автореферат диссертации по энергетике, 05.14.10, диссертация на тему:Разработка методики оценки потенциала возобновляемых источников энергии и обоснование эффективности их использования в развивающихся странах Латинской Америки

московски:! знегтетичесий :шст:отт

(ТШНЧЕСКИЗ УНИВЕРСИТЕТ)

\

На правах рукописи

. РОХАС ЛОАлЗА КЕЛЬ

РАЗРАБОТКА МЕТОДИК»! ОЦЕНКИ ПОТЕНЦИАЛА ВОЗОЕВДЭДЯШК ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ И ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В РАЗВИВАЮЩИХСЯ СТРАНАХ МИНСКОЙ АМЕРИКИ (НА ПРИМЕРЕ БЕРУ)

Специальность 05.14.10 - Гидроэлектростанции и гидроэнвр-

Специальность 05.14.08 - Преобразование возобновляемых

видов энергия п установки на их основе

готические установки

автореферат

Диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва - 1393

Г

Работа выполнена на кафедре гидроэнергетики и электро энергетики возобновляемых источников Московского энергетического института.

Научный руководитель - доктор технических наук доцент Н.К. Ыалинин

Официальные оппоненты - доктор технических наук вед. научн. сотрудник С. Е Елаховский

кандидат технических наук доцент & В. Валтаник

Ведущая организация - ВИЭСХ

Защита состоится " " нОл <Гр * 1993 г. в в аудитории Г-201 на заседании специализированного Совета К 053.16.17 при Московском энергетическом институте по адресу: 105835, ГСП, Мэсква, Е-250, Красноказарменная ул., дом 14, Ученый Совет МЭИ.

С диссертацией модно ознакомиться а библиотеке института.

Автореферат разослан " "_ 1993 г.

Ученьй секретарь Специализированного Совета МЭИ К 053.16.17

к. т. н., доц.

Удельное потребление электроэнергии по стране в 1990 г. составляло 658 кВг.ч/чел., в- год. Уровень электрификации в среднем по стране составляет 46$. Следует заметить, что уровень электрификации' сельской местности крайне низок; 85 % ( ? млн. чел.) сельского населения страны вообще не пользовались электроэнергией.

В связи с этим, главная задача страны в ближайшее время-обеспечить электроэнергией сельское население, находящееся, как. правило,, в высокогорных отдаленных районах , электрификация. которых традиционными способами не эффективна. Для решения вопроса о снабжении малонаселенных пунктов сельского хозяйства электрической энергией могут служить новые, так называемые нетрадиционные- источники энергии (солнце, ветер ) и в том числе малые ГЭС. При этом необходимо иметь современную оценку потенциала этих источников и новые современные подхода, учитывающие не только технико-экономические,но и особенно, социально-экологические аспекты.

Вторал_глава посвящена краткому обзору развития малой гидроэнергетики в мире я Латинской Америке. Последние годы строительство МГЭС получило распространение практически во всем мире, в том числе и в странах Латинской Америки, где проводятся исследования по определению величины потенциальных ресурсов МГЭ и целесообразность их использования с помощью MTX. В настоящее время не существует единой классификации MTX. Для различных стран они разные и связаны с особенностями стран и регионов.

Для решения вопроса о перспективе развития МГЭ в условиях Перу прежде всего необходимо иметь гидрологические характеристики речных бассейнов страны. В связг с этим, проведен анализ гидрологических характеристик характерного региона страны. Выявлена закономерность изменения количества) осадков ( h> ) , выладапцих в пределах исследуемого! рай-ча,. от высота местности ( V« ). Эту закономерность, можно-выразить в следующем виде:

Jb = - 1250 . ( I )

. ¿тстоверностьз%льтатов_даботн обеспечена использованием в ней современных методов математического моделирования и непротиворечивостью полученных результатов при сопоставлений с имеющимися расчетами по регионам - аналогам.

М.Ё2й§ВИЗ-Еёй21М' Основные положения и результаты работы до. кладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры гидроэнергетики и электроэнергетики возобновляемых источников МЭИ в 1992 - 1993 гг.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и трех приложений ; содержит 147 стр. машинописного текста, 52 рис., 32 таблицы, списки литературы из 103 наименований и приложения на 42 стр.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

§2_§2££§!Ш! раскрывается актуальность диссертационной теш, излагается цель и основные задачи выполненных исследований, обосновывается научная новизна и практическая ценность полученных результатов, дается краткое изложение содержания работы.

• §_2£Е22£_2Ш§§ дана общая характеристика республики Перу. Рассмотрено современное состояние экономики и топливно-энергетического хозяйства страны.

В настоящее время в Перу наиболее развиты отрасли промышленности: горнодобыващая, цветная металлургия, рыболовство, рыбообработка и обрабатываицая промышленность. В 1990 г. валовой национальный продукт (ВН11) Перу оценивался в 18 млрд.долл., на душу населения приходилось в год б среднем около 808 долл., что показывает на тяжелое состояние экономики страны. Потребление к производство первичной энергии в стране сегодня сконцентрировано в основном на нефти и биомассе. Установленная мощность электростанции страны в 1990 г. составляла 4300 МВт. На доли ГЭС приходится около 60$. Основным крупным потребителем электроэнергии является город Дима ( 1000 МВт в 19Ь9г.).

