nigeria, October, 2006; и тринадцатой международной научно -технической конференций студентов и аспирантов (Москва 2007) а так же на научных конференциях и заседаниях кафедры НиВИЭ МЭЙ (ТУ).

Публикации. По основным результатам диссертации опубликовано 7 печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы и приложения. Она

4.5 Выводы по четвертой главе

1. Анализ результатов расчета валовых возобновляемых ресурсов в изолированном типовом регионе СВГЗ показывает возможность обеспечения с большой гарантией электроэнергией населения всего тшшвош региона на базе местных возобновляемых энергоресурсов с минимальным экологическим влиянием на окружающую среду.

2. Метод расчета электрических нагрузок в условиях изолированных районов учитывает социально-экономические характеристики этих районов. Результаты расчета показывают, что среднее потребления мощности

0,207 кВт/ чел и энергии 583,1 кВт-ч/год/чел на душу населения в населенных пунктах.

3. Возможно обеспечение электроэнергией всех населенных пунктов путем строительства унифицированных микроэнергосистем на базе ВИЭ, которые могут положить начало переходу к более высокому уровню жизни населения Нигерии.

4. В состав типовой схемы микроэнеросистемы входят СЭУ, ВЭУ и МГЭС. Причем аккумулирование энергии осуществляется только за счет работы СЭУ и ВЭУ.

5. Для снижения затрат на строительство МГЭС в работе предлагается осуществить объединение МГЭС в единую локальную энергетическую систему.

6. Для всех населенных пунктов типового региона было выбрано энергетическое оборудование микроэнергосистем, суммарная установленная мощность которых составляет 32,17 МВт, в том числе: ВЭУ - 22680 кВт, МГЭС - 7480 кВт и СЭУ - 2011,32 кВт.

7. Для всех населенных пунктов типового региона был рассчитан суточный баланс мощности всех энергетических установок микроэнергосистем и определена годовая выработка энергии - 90,3 • 103 МВт-ч/год (ЭВэуГ0Д = 63,7 МВт-ч/год, ЭмгэсГ0Д= 179,5 МВт-ч/год и ЭСЭуГ0Л = 4,18 МВт-ч/год).

5 ФИНАНСОВО - ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ МИКРОЭНЕРГОСИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ

ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ

5.1 Анализ экономической эффективности МС типового региона СВГЗ

Как было показано выше проблема энергоснабжения типового региона СВГЗ Нигерии может быть решена за счет местных ВИЭ, которые с учетом социально-экологических ограничений позволяют обеспечить электроэнергией все изолированные населенные пункты за счет строительства микроэнергосистем, состоящих из МГЭС, СЭУ и ВЭУ. МС на базе ВИЭ имеют несколько преимуществ по сравнению с традиционными электростанциями (ЭС), такие как: незначительное экологическое влияние; неисчерпаемость энергоресурсов. Несмотря на эти преимущества МС на базе ВИЭ (опираясь на мировой опыт) характеризуются высокими капиталовложениями за установленный киловатт мощности по сравнению с традиционными ЭС.

Анализ развития мировой энергетики на ВИЭ показывает, что в общем случае экономическую эффективность любого энергокомплекса на базе ВИЭ можно охарактеризовать двумя показателями: удельные капиталовложения на установленный киловатт ($/кВт) и себестоимость вырабатываемой энергии (S/кВт-ч).

В главе 4 в таблице 4.20 приведен состав основных энергетических установок 12 МС (указаны их типы и количество), предназначенных для автономного энергоснабжения 12 основных населенных пунктов типового региона СВГЗ Нигерии. В дальнейшем все расчеты по оценке финансово-экономической эффективности будем вести суммарно для всех 12 МС, т.е. обобщенной МС, в состав которой входят все энергетические установки 12 отдельных рассмотренных МС.

