автореферат диссертации по энергетике, 05.14.16, диссертация на тему:Технические средства и методы эффективного использования систем ГАЭС-ВЭС

РГ6

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ П ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

1 1 НОЯ 1925

На правах рукописи

БАЛЬЗАННИКОВ Михаил Иванович

ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА И МЕТОДЫ ЭФФЕКТИВНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СИСТЕМ ГАЭС-ВЭС

Специальности:

05.14.16 - Технические средства и методы защиты окружающей среды 05.14.10 - Гидроэлектростанции и гидроэнергетические установки

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Санкт-Петербург 1996

Работа выполнена в Самарской государственной архитектурно-строительной академии.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Арефьев Николай Викторович,

доктор технических наук, профессор

Михайлов Изян Евграфовмч,

доктор технических наук, профессор

Григорьев Виктор Иванович.

Ведущая организация АО "ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева"

Защита состоится 29 октября ¡996 г. в 1С' часов на заседании диссертационного Совета Д.063.38.09 при СПбГТУ по адресу. 1957.51, С.Петербург, Политехническая ул., 29, пристройка к гидрокорпусу, ауд. 411.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке университета.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять на имя ученого секретаря Совета по указанному выше адресу.

Автореферат разослан 27 сентября 1996 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета, к.т.н., профессор

В.Т. Орлов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время загрязнение окружающей среды в промышленно развитых районах Российской Федерации достигло критического уровня. Наибольшее негативное влияние оказывают предприятия топливно-энергетического комплекса. Ежегодно этими объектами в атмосферу выбрасывается более 15 млн. т вредных веществ. Среди них наибольший объем приходится на золу, оксиды азота и серы, которые содержат токсичные канцерогенные и мутагенные вещества, тяжелые металлы. Особенно значительные нарушения природной среды отмечаются в Центральной части страны. В частности, Центральный, Уральский и Поволжский экономические районы по мировым стандартам качества природной среды отнесены к территориям, которые не соответствуют необходимым условиям проживания населения.

Улучшение среды обитания человека в таких районах является важной и весьма актуальной проблемой. Существенный вклад в ее решение может быть внесен путем формирования экологически более благоприятной структуры топливно-энергетического баланса на основе использования экологически безопасных возобновляемых источников энергии (ВИЭ).

Наиболее перспективными и сравнительно хорошо проработанными в проектном отношении являются гидро- и ветроэнергетические установки (ГЭС, ГАЭС и ВЭС). По оценкам экспертов, общая мощность ВЭС на территории России к 2010 г. могла бы составить более 2000 МВт. Основные недостатки ветровой энергии (низкая удельная плотность воздушного потока, зависимость величины энергии потока от природных усло.вий и др.) можно существенно уменьшить за счет применения более эффективных технических средств, новых конструктивных решений и комплексного использования нескольких видов ВИЭ, в частности, систем ГАЭС-ВЭС.

Важным фактором улучшения структуры топливно-энергетического баланса сильно загрязненных районов является повышение эффективности энергокомплексов ГАЭС-ВЭС и создание стимулирующих условий их использования. Последнее возможно на базе новых методов экономического обоснования этих объектов, учитывающих необходимость позитивного изменения состояния окружающей среды и экологической ориентации развития энергетики.

Таким образом, актуальность темы диссертационной работы обусловлена необходимостью разработки технических средств и методов, направленных на обеспечение защиты окружающей среды в энергетическом строительстве за счет использования ВЭС, ГАЭС и их комплексов. Особенно важно повышение экологической и энергетической эффективности систем ГАЭС-ВЭС для центральных экологически неблагоприятных регионов.

Работа хорошо согласуется с основными положениями "Новой энергетической политики России", государственной научно-технической программы "Экологически чистая энергетика", программы

"Энергоресурсосбережение и нетрадиционная энергетика", решениям Международной энергетической академии, Всероссийских совещаний п гидроэнергетике и др.

Цель диссертационной работы - разработка технических средст! теории и методов эффективного использования энергокомплексов в состав ГАЭС-ВЭС для энергоснабжения потребителей в экологическ неблагоприятных районах со средним ветровым потенциалом.

Для достижения основной цели работы были поставлены и решет следующие задачи:

- обоснование наиболее перспективных методов защиты окружающе среды при энергетическом строительстве в экологически неблагоприятны районах;

- разработка методов эколого - экономического обосновани эффективности энергокомплексов ГАЭС-ВЭС средней мощности дл современных условий и выбора их основных параметров, в том числ оптимального объема аккумулирующего водоема;

- разработка технических средств повышения экологической энергетической эффективности использования установок, включающи ГАЭС-ВЭС;

- выполнение исследований предложенных новых технических средст и конструкций элементов для выявления их основных энерогидравлически показателей и последующего использования в эколого-экономически обоснованиях оптимальных параметров ГАЭС-ВЭС.

Научная новизна исследований заключается в проведени многоплановых теоретических и экспериментальных исследований п защите окружающей среды при строительстве энергетических комплексов составе ГАЭС-ВЭС и повышению их эффективности. В частности:

- предложены и сформулированы пути обеспечения требуемог качества природной среды при энергетическом строительстве экологически неблагоприятных районах на основе иерархическог структурного подхода;

- разработан единый комплексный методический подход по эколого экономическому обоснованию эффективности энергокомплексов ГАЭС ВЭС средней мощности для современных условий и их основны параметров;

- классифицированы и обобщены основные направленн совершенствования систем ГАЭС-ВЭС и их конструктивных элементов;

- предложены новые технические решения по основным элемента ГАЭС-ВЭС, обеспечивающие повышение энергетической эффективное! энергоустановок и инженерное управление экологическими процессами;

- впервые получены энергогидравлические характеристики новы технических решений в результате проведения экспериментальны исследований их моделей.

Личный вклад автора заключается в научном обобщении и разработке теоретических основ решения проблемы по эффективному использованию энергокомплексов в составе ГАЭС-ВЭС для районов со средним ветровым потенциалом, разработке технических средств и конкретизации методов защиты окружающей среды при энергетическом строительстве в экологически неблагоприятных районах, в проведении классификационного анализа с выявлением основных направлений совершенствования ГАЭС и ВЭС', систематизации результатов лабораторных исследований новых технических решений.

Практическая значимость работы состоит в реализации

разработанных методов в виде программных средств, позволяющих производить оценку эффективности комплекса ГАЭС-ВЭС в современных условиях и рассчитывать его основные параметры, а также в разработке практических рекомендаций по выбору оптимального расположения сооружений энергоустановок на местности, в доведении результатов исследований до практического использования и внедрения в учебный процесс при подготовке специалистов-гидроэнергетиков.

Использование разработанных автором методик и рекомендаций позволит повысить конкурентоспособность экологически безопасных энергоустановок, включающих ГАЭС и ВЭС, что весьма важно для улучшения качества природной среды в экологически неблагоприятных районах.

На защиту выносятся:

новые технические решения по основным элементам энергокомплексов ГАЭС-ВЭС, предложенные автором для повышения их экологической и энергетической эффективности;

- классификация направлений совершенствования ГАЭС-ВЭС и их элементов;

- результаты энергогидравлических исследований новых конструкций элементов энергоустановок;

- эколого-экономические методы обоснования эффективности энергокомплексов ГАЭС-ВЭС средней мощности и их основных параметров.

Достоверность научных результатов и основных выводов подтверждается соответствием полученных результатов существующим научным представлениям, использованием в диссертации научно обоснованных методов, проверкой методик апробированными методами, а также результатами экспериментальных исследований.-

Реализация работы. Результаты диссертационных исследований и разработанные рекомендации использованы в проектных проработках ряда организаций проектной и научно-исследовательской ориентации: АО "Ленгидропроект", Ташгидропроект", "Союзгипроводхоз", АОЗТ

"Самарское товарищество", Главным управлением архитектуры и строительства . г. Самары, научно-техническим центром "Зодчий".

Отдельные конструктивные разработки и решения использованы АО "Волжская ГЭС", "Богучангэсстрой", а также нашли отражение в проектах малых гидротехнических объектов Самарской области. Методические рекомендации и оценки эффективности использованы при разработке экономико-энергетической стратегии развития Самарской области.

Теоретические результаты и программные продукты, полученные при выполнении работы, внедрены в учебный процесс кафедр "Возобновляющихся источников энергии и гидроэнергетики" СПбГТУ и "Природоохранных и гидротехнических сооружений" СамГАСА. Подготовлено 9 учебно-методических пособий для дипломного и курсового проектирования. Выпущено более 20 отчетов о НИР.

ч Апробация результатов исследований. Основные результаты, подученные при выполнении работы, обсуждены на областных, вузовских, российских и международных научно-технических конференциях и совещаниях:

- 15-й молодежной научно-технической конференции Ленгидропроекта (Ленинград, 1985);

- научно-техническом совещании "Перспективы строительства Г АЭС в Армянской ССР" (Ереван, 1984);

- научно-технической конференции "Решение научно-технических проблем при создании Саяно-Шушенского гидроэнергокомплекса" (Ленинград, 1986);

44-й научно-производственной конференции профессорско-преподавательского состава и аспирантов ТИИИМСХ (Ташкент, 1985);

- Всесоюзной научно-технической конференции "Научные проблемы современного энергетического машиностроения" (Ленинград, 1986);

- 5-м научно-техническом совещании Гидропроекта (Москва, 1987);

- конкурсе НТО энергетики и электротехнической промышленности на лучшую разработку решений, направленных на осуществление интенсификации производства в энергетике. Работа награждена второй премией (Ленинград, 1987);

- Международной научно-технической конференции "Современные проблемы нетрадиционной энергетики" (С.-Петербург, 1994);

. - 40, .42, 43, 48, 49, 50, 51, 52 и 53-й научно-технических областных конференциях (Самара, 1983 - 1996 гг.);

- научных семинарах кафедр ВИЭГ СПбГТУ и ПГТС СамГАСА.

