X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Введение. В последние годы темпы развития высоких технологий значительно повысились. Возобновляемые источники энергии (ВИЭ) стали в центре внимания энергетиков, физиков, ученных и политиков. В связи, с этом начались усиленные разработки технологии использования ВИЭ. Гибридизация использования ВИЭ является одним из перспективных и эффективных технологии в этой области[1]. Исходя из этих соображений, появляется возможность одновременно получать различных видов энергии из ВИЭ. Здесь возникает трудности в технологии получения этой энергии. Разработка технологии создания модульно гибридной энергосистемы СВБ с ПСВА даст возможность получения одновременно электрической, тепловой и топливной энергии в не зависимости от погодных условии.

Для покрытия энергетических нужд географически отдаленных регионов от больших городов требует широкомасштабное внедрение в эту сферу доступных альтернативных источников энергии. Так как, на эти регионы нецелесообразно, а иногда невозможно, провести различных типов линии энергопередач, то оптимальным видом для обеспечения энергоснабжения этих регионов, является использования для этой цели ВИЭ. Таким ВИЭ может быть солнца, ветер и биотопливо. Создания модульно гибридной энергосистемы имеющий четыре модуля: модуль используемый солнечную энергию с помощью солнечных панелей и солнечных водонагревательных коллекторов для выработки электричество и теплой воды, модуль используемый ветровую энергию для выработки электроэнергии и модуль используемый биотопливо для выработки электроэнергии и выработке топливной энергии вида газа обеспечит бесперебойную выработки энергии для нужды этих регионов вне зависимости от погодных условий.

Поэтому, создания гибридных энергетических систем малой мощности для локально отдаленных регионах имеет востребованный характер.

Цель работы. Конечной целью предлагаемой концепции является создание модульно гибридной а энергосистемы солнце, ветер, и биотопливо (СВБ) содержащий модуль плоских солнечных водонагревательных абсорберов (ПСВА) для отдаленных южных регионов республики Казахстан. Работающая вне зависимости от капризов погоды.

Метод решение. Казахстан имеет благоприятные географические факторы и потенциал нетрадиционных источников возобновляемой энергии для развития альтернативной энергетики. По потенциалу солнечной энергии Казахстан занимает ведущее место в мире. Как большая часть субрегиона Центральной Азии, Казахстан занимает территорию свыше 2,7 млн. км² с благоприятными географическими и климатическими условиями для развития возобновляемых источников энергии, таких, как солнечная и ветроэнергетика. Количество солнечных дней составляет до 300 дней в году при интенсивности солнечного излучения 1300-1800 кВт/час в год.

По некоторым данным теоретический ветропотенциал Казахстана составляет около1820 млрд. кВт/ч в год [2].

Стабильным источником биомассы для производства энергии в Казахстане являются отходы продуктов животноводства. Годовой выход животноводческих и птицеводческих отходов по сухому весу - 22,1 млн. тонн, или 8,6 млрд. куб.м. газа (крупного рогатого скота - 13 млн. тонн, овец - 6,2 млн.тонн, лошадей - 1 млн.тонн), растительных остатков - 17,7 млн.тонн (пшеница - 12 млн.тонн, ячмень - 6 млн. или 8,9 млрд. куб.м.), что эквивалентно 14 -15 млн.тонн условного топлива, или 12,4 млн.тонн мазута, или более половины объема добываемой нефти.

Рис.1. Общая схема гибридной энергетической станции

Потенциал солнечной энергии нашей страны оценивается достаточно высоко - суммарный годовой потенциал солнечной энергии на территории Казахстана оценивается в порядке 340 млрд. тонн условного топлива (т.у.т.). Количество солнечных часов в году достигается 2-3 тыс., а энергия солнечного излучения 1.2 кВт на кв. м в год.

В целях обеспечения стабильного роста и устойчивого экономического развития становится целесообразным применение ВИЭ и повышение эффективности производства на существующих мощностях за счет механизма энергосбережения. Для использования этих источников энергии предлагаемая модульная гибридная энергосистема СВБ с ПСВА малой мощности для географически удаленных регионов является эффективным энергетическим устройством. В рамках улучшения социально-бытовых условий живущих в отдаленных регионах использования предлагаемой энергосистемы является целесообразным [3].

Выводы. Потребность в использовании ВИЭ в Республике Казахстан в первой очереди обусловлена необходимостью улучшения социально-бытовых условий населения, проживающего в сельских местах. В условиях Республики Казахстан 98,00 % технического потенциала ВИЭ вместе взятых приходиться на долю Солнечной энергии.

Разработка технологии, оптимизация основных параметров и создание опытного образца производственного назначения модульно гибридной энергосистемы СВБ с ПСВА позволит существенно повысить экономическую рентабельность и расширить масштабы применения известных «чисто» солнечных систем энергоснабжения.

Литература

Н.Т. Рустамов, Конусов Б.Р., Рустамов Е.Н. Создание гибридного источника энергии. Вестник МКТУ им. А.Ясауи, № 1(81), 2013, с.69-72.

Аналитическое исследование «Казахстан: Энергетическая безопасность, энергетическая независимость и устойчивость развития энергетики. Состояние и перспективы», под ред. Алияров Б. К., Институт энергетических исследований, Алматы, 2009г., 370с.

3. N.R. Avezova, R.R. Avezov, N.T. Rustamov, A. Vakhidov, Sh.I. Suleymanov. Resource indexes of flat solar water-heating collectors in hot-water supply systems: 4. Specific collector thermal yield and efficiency. Journal Applied Solar Energy, 2013, Volume 49, Issue 4 , pp 202-210.(имеет SJR 2012: 0,189 (Scopus)).

Код для цитирования: Скопировать