При этом полученная зависимость имеет хорошую степень достоверности я ее средняя погрешность расчета (7%) не превышает допустимых пределов (В%) ( см. рис. I ).

Выделены характерные виды графика нарастания водосборной площади водотоков исследуемого речного бассейна. При этом коэффициент формы графика нарастания водосборных площадей dC.fi, ■ колеблется от 0,39 до 0,56.

Найдена зависимость между водосборной площадью Г и длиной I» водотока для большинства водотоков ( 75 % ) .имеющее значение сС< 0,5 , которая представлена в виде:

Г = 1,023 . 1. 1,636 . { 2 )

При этом коэффициент корреляции (Т* ) между У и 1, рассматриваемого района равен 0,91 , что является показателем наличия очень тесной связи Р и I, .

Проверка полученных данных по фактическим данным дала среднюю погрешность в 7,7 % , не превышащие допустимых 10% (см. рис. 2 ).

Очень тесная связь понятия ЖЪ с местными электропотребителями заставили предде всего оценить и идентифицировать нагрузку указанных потребителей . В расчетах использованы современные методы аналогии и математической статистики.

Проведенная обработка информации автором по численности населения 165 поселков сельско-хозяйствениого типа (1983г.) показала, что численность населения 87% поселков колеблется от 300 до 5000 чел. в каждом. Для идентификации нагрузки потребления был использован метод, основанный на использовании типового электропотребления пользователя из разных секторов (жилой дом, коммерческий дом, малая индустрия и т. д. ) поселка сельско-хозяйствешого типа.

Выявлены устойчивые функциональные зависимости, связы-ванцие удельные среднегодовое электропотребление пользователя из разных секторов поселка от его количества пользователей, их можно выразить следующими аналитическими уравнениями:

Рас. I

у

£Ц = 0,525 . ГС^ + 543 , ( 3 )

0,235 . П^п.+ 1493 , (4 )

ые- - 0.1 270 , ( 5 )

где , б пл., 6/1.1,. - удельше среднегодовые электропотребления жилого дома , коммерческого магазина , малой индустрии поселка соответственно ( кВт.ч/год/пользователь ).

Далее на основании полученных данных была проведена идентификация наиболее характерных нагрузок для 30 поселков рассматриваемого района на уровне 2007 г., которая представлена на рис. 3. Отсвда можно делать вывод о том, что наиболее часто ( 70% ) будут встречаться диапазоны нагрузки, находящиеся в пределах 75- 220 кВт. На основе этих результатов было выявлено изменение удельных нагрузок ча I чел. ( К ) для

уд*

периода 1987-2007 гг. в зависимости от численности населения поселка, которая к 2007 г. будет изменяться в пределах 110-150 Вт./чел. ( см. рис. 4 ). Полученные результаты позволяют более обоснованно подходить к понятию малой , энергетики в условиях Перу.

В данной главе также выполнен анализ существующих методик определения традиционных категорий гидропотенциала (валовой, технический и экономический ).

На основе проведенного анализа существующих данных показано, что объекты энергетики оказывают свое влияние на общество, природную сферу и экономику страны. Зга особенности необходимо учитывать при решении любой народнохозяйственной задачи. В частности, при оценке гидроэнергоресурсов малой гидроэнергетики и при обосновании использования 11ВЙЭ (солнце, ветер ) в Перу. На современном этапе следует считать весьма

w m mito %9« w 7 900

Рис. 3

Ks¿j

(Br/iu)

200 .

tío

wo

SB .

МтЛкВг)

.ff«

В,,я = loop-fООО то-гсоо

i 'i .....i r

4№ im л.г -i („»у

настоятельным учет социально-экологических факторов при принятии любого технического решения. Поэтому при проектировании энергообъекта (КГЗС, ФЗС, ЗЗС ) и альтернативного варианта (ДЭС ) для условий Перу необходимо соблюдать: для МГЭС - оптимальные условия затопления и подтопления земель, переработка берегов и шумы, вызываемые имя ; для ФЗС- ущербы от изъятия земель ;

для BSC- ущербы от изъятия земель и шумы, вызываемые ими ; для ДЭС- ущербы от выбросов дымов, изъятия земель и шумы, вызываемые ими.

Таким образом, полный ущерб от воздействия энергетических объектов (МГЭС, ФЭС, ВЭС или ДЭС ) на окружащую среду можно выразить в предложенной автором формуле: для МГЭС:

с-!с*!с*2с ■

для ФЭС:

йгх- • < 7 )

для ВЭС:

am. . вк «.НС

УёН « Уэем* Ушу* ' < 8 )

для ДЭС:

5 т». uA9t , .

А« = ♦ У*»». ♦ У»"« • <9 >

'jjltam. ■Que**, jjaot*. Q«oM-где -J цгн. r Z?f>rc у У **<■ f Jmc -полный ущерб от воздействия МГЭС, ФХ, БЭС, ДЭС , соответственно, на окружавдув среду, долл.США ; У -ущерб от затопления земель при строительстве МГЭС, долл.США ; -ущерб от подтопления

земель яря строительстве МКС , долл.США У~

ущерб от изъятия земель при строительстве ФЗС, БЗС и ДЭС , соответственно, долл.СЫА ; У^, У^н / ^А« ~ УЩерб, причиняемый шумом «ГЭС, ЗЬС и дЬС , людям, соответственно,долл.США; Удт ~У^еРб 0,1 выброса загрязнений в атмосферу, долл.США.

