Сравнение энергетической эффективности технологий и оборудования децентрализованной энергетики

Введение 7
1 Литературный обзор 10
1.1 Децентрализованная энергетика 10
1.2 Технологии производства тепловой и электрической энергии в центрах нагрузок 16
1.3 Технологии управления потреблением электрической и тепловой энергией 21
1.4 Технологии альтернативной децентрализованной энергетики 25
1.5 Технологии наложения электрической и тепловой энергии 37
1.6 Тепловые насосы в системах теплоснабжения 44
1.7 Информационные технологии в управлении энергетической эффективностью систем электро- и теплоснабжения 47
2 Режимы работы и графики нагрузок промышленного предприятия. Разработка схем децентрализации 49
2.1 Графики нагрузок 49
2.2 Когенерация 54
2.3 Накопители энергии 75
2.4 Использование ВЭР и ТЭР в схемах децентрализованной энергии 84
3 Технико-экономическая оценка эффективности децентрализации энергии промышленного предприятия 99
Заключение 101
Список литературы 102

Весь текст будет доступен после покупки

Актуальность работы. Децентрализованное энергоснабжение является одним из важнейших вопросом современной энергетики. Цена на электроэнергию для потребителей в регионах с децентрализованным энергоснабжением намного превышает цену для тех, кто подключен к сети (примерно от 15 до 150 рублей в отличие от 0,97 до 8,2 рубля за 1 кВт·ч соответственно) [1]. Причинами высоких цен на электроэнергию в регионах с децентрализованным энергоснабжением являются высокие транспортные расходы, плохое обслуживание генерирующего оборудования и переменная нагрузка, что приводит к неэффективным условиям работы.
Программа «Энергетическая стратегия России на период до 2035 года» определяет следующие две основные стратегические цели использования возобновляемых источников энергии (ВИЭ) [2]:
1. Включить новые генерирующие мощности, которые работают на основе ВИЭ, при условии, что они являются экономически эффективными.
2. Развитие отечественной научно-технической базы, передовых технологий в области использования ВИЭ, увеличения производства основного генерирующего и вспомогательного оборудования для ВИЭ в России.

Весь текст будет доступен после покупки

1.1 Децентрализованная энергетика
Термин «децентрализованная энергетика» отражает новую тенденцию развития энергосистем, которые уже не основываются только на крупных системных электростанциях, расположенных в местах расположения первичных источников, а включают в себя большое количество более мелких локальных источников электроэнергии и тепла.
Эти местные источники адаптируются к текущим местным условиям и потребностям и используют различные источники энергии от воды, газа и биогаза до возобновляемых источников. Благодаря совместному производству электроэнергии и тепла местным источникам удается повысить эффективность преобразования энергии и тем самым улучшить общее использование первичного топлива.
Помимо когенерационных источников, двигателей Стирлинга или водородных топливных элементов, в децентрализованной энергетике применяются также локальные энергетические системы, основанные на использовании всех видов возобновляемых источников, использовании отработанного тепла или других неиспользуемых до сих пор видов энергии.
Децентрализованные источники энергии
В предыдущие десятилетия энергетика базировалась на традиционных ресурсах и магистральных линиях электропередачи. Актуален вопрос имеющихся запасов первичных невозобновляемых видов топлива, которые в настоящее время добываются в достаточном количестве, но их запасы сокращаются и постепенно приближаются к своему исчерпанию.
Возможным решением является повышение эффективности всей энергосистемы, начиная с увеличения выхода месторождений энергетического сырья, за счет повышения эффективности преобразования энергии, снижения потерь при передаче и заканчивая рациональным управлением энергией в конечном потреблении.
В долгосрочной перспективе количество электростанций, использующих уголь и газ, будет сокращаться. Таким образом, текущая тенденция в энергетической отрасли заключается в дополнении системных ресурсов меньшими электростанциями и, таким образом, в определенной степени децентрализации производства энергии.
Хотя бы частичное покрытие потребления местным эффективным производством электроэнергии приведет к снижению нагрузки на крупную энергетику и к изменению восприятия до сих пор второстепенных источников энергии.
Безусловно, в них в значительной степени будут представлены возобновляемые источники (гидравлические, ветряные и фотоэлектрические электростанции), которые становятся все более конкурентоспособными благодаря техническому прогрессу и последующему сокращению необходимых инвестиций.
Децентрализация ресурсов позволяет значительно повысить эффективность преобразования энергии за счет адаптации к местным условиям. Меньшая потребность в передаче способствует повышению эффективности всей системы и дает возможность использовать любую доступную энергию, в том числе возобновляемую.
Децентрализованное производство энергии производит электроэнергию (+ тепло) с высокой эффективностью вблизи точки потребления, независимо от мощности, вида топлива или технологии. Децентрализация охватывает широкий спектр технологий, установленных мощностей и источников энергии, в частности:

Весь текст будет доступен после покупки

1. Елистратов В.В. Автономное энергоснабжение: [Электронный ресурс]. Режим доступа://postnauka.ru/video/62744 [Дата обращения: 08.05.2023]
2. Энергетическая стратегия России на период до 2035 года. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.energystrategy.ru/ab_ins/source/ES-2035_09_2015.pdf [Дата обращения: 08.05.2023]
3. Лукутин Б.В., Муравлев И.О., Плотников И.А. Децентрализованные системы электроснабжения с ветровыми и солнечными электростанциями: учебное пособие / Б.В. Лукутин, И.О. Муравлев, И.А. Плотников – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2015. – 100 с.
4. Низамова А.Ш. Технология централизованного производства электрической энергии и теплоты: учебное пособие. Часть 1 / А.Ш. Низамова; под ред. Н.Г. Шагиева. – 2-е изд., переработанное – Казань: Каз. гос. энерг. ун-т, 2017. – 136 с.
5. Основы современной энергетики. Том 1. Современная теплоэнергетика [Электронный ресурс]: учеб. / Трухний А.Д. [и др.]. – Электрон. дан. – Москва: Издательский дом МЭИ, 2010. – 472 с.
6. Управление электропотреблением: курс лекций для студентов специальности 1-43 01 03 «Электроснабжение» / авт.-сост. А. В. Сычев. - Гомель : ГГТУ им. П. О. Сухо¬го, 2006. - 100 с. - Систем, требования: PC не ниже Intel Celeron 300 МГц ; 32 Mb RAM ; свободное место на HDD 16 Mb; Windows 98 и выше ; Adobe Acrobat Reader. - Режим доступа: http://gstu.local/lib. - Загл. с титул, экрана.
7. Децентрализованные источники энергии: будущее энергетики в ее прошлом [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.eprussia.ru/epr/38/2539.htm [Дата обращения: 08.05.2023]
8. Лукутин Б.В. Возобновляемая энергетика в децентрализованном электроснабжении: монография / Б.В. Лукутин, О.А. Суржикова, Е.Б. Шандарова – М.: Энергоатомиздат, 2008. - 231 с. - 152 с.
9. Энергетическое оборудование для использования нетрадиционных и возобновляемых источников энергии: Справочник-каталог. Виссарионов В.И., Белкина С.В., Дерюгина Г.В., Кузнецова В.А., Малинин Н.К. – М.: АО «Новые и возобновляемые источники энергии», 2004. – 448 с.

Весь текст будет доступен после покупки