Методика обоснования эффективности гибридной комплексной установки на базе возобновляемых источников энергии



страница7/8
Дата03.03.2018
Размер344 Kb.
ТипОбзор
1   2   3   4   5   6   7   8
2.2 Теоретическая новизна проекта
На рис. 1 продемонстрирован пример работы исследуемого ЭК. Когда скорости ветра позволяют работать ВЭУ в оптимальном режиме, вырабатываемой мощности достаточно для энергообеспечения потребителя и производства водорода (зона 2). Как только скорость ветра снижается, а следовательно, и выработка электроэнергии, то недостающую мощность потребитель обеспечивает за счет использования произведенного ранее водорода (зоны 1 и 3). При полном использовании водорода или отказе системы включается ДЭУ (зона 4). Здесь не указана в явном виде работа ТНУ, однако потребляемая ею электрическая мощность может входить в состав графика нагрузки


 
Срок окупаемости ВДЭК для Севера и Дальнего Востока России может составлять от 4 до 12 лет. Достаточно эффективным оказалось использование ТНУ, при мощности 4 кВт она позволяет ежегодно экономить 600 л топлива. Систему аккумуляции водорода целесообразно применять уже при стоимости топлива 100 руб. / л. 

В рассматриваемых условиях использование энергии ветра крайне эффективно как с экономической, так и с энергетической точки зрения, в силу высоких и достаточно стабильных скоростей ветра, которые позволяют применять их с коэффициентом использования установленной мощности от 0,5 до 0,8. 

Применение тепловых насосов также может оказаться эффективным для данного региона. ТНУ позволяет дополнительно экономить до 20 % топлива для ВДЭК. 

В случае использования системы аккумуляции на основе водорода возникает ряд существенных трудностей при определении оптимальных параметров энергетического комплекса. Если взять ряд значений установленной мощности ВЭУ и для каждого значения рассчитать оптимальные параметры, то можно получить кривую (рис. 2). Анализируя этот график, можно сказать, что он имеет несколько локальных экстремумов. Приведенная функция зависит только от одного параметра. Реальная функция имеет ряд переменных: мощность электролизера, мощность топливных элементов, объем баллонов для хранения водорода. Это означает, что число локальных экстремумов значительно больше, чем на рис. 2. 



Данная кривая имеет ярко выраженную зону установленной мощности ВЭУ, где приведенные дисконтированные затраты наименьшие. Итоговое решение по составу энергетического комплекса можно принять, руководствуясь следующими соображениями. Чем ниже установленная мощность ВЭУ, ТЭ и электролизера, тем меньше затраты на начальном этапе эксплуатации ЭК, однако ежегодные издержки на органическое топливо выше, и наоборот. Надежность ЭК тем ниже, чем больше последовательных элементов в системе, и выше, если имеются дублирующие элементы. 


 

При использовании системы водородной аккумуляции резко возрастает число элементов, работающих на основе ВИЭ, а значит, обязателен учет изменения цен на данное оборудование. Разница между капитальными вложениями при оптимистичном и пессимистичном прогнозах изменения цен на оборудование ВИЭ может превышать 20 %. 



На рис. 3 представлено семейство кривых, отображающих зависимость установленной мощности электролизера от установленной мощности ВЭУ, для фиксированных значений объема водородохранилища при условии полного отказа от использования дизельного топлива. На рис. 4 показана зависимость необходимого объема водородохранилища от установленной мощности ВЭУ для фиксированных значений мощности электролизера при тех же условиях. 


 


 

Анализ данных зависимостей показывает, что с увеличением установленной мощности необходимый объем водородохранилища и мощность электролизера уменьшаются. Чем мощнее электролизер, тем меньший объем водородохранилища требуется для работы ЭК (данный тезис справедлив при условии, что в период полного заполнения баллонов водородом происходит отключение мощностей ВЭУ). 





Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8


База данных защищена авторским правом ©dogmon.org 2019
обратиться к администрации

    Главная страница