Указанный подход к учетУ социально-экологических факторов, по налему мнении, является наиболее эффективным и целесообразны!, 1 для решения противоречия экосистемы "природа-человек-производстио", потому что, во-первых, использованы составляющие экономического укерба являются основными и , во-вторых, не всем составляющим уцерса можно найти денежное выражение.

С учетом особенностей Перу предложена методика оценки ГЭП на базе метода линейного учета, включавшего нетрадиционный и системный подход в условиях рыночных отношений.

Для оценки технико-экологического ГЭП водотока предлагается разбивать водоток на энергетические ступени с ограничением по социально-экологической зоне, представляемой в виде так называемой "красной линии" - £ нр.мш. , которая может определяться выражением:

где ¿вен. -ограничение И -го реципиента.-

Такой подход.показал, что каскадное использование водотока МГЭС в пределах допустимой социально-экологической зоны не наносит ущерба от затопления населению, природной среде, а также отсутствует ущерб от подтопления , т.е. разлив водотока ори строительства МГЭС соответствует разливу в естественной состоянии.

Расчет технико-экологического ГЭП водотока осуществлялся о использованием имитационной модели каскада МГЭС, базирующейся на бачансовых моделях расходов п напоров в каскаде.

При предварительном определении экономико-экологического ГЭП водотока экономически оптимальным для строительства МГЭС считается створ, попадаиций в область, ограниченную так называемым " экономическим радиусом " электролотрейителя ^экон>,

я принадлежащую допустимойоциально-экологической зоне (рис. 5).

Удельные капвложения являются одним из основных технико-экономических показателей при оценке энергетической эффективности альтернативных вариантов, В данной работе определение удельных предельно-допустимых капвложений в аГЬС предлагается вести с учетом рыночных отношений и СЬО. Тогда предельно-допустимые капвложения в ;.ГсЮ можно вычислить по выражению:

где уСцпс ¿эр -предельно^допусткмые капвложения в МГЭС с учетом СЭФ , долл./кВт.\-Нж,4С>а*ъ -коэффициенты эквивалентности По мощности я энергия МГЭС к заменяемой ДЗС »соответственно ; fClur^ -удельные капвложения в ДЭС и ЛЭП, соответственно, долл./кВт.; f^^-безразмерные коэф^ фициенты для МГЭС, ДЭС и ЛЗП соответственно, o.e. ;Rj^Pu^PutxT -доля ежегодных издерхе^от ^капвложений по »1ГЭС, ДЗС я ЛЭП, соответственно, o.e.; fa Ру -доля ежегодных полных ущербов ох капвложений по ДЭС а МГЭС, соответственно, o.e.; b удельный расход диэтоплива , т/кВт.ч. ; Зтоп. -замыкающие затраты на топливо, долл./т ; & -число чаоов использования установленной мощности, ч.

Тогда эффективность и целесообразность сооружения МГЭС обеспечивается при выполнении:

t^tAKT fyt Пц9

Я"* СЗ+ < ^-лг» . ( 12 )

Третья глава посвяцена анализу современного состояния и развития солнечной энергетики (СЭ) я ветровой энергетики ( ВЭ) в

мире и Латинской Америке. Анализ показал, что в последние годи во многих странах наблюдается повышенный интерес к непосредственному использованию солнечной и ветровой энергии. В настоящее время одним из основных направлений в исследовании в области гШЛ5 в мире является изыскание новых способов существенного улучаемая их использования. Главной задачей для фирм, производящих оборудование для электростанций, основанных на НВИЭ (в частности ОЭС и BSC ), является обеспечение их конкурентоспособности по сравнению с традиционными электростанциями. В странах Латинской Амерлкм уделяется большое внимание развитию 1ШКЭ, как альтернативным источникам энергии в сельских местностях.

В данной главе также подробно изложены методики определения категорий энергопотекциала солнечной и ветровой энергетики. На основании изложенной методики во расчету солнечного баланса для территорий при отсутствии актинометрических данных проведен примерный расчет суммарной солнечной радиации для г.Льята.' Результаты расчета показали хорошую аппроксимацию к фактическим данным.

■Анализ методик расчета категорий энергопотенциала СЭ и ВЭ показал необходимость в учете комплексного анализа социально-' экологических и технико-экономических факторов при рыночных отношениях. ' ~

На основе метода сравнительной экономической эффективности предлагается определить экономический радиус по следуацему выражению:

. < 13 )

где ZiwH. -экономический радиус 6-го энергообъекта , км; j - индекс, обозначащий вид эяергоисточняка и его объекта ФЭС и ВЭС ; 4С j -удельные капвложения в / -ом энергообъекте, долл./кВт. ; /ид у &V -Йезразмёряне коэффициенты для У-го объекта ДЭС и ЛЭП соответственно, o.e. ;

/У ПАЭС рлт

'Ч г Ги- * • и -доля ежегодных издержек от капвложений по J -му объекту^ДЭС и ЛсП, соответственно , о.е. Остальные имеют те же значения, что и в выражении ( II ).

Тогда критерий эффективности и целесообразности строительства варианта энергообъекта обеспечивается при .условии, что:

■вэнон. > ( £факт = и дЭП ) . ( 14 )

где -фактическая протяженность ЛЭП ( "и ) от моста

строительства энергообъекта до потребителя , км.