Одной из основных экономических характеристик микроэнергосистемы на основе ВИЭ является величина капитальных затрат, в которые входят затраты на оборудование, монтаж и транспортировку [88,89,90]:

Кшп. =СМЭ+ САБ + Соб + См , долл.США ($) (5.1) где смэ - стоимость энергоустановок МС, $.; саб - стоимость аккумуляторов, $.; Соб - стоимость вспомогательного электрооборудования, $.; см -стоимость монтажа, $. Для обобщенной МС капитальные затраты на основные энергетические установки смэ определяются, как

СЮ ~ СВЭУ + ССЭУ + СГЭС, $. (5.2) а стоимость вспомогательного электрооборудования будет

С~=С +С +С , +С « /«ал оо ит. транс. стаб. проч. p.J) где соответственно стоимости ^wm. - инверторов; Странс. - трансформаторов;

С стаб. - стабилизаторов напряжения и ^проч.- прочего электрооборудования для передачи и управления электроэнергией, включая: линии электропередач (ЛЭП), автоматические выключатели (АВ), защитные устройства (ЗУ), измерительные устройства (ИУ) и другие.

Согласно данным фирм-производителей [87] были выбраны удельные стоимости энергоустановок на базе ВИЭ МС, которые приведены в таблице 5.1

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Решение важной научной и народнохозяйственной задачи повышения эффективности использования возобновляемых источников и энергообеспечения потребителей Нигерии потребовало проведения комплексных исследований, основные результаты которых могут быть сформулированы следующим образом:

1) проведенный анализ современного состояния энергетики Нигерии показал, что страна располагает ограниченным количеством электростанций, в основном, тепловых, работающих на углеводородном топливе, которые размещены весьма неравномерно. При этом на огромной территории страны (923 768 кв. км) насчитывается всего лишь около 110 узловых подстанций напряжением 11 кВ и выше, расстояния между которыми нередко достигают 5000 - 6000 км. При этом в настоящее время одной из главных проблем для энергетики Нигерии считается острая нехватка электроэнергии, особенно у потребителей, удаленных от централизованного энергоснабжения в северном регионе страны

2) большая разбросанность на территории северной Нигерии малых городов, райцентров, поселков, хозяйственных точек и производственных объектов, в которых проживает преобладающая часть населения, обусловливает сооружение весьма протяженных линий электропередач, которых нередко доходит до 400 км при значительном числе ответвлений, что в свою очередь становится экономически не эффективным. В результате чего в регионе существует множество децентрализованных потребителей, для которых строительство распределительных линий электропередач многократно превышает экономический радиус электроснабжения, что приводит: к удорожанию эксплуатации распределительной сети, ухудшению режима работы, к увеличению технологических потерь электроэнергии;

3) современное состояние электроэнергетической отрасли страны таково, что определяющим фактором становятся не только проблемы выработки электроэнергии, сколько проблемы ее доставки потребителям. При отказе распределительной сети электроэнергия, выработанная на электростанциях, не сможет быть доставлена до потребителя. Это новая стратегическая ситуация, требующая привлечения к себе самого пристального внимания и выработки принципиально новых подходов.

Резюмируя вышеизложенное, следует отметить, что перед Нигерией стоит важная задача обеспечение роста производства электрической энергии. Решение этой задачи в целях энергоснабжения сельских децентрализованных потребителей может идти различными путями: строительство, техническое перевооружение, расширение существующих электрических станций, внедрение ресурсосберегающих технологий и т.п. При этом нельзя сбрасывать со счетов использование возобновляемых источников энергии.

Учитывая выше изложенное, в данной работе были рассмотрены и решены следующие задачи:

1. Проведен анализ современного состояния энергетики Нигерии и выявлены наиболее острые проблемы электроэнергетической отрасли;

2. Проведен анализ децентрализованных потребителей северной части Нигерии и определены наиболее целесообразные и перспективные направления обеспечения их потребностей с целью решения экономической, социальной и экологической ситуации в зоне их расположения;

3. Проведена оценка потенциала ВИЭ в регионах страны;

4. Выявлены наиболее перспективные возобновляемые источники энергии для их использования в целях энергетики для наиболее остро нуждающихся изолированных районов Нигерии и проведено районирование территории на регионы, благоприятные для комплексного использования ВИЭ;

5. Приведены методики определения энергетического потенциала ВИЭ, применительно к условиям Нигерии;

6. Приведены основные пути решения проблем электроснабжения децентрализованных потребителей на базе автономных микроэнергосистем на основе ВИЭ;

7. Предложены схемы микроэнергосистем на основе ВИЭ, указаны их преимущества и недостатки при энергоснабжении автономного потребителя;

