有效使用可再生能源 Bashny.Net

在今天的俄罗斯有一个前所未有的成本上升的电力消耗的人口。 除了一年一度的"计划"以增加其价格的10%至15%，支付的电力消耗的所有内部装置(互联网服务供应商，对讲机和电缆网络、法律实体)。

并根据解释在网上公布，居民必须支付消费的电力为那些生活在家里，是不支付她在过去的一个月。 它可能发生，如果再这样下去，那么所有的电力消耗的一个公寓楼将有义务支付一个或两个养老金领取者，和在该国两个或三个亿万富翁。 实践表明，过渡期间在俄罗斯一切都是可能的。 例如，可以进入电荷的电力，失去在季度的变压器、乡、电力线等。





截至31日2014年债务在电力零售市场的俄罗斯总额为189亿卢布，相比增加警2012/13年的近30％。 情况是复杂的，因为债务对热量由开始的月2014也已达到天文数字—140亿卢布。

这就引起了这样一个问题，它是否更好地开关于电力从可再生能源(RES)，至少是在郊区。

目前，电台(ES),能源的可再生能源在俄罗斯，除了水力发电厂(HPP)和小部分的地热发电厂(GeoPP)，如果不是无利可图，具有非常大的投资回报期间，这阻止它们广泛使用。

问题是，为什么使用免费的太阳能、风能、热的地球和小溪流可能尚未竞争上的一些经济指标，例外的环境和社会，有能源，经常运行昂贵的化石燃料。

基本经济效率的系统和装置的能源的可再生能源除外费用的1千瓦装机容量取决于比的安装能力的利用率(能力的因素)，这在一些区域，其运作不可接受的低。 购买，例如昂贵的风力发电厂(WPP)，则用户接收，作为一项规则、电力3–5倍或更低于它可能会产生在一定的风所需的价值观。

因此，根据S.P.菲利波夫使用的装机容量的发电厂(表1)是如下。



表1–利用安装的能力的发电厂、小电力行业的俄罗斯(2007年)

在2010–2012年在克里米亚建四个太阳能光伏发电站(FES)，总容量的227.5兆瓦。 总功率输出它们在2012年达到303亿千瓦时，这意味着克里米亚非斯的能力的因素=的0,15.

并根据开放的互联网来源，对于一些地区位于沿南部边界的俄罗斯、能力因子，可以如下所示(见表2)。



表2–利用安装的能力的电厂使用可再生能源在俄罗斯(专家级)

可以看出，从表1和表2上运行时，可再生能源非常低效使用电，而在热电站(TPS)的能力的因素达到大价值。 更高的能力的因素在风力发电场于非斯的部分反映的事实，风轮总是面向风的方向，不同于光电板，早晨和傍晚当太阳辐射的是"滑动"，沿着他们的工作面。

更高的能力的因素实现在的煤和气发电厂，由于实施内部和外部的能源的关系提出的图1。



图1–示意图的重大内部和外部能关系的植物上运行的煤炭。
吉尔–收到的煤炭；
Ft。VP,Ft.NP–热流量高和低的潜力；
Ft–复低级热到环境中；
光伏电力供应给消费者

燃煤发电厂使用进口的化石燃料带来的成本减少有害的排放，并不生产昂贵的电力。 这是由于事实，即低成本的1千瓦装机容量的ES中，煤炭的使用库存的仓库将挑选的设备为每个技术转换、工作与额定负荷。 尤其是在期间最大的消费的电能。 虽然平均能力的因素用于发电厂是50%。 核电厂—75–78％以上。

费用的1千瓦装机容量又取决于高效率的主要技术进程。 如你所知的高效率热电厂、通过延长(温度)时的蒸汽thermal(热)循环，虽然这是较低的，在夏季比在冬季，由于缺乏大量的冷减少的下边界蒸汽循环。

但是，这不是同样真实的所有欧盟，工作上有机燃料。 因此，许多城镇北部的欧洲部分俄罗斯、西伯利亚和远东地区提供电力从一个柴油发电厂(DPP)有能力的高达1.5兆瓦。 数小时的使用这些DES是大约1000小时，每一年(能力的因素=0,11)，与本期间工作5–每天8小时(早晨和傍晚)。 因此，他们生产电力的一个最昂贵的。

在第一个近似方案1中可以扩展到ES、生物物质和沼气。 这是由于其较高的能力的因素(表2)。

现在考虑图2所述的外部和内部能时的水力发电站。



图2–图的基本内部和外部能源的水力发电
Vвод–流水的水库的水力发电站；
Vucn的。在蒸发的水从水库;
Fwod–水流量的涡轮机；
PV–通气口的低年级用水的河床；–水流下游的；
光伏电力供应给消费者

从图2中它必须遵循，由于高压水流提供给涡轮机没有能源的成本—当然，成本的电力、水力发电、在附近值的1千瓦装机容量热电厂，应该远远低于从煤电厂。 然而，这并不总是这种情况。

在春天通过网站的现有HPPs是平均有60％的年水流量。 在同一时间从10％至25％的年度水流的水力发电的重置闲置由于缺乏调控能力的储存器。 这主要涉及以低压涡轮机的水坝和河流的中央平原，结果，在该年期间所有涡轮机的水力发电厂工作在额定功率只在春天。 和其余年，他们的部分工作能力降低或被闲置。 因此，水电可以提供电力供应消费者需求(名义生产的夏天、秋天和特别是在冬季).