В данной главе также предлагается определять удельные предельно-допустимые капвложения в ФЭС и ВЗС по методике как и для MTX ( см. выражение ( II ))с учетом СЭО .

Четвертая глава посвящена краткому технико-экономическому анализу показателей МГЭС, ФЗС и ВЭС , а также основным направ-дениям повышения юс эффективности.

Для условий Перу предложена методика эколого-экакомического обоснования использования МГЭС, ФЭС и ВЭС на основе ые-года сравнительной экономической эффективности по критерию отношения доходов (затрат в ДЭС ) к затратам (затрат в МГЭС, 6ЭС и ВЭС ) о учетом инфляции, процентных ставок и социально-жологических требований.

Суммарные приведенные затраты в энергообъекте (МГЭС,ФЭС [ ВЭС ) можно определить по формуле:

£3j = 3j + + 2/j , ( 15 )

да j -индекс, обозначапцяй вариант энергообъекта (МГЭС,ФЭС ВЭС ); 2=5/ -суммарные затраты, j-ro энергообъекта,долл.; i -затраты на строительство У-го энергообъекта, долл. ;

¡3^эп-затраты на строительство ЛЫ1 /-го энергообъекта,до.чл.; У - затраты,коипенсяруэдие изъятия, тарушения_и т.д. у других отраслей, в том числе природной среде,долл.; Зпом- затраты на природоохранные мероприятия ,долл.; У ^ -суша приведенного во времени ежегодного остаточного ущерба окружащей среде / -го энаргообъекта.долл. _ я

а нашем случае, когда Зк= 0 я Зп = 0,получим У] = а 2 , что можно определить по формулам / (6),(7),(8)/. Тогда формула (15) будет выглядеть следувдим образом:

¿Ъ-Ъ + Кы + УТ < < К >

Причем:. -c£Mffä+eCtitj' Mj , ( 17 )

где c/aKj -коэффициент дисконтирования для однократных платежей, o.e.; сСдщ -коэффициент первоначальной стоимости, о^е^ ; -fij и iij -капвложения и издержки в J -ом энергообъекте.

Значение коэффициентов <£ ах , <CfM моашо определить по выражениям:

ЧШн-i

, (18)

( I + L )

IMCVJ

¿м- ^M^Tife ■< 19 >

L-{ I -f V ) J

где i, -норма дисконтирования ,%; Трасч j-расчетный период j -го энергоисточняка , год.

В целях удобства, эти затраты будут представляться в несколько ином виде:

3j = £,-( + Pu j ),

где P и -Доля ежегодных издержек от капвложений,

( 20 ) tibi -

безразмерный коэффициент, которьш может определяться по выражению:

Поэтому автором предлагается определить суммарные приведенные затрата энергообъектов следугацими выражения:.-;:: для МГЭС:

^ - , мгх. пек. trx , w* "гк лен,

мгэс = ККА + ?U + IV )+К„,гг(К*;,„ + Рилзг,),{ 22 )

для ФЭС:

«ГЭС ч-зс <?эс

¿3**= IWtfU + Рл + Ру )+ W^'* ( 23 )

для BGC:

_ вх вж вэс &эс вх? язе

¿3^= К Ok + Ра + Ру )+ WW W. < 24 >

В качестве альтернативного варианта для сравнения эффективности использования МГЭС, ФЗС и БЭС рассматривается ДЗС.

Таким образом, суммарные приведенные затраты для ДЭС матло определить по выражению:

й'з^Х = Зажч. а,«, + , ( 25 }

где¿'¿¿х-суммарные приведенные затраты для ДОС, долл.; За*: -затраты аа строительство ДЗС, долл.; 3r«t. -затраты на топливо, долл.; 'Удж -полный ущерб ДЭС на окружающую среду, долл.;, а его можно определить по формуле ( 9 ).

Выбор оптимального варианта производится по критерию отношения доходов я затратам, которое может быть выражено:

R -^-Л3** ' > 1 ( 26 )

3 Ik-OMKffKfsx.

§ пятой главе приведена математическая постановка и реализация задачи разработки оптимальной схемы использования ГЗП водотока

о помощью МГЭС с учетом ооциалыю-экологяческих факторов и

рыночных отношений, а также анализ результатов его практической реализации. На основе разработанного програмного комплекса произведена сценка категорий ГЬП р.Лаурикоча и эффективности МГЭС по сравнению с ¿¿-С для одного из сельск*к поселков, находящегося на баг.оейяе этой реки.

Произведена оценка на ПЭК.1 валового ГЭП указанной реки и водотоков еа бассейна и получена графическая интерпретация результатов расчетов. Расчитанк на ПЭД.1 варианты каскадного использования р.Лаурикоча МГЭС с учетом социально-экологических факторов в виде сомкнутого каскада ¡.¿ГЭС без подпора, произведена оценка технико-экологического ГЭП р.Лаурикоча с использованием ПЭВМ.

Определены удельные предельно-допустимые капвложения в МГЭС, ФЭС и ВЭС с учетом социально-экологических факторов и рыночных отношений.

Идентифицированы основные влияющие факторы, определящие значения указанных показателей, в частности, это число часов использования установленной мощности, нормы дисконтирования, замыкаюдие 'на топливо, затраты на ЛЭП, экономический ущерб и др. На рио, 6 в качестве примера представлены полученные результаты удельных предельно-допустимых капвложений в ФЭС.