8. Представлена методика выбора параметров микроэнергосистемы на основе ВИЭ, а также разработаны основные принципы при проектировании энергосистем на ВИЭ;

9. На примере северо-восточной геополитической зоны Нигерии проведено обоснование выбора типовой схемы микроэнергосистемы на основе ВИЭ для электроснабжения изолированных сельских населенных пунктов и для нее обоснован выбор основных энергетических установок. Определена среднесуточная выработка электроэнергии микроэнергосистемы для характерного суточного графика нагрузки типового региона СВГЗ Нигерии и рассчитан суточный баланс среднечасовых мощностей всех элементов микроэнергосистемы на базе ВИЭ.

10. Определены основные финансово-экономические показатели выбранной микроэнергосистемы на базе ВИЭ и обоснована экономическая целесообразность ее использования на северо-востоке Нигерии.

Задачей дальнейших исследований является получение более достоверной климатической информации о приходе и изменении возобновляемых источниках энергии по территории Нигерии и проведения на их основе уточненных расчетов по обоснованию выбора типовой микроэнергосистемы на базе ВИЭ и ее основных элементов

1. Adesanya. О. М. "Energy for development" Proc. 1996 Association of Professional Bodies Budget (APBN) post budget seminar on Nigeria February, 1996.

2. Statistical bulletin, Central Bank of Nigeria (CBN) Annual Report, 2004.3. "Africa faces catastrophe" Mazingira, May 1984; World Bank, Toward Sustained Development in Sub-saharan Africa (Washington, D. C. 1984).

3. Nigeria Country Analysis Briefs, Energy Information Administration (www.eia.doe.gov), March 2004.

4. Adesanya. О. M. "Investment Risk spectrum for Liquefied National Gas", Proc, 16th Congress of the World Energy Council, Tokyo, 8-13, October 1995.

5. International Energy Agency Key world energy statistics 2005

6. Мелодии A.O. и Гремяков A.A., Проблемы развития электроэнергетики Нигерии до 2020г.// тез. докл. междн. науч.-техн. конф. «электроэнергетика»:

7. МЭИ, 2004. том 3. с.241-242.

8. Iloeje D.C., Overview of Renewable Energy Resources in Nigeria, opportunities for rural development and development of Renewable Energy master plan // ENERGETICS SOLUTIONS//Abuja, November 2004. pp 47.

9. Salawu, R.I. "End use energy study, Nigeria, "Global Workshop on End-Use energy strategies, Sao Paulo, Brazil, June 4th 15th, 1984.

10. Renewable for power generation status & prospects., IEA, 2003 p.64

11. Виссарионов В.И., Бойи Д. Анализ состояния современной энергетической системы Нигерии. М., Деп. в ВИНИТИ. 16 с. No 257-В2006

12. The energy sector: the catalyst for economic growth & development; presented by the minister power & steel, Federal Republic of Nigeria. 9th march 2004.

13. NEPA Press Release "Weekly Situation Report" 2004.

14. Sambo A.S., "Renewable Energy for rural development: The Nigerian perspective" ISESCO Science and Technology Vision, Vol.1, May 2005.

15. Status of Renewable Energy in Nigeria // ENERGETICS SOLUTIONS// Abuja, November 2004. pp 48.

16. Vassarionov, V.I., Boyi, J. Potentials of Solar and Wind Power Resources in Nigeria // the proceedings of the international scientific conference on Power Industry and Market Economy, may 4-7,2005 Ulaanbaatar, Mongolia. Pp. 171177.

17. Концепция развития и использования возможностей малой и нетрадиционной энергетики в энергетическом балансе России. М.: Минтопэнерго Российской Федерации, 1999.

18. Гибридные системы гарантированного электроснабжения автономных потребителей. /Безруких П. П., Сокольский А. К.//ТЭК: Топлив.-энерг. KOMnneKC.-2003.-N 2.-е. 99

19. Protogeropoulos С., Marshall R.H. and Brinkworth B.J.(1994), "Techno-Economic optimization of autonomous wind/photovoltaic renewable energy systems with battery storage", In Proc. 12th European Community photovoltaic solar energy conf., pp. 721-724.