Публикации.. Основные результаты и положения диссертации

опубликованы в 42 печатных работах, включая 19 авторских свидетельств на изобретения. • . - ..

Структура и объем работы.. Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения, списка литературы из 235 наименований и приложений. Работа содержит 206 страниц машинописного текста, а также 75 рисунков и 9 таблиц. Общий объем работы - 322 с.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность работы, сформулированы цель и основные задачи диссертации, обоснована новизна исследований и полученных результатов, приведены сведения о личном вкладе автора, практической значимости работы и ее апробации.

В первой главе диссертации проанализировано влияние энергетических установок, включающих ГАЭС и ВЭС, на окружающую природную среду, а также современное состояние и проблемы использования этих энергоустановок. Рассмотрены методы защиты окружающей среды при энергетическом строительстве.

В работе отмечается, что за последние несколько десятилетий в результате развития энергетики и промышленности в центральных регионах страны резко возросла антропогенная нагрузка на окружающую природную среду. При этом загрязнение атмосферы в Центральном, Уральском и Поволжском экономических районах достигло критического состояния, требующего действенных мер по улучшению среды обитания человека.

Существенную долю в загрязнение атмосферы вносят электростанции на органическом топливе. Выработка каждого МВт.ч электроэнергии на них сопровождается выбросами в атмосферу 10-25 кг вредных веществ. Кроме этого, такие энергоустановки являются добавляющими источниками энергии, усиливающими опасность потепления климата и проявления вытекающих из этого глобальных экологических последствий. Анализируются и другие негативные факторы, в частности сброс сточных вод, содержащих тяжелые металлы, нефтепродукты, фенолы и другие токсичные компоненты, концентрация которых в десятки раз превышают предельно допустимые.

По мнению автора, важным направлением улучшения природных условий в промышленно развитых районах является использование экологически более чистых возобновляемых источников энергии (ВИЭ), характеризующихся отсутствием выбросов вредных веществ в атмосферу. Необходимость изменения приоритетов в энергетике подчеркивают решения международных форумов, например, международного пленума по климатическим изменениям (1990 г.), конференции ООН по окружающей среде (Рио-де-Жанейро, 1992 г.), правительственные постановления нашей страны, положения "Новой энергетической политики России", ГНТП "Экологически чистая энергетика", Всероссийского совещания по гидроэнергетике (1996 г.) и др.

Среди ВИЭ наиболее перспективными являются гидравлическая и ветровая энергия. Развитие гидроэнергетики в Российской Федерации базируется на фундаментальных исследованиях Гидропроекта, ВНИИГ, ЛПИ, МИСИ, МЭИ. . ■

Большой вклад внесли фундаментальные работы Айвазьяна В Г., Гришина М.М., Губина Ф.Ф., Мелентьева Л.А., Морозова A.A., Мосткова М.А., Новожилова В.В., Обрезкова В.И., Щавелева Д.С. и других ученых. Значительные результаты достигнуты Александровским А.Ю., Арефьевым Н.В., Асариным А.Е., Бестужевой К.Н., Болотовым В В., Беляевым Л.С., Васильевым Ю.С., Долговым П.П., Елаховским С Б . Карелиным В.Я., Клишевичем Г.В., Малининым Н.К., Михайловым Л.П., Резниковским А.Ш., Тананаевым A.B., Тягуновым М.Г., Федоровым М П , Шарыгиным B.C., Шейнманом Л.Б. и другими. Среди зарубежных ученых в этом направлении работают R. Arndt, J. Gordon, J. Gulliver, D. Murray, D. Willer, W. Wunderlich и др.

Публикации этих авторов посвящены решению крупных проблем энергообеспечения потребителей с преимущественным использованием гидравлической энергии, в том числе оптимизации основных параметров ГЭС и ГАЭС, рассмотрению проблем их совместной работы в энергосистеме, обеспечению надежности работы сооружений и оборудования и др.

В последние несколько десятилетий существенно повысилось внимание к изучению влияния гидроэнергетических установок на окружающую среду. Этим проблемам посвящены работы российских ученых Арефьева Н.В., Багоцкого C.B., Богатырева В.В., Боголюбова А.Г., Бородавченко И.И., Вавилина В.А., Васильева Ю. С., Векслера А.Б. Вельнера Х.А., Двинских С.А., Дьяконова К.Н., Жукинского В Н. Зарубаева Н.В., Иванова В.В., Ивашинцова Д.А., Макарова А.И., Масликова В.И., Окорокова В.Р., Ролле H.H., Романенко В.Д., Садовского С И., Симакова Г.В., Стефанишина Д.В., Федорова М.П., Хрисанова Н.И., Яковлева C.B., а также зарубежных специалистов I. Bendorf, F. Chenu, T. Henry, R. Kollier, T. Langford, J. Mattice, L. Monition, F. Parker, F. Recknagel, W. Worn, и др.

Авторы подчеркивают, что среди антропогенных последствий строительства ГЭС и ГАЭС весьма существенную роль оказывает само водохранилище, а также его бассейн. В связи с этим, обосновывается необходимость тщательного экологического анализа при выборе параметров водоема.

В диссертации отмечается, что, несмотря на важность использования гидроэнергетических установок, проблему энергоснабжения потребителей Центральных районов нашей страны только за счет использования гидравлической энергии решить невозможно. Этому препятствует ряд причин, среди которых называются большая степень зарегулированное™ рек, необходимость крупных капиталовложений, ценность земельных ресурсов и др. В связи с этим, по мнению автора, необходимо более широкое использование других видов ВИЭ, в том числе нетрадиционных (НВИЭ).

В развитие использования НВИЭ в нашей стране большой вклад внесли Алферов Ж.И., Андрианов Д.Н., Берковский Б.М., Бернштейн Л.Б., Богуславский Э.И., Быстрицкий Д.Н., Виссарионов В.И., Грилихес В А., Ô

Данилевич Я.Б., Денисенко Г.И., Дядькин Ю.Д., Елистратов В.В., Жуковский Н.Е., КуЗьминов В.А., Кузнецов М.В., Минин В.А., Румянцев В.Д., Умаров Г.Я., Харитонов В.П., Сабинин Г.Х., Шефтер Я.И. и другие.

В работах этих авторов отмечается возможность существенной выработки энергии за счет установок на базе НВИЭ. Однако считается, что не во всех районах целесообразно их сооружение. В частности, использование ВЭС рекомендуется только для районов, в которых среднегодовая скорость ветра составляет не менее 5.5-6.0 м/с.

Заметим, что в Центральных регионах страны скорости не превышают 4,0-4 5 м/с. Причем площади с такими значениями среднегодовых скоростей огромны. Нам представляется весьма важным полезное использование такого ветрового потенциала. Особенно это актуально для экологически неблагоприятных районов, поскольку открывается перспектива повышения уровня энергообеспечения экологически безопасными установками.

В диссертации подчеркивается, что для гарантированного энергоснабжения потребителей целесообразно ВЭС объединить в систему ГАЭС-ВЭС. При этом возможны следующие схемы работы:

1) ветроагрегаты все время работают только на насосные агрегаты ГАЭС, закачивающие воду в верхний бассейн. Работа же ГАЭС в генераторном режиме обеспечивает энергией потребителей в соответствии с их графиком потребления;

2) ВЭС при наличии ветра снабжает электроэнергией непосредственно потребителя, а при уменьшении ветрового потенциала недостающую мощность потребитель получает от ГАЭС, работающей в генераторном режиме. При этом подкачка воды в аккумулирующий водоем производится только при наличии излишков энергии ветра за счет включения обратимых агрегатов ГАЭС в насосный режим. Схема изображена на рис. 1.

В диссертационной работе подробно проанализированы методы защиты окружающей среды при строительстве и эксплуатации ГАЭС и ВЭС. Большинство из них касаются непосредственно рассматриваемого объекта и направлены на снижение того или иного негативного воздействия на природу. Недостаток такого подхода в том, что не учитывается общая экологическая ситуация в районе энергоустановок в целом.

По мнению автора, при рассмотрении вопросов обеспечения требуемого качества окружающей среды к природозащитным мероприятиям необходимо подходить на основе иерархической структуры. При этом на верхнем уровне, отражающем федеральный подход, для отдельных районов производится выбор между дальнейшим развитием производительных сил с соответствующим увеличением объема их энергоснабжения или сокращением производственной сферы с переориентацией основных видов деятельности населения; между энергией и другими факторами производства. Здесь оптимизируется общая потребность в энергии с учетом экологической обстановки.

На втором, более низком уровне (региональном), производится выбор различных типов и количественного соотношения энергоустановок,

Рис. I. Схема электроснабжения потребителей с использованием энергокомплекса ГАЭС-ВЭС: Э - общая выработка электроэнергии на ВЭС за расчетный период; Эп - потребляемая энергия от ВЭС; Эз -энергия, направляемая на заряд ГАЭС; Эт1, Эт2, ... - энергия, поступающая от ГАЭС; ГТ1, П2, ... - категории потребителей.

использующих различные виды источников энергии и оказывающих различное негативное влияние на окружающую среду. Здесь энергоустановки; например, ГАЭС-ВЭС, непосредственно конкурируют с другими типами электростанций, в том числе использующими невозобновляемые 'источники энергии. Важно подчеркнуть необходимость учета на этом уровне экологических ограничений и создания региональных (внешних по отношению к объектам) условий и факторов, стимулирующих внедрение экологически безопасных энергоустановок и мероприятий, которые улучшают среду обитания человека.

