Энергосовет - энергосбережение и энергоэффективность
в Яndex
Главная >> Архив номеров >> Новые технологии >> >> Архив номеров

Анонсы

13.02.18 Комитет Государственной Думы по энергетике проводит «круглый стол» на тему: «Модернизация объектов электрогенерации: источники финансирования» подробнее >>>

13.02.18 Вице-президент НП "Энергоэффективный город" выступит с докладом о критериях отбора проектов для программы модернизации ТЭС на семинаре Некрасова подробнее >>>

12.02.18 29-30 марта 2018г. II Всероссийская специализированная научно-практическая конференция молодых специалистов «Современные технологии в энергетике» подробнее >>>

Все анонсы портала

Новое на портале

20.02.18 Предиктивная (прогнозная) аналитика на производстве // статья подробнее >>>

16.02.18 Энергосервис: машина времени для денег // статья подробнее >>>

15.02.18 Сети LPWAN, как оптимальная среда для передачи данных IoT в энергетике // статья подробнее >>>

14.02.18 Выступление Александра Новака на заседании комитета по экономической политике Совета Федерации Российской Федерации // ВИДЕО подробнее >>>

Все новости портала

Эта статья опубликована в журнале Энергосовет № 1 (20) за 2012 г

Скачать номер в формате pdf (3421 kБ)

Персональные «зеленые» электростанции



Рубрика: Новые технологии
Автор: А.В. Джинчарадзе
Технология: Гибридные инверторы для "зеленых" электростанций
Эффект от внедрения:
- для объекта: автономность; экологичность; экономичность; инновационность;
- для муниципального образования: повышение надежности электроснабжения, уменьшение нагрузки на энергосистему, решение проблемы энергообеспечения удаленных объектов.
Объекты внедрения: Прочее, Частные дома.

А.В. Джинчарадзе, директор, ООО «МикроАРТ», г. Москва

 

Введение

Проблема экологии становится все более острой и актуальной, население земного шара растет не по дням, а по часам, с обратной пропорциональностью тают запасы углеводородов на планете. Назрела необходимость резкого сокращения выброса вредных веществ, образующихся от сжигания углеводородов в атмосферу. Наступает эпоха извлечения энергии из чистых возобновляемых источников. Нам надо построить экологически чистое будущее, и времени для этого осталось не так уж много. Выход есть - альтернативные источники энергии и применение технологии Smart Grid (интеллектуальные сети).

Какие предпосылки имеются для применения этих новшеств в России? Ежегодно в России теряется при передаче огромное количество электроэнергии. От общего объема около 13-14%, что в среднем составляет 133577 ГВт·ч. Необходимо учитывать особенности структуры линий электропередач и рынка электроэнергии в целом. В России 52% оборудования уже превысило свой нормативный срок (30-40 лет), а 7% - отработало его дважды. Не секрет (данные Росстата), что в настоящее время в России около 65% электричества вырабатывается на тепловых электростанциях. Порядка 1-2% всей получаемой энергии поступает из геотермальных, ветряных, солнечных источников (см. рис. 1), что по сегодняшним меркам крайне мало. Ведь в Европе, уже сегодня, эта доля составляет 15-25%.

 


 Диаграмма электроэнергетики РФ в долях

Рис. 1. Диаграмма электроэнергетики РФ в долях

Гибридный инвертор

Альтернативные источники энергии (а это, прежде всего солнечные панели и ветрогенераторы) могут поставлять энергию, как правило, с помощью контролеров заряда аккумуляторных батарей (АКБ) и инверторов (преобразователей постоянного напряжения АКБ в переменное 220В). При необходимости АКБ могут так же заряжаться от стационарного генератора, или от сети 220 вольт, если энергии от альтернативных источников не хватает.