20. Beyer H.G., Langer C., "A method for the identification of configurations of PV/Wind hybrid systems for the reliable supply of small loads", Solar Energy, Vol. 57, pp.381-391, 1996.

21. Елистратов B.B., Кузнецов M.B. Теоретические основы нетрадиционной и возобновляемой энергетики. Ч. 1. Определение ветроэнергетических ресурсов региона: Уч. пособие. СПб.: Изд-во СП6ГПУ, 2004. 59 с.

22. The NASA Surface Meteorology and Solar Energy Data Set // http://eosweb.larc.nasa.gov/sse/

23. RETScreen international. Renewable energy decision support center // http.V/www/retscrenn.net

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

25. Расчет характеристик солнечной радиации на горизонтальную поверхность / Методич. указания. СПб.: СПбГТУ, 1999

26. Виссарионов В.И, Дерюгина Г.В., Кривенкова С.В., Кузнецова В.А., Малинин Н.К. Расчет Ресурсов солнечной энергетики. М.: МЭИ, 1998. 59 с.

27. Ибрагим Тогола. Использование солнечной энергии для обеспечения водоснабжения сельскохозяйственных районов Западной Африки. Автореф. дис. канд. техн. наук. СПб.: СПБ ГПУ, 2003

28. Толмачев В.Н., Орлов А.В., Булат В.А. Эффективное использование энергии ветра в системах автономного энергообеспечения. СПб. ВИТУ, 2002.

29. Толмачев В.Н. Использование энергии ветра для энергоснабжения автономных объектов // Инженерные системы. Научно-технический журнал.-№4.2001.

30. Wind energy in Russia and CIS. //Wind directions.-1994.-V. 13,N 3.No. 19.

31. Offshore wind statistics. /Westwood Adam//Refocus. 2004, Jan.- Febr. p. 60.

32. Wind activity surges around the globe. //Refocus.-2004.-N March-Apr.-p. 10.

33. Методика оценки эффективности использования ветроэнергетических установок в сельском хозяйстве. /Зайцев С. В.,Сокольский А. К.//Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве. -М. :Изд-во ВИЭСХ.2004. с. 167-171

34. Ветроэнергетические установки для Крайнего Севера. /Сокольский А. К.//Науч. тр.-2000.-т.86,. с. 105-111.

35. Повышение эффективности ветроэнергетических установок для автономного электроснабжения удаленных сельскохозяйственныхпотребителей. /Воронин С. М. ,Жогалев А. П.//С6. науч. Tp.2001.No 1.-е. 5659

36. Виссарионов В.И. Расчет потенциала ветрового энергоресурса: Уч. пособие по курсу «Теоретические основы энергетики возобновляемых источников», «Проектирование и эксплуатация СЭС и ВЭС». М.: Изд-во МЭИ (ТУ), 1998

37. Handidu. J. A., "National growth, water demand and supply strategies in Nigeria in the 1960s." Journal of the Nigerian Association of Hydro geologists (NAH), Vol. 2, No. 1. Oct. 1990.

38. Okpanefe. P.E. and Owalabi. S., "Small hydropower in Nigeria", TCDC Training Workshop on SHP, 2001.

39. Малинин H. К. Теоретические основы гидроэнергетика// учебник для вузов. М.: Энергоатомздат. 1985.

40. Безруких П.П., Арбузов Ю.Д., Виссарионов В.И. и др. Ресурсы и эффективность использования возобновляемых источников энергии в России; /Коллектив авторов. СПб.: Наука, 2002. 314 с.

41. Денисенко О.Г. Комплексное использование ВИЭ Киев: О-во «Знание» УССР, 1984.

42. Бреусов В.П. Использование энергии возобновляемых источников в комбинированных автономных энергосистемах. Автореферат дисс. д.т.н. Санкт-Петербург: СП6ГПУ, 2002.

43. Мухаммадиев М.М., Уришев Б.У. Автономные энергокомплексы на базе ВИЭ /Научная школа Ю.С. Васильева в области энергетики и охраны окружающей среды: Сб. науч. тр. /Под ред. М.П. Федорова и В.В, Елистратова. СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2004.132 с.

44. Комплексное исследование и использование ВИЭ на научном полигоне «Десна» /О.Г. А.С. Голованов, С.А. Кудря, Л.П. Федосенко. Киев: ИЭД, 1988.