На третьем уровне оптимизируются параметры самого энергетического объекта с учетом его воздействия на окружающую среду, производится выбор природоохранных мероприятий и их технико-экономическое обоснование. Важные этапы этого уровня: I) правильный выбор расположения основных сооружений энергокомплекса на местности, при котором обеспечивается наименьшее негативное антропогенное 10

влияние; 2) обоснование и применение новых технических решений, способствующих улучшению природной среды или снижению негативных последствий работы объекта.

Четвертый уровень относится к этапу строительства энергоустановки. На нем оптимизируются методы организации возведения объекта с целью наименьшего отрицательного воздействия на окружающую среду. Наиважнейшими направлениями этого уровня являются совершенствование технологии работ с экологической точки зрения. На пятом уровне рассматриваются мероприятия эксплуатационного периода. Шестой уровень - реконструкция объекта, при котором устраняются выявленные негативные факторы за счет применения новых достижений в технике и технологии.

Такой подход позволит эффективно управлять экологической ситуацией как в рассматриваемом регионе в целом, так. и в районе энергетического объекта. В частности, использование ВЭС-ГАЭС и замена ими тепловых электростанций в экологически неблагоприятных областях может обеспечить значительное улучшение качества природной среды. В диссертации приведены количественные показатели снижения нагрузки на природную систему в этом случае.

Работы Быстрицкого Д.Н., Денисенко Г.И., Елистратова В.В., Кузнецова М.В., Рензо Д., Харитонова В.П., Шефтера Я.И., Яраса Л. и др. показали, что ветроэнергетика является вполне сложившимся направлением энергетики и имеет хорошую проработанность установок в проектном и конструкторском отношении. Работа ВЭС в комплексе с ГАЭС рассматривалась ими как возможная и целесообразная. Однако в публикациях отсутствует систематизация методов совершенствования основных элементов ГАЭС-ВЭС с целью уменьшения негативного влияния энергокомплекса на окружающую среду и повышения эффективности его работы. Совершенно не рассматривается использование ГАЭС-ВЭС в регионах со средним ветровым потенциалом.

На основе выполненного анализа в заключении главы автором сформулированы цель и задачи диссертационной работы.

Во второй главе изложены результаты анализа методических основ оценки экономической эффективности ГАЭС и ВЭС, критически рассмотрены методы выбора их основных параметров.

Проблемами технико - экономического анализа занимались крупнейшие проектные и научно-исследовательские институты . и, вузы страны: Гидропроект, Гидромаш, ВНИИГ, Л ПИ, МИСИ, МГМИ, МЭИ, САНИИРИ и др. Значительный вклад в развитие экономических методов обоснования гидроэнергетических установок внесли (дополнительно к названным выше) Золотарев Т.Л., Хрисанов Н.И., Соколов Б.А., а также Бабурин Б.Л., Бесчинский Л.А., Зейлигер А.Н., Макаров A.A., Непорожный П.С., Окороков В.Р., Эрлихман Б.Л., и др. Из зарубежных ученых известны работы L. Blank, J. Fritz, J. Gulliver, W Knapp, J. Woods и др.

И

В большей части основу экономического обоснования ГЭС и Г АЭС составляли методы общей и сравнительной эффективности. Для крупных гидроэнергетических установок наибольшее распространение получили принципы сравнения альтернативных вариантов. При этом в качестве основных критериев выбора решения принимались минимум суммарных приведенных расчетных затрат или срок окупаемости дополнительных капитальных вложений.

В диссертационной работе подчеркивается, что в настоящее время значительно изменились экономико-хозяйственные условия, поэтому возникла необходимость дальнейшего развития методов экономического анализа эффективности энергетических объектов.

На основе выполненного анализа отмечена существенная схожесть конструктивных и технологических решений по ГАЭС и ГЭС. Однако, несмотря на это, методы экономического обоснования ГАЭС требуют учета специфических особенностей размещения сооружений и эксплуатационных режимов этих энергоустановок. Например, несение ГАЭС функции аварийного резерва, перераспределение энергии, вырабатываемой другими электростанциями, и др.

Автором проанализированы также методы обоснования экономической эффективности установок, использующих НВИЭ и их основных параметров. Этим вопросам большое внимание уделено в работах Богуславского Э.И., Виссарионова В.И., Долгова П.П., Елистратова В В., Лятхера В.М., Малинина Н.К., Обрезкова В.И., Фатеева Е.М., Федорова М.П., Харитонова В.П., Шефтера Я.И., Яраса Л., Оео1гЬег§ег А., \Vittwer V. и других.

В их публикациях в качестве одной из важнейших особенностей, которые необходимо учитывать при обосновании эффективности электростанций на основе НВИЭ, называется невозможность гарантированного обеспечения энергией потребителей. В связи с этим при анализе эффективности ВЭС рекомендуется рассматривать лишь экономию топлива на дублирующих установках. Проблемы повышения гарантированности рассмотрены крайне недостаточно.

В диссертационной работе выполнен критический анализ возможности использования метода сравнительной эффективности в современных условиях. Отмечено, что основной задачей расчетов является выбор вариантов энергоснабжения, при которых обеспечивался бы заданный прирост выработки электроэнергии при ограниченных финансовых возможностях. По мнению автора, недостатками такого подхода являются следующие: 1) не учитывается различный период эффективной эксплуатации разных энергетических объектов; 2) весьма затруднительно учитывать динамику энергоустановок; 3) в критерии не находят отражения конкретные потребности в электрической энергии; 4) невозможность достижения общего минимума затрат эксплуатации в системе, если не обеспечивается одинаковый уровень предельных удельных издержек на каждом энергетическом объекте. 11

Непременным условием анализа эффективности является учет природоохранных мероприятий и ущерба природе. Необходимость рассмотрения этих факторов при анализе эффективности гидроэнергетических объектов обосновали Бабурин Б.Л., Бернштейн Л.Б., Васильев Ю.С., Долгов П.П., Окороков В.Р., Семенов М.В., Федоров М П., Эрлихман Б.П. и др.

В связи с появлением в расчетах эффективности разнонаправленных целен задача обоснования того или иного решения существенно усложнилась. В этих условиях весьма прогрессивными оказались методы мноюцелевой оптимизации, подробно разработанные в ЛПИ Арефьевым Н.В., Васильевым Ю.С. и Федоровым М.П. и др.

Особенности режимов эксплуатации энергокомплексов ГАЭС-ВЭС и учет местных условий их возведения требуют при проектировании специфических подходов к выбору их параметров. По мнению автора, основными такими параметрами являются установленные мощности насосного (Ын) и турбинного (Ыт) оборудования и полезная емкость аккумулирующего бассейна (Уп) ГАЭС, а также количество (п) и мощность ветроагрегатов (Нвэс). Выбор этих параметров с учетом воздействия энергокомплекса на окружающую среду проработан крайне недостаточно. Не рассмотрены также методы экологического обоснования использования новых технических решений.

В диссертации оптимизационные расчеты предлагается производить на основе использования более прогрессивного критерия - общего интегрального эффекта. Подчеркивается необходимость и актуальность рассмотрения в современных условиях эффективности ВЭС и энергокомплексов на их основе в экологически неблагоприятных районах, не относящихся к первоочередным по освоению ветровой энергии.

В третьей главе отражены теоретические аспекты разработанных автором методов эколого-экономического обоснования эффективности энергокомплексов ГАЭС-ВЭС. Приводятся методики выбора их основных параметров, в том числе оптимального объема аккумулирующего водоема, расчетной продолжительности энергетических затиший и др.

В работе отмечается, что при эколого-экономических исследованиях ГАЭС-ВЭС, принадлежащих к разным классам мощности, целесообразно использовать различные методы. В частности, для миниустановок нет необходимости оптимизировать расположение и форму аккумулирующих бассейнов или учитывать затраты, связанные с отчуждением земельных ресурсов. Однако при анализе энергокомплексов средней и большой мощности вопросы размещения водоемов будут играть определяющую роль в обеспечении эффективности станции.

Анализ эффективности ГАЭС-ВЭС и оптимизации его основных параметров рекомендовано выполнять с учетом иерархической соподчиненности. Тогда возможен учет не только неблагоприятных воздействий самого объекта на окружающую среду и затрат на

О

природоохранные мероприятия, но и состояние природно-технической системы в целом в районе размещения объекта. При таком подходе основным объектом анализа на региональном уровне будет качественный и количественный состав генерирующих мощностей (типов электростанций).

Поскольку задачи, решаемые энергокомплексом ГАЭС-ВЭС на рассматриваемом уровне, могут быть различными (только энергоснабжение; снабжение электрической и механической энергией и т.п.), то это обстоятельство также необходимо учитывать. В рыночных условиях в обоснованиях эффективности ГАЭС-ВЭС средней мощности в качестве критерия автором предлагается принимать неотрицательность общего интегрального эффекта при равенстве внутренней нормы дохода предельной (замыкающей) норме эффективности капитала. В общем случае критерий может быть записан в виде:

1(1 Дл1 [*,*20+/)]*"-

/=14=1 У

(1)

-1(1[*,*2(1+ /)]'";> о,

где Тр - расчетный период существования объекта (включая

' (т \ ) строительство);, I I- суммарные доходы в год I; I X -

.4=1 ' 4=1 У

суммарные расходы в тот же период времени; ! - норма эффективности

капитала; Т - год приведения; к; и кг коэффициенты, учитывающие инфляцию и риск инвестиционного проекта;

Доходы эксплуатационного периода будут использоваться в том числе и на расширение объекта при его выгодности. Поэтому не будет принципиальных различий между периодическими капитальными вложениями и расходами эксплуатации. Амортизационные отчисления в какой-либо год фактически могут рассматриваться как доход, если они не были востребованы в этот год для восстановления основных фондов объекта. Фактические же затраты на замену оборудования или восстановление строительных конструкций могут быть учтены в затратной части. Тогда с учетом сказанного доходная часть критерия (1) в год ! будет включать

( т Л

1Д„ 1 = Дэ1 + Дд1 + А1 + Э{+С(, (2)

4=1 ^

где Дэ - годовой доход от реализации электроэнергии; Дд -дополнительные другие доходы и эффекты, получаемые от эксплуатации энергокомплекса; А - амортизационные отчисления; Э - экологический эффект; С - социальный эффект.