Для чего нужен инвертор? Самое простое и распространенное применение инвертора - это использование его в качестве резервного или аварийного источника 220 вольт. Вы подключаете инвертор к аккумуляторной батарее, а затем включаете ваш бытовой прибор в розетку, получая мобильный источник 220 вольт. С помощью инвертора можно запитать от аккумулятора (их может быть много), практически любой прибор как домашней бытовой, так и профессиональной техники: кухонная электротехника, микроволновая печь, электроинструменты (в том числе и мощные до 5 кВт), телевизор, стерео, компьютер, принтер, холодильник, не говоря уже о любых приборах освещения (в том числе и прожекторы). Всю эту технику Вы можете использовать где угодно (хоть в тайге, тундре, степи и т.д.) и когда Вам вздумается! 

Обычные инверторы, подключенные к сети электроснабжения (например, в частном доме) в комплекте с солнечными панелями, при наличии в сети 220 В, фактически не задействованы. Солнечные панели работают вхолостую. Система ждет аварии в электросети.

Совсем другое дело - применение гибридных инверторов. С использованием гибридных инверторов появляется возможность закачивать в сеть электроэнергию, вырабатываемую альтернативными источниками, т.е. не только подменять 220 В, когда основная сеть аварийно отключена, а и подмешивать свои 220 В в работающую сеть (способность приоритетно брать энергию от альтернативных источников, а после того, как АКБ наберут свою емкость, в случае ее избытка, отдавать энергию в общую сеть). Установка смешанной системы, в которой есть и возобновляемые источники энергии (например, массив солнечных панелей) и имеется промышленная сеть, сердцем которой будет являться гибридный мощный инвертор - возможна повсеместно и является наиболее перспективной. Здесь стоит заметить, что зарубежные гибридные инверторы стоят в 3-4 раза дороже отечественных.

Такая смешанная, гибридная энергосистема является аналогом гибридного автомобиля. Двигателю внутреннего сгорания в нем соответствует промышленная сеть (ее электричество тоже, в основном, получается от сжигания топлива), а электродвигателю - персональная «зеленая» электростанция. Но эффект, в случае применения гибридной энергосистемы, может быть намного весомее. Ведь такой дом, имеющий смешанное энергоснабжение, сможет не только обеспечить себя электроэнергией во время аварий и отключений, не только покрыть существенную часть своего обычного внутреннего энергопотребления, но и несколько часов в сутки выдавать электроэнергию промышленного качества во внешнюю промышленную сеть. Т.е. при внедрении технологии Smart Grid (подробнее о ней далее), участники, установившие у себя «зеленые» электростанции, смогут стать экономически выгодной частью системы российского энергоснабжения.

 

Ограничение к использованию
«зеленой» энергии

Однако современные отечественные счетчики, при подаче на них обратной мощности, не вычитают ее из потребленной, а наоборот, суммируют. Вероятно, что такие «хитрые» счетчики были разработаны для борьбы с воровством. Но воровать меньше не стали, а «зеленую» энергию частник поставить в электросеть пока не может.

Необходимо добиваться отмены архаичных ограничений. Если подобный опыт гибридных установок распространится повсеместно в России, то мы получим «распределенную в масштабах страны гигантскую» электростанцию. Требуется только узаконить применение двунаправленных счетчиков и обязать энергоснабжающие организации не только продавать, но и покупать выработанную потребителем электроэнергию, хотя бы по существующей розничной цене (хотя в Европе за такую «зеленую» электроэнергию государство даже доплачивает). Однако российским энергосбытовым организациям вращение счетчика в обратную сторону, пусть даже несколько часов в день совершенно не выгодно.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2. Многофункциональный автономный преобразователь
(инвертор)

  В Европе уже давно применяются такого рода технологии. Для примера, в Италии реализация национального проекта по установке «умных» счетчиков началась в 2001 г. (проект Telegestore). В настоящее время использование в Италии автоматической измерительной инфраструктуры является обязательным. В Швеции уже в 2003 г. правительство обязало компании к июлю 2009 г. перейти на систему «умных сетей», обеспечивающих в т.ч. ежемесячное снятие показаний приборов учета. В настоящее время инвестиции в интеллектуальные сети обосновываются ожидаемым снижением эксплуатационных расходов для операторов систем распределения электроэнергии. Это, как правило, устранение расходов на считывание показаний приборов учета, уменьшение хищений электроэнергии, дистанционная активация и деактивация услуг, более быстрое обнаружение перебоев энергоснабжения и более эффективная борьба с неплательщиками. 

