El uso eficiente de fuentes de energía renovables Bashny.Net

En la rusia de hoy sin precedente se observa que el aumento del costo de la electricidad consumida por la población. Además de la anual "planificado" y el aumento de su precio en un 10 – 15 %, se ha introducido el pago por consumo de energía общедомовых de instrumentos (proveedores de servicios de internet, voz-datos y de las redes de cable, las personas jurídicas).

Y para aclarar, alojado en internet, los residentes tienen la obligación de pagar la electricidad consumida por aquellos que viven en la casa, que no ha pagado por el último mes. Puede suceder que si el asunto va así más allá, por todo el consumo de energía residencial de la casa deberá pagar uno o dos de los jubilados, y a nivel del país, de dos a tres миллиардерам. Como muestra la práctica de la transición, en rusia todo es posible. Así, por ejemplo, se puede imponer el pago de electricidad, теряемую en los transformadores, de poblado, en las líneas de transmisión, etc.





Al 31 de marzo de 2014 la deuda en el mercado minorista de electricidad de rusia ascendieron a 189 mil millones de rublos, un aumento en comparación con ozp 2012/13, casi en un 30%. La situación no es fácil, ya que las deudas por el calor a principios de abril de 2014, también han alcanzado tamaños astronómicos — 140 mil millones de rublos.

En este sentido, se plantea la cuestión de si no sería mejor pasar de la generación de electricidad de fuentes de energía renovables (res), por lo menos, en los suburbios.

En la actualidad, las centrales eléctricas (ES), la energía de las energías renovables en rusia, a excepción de las centrales hidroeléctricas (hes) y una pequeña parte de las plantas de energía geotérmica (ГеоЭС) si no mantenimiento deficitario, con una muy larga vida útil de la inversión, lo que impide su uso a escala mundial su uso.

Surge la pregunta, ¿por qué el uso gratuito de la energía del Sol, del viento, del calor de la Tierra y de los pequeños cursos de agua no pudo competir por una serie de indicadores económicos, excepto ambientales y sociales, con la energía que se ejecuta en ocasiones costosos combustibles fósiles.

Principalmente la eficiencia económica de los sistemas y de las instalaciones de energía de las energías renovables además de un coste de 1 kw de capacidad instalada depende directamente del coeficiente de utilización de la capacidad instalada (Киум), que en algunos lugares de su funcionamiento inaceptablemente baja. La compra de, por ejemplo, cara ветроэлектрическую estación (wec), el usuario recibe, normalmente, de la electricidad en 3 – 5 veces menos de lo que se podría producir al constante viento, de los valores requeridos.

Así según el C. P. filippova la tasa de utilización de la capacidad instalada de las centrales eléctricas (tabla 1) es la siguiente.



Tabla 1 – Factor de utilización de la capacidad instalada de centrales eléctricas de baja energía de rusia (2007)

En el 2010 – 2012, en la crimea se construyeron cuatro solar fotovoltaica (fes) con una capacidad total de 227,5 Mw. La producción total de electricidad en ellos en el año 2012 fue de 303 millones de kw∙h. De lo que se deduce que el de crimea fes Киум = 0,15.

Y de datos abiertos de las fuentes de internet para el conjunto de los territorios situados a lo largo de la frontera sur de rusia, Киум, puede ser la siguiente (tabla 2).



Tabla 2 – Factor de utilización de la capacidad instalada de las centrales que utilizan fuentes renovables de energía en rusia (dictamen)

Como se desprende de las tablas 1 y 2 en el modo de operación de energías renovables es muy irracional se utilizan de potencia, mientras que en теплоэлектрических estaciones (tpp) Киум alcanza los valores más grandes. Más alto Киум el parque eólico, que el fes se explica en parte, el hecho de que ветроколесо siempre orientado en la dirección del viento, a diferencia de los paneles fotovoltaicos, cuando por la mañana y por la noche, la radiación solar "se desliza" sobre su superficie de trabajo.

Incomparablemente más alto Киум se logra en minas de carbón y de gas a las centrales eléctricas, en vigor implementados en ellos internas y externas de las relaciones de la energía, presentados en la figura 1.