В расходном части учитываются капитальные вложения, эксплуатационные расходы по энергокомплексу, расходы на реновацию; дополнительные необходимые затраты, связанные со строительством и эксплуатацией комплекса, например, затраты по сопряженным и сопутствующим объектам; ущербы от недопоставленной электроэнергии, плату за земельные ресурсы, ущерб от воздействия шума, прочие ущербы природной среде.

Ущербы от перерывов в электроснабжении нам представляется целесообразным учитывать двумя способами. Первый - снижением тарифных ставок за поставляемую электроэнергию. Тогда учет прерываемости и, следовательно, снижения надежности энергообеспечения скажется на доходах ГАЭС-ВЭС от реализации электроэнергии и повлияет на эффективность энергокомплекса в целом. Второй - введением штрафных санкций за каждый случай перерыва в электроснабжении. В этом случае штрафы выплачиваются только тогда, когда продолжительность энергетического затишья превышает длительность работы ГАЭС в турбинном режиме. При затишье величина штрафа может быть

определена как

Ш] = ш Оу-ТтО, (3)

где ш - ставка штрафных санкций (удельная величина штрафа) за 1 час перерыва в электроснабжении; Tзj - длительность энергетического ветровог.о затишья; ТтЗ - продолжительность работы ГАЭС в турбинном режиме в ]-ом случае.

Исследованиями автора показано, что стимулирование внедрения энергоустановок, использующих экологически безопасные источники энергии, на региональном уровне может производиться двум* методами: 1) покрытием части расходов из местного бюджета; 2) предоставлением льготных целевых кредитов. Для учета таких рациональйых подходов в энергетическом строительстве критерий (1) целесообразно выразить в виде:

Л 1

\кхк2( 1 + /р)Г'>0,

где ) - коэффициент участия региональных структур в финансировании затрат по ГАЗС-ВЭС; ¡д - дисконтная ставка для доходной части, !р - то же для расходной части.

В рассматриваемой методике на первый план выступает цепа реализации электроэнергии, которая в свою очередь зависит от спроса на энергию. Таким образом, эффективность объекта будет определяться, с одной стороны, его энергетическими показателями: ветровым потенциалом района и степенью его использования, а с другой - соотношением экономических показателей: себестоимости производства электроэнергии и цены ее реализации.

С использованием изложенной методики автором были выполнены расчеты по выявлению эффективности ВЭС и энергокомплексов ГАЭС-ВЭС в широких диапазонах варьирования параметров. При этом была использована программа "УЕТ-2" для ПЭВМ, разработанная в СамГАСА под руководством автора. На рис. 2 представлен пример результатов расчета эффективности энергокомплекса при3 =0.8

Выбор и обоснование основных параметров ГАЭС-ВЭС, а также выявление целесообразности применения новых технических средств и конструктивных решений производится на следующем, более низком (третьем) уровне иерархической структуры. Производство электрической энергии на ВЭС должно осуществляться в объемах, необходимых как для снабжения потребителя, так и для аккумулирования ее на ГАЭС.

Установленную мощность турбинного оборудования ГАЭС предлагается определять по максимальной суточной нагрузке

№ = Рнтах (5)

Исследованиями автора показано, что для определения интегральных энергетических показателей энергокомплекса важно выбрать расчетный период его работы. Часовые или суточные отрезки времени рассматривать нецелесообразно, поскольку в районах со средним ветровым потенциалом возможны непрерывные затишья продолжительностью в несколько суток. Наиболее целесообразным расчетным периодом Т является 2-3 месяца.

Потребляемая электроэнергия за этот период времени Т может быть определен по среднесуточной нагрузке:

Эт = Мср-Т. (6)

Если электроснабжение производится по первой схеме (только от ГАЭС), то энергия Эт однозначно определяет объем энергии заряда Эз, отличающийся коэффициентом аккумулирования Г)а. №

Среднегодовая скорость ветра, м/с 12

а250$/кВт Е3500 $/кВт а 1000 $/кВт Н1500 $/кВт И 2000 $/кВт

Рис. 2. Влияние тарифной ставки на электроэнергию и скорости ветра на эффективность ГАЭС-ВЭС при разных величинах удельных капитальных вложений.

Насосное оборудование ГАЭС рекомендуется подбирать из условия обеспечения Эз. При этом может быть использовано уравнение баланса нагрузки в виде:

Т /=0

Исходя из выработки электроэнергии ветроагрегатами ВЭС в объеме Эвэс и одним ВЭА в период Т, определяется количество необходимых ветроагрегатов. При этом рекомендуется рассмотреть несколько вариантов, отличающихся количеством и типами ВЭА, а следовательно, рабочими характеристиками и удельными капиталовложениями. Установленная мощность ВЭС определится как

ывэс = Эвэс ! к

(8) 1?

где Kn - коэффициент использования установленной мощности.

Во второй схеме (рис. .1) ГАЭС должна обеспечивать нагрузку-потребителя в периоды ветровых затиший и сниженной мощности ВЭС. Тогда должны соблюдаться условия:

ЭВЗС = Эп + Эз и- 1Эп = Эп + 1Э.-, (9)

где- Эп - обеспечение потребителей энергией от ВЭС, ХЭп -суммарное потребление энергии потребителями, 1Эт суммарное снабжение энергией от ГАЭС.

Из (9) следует:

ЭВЭС = Эп + 1Эт.(1/Г|а-1) (Ю)

Полезный объем Vn аккумулирующего водоема зависит от характеристик ветра в данной местности, типа и рабочих характеристик используемых ВЭА, а также требований потребителей электрической энергии. Энергетические затишья характеризуются своей

продолжительностью и частотой появления. При их анализе удобнее пользоваться интегральными показателями. Для получения этих данных автором разработана математическая модель, алгоритм и программа "VET-3" для ПЭВМ. Она позволяет обрабатывать достаточно длительный период наблюдений и рассчитывать обеспеченность мощности для задаваемых конкретных ВЭА и энергетических затиший.

Чем длительнее затишье, тем меньше вероятность его появления. Для выбора расчетной продолжительности непрерывного затишья автором рекомендовано выполнение эколого-экономического анализа, в котором учитываются дисконтированная стоимость штрафов за недопоставку энергии, стоимость инвестиций в водоем, плата за земельные ресурсы и другие.

Объем недовыработки энергии на ВЭС определяется графиком обеспеченности недозагрузки ее агрегатов, тогда

T-N 100 Эн = —Г^Г" JN'H(p)dp , (11)

IUI» р=0

rfleN'H - относительная недозагрузка ВЭА:

N'h = (NB3A-NH)/NB3A- (12)

\Ь

Величину Эн можно разделить на три части: I) невостребованная энергия, обусловленная неполнотой графика нагрузки; 2) энергия, покрываемая ГАЭС, работающей в генераторном режиме; 3) штафная энергия, за недопоставку которой потребителю выплачивается компенсация. Соотношение 2) и 3) определяется объемом аккумулирующего водоема ГАЭС, подсчитываемого в результате экономического анализа.

Для расчета оптимального полезного объема водоема ГАЭС и определения оптимального расположения его на местности под руководством автора разработаны математические модели, алгоритмы и программа "УЕТ-*!", а также автоматизированная информационная система "АСУА'", используемые совместно. Последняя обеспечивает работу с топографической основой на основе имитационного моделирования.

В диссертационной работе приводятся также описания разработанных автором методик технико-экономического обоснования оптимальных параметров водоприемного сооружения ГАЭС с учетом сработки водоема и эколого-экономического обоснования новых технических решений по основным элементам ГАЭС-ВЭС. При этом анализ целесообразности нового технического решения рекомендовано производить с использованием метода многоцелевой оптимизации.

Выполненные расчеты с использованием разработанных методов показали, что в районах со средним ветровым потенциалом использование типовых конструкций ВЭА может оказаться неэффективным. В связи с этим сделан вывод о необходимости их совершенствования, а также повышения экологической и энергетической эффективности элементов ГАЭС-ВЭС.

В четвертой главе приведены результаты обобщения основных направлений развития технических решений в системах ГАЭС-ВЭС. Показана возможность и эффективность повышения природозащитных функций энергетических установок и формирования экологической обстановки в районе ГАЭС-ВЭС за счет использования новых конструктивных разработок. Предложена классификация методов совершенствования элементов ГАЭС-ВЭС.

На основе анализа автором показано, что активно влиять на экологические процессы, связанные со строительством и функционированием ГАЭС и ВЭС возможно и необходимо на всех ступенях иерархической соподчиненности природно-технических систем, в том числе за счет применения новых технических решений.

В диссертации подробно рассмотрены особенности основных -¡л.ементов ГАЭС и ВЭС. В частности, при работе энергоустановок потокоформирующие элементы 1) существенно влияют на потери энергии потока; 2) приводят к образованию вихрей и водоворотных зон; 3) ухудшают пульсационные характеристики потока, что в свою очередь оказывает влияние на надежность оборудования и конструкции и может привести к существенному повышению вибрации сооружения.