Минэнерго России подготовило проект комплекса мер, направленных на развитие альтернативной генерации по регионам, но до его практической реализации еще далеко. Причем поддержка «розничных» генераторов энергии от внешних источников энергии данным проектом не предусмотрена. Речь идет только об участниках оптового рынка. Т.е. поддерживается только крупный бизнес. И, похоже, пока частные потребители со своими гибридными инверторами и солнечными панелями не начнут «кричать» или «выдвигать лозунги», и не потребуют хотя бы двунаправленный учет энергии - никто не поможет, а тем более не заплатит.

 

Перспективы

В ближайшей перспективе, сеть можно рассматривать скорее как аккумулятор бесконечной мощности для «зеленой» энергии, который принимает излишки энергии (в основном в дневное время), и выдает недостающее количество при ее необходимости. Энергии от возобновляемых источников до сих пор поступает не так много. Пока она лишь частично компенсирует потребности потребителя. Тем не менее, даже это позволит в масштабах страны сэкономить достаточное количество невозобновляемых ресурсов, таких как газ и нефть.

Общая оценка производственного потенциала солнечной, ветровой, гидро и геотермальной энергии, а также энергии биомассы, сточных вод и т.д. составляет около 30% всех потребляемых первичных энергетических ресурсов России за год. Следует отметить, что детальные расчеты потенциала нетрадиционных ВИЭ в России производились в конце XX века. К настоящему времени они, по всей видимости, возросли с учетом повышения эффективности технологий ВИЭ.

Но прогресс не стоит на месте - постепенно снижается стоимость компонентов альтернативной энергетики, например, тех же солнечных панелей.

Большой потенциал роста альтернативной энергетики обусловлен такими глобальными факторами, как необходимостью обеспечения национальной энергобезопасности, растущей озабоченностью экологическими последствиями использования ископаемых источников энергии, а так же их устойчивым удорожанием. Солнечная энергетика имеет и ряд уникальных преимуществ: энергия солнца доступна всем, бесплатна и практически неисчерпаема. Кроме того, солнечные фотоэлектрические установки являются модульными, что позволяет создавать генерирующие мощности практически любого желаемого размера и мощности.

Одним из основных факторов, сдерживающих развитие сектора, является пока еще относительно высокая (по сравнению с традиционными и другими альтернативными источниками) стоимость «солнечных» систем. Тем не менее, рост солнечной энергетики удвоился в 2010 г., а цена на солнечные панели снизилась вдвое с 2007 г.

Удорожанию персональной «зеленой» электростанции способствует и применение аккумуляторов для накопления энергии. Однако гибридные инверторы, дают возможность, не используя аккумулятор, напрямую закачивать преобразованную солнечную и ветряную электроэнергию во внутреннюю сеть дома и/или внешнюю городскую сеть. Конечно, аккумулятор в энергосистеме все равно нужен. Но он может иметь относительно небольшую емкость, и будет использоваться лишь в редких случаях отключений и аварий в промышленных сетях. А в таком ждущем режиме, например, современный гелевый аккумулятор может стоять десятилетиями.

Соответственно, сетевой паритет - ситуация, когда стоимость «солнечного» электричества сравняется со стоимостью электричества, генерируемого электростанциями, имеет шанс быть достигнутым в ближайшие пару лет в некоторых странах Южной Европы (Италия, Испания), а в течение  2-5 лет - и в других странах (таких как Германия, Япония и др.).