45. Woodell M.I. and Schupp B.W., "The role of pilot projects and public acceptance in developing wireless power transmission as an enabling technology for space solar power systems", Solar Energy, Vol. 56, No.l, pp.41-51,1996.

46. Асос Фатих Расул. Комбинированное использование солнечной и гидравлической энергии автономными потребителями. Автореф. дис. канд. техн. наук, М., МЭИ, 1992

47. Ахметов Р.Б. Технология использования нетрадиционных и возобновляемых источников энергии. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии (Итоги науки и техники). М., ВИНИТИ, 1987

48. Попель О. С. "Автономные энергоустановки на возобновляемых источниках энергии", Теплоснабжение. Энергосбережение №3/2006.

49. Wang Changgui, "Present situation and development of new energy sources in China", New Energy (Chongqing, China), Vol. 18 No.5, pp.36-41, 1996.

50. Харченко H.B. Индивидуальные солнечные установки. M.: Энерго-атомиздат, 1991. 152 с.

51. Устинов П.И. Стационарные аккумуляторные установки. М.: Энергия, 1970.

52. Френбрук А., Бьюб Р. Солнечные элементы. Теория и эксперимент. М.: Энергоатомиздат, 1987.280 с.

53. Bagul A.D., Salameh Z. М. and Borowy В., "Sizing of a stand-alone hybrid wind-photovoltaic system using a three-event probability density approximation", Solar Energy, Vol. 56, No.4, pp. 323-335,1996.

54. Ильиных A.A. Основные направления гелиофикации сельскохозяйственного производства Казахской ССР //Тезисы докладов. Использование ВИЭ в практике народного хозяйства республики. Фрунзе: Илим, 1988. с. 17-20.

55. Опыт проектирования систем использования возобновляемых источников энергии (солнца и биомассы) В.Г. Некрасов, И.М. Горзиб. Алма-ата: Каз.ЭТИ, 1990.

56. Сейиткурбанов С. Комбинированные гелиоветроэнергетические установки /Под ред. акая. Байрамова Р.Б. Ашхабад, 1991. - 144 с.

57. Лобиев О.Н. Аналитическое описание аккумулятора как элемента электрической цепи. Изв. вузов. Электромеханика, 1971, № 11. с. 1190-1196

58. Куликова JI.B., Сангулия М.Н. Анализ проблем и перспектива использования нетрадиционных источников энергии для сельскохозяйственныхпотребителей. Вестник АлтГТУ им. И.И. Ползунова. Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2000, № 3. с. 100-108

59. Некрасов В.Г. Перспективы биоэнергетики в Казахстане //Энергетика и топливные ресурсы Казахстана, 1994, No 2. с.21 —24.

60. Маринушкин Б.М. Энергию ветра на службу народному хозяйству // Энергетика и топливные ресурсы Казахстана, 1993, No 1. с.80 - 82.

61. Ридер Г., Хупер Ч. Двигатели Стерлинга: Пер. с англ. М: Мир, 1986.

62. The Planning Commission of the Inner Mongolia Autonomous Region, Proposal for a "Brightening Program" in Inner Mongolia, 1996.

63. Безруких П.П., Сидренко Г.И. Основные методические положения выбора демонстрационных объектов возобновляемой энергетики (на примере Республики Карелия) //Энергетическая политика. 2004, No. 4. с.8 21

64. Энергия будущего. №1, июнь 2005,- М.: Международная инновационно-энергетическая ассоциация.

65. Новые и возобновляемые источники энергии. Н.Н. Семенова, А.Е. Шилова. М.: Импакт. №4. 1988.184 с.

66. Markvart Т., "Sizing of hybrid photovoltaic-wind energy systems", Solar Energy, Vol.57, No.4, pp. 277-281,1996.

67. Багоцкий B.C., Скундин A.M. Химические источники тока. M.: Энерго-издат, 1981

68. Данилевич Я.Б., Коваленко А.Н., Шилин B.JI. Автономные системы электро и теплоснабжения с буферным накоплением энергии //Известия Академии Наук - Энергетика, 2002, Nol. с.69 - 78.