При проектировании объектов и оптимизации потокоформнрующнх элементов необходимо использовать новые технические решения. Для повышения продуктивности работ по дальнейшему совершенствованию конструкций основных элементов ГАЭС-ВЭС автором проанализированы и систематизированы наиболее перспективные технические предложения Анализ позволил выделить наиболее общие закономерности этою процесса. По мнению автора, целесообразно выделить следующие основные направления совершенствования конструктивных элементов,

осуществляемые с целью обеспечения необходимых требований защиты окружающей среды и высоких энергетических характеристик ГАЭС-ВЭС (рис. 3):

Первой - разработка новых геометрических форм и очертаний основных элементов или их отдельных частей, рационализация размеров элементов и соотношения между ними. Новые формы могут разрабатываться применительно и к лопастной системе агрегата, и к моментопередающим системам, и т. д. Поэтому в этом направлении предлагается выделить несколько классификационных признаков.

Ко второму направлению отнесено совершенствование потоконаправляющих элементов, конструкций концентраторов потока и т п. Особенно важно это направление для ветроагрегатов, размещаемых в регионах со средним ветропотенциалом, поскольку в этом случае можно обеспечить существенное увеличение коэффициента использования энергии ветра и выработки электроэнергии. Новые конструктивные решения по концентраторам могут касаться быстроходных и тихоходных ВЗА, установок с одним и несколькими (многими) ветротурбинами. Сами концентраторы могут быть совмещенными с ветроагрегатами или стоящими отдельно.

Следующим, третьим, направлением развития конструкций является повышение степени их динамичности. Это достигается путем замены жесткого соединения отдельных частей нежесткими, неподвижных конструкций - подвижными, статических жестких элементов - гибкими, поддающимися изменению своей формы или размеров. В этом случае используются дополнительные шарниры, упругие элементы, гибкие оболочки и т. п.

Четвертое - обеспечение или повышение самоуправляемости используемых подвижных элементов. В них обычно используются сами изменяющиеся условия работы этих элементов в качестве их приводных механизмов. Наиболее часто изменяющимися условиями являются скорость и направление потока. Их переменные значения в большинстве случаев и используются для саморегулирования систем.

Пятое направление, по которому развиваются ГАЭС и ВЭС, можно охарактеризовать как применение принципа дробления элементов или (и) их частей. В этом случае какие-либо элементы предлагается выполнить из множества составляющих. Часто эти дробные части предусматривают подвижность или гибкость. 20

НАПРАВЛЕНИЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ГАЭС - ВЭС

I *

г'азраиогка новых форм элементе К

>»

2. Совершенствование потоконаправляющич элементов и концентраторов потока

3. Повышение динамичности конструкции

4. Использование саморегулирующихся сист ■

5. Применение принципа дробления

| 6. Использование вещественных ресурсов

■

1 7 Применение полей ! _

1

«Шэдк шШШШ мят

тИиИ

а) Замена жестких элементов составными

б) Ввод дополнительных шарниров и упругих элементов

в) Использование качающихся элементов

г) Использование гибких элементов, подвижных —ШРЯЧНЕЙ_

д) Применение оболочек, эластичных материалов

а) Лопастной системы рабочего колеса

б) Подводящих и отводящих элементов

в) Потоконаправляющих и концентраторов

г) Трансмиссионных и силовых элементов

д) Несущих конструет ив-ных элементов

Рис. 3. Классификация направлений совершенствования систем ГАЭС - ВЭС и их основных элементов.

В шестое направление предлагается объединить технические решения, в которых, кроме основной рабочей среды, используются другие вещества или малые количества вещественных ресурсов. При использовании этих вещественных ресурсов повышается эффективное 1ь работы энергоагрегатов или устраняются какие-либо негативные явления. В качестве таких ресурсов применяются либо дешевые и лег ко получаемые вещества, либо имеющиеся в неограниченном количестве в ближайшем окружении (например, вода или воздухо-водяная смесь, водные растворы, пар, газ или воздух и другие).

Наконец, к последнему, седьмому, направлению отнесены технические системы, применяющие поля: центробежное, механическое, тепловое, магнитное и электрическое. Это очень перспективное направление с огромными возможностями. Применение магнитных и электрических полей может оказаться весьма эффективным для управления формой и размерами конструктивных элементов энергоустановок. В этом случае может быть достигнуты практически любые очертания и формы этих элементов, способные быстро изменяться, приспосабливаясь к внешним условиям. Кроме этого, возможно существенное расширение функций конструктивных элементов. В частности, можно использовать лопасти ВЭА в качестве тормозных устройств, потоконаправляющие устройства водоприемников - в качестве затворов и т. п.

Выполненный анализ облегчает выбор дальнейшего совершенствования конкретных элементов, активизирует работу по созданию новых технических систем с целенаправленным формированием необходимых свойств, обеспечивающих повышение эффективности и экологичности ГАЭС и ВЭС.

На основе анализа автором предложена уточненная классификация элементов ГАЭС-ВЭС по конструктивным признакам, которая приводится в работе.

В пятой главе приведена краткая характеристика новых конструктивных решений по основным элементам ГАЭС-ВЭС, разработанных при непосредственном участии автора. Новые технические ■•" средства позволяют обеспечивать эффективное инженерное управление экологическими процессами в зоне действия энергетического объекта и ^ формировать условия существования природно-технической системы. Ряд *. предложений направлены на повышение эффективности работы ГАЭС-ВЭС.

Температурный режим в нижнем бьефе гидроэнергетической установки можно значительно приблизить к естественному с помощью водоприемных устройств селективного типа. На рис. 4,а приведена схема такого устройства,- Оно содержит водопёреливную стенку, выполненную из шарнирно соединенных между собой секций. При ее использовании вода в водоприемник поступает из верхнего слоя водохранилища. Причем, если

гг

Рис 4. Примеры новых технических решений, обеспечивающих повышение экологической и энергетической эффективности: а) водоприемник селективного типа; б) водоприемник-водовыпуск с разделителями и изменяющейся раструбностью; в) ветроагрегат с концентратором; г) водоприемник коленчато-кольцевого типа.

»

уровень воды в водохранилище меняется, то стенка складывается, автоматически изменяя свою высоту.

Весьма важным фактором эксплуатации гидроэнергетических установок является обеспечение требуемого качества воды На этот показатель большое влияние оказывают наличие и состав взвешенных наносов, содержание кислорода и других веществ, тепловое загрязнение п др. В некоторых условиях с целью обеспечения необходимого качества воды предъявляются требования забора воды не только из верхних слоев водохранилища, но и из нижних. К выпуску воды также могут бьпь предъявлены различные требования (например, с целью перемешивания) Универсальность инженерного управления качеством воды при ее заборе и выпуске может быть обеспечена при использовании конструкции водоприемника-водовыпуска, разработанного на основе применения принципа дробления элементов. Схема устройства изображена на рис. 4,6

Устройство включает диффузорную камеру, потолок которой выполнен в виде поворотной в вертикальной плоскости полки, шарнирно прикрепленной одним своим ребром к верхней части напорного водовода В камере размещены разделители потока, каждый из которых состоит из продольных неподвижных и поворотных полок. Изменяя угол наклона всех полок одновременно, можно забирать и выпускать воду на различной глубине.

При работе гидроустановки в насосном режиме вода из нанорною водовода поступает в диффузорную камеру, где разделителями рассекается на несколько отдельных потоков, каждый из которых имеет оптимальный угол расширения 7-9°. Такой угол обеспечивает безотрывное течение воды в каждом ярусе камеры. Вместе с тем общий угол расширения водовыпуска составляет 20-30°, что позволяет получить малые скорости потока на выходе из диффузорной камеры с равномерным полем распределения скоростей. В турбинном режиме поворотные полки поворачиваются и обеспечивают оптимальный угол раструбности камеры уже в этом режиме, а следовательно, и наименьшие потери напора.

Таким образом, такое техническое решение позволяет не только обеспечивать требуемое качество воды, определяемое высотным положением того или иного слоя, но и работать с наименьшими потерями энергии в обоих режимах.

Важнейшим требованием, предъявляемым к работе гидроэнергетических установок, является обеспечение приемлемых условий труда для эксплуатационного персонала. Однако в результате износа оборудования или его замены (реконструкции) могут измениться кавитационные условия работы турбин. В этом случае возможно появление повышенной пульсации давления и вибрации конструктивных элементов. В свою очередь названные выше негативные последствия могут привести к ухудшению условий работы персонала, а также снижению надежности работы установки.

С целью уменьшения этих негативных факторов и обеспечения социального эффекта с участием автора разработана конструкция рабочего колеса агрегата, в котором применен принцип дробления. Колесо предложено снабдить множеством разделителей (минилопастей), размешенных на выходной кромке. В получаемой дополнительной решетке поток разбивается на ряд малых потоков, что препятствует срыву крупных пихрей с выходных кромок основных лопастей. Это воздействие приведет к уменьшению пульсации давления, вибрации элементов агрегатного здания и шума, повышению надежности оборудования и улучшению условий работы обслуживающего персонала.

Весьма эффективно использование такой системы минилопастей в ГАЭС и ВЭС. В последнем случае существенно снижается уровень акустического воздействия ВЭА, являющегося одним из наиважнейших факторов отрицательного влияния ВЭА на окружающую среду.

При эксплуатации быстроходных ВЭА могут возникнуть и другие негативные воздействия. В частности вращающиеся с большой скоростью лопасти ветроколеса представляет угрозу для птиц. Кроме этого, в аварийных ситуациях при поломке лопасти ее части могут отлететь на значительные расстояния Снижение вероятности воздействия указанных факторов можно обеспечить за счет частичного размещения ветроколеса в специальном защитном корпусе из дешевых эластичных материалов. Такое техническое решение предложено автором (рис. 4,в). С целью зашиты ветроколеса ВЭА снабжен концентратором воздушного потока, состоящим из двух частей: конфузорной. размешенной перед ветроколесом, и диффузорной - за ним.