当该区域的储新西伯利亚的水力发电站1072平方公里2，年发电量1,678亿千瓦时或1m2 1.56千瓦小时，每年，平均年产量的因素的约40％。 和萨扬-舒申斯克水电站与一个区域的621平方公里2储库的开发中每年大约23.5亿千瓦时的电力。 或1m2 38千瓦小时，每年，平均年产量的因素的约42％。 当然在很大程度上低能力因素相关的损失大量水分蒸发。

电的成本所产生的水力发电也不影响由高能源密度流动的工作流体是水。

上述实例的电力生产表明，投资回收期的项目，其成本主要是通过影响能力的因素，这主要取决于供应的一次能源(煤炭、水)，它们的能源能力的可能性的(初级能源)统一当时的收据转换成电能。

在提供完成任务的小型消费者提供不间断的电力供应经常使用的原理，与积累的开发的风电场，光电或柴油发电机功率。

图3显示了外部和内部能时的风力农场。



图3–示意图的基本内部和外部能源的一个风力发电站。
Vвет流的空气涡轮机；
MS–扭矩的传输发生器；
Fe。a–流动的电充电的电池；
光伏电力供应给消费者

约会你看，鉴于固有的差异技术更新，图的主要内部和外部的能源关系的非斯和图汽油发电机和电池。

从图3可以看出，该假期的消费的电力能够顺利进行和没有风的总排放。

但是，这些决定清楚地导致急剧的增加费用的1千瓦∙小时的电力。 因此，对于不间断的电力供应给消费者的1千瓦时的电力为100小时(4日)时法院的一个薄弱的风或没有太阳需要100千瓦时的电力，这可以从138电池(正常的汽车电池容量的60啊压12V后完全充电是能够得到0.72每千瓦时的电力)。 而且，作为一项规则，不能得到绝大多数的俄罗斯人口。

当然，增加的稳定的输出的电力消费者相关的使用的其他不同的驱动，旨在确保电力供应不低于最低；授予的权力的高峰期；满足他们的需要；《制止向瞬时峰产生由风力农场输出功率；权力分配在一个可预测的时间表，以提供为"风力农场"。 为了解决这些问题为"风力农场"除了液压盘驱动器、压缩空气的使用能源储存、蓄电池、氢气系统，并为媒体VES—飞轮、诱SP-盘驱动器和sverkajuschii的。

然而，对于小型电力系统下的随机收入的可再生能源的使用这种设备的麻烦，因为较小的电池的容量存储，更昂贵的1千瓦装机容量，用急剧下降，其能力因子，尤其是在存在的一个或两个的消费者。

小保证供应的电力可以解决的帮助的地热，但是，在大部分地区的地球上，那里是火山活动也迅速耗尽的深深热资源。 正因为如此大的资本成本的建设GeoPP不支付关闭。

在假定有效地使用可再生能源取决于能力的因素，或者更准确地说，最终的，从驱动器的电池，主要能量建议，以确定每个区域的费用1千瓦装机容量考虑到能力的因素(表3)。



表3费用的1千瓦装机容量的发电厂使用可再生能源在俄罗斯考虑到潜在的可再生能源(利用已安装的能力)，用美元
*数量和容量的电池取决于能力的因素ES的特定类型为一个特定的位置。
**在一些地区的鄂木斯克区域的风力农场的能力的因素=0、1的实际费用的1千瓦装机容量，根据所提出的技术估计的使用效率ES将达到25000美元。拟议的过渡到评估的实际费用的1千瓦装机容量的基于能力的因素，将有助于更加客观评估可能使用ES从可再生能源对于每个特定区域、甚至地方。

根据获得的结果(表3)有希望的heliobacteria基于太阳能盐池，如图4所示。



图4所示意图的重大内部和外部能关系gelioelektrostantsii基于太阳能的盐池塘。
FPR、毛次评估–光通量的直接的、反射和散射的太阳辐射；
Ft。VP,Ft.NP–热流量高和低的潜力；
PV–假期elektroenergiyu相对于传统的太阳能发电厂的日光反射装置，其中的浓度的能量是通过光学方法，太阳能盐池提供了一个流体动力浓度太阳能。 平均密度流入量的太阳热能在废气的热盐水是75W/m2的通量密度使用热函(产品的密度的盐水—1500千克/米3，其速度在管是1米/秒，热容量的2.3千焦/千克∙°C，温差10°C)为3.5∙107W/m2。 这表明流体动力浓度增加了功率密度超过五个订单的数量级，即在数百万次。

能力来执行工作的特点是能量流动，流动的火用，因此这是需要关注的浓度火用太阳能电池塘。

通量密度的火用的太阳能辐射多少能量密度较低(大约一半)，以便能够估算的平均值δ o=100W/m2。 提供给池塘火用的。 排气是火用的热盐水测量只有通过它的温度，即热，但不是化学火用的。 当温度的热盐水100°C和冷源温10°C的有δэ= 3,5∙107∙(100 — 10)/(100 + 273) = 0,93∙107 W/m2。 该比率通量的投入和废气的火用：λ=δэ/δ o=107/102=105.