Такхе определены области изменения "экономического радиуса" 6. экон • для 1,,!ГЭС» ФЭС и 230 в зависимости от вляяюцих на него факторов.

В качестве примера произведено обоснование эффективности МГЭС цо сравнению с АЭС, о помощью разработанного програмного обеспечения на ПЭВ«1, для одного из сельских поселков,находящегося на бассейне р.Лаурикоча. ' ■ '

В приложении представлены тексты програмного комплекса и исходные данные для выполненных расчетов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

I.Обоснована актуальность исследования перспектив использования нетрадиционных возобновляемых источников анергии в Перу на основе анализа современного состояния топливно-энергетического баланса и экономики страны на период до 2010г.

ВВЕДЕНИЕ.

1.АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЗАДАЧИ.

IЛ.Общие положения.

1.2.Общая характеристика республики Перу.

1.3.Современное состояние и перспективы развития экономики Перу.

1.4.Современное состояние и перспективы развития традиционной энергетики Перу.

1.5.Современное состояние развития нетрадиционной энергетики Перу.

Выводы по первой главе.

2.СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ РАСЧЕТА КАТЕГОРИИ ЭНЕРГОПОТЕНЦИАЛА МАЛОЙ ГИДРОЭНЕРГЕТИКИ И ПРЕДЛАГАЕМЫЙ МЕТОД ЕГО ОЦЕНКИ

С УЧЕТОМ СОЦИАЛЬНО-ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ.

2.1.Общие положения.

2.2.Состояние и классификация МГЭ. Основные гидрологические характеристики регионов Перу.

2.2.1.Малая гидроэнергетика мира и Латинской

Америки ( проблемы и перспективы).

2.2.2.Классификация малых ГЭС.

2.2.3.Исследование основных гидрологических характеристик Перу.

2.3.Идентификация потребителей электроэнергии сельско-хозяйственных районов Перу.

2.4.Целесообразность и особенность использования МГЭС, а также НВИЭ(солнце и ветер),как основы для развития сельского хозяйства Перу.

2.5.Оценка существующих методов расчета категорий гидропотенциала( ТЭП).

2.6.Анализ и оценка социально-экологических факторов при использовании МГЭС Ё'ЛБИЭ.

2.7.Предлагаемый процесс принятия решений при оценке категории энергопотенциала водотока с учетом социально-экологических факторов.

Выводы по второй главе.

3.МЕТОДЫ РАСЧЕТА КАТЕГОРИИ ЭНЕРГОПОТЕНЦИАЛА СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ И ВЕТРОВОЙ ЭНЕРГЕТИКИ С УЧЕТОМ СОЦИАЛЬНО-ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ.

3.1. Общие положения.

3.2.Современное состояние и перспективы развития СЭ и ВЭ.

3.3.Методика расчета категорий потенциала солнечной энергетики.

3.3.1.Общие сведения о солнечной радиации.

3.3.2.Метод расчета солнечной радиации по данным актинометрическим измерениям.

3.3.3.Расчет солнечного баланса для территории при отсутствии актинометрических данных.

3.3.4.Методы пересчета солнечной радиации с горизонтальной поверхности на наклонную.

3.3.5.Методика расчета технилеского потенциала солнечной энергетики (ТПСЭ).

3.3.6.Расчет технического потенциала солнечной энергетики при использовании солнечных фотоэлектрических установок (ФЭУ) без концентраторов.

3.3.7.Расчет технического потенциала при использовании с ФЭУ с концентраторами.

3.4.Методика расчета категорииэнергопотенциала ветровой энергетики.

3.4.1.Методика расчета валового потенциала ветроэнергетики (ВПВЭ).

3.4.2.Методика расчета технического потенциала ветроэнергетики (ТПВЭ).

3.5.Методика оценки экономико-экологического энергопотенциала солнечной и ветровой энергетики

Выводы по третьей главе.

4.ПЕРСПЕКТИВЫ КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

НВИЭ да УСЛОВИЙ ПЕРУ?.

4.1.Общие положения.

4.2.Анализ технико-экономических показателей зарубежных МГЭС,ФЭС и ВЭС и пути повышения их эффективности.

4.3.Методика экономического обоснования выбора объекта энергоснабжения регионального и местного значения (МГЭС,ФЭС и ВЭС) с учетом социально-экологических факторов при рыночных отношениях.

Выводы по четвертой главе.

5. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДИКИ РАЗРАБОТКИ СХЕМЫ ИСПОДЫ ЗОВАНИЯ ВОДОТОКА МГЭС. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕК* ТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МГЭС,ФЭС И ВЭС С УЧЕТОМ СОЦИАЛЬНО-ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ.

5.1. Общие положения.

5.2.Разработка програмного обеспечения для расчета основных категорий ГЭП водотока.

5.3.Анализ результатов практической реализации програмного комплекса для оценки категорий ГЭП водотока (на примере р.Лаурикоча) и оценки эколого-экономической целесообразности строительства МГЭС,ФЭС или ВЭС.

Выводы по пятой главе.