Эффективность энергокомплекса ГАЭС-ВЭС может быть существенно повышена за счет улучшения энергетических показателей его элементов. При непосредственном участии автора разработан ряд новых конструкций наиважнейших элементов энергоустановок. В частности, использование концентратора в ВЭА (рис. 4,в), кроме экологической ценности, обеспечивает значительное повышение энергетической эффективности. Концентратор увеличит скорость потока в зоне размещения ветроколеса, что обусловит увеличение его мощности и выработки электроэнергии.

Применение новых форм проточного тракта энергетических установок может обеспечить существенный экономический эффект не только из-за улучшения энергетических показателей, но и вследствие снижения стоимости этого элемента при условии, что его энергетические свойства не ухудшились или это ухудшение незначительно. Примером может служить конструкция подводящего устройства вертикального гидроагрегата, разработанная в результате совместной работы коллективов кафедр ПГТС СамГАСА п ВИЭГ СПбГТУ. Схема устройства приведена на рис. 4,г.

Подводящее устройство снабжено цилиндрическим участком и коленом, установленным между входным конфузором и сопрягающей камерой Последняя выполнена торообразной и сопряжена с коленом при помощи цилиндрического участка. При работе агрегата вода из входного

25

конфузора поступает в колено, проходит через цилиндрический участок и поступает в сопрягающую камеру. Далее поток воды, 061 екая направляющий конус, проходит через вертикальный выходной коифузор «о всасывающий патрубок и затем - к рабочему колесу. Форма поточной части устройства обеспечивает плавный подвод воды к рабочему колесу с выровненным полем скоростей. Вместе с тем такой подвод имеет меньший объем, требующий заглубления, а следовательно, приведет к сокращению затрат на его возведение.

В диссертации приводятся и подробно анализируются и другие, разработанные при участии автора технические устройства Рассматриваются их положительные и отрицательные стороны. В частности 1) водоприемник-водовыпуск ГАЭС, позволяющий повысить эффективность реверсивной работы за счет автоматического вывода из рабочего состояния разделителей потока в турбинном режиме и включения их вновь в рабочее состояние в насосном режиме. Вывод разделителей обеспечивается за счет изменения скоростного напора потока; 2) водоприемное устройство, позволяющее изменять форму поперечного сечения водоприемной камеры и устранять угловые зоны, что обеспечивает снижение потерь энергии, 3) сифонный водовыпуск и всасывающе-отсасывающая труба, способные автоматически изменять угол раструбности при переходе от турбинного режима в насосный и наоборот. При этом для их работы не требуется следящих систем и сложного оборудования; 4) водоприемник, обеспечивающий оптимальное очертание стенок для разных режимов и уровней воды в водохранилище; 5) водоприемник с автоматически закрывающимися пазами для затворов; 6) водоприемник-водовыпуск ГАЭС с защитной стенкой, устанавливаемой вблизи входного водоприемною отверстия. Стенка автоматически включается в работу и воздействует на поток воды, отбрасывая его в верхние слои водохранилища и защищая дно аванкамеры от размыва; 7) рабочее колесо с комплексным применением вещественных ресурсов и электрического поля, в котором лопасти рабочего колеса выполнены со специальными прорезями и снабжены вставками. При работе агрегата в кавитационно опасных режимах в потоке образуются пузырьки газа, снижающие характеристики пульсации давления в проточном тракте и уменьшающие угрозу разрушения рабочего колеса от кавитационных проявлений; 8) водоприемное устройство, использующее дешевые вещественные ресурсы: воздух и гибкий эластичный материал, обеспечивающие выполнение функций быстродействующего затвора; 9) ветроагрегат с двойной лопастной системой, позволяющий полезно использовать малые скорости ветрового потока. Описываются и другие устройства, защищенные авторскими свидетельствами на изобретения.

Разработки автора свидетельствуют о том, что элементы ГАЭС-ВЭС как технические системы далеко не исчерпали свои возможности Это позволяет сделать вывод о перспективности работ, направленных на дальнейшее их совершенствование. На основе полученных результатов в диссертации сделан вывод о перспективности использования новых решений 26

в ветро- и гидроаккумулирующих энергоустановках в районах со средним ветровым потенциалом. Подчеркнуто, что для выбора оптимальных параметров новых предложений необходимо проведение их экспериментальных исследований с целью выявлении энергетических показателен.

В шестой главе диссертации выполнен анализ результатов энергогидравлических исследований новых конструкций элементов Г АЭС и ВЭС, разработанных с участием автора. Приведено краткое описание использованных стендов и исследованных физических моделей, условия моделирования и методика исследований.

Экспериментальные исследования проводились на физических и математических моделях. Для выявления характеристик водоприемных устройств на физических моделях были использованы аэродинамические стенды комплексной лаборатории ГТБ ВНИИГ им. Ь'.Н Веденеева, энергетическая установка лаборатории гидроэнергетических установок кафедры ВИЭГ СПбГТУ, а также стенды кафедры ПГТС СамГАСА. Были исследованы элементы ГАЭС-ВЭС экологического типа, а также новые разработки энергетического назначения. В частности - 1) селективный водоприемник со складывающейся водопереливной стенкой; 2) водоприемник-водовыпуск с изменяющейся раструбностью и поворотными в вертикальной плоскости разделителями потока, 3) рабочее колесо гидроагрегата с дополнительной минилопастной системой; 4) вегроагрегат с концентратором воздушного потока; 5) водоприемник-водовыпуск ГАЭС с переменной формой поперечного сечения; 6) сифонный водовыпуск, водоприемник и всасываюше-отсасывающая труба, и ¡меняющие свою раструбность при переходе от турбинного режима в насосный и наоборот.

В работе выполнен тщательный анализ условий моделирования с целью выбора основных критериев подобия гидродинамических явлений, обоснованы методики проведения экспериментов, рассчитаны ожидаемые погрешности измеряемых и вычисляемых величин.

Анализ условий подобия выполнен на основе работ В А. Веникова, А.П. Зегжды, М.В. Кирпичева, Л И. Седова и других ученых. По конкретным моделям уточнение определяющих критериев производилось с учетом рекомендаций и выводов, изложенных в трудах И.И. Леви, В.М. Лятхера, A.M. Прудовского, И.Л Повха, A.A. Морозова, A.M. Чистякова и др. Обработка получаемых данных производилась с использованием ПЭВМ.

В диссертации подробно анализируются результаты, полученные после обработки полученных данных. В частности исследования селективного водоприемника подтвердили возможность осуществления забора воды преимущественно с верхних слоев водохранилища. На основе этого автором рекомендовано использование разработанной конструкции для приближения температурного режима в нижнем бьефе гидроэнергетической установки к естественному. Однако отмечено, что потери энергии в этом случае существенно повышаются. ру

Исследования влияния основных геометрических параметров водоприемного устройства с переменной раструбностыо на потери энергии и нем выполнены в широком диапазоне изменения угла раструбности Относительная длина Ь' устройства принималась от I до 4 высот входного сечения. Результаты после обработки сведены в универсальные характеристики зависимости потерь энергии от величин 1.' и [5 для турбинного и насосного режимов. С их помощью можно определять ногери энергии для различных сочетаний Ь' и Р, а также выбирать оптимальную раструбность устройства для разных относительных длин водоприемной камеры и различных режимов работы. Так, для турбинного режима работы оптимальные условия обеспечиваются при конфузорности 25-30" и относительной длине 2.2-3.0, а в насосном - соответственно при 7-11" и 4 0 Во всех исследованных диапазонах потери энергии в турбинном режиме оказались значительно (в 4-7 раз) выше, чем в насосном.

Установка разделителей потока на раструбном участке существенно улучшает условия течения потока в водовыпускной камере, повышает его равномерность. Как показали исследования, коэффициенты неравномерности потока и кинетической энергии (Кориолиса) при использовании двух разделителей уменьшаются соответственно на 18 и 17 %, а выходные потери энергии - на 9 % .

Изучение формы поперечного сечения и влияния угловых элементов в водоприемном устройстве проводилось на энергетическом стенде для открытий направляющего аппарата модельного гидроа! регата соответствующих 55, 50, 45 и 40". Наибольшие значения КПД пол\чены в насосном режиме при относительном размере элементов 0.20, а в турбинном -0.22.

Для исследований характеристик ВЭА с концентратором воздушного потока автором была разработана его математическая модель. При эгом на предварительном этапе был выполнен анализ с применением метода размерностей, который выявил зависимость относительной скорости ветрового потока от безразмерных комплексов в общем виде:

и/(о0) = / (Ь/Д; 1ёр; Ей; Яе ), (13,

где и и и0 - скорости ветрового потока соответственно в концентраторе и в атмосфере; Ь - длина концентратора; Д - диаметр ветроколеса.

Рассмотрено два участка: подходной перед концентратором и конфузорный непосредственно в самом концентраторе. Для первого участка в результате применения теоремы об изменении количества движения получена система уравнений в дифференциальном виде. 26

Л 2*1

I (Л

Для второго участка использованы уравнения Бернулли и неразрывности потока. Решая полученные уравнения методом итераций с применением ПЭВМ, вычислялись относительные скорости ветра и/(и0) в характерных сечениях. Результаты расчетов обработаны и представлены в виде графиков в относительных величинах.

Анализ результатов показал, что скорость ветрового потока во входном сечении концентратора всегда меньше, чем скорость ветра в атмосфере, что вызвано взаимодействием концентратора с ветровым потоком и проявлением силы сопротивления. В самом концентраторе происходит увеличение скорости воздушного потока, а следовательно, и его удельной энергии. Так, для его относительной длины Ь' = 2 при (3 ~ 10" скорость ветра в выходном сечении в 1.4 раза выше, чем в атмосфере, а при р = 20" и 40" - выше соответственно в 1.9 и 3.1 раза. При этом удельная энергия потока возрастает в кубической степени.