Figura 1 – esquema de conexiones básicas internas y externas de las relaciones de la energía central eléctrica de carbón.
Gyr – el ingreso de carbón;
Ft.vp, Ft.tm– flujo de calor de alta y de baja capacidad;
Ft – restablecer низкопотенциальной de calor en el medio ambiente;
Fé – vacaciones de electricidad al consumidor

De carbón de centrales térmicas, utilizando привозное combustibles fósiles, llevando los costos de reducción de emisiones, no produce energía costosa. Esto se logra por el hecho de que con un bajo costo de 1 kw de capacidad instalada ES, el uso de las reservas de carbón del almacén permitan recoger la maquinaria para cada tecnológica de la reparticin de trabajo con carga nominal. Especialmente en los períodos de mayor consumo de la energa de la energía eléctrica. Aunque el promedio de Киум para las centrales de rusia es de 50 %. Para las centrales nucleares — 75 – 78 %.

El coste de 1 kw de capacidad instalada, a su vez, depende de la eficiencia de los procedimientos principales переделов. Y, como se sabe alta eficiencia en el tpp, se consigue más extendido (por la temperatura) térmica паросилового (termodinámico) de ciclo, aunque en verano es ligeramente menor que en invierno, debido a la falta de grandes volúmenes de frío para reducir el límite inferior de la паросилового ciclo.

Pero esto no se aplica por igual a todos los de la ue que trabajan, de combustibles fósiles. Así muchos de los pueblos del norte de la parte europea de rusia, siberia y el Lejano oriente se abastecen de electricidad de diesel de las centrales eléctricas (desu) potencia de hasta 1,5 Mw. El número de horas de uso de tales desu es de alrededor de 1000 horas al año (Киум = 0,11), con la duración de su trabajo 5 – 8 horas al día (en la mañana y en la noche). Por lo tanto, generada por ellos de electricidad, uno de los más caros.

En una primera aproximación en el gráfico 1 se puede extender, ES que trabajan en la biomasa y el biogás.. Esto explica su mayor Киум (tabla 2).

Veamos ahora la figura 2 internos y externos de energía de la central hidroeléctrica.



Figura 2 – esquema de conexiones básicas internas y externas de las relaciones de la energía hidroeléctrica
Vвод – la entrada de agua en el embalse de la central hidroeléctrica;
Vисп.en la evaporación de agua desde el depósito;
Фвод – el flujo de agua a гидротурбине;
Educación física – restablecer низкопотенциальной de agua en el lecho del río; – el flujo de agua en la parte inferior бьефе;
Fé – vacaciones de electricidad al consumidor

En la figura 2 se debe seguir, que ya высоконапорный el flujo de agua entra en la turbina sin gasto de energía — naturalmente, el coste de la electricidad de la central hidroeléctrica, cercanos al valor de 1 kw de capacidad instalada de la central termoeléctrica, debe ser mucho menor que el del carbón. Sin embargo, esto no siempre es así.

En la primavera a través de створы de centrales hidroeléctricas existentes pasa, en promedio, el 60 % de la escorrentía anual de agua. Al este de 10 a 25 % de la escorrentía anual de agua de la central hidroeléctrica se restablece en vacío debido a la falta de reglamentación de la capacidad de embalse. Es, en primer lugar se refiere a низконапорных de las presas y de las turbinas en los ríos Среднерусской de la llanura y, en consecuencia, durante el año todas las turbinas de la central hidroeléctrica funcionan cuando nominalmente de potencia en la primavera. Y en el resto del año, parte de ellos trabaja a tiempo parcial potencia o inactiva. Por lo tanto, de la central hidroeléctrica no pueden garantizar el suministro de electricidad a los consumidores sobre la necesidad (el nominal de la producción en el verano, el otoño y especialmente en invierno).

Con un área de embalse de la central hidroeléctrica de novosibirsk 1072 km2, la producción anual de electricidad es de 1,678 millones de kw∙h O con 1 m2, a sólo 1,56 kw∙h por año, con un promedio de Киум alrededor de un 40 %. Y la estación sayano-Шушенская de la central hidroeléctrica con un área de embalse de 621 km2 producía en un año, aproximadamente 23,5 millones de kw∙h de electricidad. O con 1 m2 de 38 kw∙h por año, con un promedio de Киум alrededor del 42 %. Por supuesto, en gran medida, el bajo Киум relacionados con la pérdida de grandes cantidades de agua de evaporación.

En el costo de la energía eléctrica de la central hidroeléctrica, también influye el no elevada densidad de potencia del flujo de trabajo de un cuerpo de agua.