Согласно прогнозам, сетевой паритет будет, сначала достигнут в южных регионах (в течение ближайших нескольких лет), а затем к 2020-2030 г. распространится и на северные регионы, в том числе и на Россию.

 3

Рис. 3. Цены на электроэнергию за счет традиционных источников (Utility) и стоимость «солнечной» электроэнергии (Photovoltaics), (Источник: EPIA)

Smart Grid

Традиционно, электрическая сеть всегда строилась как система односторонней передачи. Она состояла из одной или нескольких очень мощных электростанций, связанных с потребителями энергии. Переход к возобновляемым источникам энергии и появление новых интеллектуальных устройств, требуют иного подхода - энергия может идти и от потребителей, т.е. в обратную сторону. На помощь должна прийти технология Smart Grid. Это уже шаг в чуть более отдаленное будущее. Smart Grid поможет решить основные проблемы, стоящие перед энергетическими компаниями и потребителями. Smart Grid - это интеллектуальные счетчики, динамическое управление электросетями, регулирование спроса, повышение безопасности и экономия расходов. В будущем, такие счетчики смогут отслеживать потребление энергии бытовыми устройствами и поддерживать определенные правила их поведения в часы пиковой нагрузки и в разное время суток. Smart Grid необходима для более полного использования энергии из всех возобновляемых источников для их объединения с существующей энергетической инфраструктурой. По своему значению Smart Grid так же важна, как и сами возобновляемые источники энергии.

Все статьи рубрики Новые технологии

Посмотреть данную технологию более подробно,
Вы можете в Каталоге энергосберегающих технологий

Архив номеров

Выпуски за 2009 год: №1 (1), №2 (2), №3 (3), №4 (4), №5 (5),

Выпуски за 2010 год: №1 (6), №2 (7), №3 (8), №4 (9), №5 (10), №6 (11), №7 (12), №8 (13),

Выпуски за 2011 год: №1 (14), №2 (15), №3 (16), №4 (17), №5 (18), №6 (19),

Выпуски за 2012 год: №1 (20) , №2 (21), №3 (22), №4 (23), №5 (24), №6 (25),

Выпуски за 2013 год: №1 (26), №2 (27), №3 (28), №4 (29), №5 (30), №6 (31),

Выпуски за 2014 год: №1 (32), №2 (33), №3 (34), №4 (35), №5 (36), №6 (37),

Выпуски за 2015 год: №1 (38), №2 (39), №3 (40), №4 (41), №5 (42),

Выпуски за 2016 год: №1 (43), №2 (44), №3 (45), №4 (46),

Выпуски за 2017 год: №1 (47), №2 (48), №3 (49), №4 (50),

Выпуски за 2018 год: №1 (51).

Статьи по темам

Энергетика (8) ,
Энергоэффективное строительство (17) ,
Возобновляемые источники энергии (20) ,
Региональный опыт (3) ,
О работе НП "Энергоэффективный город" (5) ,
Энергоменеджмент (4) ,
Энергоэффективные здания (0) ,
Информация о работе Координационного совета (124) ,
Экономика и управление (129) ,
Теплоснабжение (68) ,
Энергоэффективное освещение (53) ,
Учет энергоресурсов (16) ,
Энергосервис и ЭСКО (45) ,
Электроснабжение (13) ,
Когенерация (4) ,
Мировой опыт энергосбережения (41) ,
Новые технологии (45) ,
Энергетические обследования и энергоаудит (30) ,
Обзор СМИ (5) ,


Rambler's Top100

Авторские права на размещенные материалы принадлежат авторам
Тел.(495) 360-66-26 E-mail:
© Портал ЭнергоСовет.ru - энергосбережение, энергоэффективность, энергосберегающие технологии 2006-2018
Возрастная категория Интернет-сайта 18 +
реклама | карта сайта | о проекте | контакты | правила использования статей

Регулятор отопления для зданий для устранения перетопов подробнее