Использование полученных результатов позволяет выбирать наиболее целесообразные геометрические параметры концентратора ВЭА для конкретных местных условий с известной средней скоростью ветра. Например, для ио = 2 м/с при относительных длинах концентратора 2; 3 и 4 наиболее целесообразно принимать угол конфузорности равным соответственно 62; 43 и 32°. Именно эти значения в данном случае обеспечат расчетную скорость ветра, принятую равной 10 м/с.

Таким образом, выполненные многочисленные исследования автора позволили выявить энергогидравлические характеристики новых конструкций основных элементов ГАЭС-ВЭС, а также определить влияние геометрических параметров этих элементов на их основные энергетические показатели. Полученные данные рекомендовано использовать в технико-экономических расчетах по выбору и обоснованию параметров энергоустановок.

В седьмой главе приводятся результаты практического применения разработанных методов, новых конструктивных решений в системах ГАЭС-ВЭС и результы их экспериментальных исследований. Описываются алгоритмы, блок-схемы и математическое обеспечение расчетов. Выполняется анализ сопоставительных эколого-экономических расчетов

29

эффективности систем ГАЭС-ВЭС, использующих новые технические средства.

Наибольшее внимание автором уделено расчетам систем ГАЭС-ВЭС для района со среднегодовой скоростью 4.4 м/с. Согласно районированию территории страны такие районы относятся к региону со средней интенсивностью ветра (по метеорологической классификации - к 3-й ветровой зоне).

Для выполнения расчетов и автоматизированной обработки данных использован пакет прикладных программ для ПЭВМ совместимого типа Программы серии "VET" (1; 2: 3 и 4) были разработаны автором, а информационно-расчетная система "ACVA" - под руководством и при непосредственном участии автора (алгоритм, математические модели, блок-схемы и др.). Все программные системы позволяли вести работу в диалоговом режиме.

Блок "VET-1" обеспечивал выполнение анализа скоростей ветра для задаваемого периода времени в рассматриваемом районе на основе сформированной базы данных. С помощью программы для этого периода производился расчет обеспеченности скорости ветра. На основе результатов рассчитывалась обеспеченность мощности ВЭА. Для этого вводились характерные значения его рабочей характеристики и коэффициент увеличения скорости, позволяющий пересчитывать скорость ветра, измеренную на высоте флюгера, на высоту расположения оси ВЭА. При этом выработка энергии одним ВЭА подсчитывалась по формуле, аналогичной (11).

В работе выполнены сопоставительные расчеты для ряда ВЭА с концентраторами и без них. Расчеты основывались на справочных данных об основных характеристиках ВЭА и результатах исследований автора На рис. 5,а приведен пример результатов расчета обеспеченности относительной мощности для ветроагрегата АВЭ-250 с применением концентратора и без него. Из него наглядно видно существенное влияние концентратора ветрового потока.

Блок "VET-2" позволял производить расчет эффективности энергоустановки в целом по критерию (4) в зависимости от различных параметров. По мнению автора, основными такими параметрами являлись удельные капитальные вложения, установленная мощность, срок эффективного функционирования энергоустановки, величина ежегодных издержек.

С помощью блока "VET-3" анализировались энергетические затишья для рассматриваемых условий. При этом выявлялись продолжительности непрерывных затиший и их повторяемость. В качестве исходных данных использовались скорости ветра в анализируемом районе, результаты расчетов, полученные в блоке "VET-1", характеристики ВЭА. После обработки результаты представлялись в виде кривых обеспеченности непрерывной длительности энергетических затиший. Пример графиков 50

а)

□ Без концентратора" ВС концентратором

/

1Щ11111111111111111111111111111111111|. 4111

V

т

40 60

Обеспеченность, %

во

б)

□ С концентратором И Без концентратора

16 20 24 28 32 Зв Обеспеченность, %

Рис. 5. Влияние концентратора ветрового потока на характеристики ветроагрегатов в районе со среднегодовой скоростью 4.4 м/с: а) обеспеченность относительной мощности; б) обеспеченность энергетических затиший. ^

приведен на рис. 5,6. Результаты использовались и дальнейших расчетах по выбору параметров водоема ГАЭС.

Программный блок "УЕТ-4" обеспечивал выполнение расчетов по выявлению оптимального полезного объема водоема ГАЭС. Проанализирован ряд вариантов с разными объемами и различной величиной штрафного тарифа га недопоставленную электроэнергию. Результаты расчетов представлялись в виде кривых зависимое! и дисконтированной стоимости выплачиваемых штрафов 01 продолжительности непрерывных энергетических затиший (полезного объема водоема). Пример графиков приведен на рис 6.

Блок работал совместно с автоматизированной информационной системой "АСУА", позволяющей определять оптимальное очертание аккумулирующего водоема путем вписывания его контура в задаваемые топографические условия. Структурно система состоит из управляющего блока и четырех рабочих блоков: VI - ввод данных топографической основы; У2 - обработка и анализ введенной информации; УЗ аналитическая работа с контуром водохранилища; У4 - редактирование исходной информации, запуск повторного поиска, вывод результатов.

Окончательно оптимальный вариант выбирался из условия равенства затрат, обусловленных созданием и эксплуатацией водоема, и стоимости штрафов за недопоставленную электроэнергию

Автором выполнены и проанализированы сопоставительные расчеты для вариантов ГАЭС-ВЭС различной мощности с концентраторами и бе! них. Пример результатов приведен на рис 7. В частности, для энергокомплекса мощностью 2.5 МВт с ветроагрегатами АВЭ-250 и ВТО-1.25 годовая ожидаемая выработка электроэнергии составит соответственно 1.1 млн. кВт ч и 0.6 млн. кВт.ч. Если же использовать концентраторы, то величины эти возрастут до 12.9 млн. кВт.ч и 12.4 млн. кВт.ч При этом коэффициент использования установленной мощности для исследованного района составил без концентраторов соответственно 5.2 % и 2.8 %, а с концентраторами - 59.2 % и 56.5 %.

В связи с увеличением диапазона полезного использования скорости ветра уменьшается оптимальная расчетная продолжительность непрерывного энергетического затишья, на которую экономически целесообразно предусмотреть объем аккумулирующего водоема. При этом сокращаются недопоставка энергии, затраты по водоему и плата за земельные ресурсы.

ГАЭС-ВЭС с агрегатами АВЭ-250

20 40 60 80 100

Длительность непрерывного энергетического затишья, час

-водоем

-Штраф при 5-и кратной ставке с концентратором

-Штраф при 5-и кратной ставке без концентратора

■таШЕЕЗЕЗЗЙЕЯЕетИЕВЯ

Рас. 6. Пример определения оптимального полезного аккумулирующего водоема энергокомплекса ГАЭС-ВЭС.

объема

Вариант с 10-ю агр. АВЭ-250 без концентраторов

Варианте 10-ю агр.

АВЭ-250 с концентраторами

Варианте 2-мя агр. ВТ0-1.25 без концентраторов

Вариант с 2-мя агр.

ВТО-1.25 с концентраторами

¡2 Выработка

О Коэффициент

электроэнергии ВЭС, использования

10 кВт .ч

мощности, %

Я Коэффициент недоиспользования мощности, %

Рис. 7 Влияние концентраторов ветрового потока на повышение эффективности ГАЭС-ВЭС.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Решение важной научной и народнохозяйственном проблемы улучшения условий природопользования при энергоснабжении потребителей в экологически неблагоприятных районах и повышения эффективности использования энергокомплексов ГАЭС-ВЭС в регионах, не относящихся к первоочередным по освоению ветровой энергии, обусловило проведение комплексных исследований, по результатам которых можно сформулировать следующие основные выводы:

1. Показана необходимость, возможность и целесообразность использования энергокомплексов в составе ВЭС и ГАЭС для электроснабжения потребителей, особенно в экологически неблагоприятных районах.

2. Обоснованы методы и технические средства повышения эколого-экономической эффективности ВЭС и ГАЭС для регионов со средним ветровым потенциалом.

3. Разработаны

- методика эколого - экономического обоснования ГАЭС-ВЭС средней мощности для автономного электроснабжения на основе использов.ания критерия неотрицательности общего интегрального эффекта;

- комплекс методических подходов по обоснованию и выбору основных параметров систем ГАЭС-ВЭС (комплекс реализован в виде программных средств для совместимых ПЭВМ);

оптимизационно-имитационная модель для обоснования местоположения, очертания контура в плане и основных параметров аккумулирующего водоема системы ГАЭС-ВЭС (разработки реализованы в виде пакета прикладных программ и позволяют осуществить частичную автоматизацию, процесса проектирования водоема в конкретных топографических и экологических условиях).

4. Выявлены семь основных направлений совершенствования конструкций систем ГАЭС-ВЭС и их элементов, осуществляемых с целью повышения их экологической и энергетической эффективности: 1) разработка новых геометрических форм; 2) совершенствование потоконаправляющих элементов; 3) увеличение степени динамичности конструкций -и их элементов; 4) повышение уровня саморегулирования и самоуправляемости; 5) применение принципа дробления конструктивных частей; 6) использование дополнительных посторонних веществ (вещественных ресурсов); 7) применение полей: центробежного, механического, теплового, магнитного и электрического, а также их сочетаний.

5. Предложены новые конструкции основных элементов ГАЭС-ВЭС, защищенные авторскими свидетельствами на изобретения и патентами, которые позволяют осуществлять инженерное управление экологическими процессами в районе энергетического объекта и повышать эффективность его работы. Разработанные технические решения открывают перспективы

широкого использования энергоустановок, и в первую очередь ветровых станций в районах со средним ветропотенциалом, поскольку существенно повышают их конкурентоспособность.