Los ejemplos anteriores de generación de energía eléctrica, muestran que en el período de amortización de los proyectos, su valor afecta principalmente Киум, que depende principalmente de las existencias de energía primaria (carbón, agua), de su energía de capacidades, sus posibilidades (energía primaria) de forma uniforme por la hora de llegada para la conversión en energía eléctrica.

En la decisión de las tareas de los pequeños consumidores ininterrumpido de energía a menudo se utilizan схемные de la decisión, con аккумулированием generada parque eólico, fes o de gasolina generador eléctrico de energía eléctrica.

En la figura 3 se presentan interiores y exteriores de las relaciones energéticas del aerogenerador.



Figura 3 – esquema de conexiones básicas internas y externas de las relaciones de la energía ветроэлектрической de la estación.
Vвет – el ingreso de flujo de aire en la turbina;
Ms – transmisión del par en el generador eléctrico;
Fé.y el flujo de energía eléctrica para cargar la batería;
Fé – vacaciones de electricidad al consumidor

Así se verá, teniendo en cuenta inherentes a ellos las diferencias tecnológicas переделов, el esquema de los principales internas y externas de las relaciones de la energía fes y el esquema con un motor de gasolina generador eléctrico y baterías.

En la figura 3 se ve que las vacaciones consumidor de energía puede llevarse a cabo sin problemas y si no hay viento a la descarga completa de las baterías.

Pero, esas decisiones claramente dan lugar a un aumento considerable del coste de 1 kw∙h de electricidad. Así para un suministro estable de energía del usuario 1 kw de energía eléctrica durante 100 horas (4 días), cuando en el patio de viento o no de Sol que necesita 100 kw∙h de electricidad que puede obtenerse de 138 baterías (normal, la batería del coche con una capacidad de 60 ah 12 v De tensión después de la carga completa es capaz de dar 0,72 kw∙h de electricidad). Y esto, como regla, no est al alcance de la gran mayoría de la población de rusia.

Por supuesto, para mejorar la estabilidad de la concesión de la electricidad al consumidor relevante la aplicación de otras, de las diferentes unidades que garanticen el suministro de energía no por debajo del mínimo; la concesión de potencia en los momentos de carga máxima; cubrir sus propias necesidades; la supresión temporal de los picos de la producida por el parque eólico de potencia; la entrega de potencia de gráficos de predicción, como se prevé para los "parques eólicos". Para resolver estas tareas para "parques eólicos" además de las unidades hidráulicas se utilizan en el aire-acumular la central eléctrica, регенеративные de la batería, del hidrógeno, y para medios de wpp — volantes de inercia, la inducción de la po-unidades y сверхконденсаторы.

Sin embargo, para pequeños sistemas de suministro de electricidad al estocásticos de los ingresos de las energías renovables el uso de estas unidades engorroso, ya que cuanto menor sea la potencia de la batería de la unidad lo más caro de 1 kw de capacidad instalada, con una fuerte caída de su Киум, especialmente cuando la presencia de uno o dos de los consumidores de electricidad.

El pequeño garantizada электрообеспечение se pueden resolver con la ayuda de ГеоЭС, sin embargo, en la mayor parte de la Tierra, donde no hay actividad volcánica, demasiado rápido que se agotan profundas de calor de los recursos. Debido a esta ampliación de los costos de capital de la construcción de ГеоЭС no merecen la pena.

Partiendo de la base de que la eficiencia en el uso de las energías renovables depende directamente de la Киум, o para ser más exactos, en última instancia, de la disponibilidad de la unidad-de la batería de energía primaria, se propone determinar, para cada territorio, el precio de 1 kw de capacidad instalada teniendo en cuenta Киум (tabla 3).



Tabla 3 – el Precio de 1 kw de capacidad instalada de centrales eléctricas que utilizan fuentes renovables de energía en rusia, teniendo en cuenta la capacidad de una fuente renovable de energía (factor de utilización de la capacidad instalada de dólares)
* el número y la capacidad de la batería depende directamente de la Киум ES de uno u otro tipo para una zona específica.
** en algunas zonas de la región de omsk, para wpp en Киум =0,1 el valor real de 1 kw de capacidad instalada, sobre la propuesta de metodología de evaluación de la eficiencia en el uso de ESSAOUIRA, será de $ 25,000.La propuesta de la transición a la evaluación de costo real de 1 kw de capacidad instalada teniendo en cuenta Киум contribuirá a realizar una evaluación de la capacidad de uso ES de las energías renovables para cada territorio e incluso los lugares.