Перу- аграрно-промышленное государство центральной части Южной Америки. Численность населения составляет 23 млн.чел.,из которых около 40% составляет сельское население. Экономика страны находится на стадии восстановления после глубокого экономического кризиса 80-х годов всего хозяйства в целом. Потребление первичной энергии в основном ориентировано на нефть и биомассу. Удельное электродотребление по стране составляет 658 кВт.ч/чел. при уровне электрификации по стране в 46% (в сельских районах 16%),

Из-за острой нехватки электроэнергии в сельском хозяйстве особую актуальность приобретает использование нетрадиционных возобновляемых источников энергии (НВИё) с помощью малых энергоустановок. Этому способствует большое количество малых населенных пунктов, расположенных в основном в удаленных и труднодоступных регионах страны, энергообеспечение которых традиционными путями становится неэффективным в настоящее время, а также значительные запасы возобновляемых источников энергии в этих регионах( вода, солнце, ветер).

Использование нетрадиционных видов электростанций в сельской местности Перу вполне доступно для сегодняшнего состояния экономики страны, так как они не требуют больших капиталовложений. Кроме того, их использование позволит полностью изменить социально-экономический уровень деревень страны.

При этом для решения вопроса о перспективах использования НВИЭ, необходимо иметь современную оценку потенциала этих источников и обоснование эффективности и конкурентоспособности их объектов, а также новые современные подходы, учитывающие не только технико-экономические,но и особенно, социально-экологические аспекты.

В связи с этим решение задачи определения возможностей освоения энергопотенциала НВИЭ (вода,солнце, ветер) для энергоснабжения удаленных районов с помощью малых энергоустановок является актуальным в современных условиях.

Основной целью данной работы является разработка современной методики обоснования перспектив использования НВИЭ (вода, солнце, ветер) Перу с учетом социально-экологических факторов.

В соответствии с поставленной целью решались следущие задачи:

-оценка развития экономики и топливно-энергетического хозяйства страны до 2010 г. :

-оценка рынка потребителей электроэнергии в сельском хозяйстве: -классификация источников потенциала малой гидроэнергетики(МГЭ) для характерного региона страны :

-идентификация социально-экологических факторов в НВИЭ для условий Перу и разработка их учета в энергетике : -разработка методик оценки основных категорий энергопотенциала НВИЭ и их эффективность в условиях рыночной экономики с учетом СЭФ :

-практическая реализация результатов для характерного региона страны.

Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Научная новизна работы состоит в следующем: -впервые для условий Перу классифицирована нагрузка сельских потребителей на уровне 2007 г. с учетом разработки проекта типового дома :

Выводы по пятой главе

1. Разработан и реализован програмный комплекс на ПЭВМ типа IBM PC XT/AT на алгоритмическом языке Турбо-Бейсик (Та/? в 0 .ЪйьЩ с целью оценки основных категорий ГЭП водотока и эффективности МГЭС, ФЭС и ВЭС с учетом социально-экологических факторов.

2. На основе разработанного програмного комплекса произведена оценка категории ГЭП р.Лаурикоча и эффективности МГЭС по сравнению с ДЭС дая одного из сельских поселков, находящегося в бассейне этой реки.

3. Определены области изменения значения предельно-допустимых удельных капвложений МГЭС, ФЭС и ВЭС с учетом социально- экологических факторов и рыночных отношений, в зависимости от их основных энергетических параметров. Полученные результаты могут служить основой дая идентификации оптимальных проектов на ранних стадиях проектирования.

4. Практическая реализация разработанного програмного обеспечения подтвердила эффективность использования МГЭС, ФЭС и ВЭС дая условий Перу.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Обоснована актуальность исследования перспектив использования нетрадиционных возобновляемых источников энергии в Перу на основе анализа современного состояния топливно-энергетического баланса и экономики страны на период до 2010 г.

2. Разработана аналитическая зависимость связи количества осадков от высоты местности для горного района Перу, в том числе установлена функциональная зависимость с аналитическим выражением между водосборной площадью I и дайной реки L дая типового горного района.

3. Разработаны функциональные связи зависимости электро-лотребления пользователей разных секторов поселка от его количества пользователей.

4.Разработана методика оценки электрической нагрузки сельских потребителей Перу с использованием метода типового электропотребления пользователя регионов - аналогов страны.

5. Впервые предложена методика научного обоснования использования МГЭС , в том числе НВИЭ ( ФЭС и ВЭС ) дая условий Перу.

6. Разработана методика учета СЭФ при оценке эффективности энергообъекта местного назначения (МГЭС, ФЭС и ВЭС ) в Перу.

7. Разработано и реализовано на ПЭВМ математическое и програмное обеспечение основных результатов диссертации.

8. Проведены расчеты дая характерного сельскохозяйственного региона Перу , в которых показана эффективность использования НВИЭ , в первую очередь - МГЭС.

9. Для условий Перу впервые получены рекомендации по оценке эффективности МГЭС , ФЭС и ВЭС с использованием понятия предельно- допустимых капвложений с учетом СЭФ.

10. В целом полученные в работе результаты , доказывают перспективность развития НВИЭ (в том числе МГЭС ) в Перу и являются методической основой для проведения более глубоких исследований для конкретных проектов объекта энергоснабжения местного значения .

1.Алферов 1.И., Андреев В.М. Перспективы фотоэлектрического метода преобразования солнечной энергии . Сб.М. 1981.-е.7-20.

2. Ахмедов Р.Б. Перспективы использования НВИЭ. М: Информэнерго, 1985т 64 с.