换句话说，当撤出的热盐水，我们获得流体动力流的重点火用的一个百万次。 通量密度的火用在热盐水大大高于当传送能量从热气体的尾部分的锅炉单元，高于海洋的热电厂。 因此，太阳能电池，似乎是一种有效的收集器的可再生能源由于高浓度的火用和他为支付这么多的关注E.I.Yantovskii的。

在多云的天气冷却时，在10°C的底层的池塘里有一个区域的78.5m2(直径10m)大约为3600MJ的热量。 如果这种热量与效率的10%，转换成电能，这是可以获得100千瓦时的电力。 这相当于将排放138昂贵的电池，如前面所提到的。

在很大程度上有效性的这种类型的植物影响的跟踪毂太阳的位置和使用冰冷的坑。 使用冷的坑可以减少的下边界蒸汽循环，导致大大增加其效率。

以前人们认为的气候条件下，在中区的俄罗斯是独特的，由于异常低温度下，只有剥削。 由于这减少了温度的冷凝，尤其是在冬季，这可能产生的增加(20–40%)在电力生产相比，地热能，这是位于地区的温和温带气候。 然而，这种优势的我们的气候，在增加的效率的电力生产也同样适用于和ES基于太阳能的盐池塘和沟冰。

减少安装费用的1千瓦的ES基于太阳能盐池可以实现，如果冷源的热力循环使用，而不是冰冷的坑冷小流。

如果你比较价格的1千瓦装机容量，传统的VES有优势相比heliobacteria基于太阳能盐池，但如果它们的效率是比较受到的电池包括在WPP，提供不间断的电力供应，结果是不同的。

当然，在一个高效率的热能转换的太阳能盐池电力范围内的10–12%，当密度的太阳辐射不超过，在更长的一段时1千瓦/米2由于电力生产投资回报，才能实现在权力下放的领域。 然而，如果一部分的温暖的池塘要用于热水和部分寒冷的冰坑调，投资回收期就可以实现在该地区的集中的电力供应。 后加热水池塘里的8–10倍低于从电力。 还有空调(空气的冷却)由于自然冷(冰坑)中的8–10倍价格比电力驱动的空调机。

在GES和ES基于太阳能的盐池塘和沟与冰融化的水有一个附加的、特殊的只要他们的利益。

在该发电站的温暖的水流下游，并heliobacteria熔化的温暖水坑和太阳能盐池可以被有效地用于冬季的暖气通过热泵单位(不论).

平均年径流量的叶尼塞河准的萨扬-舒申斯克水电站是的46.7km3/年。 年平均水温下等于大约7操作系统。 叶尼塞是一个强有力的来源的热量，适合用于TNU的。 冷的河水中的热交换设备仅为1操作系统，将允许你1,9614∙1014千焦耳/年的热能，即热电叶尼塞河将6220兆瓦，并将接近安装能力的萨扬-舒申斯克水力发电厂是6400兆瓦。

福利的使用冬季TNU低级别的热量来源的不同卷：大量(坑的冻结水)与以下的温度在0°C和小(冷却盐水太阳能电盐池)以上温度在0°C的详细讨论了在我的作品"太阳能，其衍生物和其使用方法(介绍能源、可再生能源)的"。

见解

本方案的主要内部和外部能量关系的不同ES已经显示，它们的效力取决于许多因素。

分析显示，计算参数的有效工作ES从可再生能源的条件下的随机的干扰，以确保不间断的电力供应需要在设计和设备的能量累积，价格的部件的储存池。

实际费用的1千瓦装机容量的设备和能源系统的可再生能源进行不间断电源确定应考虑到系数的利用已安装的能力为一个特定区域。 和的数量和价格的原电池或产生的动力应当根据固有的在这个区域无常的可再生能源。

例如，该方案的主要内部和外部的能源关系gelioelektrostantsii基于太阳能的盐池塘和沟与冰融水，显示出是一种最有效的机制，以提高效率ES不仅仅是累积的一次能源(太阳)对于蒸汽周期，但也使用能源的冰在坑(冷小流)。

从经济角度来看，主要因素在有效使用可再生能源的积累，主要的能源输入到发电系统，过剩的是提供水电站只在春季，并对heliobacteria基于太阳能盐池，根据日在夏季期间。

Osadchiy G.B.,工程师，提交人的140多发明创造的苏联

资料来源：alternativenergy.ru