Sobre la base de los resultados obtenidos (tabla 3) perspectiva parece гелиоэлектростанция en la base de solar de agua salada de la laguna, de la figura 4.



Figura 4 – esquema de conexiones básicas internas y externas de las relaciones de la energía гелиоэлектростанции, en la base del solar de agua salada de la laguna.
Fdi, Фотр, Фрас – el flujo de luz directa, indirecta y difusa de la radiación solar;
Ft.vp, Ft.tm– flujo de calor de alta y de baja capacidad;
Fé – vacaciones электроэнергииВ diferencia de la planta de energía solar con гелиостатами, donde la concentración de la energía se logra con métodos ópticos, el sol la sal el estanque proporciona гидродинамическую la concentración de la energía solar. Con una densidad media de afluencia de calor solar en отводимый fría salmuera de 75 w/m2 de densidad de flujo utilizada entalpía (el producto de la densidad de la salmuera de 1500 kg/m3, su velocidad en un tubo de 1 m/s, la capacidad calorífica — 2,3 kj/kg∙⁰С y la caída de temperatura de 10 ⁰С) es de 3,5∙107 w/m2. De aquí se ve que la hidrodinámica, la concentración aumenta la densidad de flujo de energía de más de cinco órdenes de magnitud, es decir, en cientos de miles de veces.

La capacidad de la comisión de trabajo se caracteriza por el flujo de energía y el flujo de exergía y, por lo tanto, debe prestar atención a la concentración de exergía solar de un estanque.

La densidad de flujo de exergía de la radiación solar no muy por debajo de la densidad de energía (aproximadamente el doble), por lo que se puede estimar una media δо = 100 w/m2. Es entregada al estanque эксергия. Отводимой es эксергия caliente de la salmuera, se calcula que sólo de su temperatura, es decir, térmica y química no эксергия. Cuando la temperatura de la salmuera caliente 100 ⁰С y la temperatura fría de la fuente 10 ⁰С tenemos δэ = 3,5∙107∙(100 — 10)/(100 + 273) = 0,93∙107 w/m2. La relación de la densidad de los flujos de entrada y отводимой de exergía: λ = δэ/δо = 107/102 = 105.

En otras palabras, cuando se levanta caliente salmuera recibimos гидродинамическую la concentración del flujo de exergía en cientos de miles de veces. La densidad de flujo de exergía en caliente de la salmuera, mucho más alto que en la transmisión de energía de los gases calientes en el caudal partes de la caldera de la unidad, y más alto que el de las centrales térmicas. Por lo tanto, solar de estanque y parece ser eficaz el recopilador de las energías renovables gracias a la alta concentración de exergía y se le dedica tanta atención Decir, es decir Янтовским.

Cuando el cielo está nublado durante el enfriamiento de 10 ⁰С придонного de la capa del estanque de la plaza de 78,5 m2 (con un diámetro de 10 m), se asigna alrededor de 3.600 Mj de calor. Si este calor, con una eficiencia = 10 %, convertir en energía eléctrica, se puede obtener el 100 kw∙h de electricidad. Y esto es equivalente a la descarga de la 138 costosas baterías, como se mencionó anteriormente.

En gran medida la eficacia de este tipo de central afecta el seguimiento de concentradores de la posición del Sol y el uso de frío hielo de la excavación. El uso de frío de la excavación se reduce el límite inferior de паросилового ciclo, lo que conduce a una mejora de la eficiencia.

Antes se creía que las condiciones climáticas en el carril central de rusia son únicos, por anormalmente bajas temperaturas, sólo para ГеоЭС. Ya que esto permite reducir la temperatura de condensación, especialmente en el invierno, lo que puede dar un incremento en un 20 – 40 %) en la generación de energía en comparación con ГеоЭС, que se encuentran en las zonas cálidas y templadas. Sin embargo, esta ventaja de nuestras condiciones climáticas, en la parte de las posibilidades de mejorar la eficiencia de producción de energía eléctrica, se aplica igualmente y ES la base de solar de agua salada en el estanque y pozo de hielo.

La reducción establecida la tarifa de 1 kw ES la base de solar de agua salada de la charca se puede lograr, si como fuente de frío para termodinámico del ciclo de utilizar en lugar de frío hielo de la excavación frío de los pequeños cursos de agua.

Si se compara el precio de 1 kw de potencia instalada, lo normales de wpp tienen la ventaja, en comparación con гелиоэлектростанцией en la base de solar de agua salada de la laguna, pero si su eficacia se compara con la luz de batería, forman parte de wpp, que garanticen la continuidad en el suministro de electricidad, el resultado es diferente.