69. Елистратов В.В. Аккумулирование энергии возобновляемых источников. М.: Амипресс, 2002

70. Гончаров В.И., Любиев О.Н. и др. Расчет характеристик свинцово-кислотного аккумулятора. Отчет НИАИШ. Л., 1982

71. Захидов Р. А., Умаров Г.Я. Теория и расчет гелиотехнических концентрирующих систем. Ташкент, 1977

72. Григораш О.В., Стрелков Ю.И. Нетрадиционные автономные источники электроэнергии. Промышленная энергетика, 2001, вып. 4. с. 37

73. Optimum siting of wind turbine generators. /Jangamshetti Suresh H.//IEEE Trans, Energy Convers.-2001. Vol.16, No l.pp. 8-13

74. Eric M., "A status report on renewable energy worldwide" Beijing International Renewable Energy Conference (BIREC 2005), November 7-8, 2005.

75. Борисов Р.И., Марончук И.Е., Щербак B.B. Оптимизация планирования установленной мощности комплекса нетрадиционных источников энергии //Электронное моделирование, 2003, Т.25 No.4. с. 119-123.

76. Амерханов Р.А. Оптимизация сельскохозяйственных установок с использованием возобновляемых видов энергии.- М.: Колос, 2003-532 с.

77. Историк Б.Л. Исследования в области нетрадиционной энергетики. Гидротехн. стр-во, 1999, № 8/9, с. 81-84

78. Белевицкий А.М. Энергия плюс экология как решить две проблемы в комплексе. Промышленная энергетика, 2001, вып 3, с. 50

79. Васильев Ю.С., Хрисанов Н.И. Экология использования возобновляющихся энергоисточников. Л.: Изд. Лен. Ун-та, 1991

80. UNECE, An Energy Efficient future: Andrea N. Ketoff (International Energy Studies, Lawrence Berkeley Laboratory, Berkley, Calif), Global workshop on End-Use Energy Strategies, Sao Paulo, Brazil June 4th 15th, 1984 .

81. Борисов Р.И., Марончук И.Е., Буриченко В.П. Определение структуры и установленной мощности нетрадиционных источников энергии //Электричество. No 6/2002. с.2-5.

82. Куленов Н.С. Электрификация жилищ (методы и модели прогнозирования). Алма-ата: Наука, 1984. - 184 с.

83. Энергетическое оборудование для использования нетрадиционных и возобновляемых источников энергии. Виссарионов В.И., Белкина С.В., Дерюгина Г.В., Кузнецова В.А., Малинин Н.К. Под ред. В.И. Виссарионова, М.: ООО "Фирма ВИЭН", 2004

84. Технико-экономическое обоснование на создание гибридной схемы энергообеспечения автономного потребителя "Сеть-Наволок" с использованием ветроэнергетической установки. Отчет о НИР. ООО фирма "ВИЭН", - М.: 2005

85. Энергетический базис экономики и проблема введения энерговалюты в финансовую систему. /Алексеев В. В.//Возобновляемые источники энергии. -М.:Изд-во МГУ,2002. с.27-55

86. Technical and Economic Assessment: Off-Grid, Mini-Grid and Grid Electrification Technologies (Summary Report), Energy unit, Energy and Water Department, The World Bank. November 2005.

87. Перова М.Б., Воропанова Ю.В. Эффективность объектов нетрадиционной электроэнергетики Старый Оскол: ООО «ТНТ», 2004. - 152с.

88. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов (вторая редакция) /Руководители: Косое В .П, Лившиц В.Н., Шахназарова А.Г. и авторский коллектив. М.: НПО «Изд-во Экономика», 2000.

89. Федосенко Л.П., Денисенко О.Г., Маргалик С.В., Калинина В.Г. Экономико-математическое моделирование в комплексных системах с возобновляемыми источниками энергии. Киев, 1989.43с.

90. Малинина Т.В., Таратин В.А. Экономика и управление на энергетических предприятиях Технико-экономическое обоснование параметров районной ТЭЦ:-Уч. Пособие. СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2001. 63 с.

91. Интернет ресурс: www.energon.ru

92. Интернет ресурс: www.siemens.com

93. Бойи Джимо, Виссарионов В.И., Малая гидроэнергетика Нигерии. / Вестник МЭИ. 2007, №3. с 93 99.