3. Баранов В.К. Новые концентраторы излучения и перспективы их применения в оптике и гелиотехнике. Труды ТОЙ.Том 45. Выпуск 179. Л.1979.-250с.

4. Баранов В.К., Левин М.В. Люминисцентные концентраторы. Состояние разработки и пути их использования в гелиотехнике. Гелиотехника №. 1989.-с.18-25.

5. Бун Наритх.Исследование перспектив использования малой гидроэнергетики Камбоджи с учетом социально-экологических факторов. 1992.- 280с.

6. Васильев Ю.С. Экология использования возобновлящихся энергоисточников. Л.:Издательство Лен.Ун-та. I99I.-344C.

7. Васильев Ю.С.Дрисанов Н.И. Экологические аспекты гидроэнергетики.- Л.:Изд-во Лен.Ун-та. 1984.-248с.

8. Ветроэнергетика (под ред. Д.Рензо пер).В.В.Зубарева. М.О. Франкфурта -Н.Мир. 1982.-256с.

9. Витт М.Б. Экономическая оценка земли при строительстве.-М.1984.

10. П.Гарф Б.А.Механизм вращения подвижных и солнечных установок. Сб.использования солнечной энергии.Сб.I.AM.СССР-М,1987.-С.62-64

11. Гидромелиоративные работы и исследования в Нидерландах. Обзорная информация.1971.-с.10-12.

12. Гидроэнергетика:учебник для ВУЗов /А.Ю.Александровский, М.И. Кнеллер, Д.Н.Коробова и др./ под ред.В.И.Обрезкова 2-е изд., перераб. и доп.-М: Энергоатом.издат.1988.-512с.

13. Гоберидзе М.И. Перспективы строительства малых ГЭС и экологические аспекты.ГрузНИИНТИ-Тбилиси,1987.-60с.

14. Григорович Н.А. Гидроэнергетический кадастр.Кадастровая мощность водотоков и ее использование.-М.Гидроэнергопроект,1937.-31с.

15. Григорьев С.В» Потенциальные энергоресурсы малых рек СССР. Гидрометеоиздат., 1946. -П5с.

16. Даффи Д.Ж.,Бекман У.А. Тепловые процессы с использованием солнечной энергии.-М.,1977.-424с.18.3аколий С. Солнечная энергия и строительство.-М.бтроиздат. 1979.-е.12-14.

17. Зубарев В.В.,Минин В.А.Степанов И.Р. Использование энергии ветра в районах Севера.-Л.Наука,1989.-208с.

18. Использование солнечной энергии при космических исследованиях. Сб.с татис.-М.Мир.-1986.

19. Када Г.Ф. и др. Малая гидроэнергетика в развивающихся странах. Методика выбора площадок с учетом охраны окружающей среды.-Л. 1985.-30с.

20. Калачев Н.С« Методика учета потенциальных водноэнергетических ресурсов речных бассейнов.-Алма-Ата:изд.АН.КАз.ССР 1950.-153с.

21. Карелин В.Я.,Волшаник В.В. Сооружение и оборудование малых гидроэлектростанций.-М.:Энергоатомиздат.1986.-200с.

22. Кенисарин М.М.,Ткаченкова Н.П.,Шаваев А.И. Статистическое сравнение корреляций между солнечной радиацией и продолжительностью часов солнечного сияния.Гелиотехника,1990.-^-2:с.7-Н.

23. Кенисарин М.М. и др. Соотношение между диффузной и суммарной солнечной радиацией.Гелиотехника.19906.-с.3-9.

24. Клопов С.В. Изучение и использование гидроэнергетических ресурсов горных районов.-М: Изд-во АН СССР. 1952.-136с,

25. Кошелев А.А.,Ташкинова Г.В.,Чебаненко Б.Б. и др. Экологические проблемы энергетики. Саб.отд-ниет Новосибирск:Наука,1989.-322с.

26. Лобознова М.Р.,Малинин Н.К. Классификация источников потенциала малой гидроэнергетики и разработка основ САПР малых ГЭС.-Тр./МЭИ,1988.-вып.186.-с.II3-I24.

27. Лобознова М.Р. Разработка современных методов оценки энергетического потенциала малой гидроэнергетики с учетом социально-экологических факторов. Ташкент,1989.-с.13-14.

28. Лидоренко Н.С.,Евдокимов В.М.,Стребков Д.С. и др. Фотоэлектрические преобразователи концентрированного излучения, солнечная фотоэнергетика. Ашхабад, 1983.-с.3-12.

29. Малая гидроэнергетика. Л.П.Михайлов, Б.Н.Фельдман,Т.К.Марканов и др. /под ред. Л.П. Михайлова / М.:Энергоатомиздат, 1989.-184с.

30. Малинин Н.К. Теоретические основы гидроэнергетики. М.: Энерго-атомиздат.,1985.-312с.

31. Малинин Н.К.,Илларионов В.М.,Мащеев Р.Я. Современное состояние и классификация малых ГЭС СССР мощностью до 30 МВт.//Сб.Научн. труд № 46.-М.,МЭИ,1986.-с.188-198.

32. Малинин Н.К., Тягунов М.Г. Малая гидроэнергетика за рубежом //Гидротехн. стр-во,1983.-№ 6-с.49-52.

33. Мостков М.А. Основы теории гидроэнергетического проектирования. -Госэнергоиздат.,1948.-351с.