Por supuesto, con una eficiencia de conversión térmica de la energía solar de estanque de agua salada en energía eléctrica, a menos de 10 – 12 %, cuando la densidad de la radiación solar no exceda, en un período de tiempo de 1 kw/m2, a través de la generación de electricidad la recuperación de la inversión se puede lograr sólo en el descentralizados territorios. Sin embargo, si una parte del calor del estanque utilizar para el abastecimiento de agua caliente y, a parte del frío hielo de la excavación para el aire acondicionado, el reembolso se puede alcanzar y en las zonas de la generación centralizada. Ya que el calentamiento de agua en el estanque en 8 – 10 veces más barata que la de la electricidad. También y aire acondicionado (refrigeración), a expensas natural de frío (hielo de la excavación) en 8 – 10 veces más barata que la de электроприводного de aire acondicionado.

El de la central hidroeléctrica y ES la base de solar de agua salada en el estanque y pozo de hielo/represas de agua más propias de un sólo les benefician.

El de la central hidroeléctrica de calor de flujo de agua en la parte inferior бьефе, y el гелиоэлектростанции el calor el agua de fusión de la excavación y solar de agua salada de la charca se puede utilizar eficazmente en invierno para la calefacción a través de теплонасосных de las instalaciones (ТНУ).

Среднемноголетний escorrentía del río yeniséi en створе la estación sayano-Шушенской de la central hidroeléctrica es de 46,7 km3/año. El promedio anual de la temperatura del agua en la parte inferior бьефе equivale aproximadamente a 7 os. Yenisey es una potente fuente de низкопотенциальной de energía térmica, conveniente para el uso en ТНУ. El enfriamiento de las aguas del río en teploobmennih de dispositivos sólo en 1 os permitiría obtener 1,9614∙1014 kj/año de energía térmica, es decir, de la capacidad térmica del río yeniséi será 6220 Mw y será similar a la de la potencia eléctrica instalada la estación sayano-Шушенской de la central hidroeléctrica, de igual 6400 Mw.

Las ventajas de utilizar el invierno ТНУ низкопотенциальных de las fuentes de calor de los diferentes volúmenes: de gran volumen (de la excavación de congelados de agua) con una temperatura por debajo de 0 ⁰С y pequeñas (enfriamiento de salmuera solar de estanque de agua salada) con una temperatura por encima de 0 ⁰С particulares examinados en mi trabajo "la energía Solar, sus derivados y de la tecnología para su uso (Introducción a la energía de las energías renovables)".

CONCLUSIONES

Examinados los conceptos básicos internas y externas de las relaciones energéticas de los diferentes ESSAOUIRA han demostrado que la eficacia de su trabajo depende de muchos factores.

El análisis mostró que para el cálculo de los parámetros de trabajo eficiente ES de las energías renovables en términos estocásticos de las perturbaciones, para asegurar la continuidad del suministro de energía de los consumidores requiere, en la elaboración de esquema de hardware y de acumulación de energía, la evaluación de precios de componentes de unidades de baterías.

El costo real es de 1 kw de capacidad instalada de las instalaciones y sistemas de energía de las energías renovables para cubrir las necesidades de suministro de energía debe determinarse teniendo en cuenta el factor de utilización de la capacidad instalada para un territorio determinado. Y la cantidad y el precio de las baterías de la primaria o de la energía generada debe determinarse teniendo en cuenta las intrínseca para la zona de inestabilidad en las energías renovables.

En el ejemplo de esquema de los principales internas y externas de las relaciones de la energía гелиоэлектростанции, en la base del solar de agua salada en el estanque y pozo de hielo/represas de agua, se muestra que uno de los mecanismos eficaces de mejorar la eficacia de la labor de la justicia ambiental no es sólo la acumulación de energía primaria (el Sol) para паросилового ciclo, sino el uso de energía de hielo en el foso (de frío de los pequeños cursos de agua).

Desde el punto de vista económico casos, el factor primordial el uso eficiente de las energías renovables es la acumulación de energía primaria en la entrada en el sistema de generación, que con el exceso se proporciona para la central hidroeléctrica sólo en primavera, y para гелиоэлектростанции en la base de solar de agua salada de la laguna, dependiendo de la insolación durante todo el verano.

Osadchiy, b., ingeniero, autor de 140 inventos de la urss

Fuente: alternativenergy.ru