6. Завершены исследования новых технических средств с целью выявления пх энергогидравлических показателей. Использование полученных результатов позволило обоснованно производить эколого-экономические расчеты по выбору оптимальных параметров ГАЭС-ВЭС и их элементов

7. Практические результаты исследований реализованы в 19 авторских свидетельствах на изобретения. Разработанные эколого-экономические методики - в виде алгоритмов, математических моделей и программного обеспечения для персональных ЭВМ совместимого типа. Результаты внедрены в ряде организаций проектной и научно-исследовательской ориентации и в высших учебных заведениях.

Задачами дальнейших исследований, на наш взгляд, являются разработка теоретических вопросов и методов обоснования режимов совместной работы энергокомплексов большой мощности, включающих нетровые и гидроаккумулирующие энергоустановки, совместно с крупными энергосистемами, а также исследования надежности энергоснабжения потребителей такими энергокомплексами.

Основное содержание диссертационной работы отражено в следующих публикациях автора:

1. Водоприемник гидроэлектростанции / A.c. 866040, 1981, бюл. № 35 (соавтор - X.LU. Мустафин).

2. Водоприемник гидроэлектростанции / A.c. 1117375, 1984, бюл. №

37.

3. Водоприемник гидротехнического сооружения / A.c. 1155665, 1985, бюл. № 18 (соавторы - Ю.С. Васильев, А,Б. Коновалов, В.А. Кукушкин и С.Н. Хлебников).

4. Основные типы водоприемников-водовыпусков ГАЭС // Энергохозяйство за рубежом. - 1984, № 5. С. 25-30 (соавтор - Г.А. Претро).

5. Особенности компоновки и оборудования низовых водоприемников-водовыпусков ГАЭС // Энергохозяйство за рубежом. - 1984, № 6. С.33-37 (соавтор - Г А. Претро).

6. Исследования гидравлических условий работы водоприемника-водовыпуска с криволинейным очертанием потолка / Пути и методы совершенствования качества строительства // Тез. докл. 42-й научн.-техн. конф. - Куйбышев, 1985 (соавтор - В.А. Кукушкин).

7. Сифонный водовыпуск насосной станции / A.c. 1247453, 1986, бюл. №28 (соавторы - В.И. Виссарионов, Л И. Бендиткис и A.B. Фомин).

8. О классификации водопримников-водовыиусков ГАЭС по конструктивным признакам // Гидромелиорация и гидротехническое строительство. - Львов: Вища шк., 1986. Вып 14 С 58-62 (соавторы - Ю.С Васильев и В.А. Кукушкин)

9. Водоприемник гидроаккумулируюшей электростанции / A.c. 1260437, 1986, бюл. № 36 (соавторы - Ю.С. Васильев и А.В.Фомин).

10. Водоприемник-водовыпуск гидроаккумулируюшей электростанции / A.c. 1289954, 1987, бюл. № 6 (соавторы - Ю.С Васильев, В.А. Кукушкин и С.Г. Беляев).

11. Влияние формы поперечного сечения низового водоприемника ГАЭС на энергетические характеристики гидроагрегатного блока / Пути интенсификации строительного производства и подготовки кадров // Тез докл. 43-й научн.-техн. конф,- Куйбышев, 1986 (соавтор - Беляев С.Г.).

12. Гидравлические исследования водовыпуска крупной насосной станции // Сб. научн. тр. ЛПИ - С.-Петербург, 1986. № 415. С. 30-33 (соавтор - В.В. Елистратов).

13. Результаты энергогидравлических исследований верхового водоприемника-водовыпуска ГАЭС / Известия ВНИИГ // Сб. научн. тр. -1986. Т. 196. С. 5-8 (соавторы - Ю.С.Васильев и Д.А. Ивашиниов).

14. Особенности работы водоприемника высоконапорной ГЭС с водопереливной стенкой / Пути интенсификации строительного производства и подготовки кадров II Тез. докл. 43-й научн -техн. конф,-Куйбышев, 1986.

15. Результаты исследований водоприемника-водовыпуска с подвижным потолком на аэродинамическом стенде / Научные проблемы современного энергетического машиностроения и их решения. // Тез. докл Всесоюзн. научн.-техн. конф - Л.: ЛПИ. 1986 (соавторы - Ю.С. Васильев и В.А. Кукушкин).

16. Стенд для исследований элементов водопроводящего тракта гидроэнергетической установки / A.c. 1339428, 1987, бюл. № 35 (соавтор -Д А. Ивашинцов).

17. Всасывающе-отсасывающая труба обратимого гидроагрегата / A.c. 1402700, 1988, бюл. № 22 (соавторы - Ю.С.Васильев, В.А. Кукушкин и В.И. Петров).

18. О взаимном расположении забральной и напорной стенок водоприемника приплотинной ГЭС // Известия высших учебных заведений. Энергетика. - 1987, № 12. С. 91-95 (соавторы - Ю.С.Васильев и В.А. Кукушкин).

19. Уравнительный резервуар / A.c. 1548331, 1990, бюл. № 9 (соавторы - А.Х. Минигулов и И.С. Корнев).

20. О снижении пульсации гидродинамического давления в проточной части осевого насоса / Совершенствование методов расчета строительных 3&

конструкций // Тез. докл. 48-й научн.-техн. конф. - Самара, 1991 (соавтор -

В.А. Шабанов).

21. Подводящее устройство вертикального лопастного насоса / A.c. 1622638, 1991, бюл. № 3 (соавторы - С.Г. Беляев, Е.Д.Куклин и В.В. Кругликов).

22. Экономическое обоснование элементов водопроводящего тракта Г АЭС / Градостроительство, разработка систем управления. // Тез. докл. 49-й научн.-техн. конф. - Самара, 1992.

23. Водовыпуск / Ас. 1705484, 1992, бюл. № 2 (соавторы -В В.Елистратов, A.A. Орлова и A.B. Учаев).

24. Осевой насос / A.c. 1756647, 1992, бюл. № 31 (соавторы - В.А. Шабанов, С.Г. Беляев и Д.Е. Куклин).

25 Влияние сработки водохранилища ГАЭС на энергогидравлические характеристики водоприемника-водовыпуска и выбор его оптимального очертания // Известия вузов Строительство. - 1993, № 10. С. 80 - 84 (соавтор - Ю С.Васильев).

26. Об эффективности энергокомплекса в составе ветровой и гидроаккумулирующей электростанций / Градостроительство, экономика и управление строительством. // Тез. докл. 50-й научн техн. конф - Самара,

1993.

27 Водоприемник-водовыпуск гидроаккумулирующей

электростанции / Патент 2014383, 1994, бюл. № 11 (соавторы -Д.А.Ивашинцов и И.М. Олинер).

28. О выборе параметров аккумулирующего бассейна энергокомплекса в составе ВЭС и ГАЭС / Исследования в области архитектуры и строительства // Тез. докл. 51-й научн.-техн. конф. - Самара,

1994.

29. Проточный тракт гидроэнергетической станции с капсульным агрегатом / Патент Республики Узбекистан № 2038, 1994, бюл. № 3 (соавторы - Д.М. Сапаев и М.М. Мухаммадиев).

30. Осевой насос / Патент 2031252, 1995, бюл. № 8 (соавторы -В.А.Шабанов и И.М. Олинер).

31. Совершенствование конструкций водоприемно-водовыпускных устройств гидроэнергетических установок // Гидротехническое строительство. - 1994, № 9. С. 30-35.

32. Направления совершенствования конструкций ветроэнергетических агрегатов // Энергетическое строительство,- 1994, № 10. С. 14-24.

33. Проблемы современного обоснования основных параметров малых энергокомплексов в составе ВЭС и ГАЭС / Современные проблемы нетрадиционной энергетики // Тез. междунар. научн.-техн. конф. 1-2 декабря 1994. - С.-Петербург,: Изд. СПбГТУ, 1994. С. 60-61 (соавтор - Т.В. Сучилина).

ЬЧ

34. Результаты энергогидравлических исследований прямоточного , водовыпуска крупной насосной станции // Гидротехническое строительство.

- 1994, № 12. С. 19-22 (соавтор - В.В.Елистратов).

35. О методах расчета эффективности малых комплексных энергетических установок / Исследования в области архитектуры и строительства//Тез. докл. 52-й научн.-техн. конф. - Самара, 1995

36. Обоснование основных параметров и режимов работы малых энергокомплексов, включающих ВЭС / Исследования в области архитектуры и строительства // Тез. докл. 52-й научн -техн. конф. -Самара, 1995 (соавторы - A.A. Орлова и Т.В .Сучилина).

37. Ветроагрегат / Патент по заявке №- 93-006272/06 от 29 03.95.

38. Водоприемник-водовыпуск / Патент по заявке № 93-005755/15 от

23.09.95 (соавтор - O.A. Козлов).

39. Водоприемник / Патент по заявке № 93-034356/15 от 19.06 95 (соавтор - Т.В. Сучилина).

40. Эффективность малых энергокомплексов, использующих нетрадиционные источники энергии / Исследования в области архитектуры и строительства // Тез. докл. 53-й обл. н - техн. конф - Самара, 1996 (соавтор

- P.A. Минигулов).

41. Перспективы использования энергоустановок на базе нетрадиционных источников энергии в Самарской области / Исследования в области архитектуры и строительства // Тез. докл. 53-й обл. научн.-техн. конф. - Самара, 1996 (соавтор - В.А.Шабанов).

42. Ветроэлектрический агрегат / Патент по заявке № 94-013629/15 от

02.04.96 (соавтор - Т.В. Сучилина).

Подписано к печати 09.09.96 г. Тираж 100 экз.

Формат 60 х 84 1/16. Заказ № £30 .

Отпечатано в типографии НПФ "РАКС", г. Самара, ул. Молодогвардейская, 194.