34. Обзор методов обоснования эффективности капвложений, используемых фирмами США . Меркин P.M., Шаина Л.В. Коммерческий научно-производственный центр "ГЕФЕСТ". М.,1991.-56с.

35. Проект методики экономического обоснования выбора систем энергоснабжения регионального и местного значения . М.П. Берзу-ких.-М.1993.-40с.

36. Раушенбах Г. Справочник по проектированию солнечных батарей. М.:Энергоиздат.,1983.-205с.

37. Рекомендация по определению климатических характеристик ветроэнергетических ресурсов. Л.: Гидрометеоиздат.,1989.-60с.

38. Рихтер А.А. ,Кормилицин ВЛ1А,Тупов В.Б. Определение уровня шума от оборудования ТЭС. Определение эффективности мероприятий по снижению ущерба от выбросов ТЭС в атмосферу . М. МЭИ, 1991.- 50с.

39. Рихтер А.А., Тупов В.Б. Охрана окружающей среды от шума ТЭС.- М. МЭЙ.1990.-96с.

40. Руководство по экономическому обоснованию параметров гидроэнергетических объектов, проектируемых для зарубежных стран.-М. : Министерство Энергетики и Электрификации СССР, 1984.-64с.

41. Солиёва Р.Б. Разработка гелиотехнического кадастра. Гелиотехника, 1976 № 6.

42. Справочник по климату СССР. Часть 3. Ветер. Гидрометеоиздат.,1965.-1966гг.

43. Стребков Я.С. и др. Температурная зависимость электрофизических параметров фотогенераторов из Германии при высокой освещенности. Гелиотехника, 1984. № 5 с. 7-Ю.

44. Такомбаев К.А. Местные энергоресурсы на службе ирригации и оттогонного животноводства. Фрунзе :Киргызтан, 1979.-128с.

45. Твайделл Д.М., Уэйр А. Возобновляемые источники энергии.

46. Перевод с англ. М.: Энергоатомиздат, 1990.-392с.

47. Тверянович Э.В. Оптико концентрирующие системы для солнечных станций. Гелиотехника, 1989.ЖЗ- с.18-21.

48. Тверянович Э.В. и др. Фотоэлектрические модаи с концентраторами. Гелиотехника, 1990, № 2 с.69-71.

49. Тепловые установки для солнечной радиации. М.Наука,1966.

50. Файн И.И. Предельно-допустимые удельные капвложения в строительстве МГЭС // Сб. научн.тр.: Гидропроект, 1985, № 99.-с.66-69.

51. Фаренбух А.,Богоб Р. Солнечные элементы,теория и эксперимент. Энергоатомиздау, 1987.

52. Фельман Б.Н. Малая гидроэнергетика и перспективы ее развития // Сбд Науч:.тр. : Гидропроект, 1982.-J^ 81. с. 71-77.

53. Ферт А.Р. и др. Методы расчета теплотехнических характеристик солнечных коллекторов . Гелиотехника, 1984, М -с.5-7.

54. Харченко Н.В. Индивидуальные солнечные установки.-М.:Энергоатомиздат, I99I.-208C.

55. Хачатуров Т.С. Об экономической оценке природных ресурсов // Вопросы экономики, 1969» Л I,

56. Чевотарев А.И. Общая гидрология.Л.: Гидрометеоиздат,1975.-544с

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

58. Энергетика Мира: переводы докладов XIII Конгресса МИРЭК.-М.: Энергоатомиздат, 1989.- 432с.

59. Энергетика сегодня и завтра/под р.А.Ф.Дьякова/. М.Энергоатомиздат, 1990. 344 с.

60. Энергетические ресурсы СССР.Гидроэнергетические ресурсы. АН СССР М.:Наука, 1967.-600с.

61. П III Г. I I I . I 1 I . I 1 I « I I If 11. Г I I . f 1 ! III!4 ППЛ1.. I . I w .1. PR D -> 71.Л ЛПЛЛЛ1г; i

62. M M . II M I M M I . Г ИГ П1П Wlfl I I till I ИГ hfl V llli Iтт4- ч 7 П.-,,4 nORr I II I . I 11«I

63. R 1 D "t 1 n n Л л плл! itninnw

64. S • f . ! !? 1 ! M M I . Г ! H Г I ! Ill ! I!!1l7 -i 17 л л n л m t -t

65. M I . I . I I II I Mil t Mи rm n —% 4 О О P ОЛ1ЛЬ4П

66. Г Г". I I ! r 1 I I I 1 . ! . I I ! » I . I ! I ! I Г ! s I I Ii п г л P m n i i

67. I I I I I I III I 1 I « 1 V I I1. RO РГПЛТ1. Mil . 1Л.Г П 1 .1. T -> i. r i1 ti-irti лг> «4 л 1v».-»Vi 7r vn i urn. i mi nr i in 1111 i n in r i ii7 —V .*) .1 7 Т Л rt If Л W n n

68. Г 1 nr lllin П Л I« П I S IГ 1i I —»4- * —«nil fill! П I I I.ft I . I 1 I j I I I Mr r <-»7 P1. С -s n ^ 1 —V /4000 « 44

69. I III nnini.bl I 1.ИЛ . I.l.l.li I l\UP f.l\ll .1 . П . W I Л . I . I I I I I . — «1Г-.111n Аt l. t i I I I I II n I1. Г) T TU,