Надежность энергоснабжения зимой


Рубрика: Альтернативная энергетика
Метки: |
Просмотров: 325
Надежность энергоснабжения зимой

надежность энергоснабжения

Наступившая зима со снегом и морозами всегда желанна для детворы и немалые огорчения доставляет взрослым. Согласитесь, с наступлением холодного периода года все больше неприятностей возникает в нашем быту. В особенности, это связано с обеспечением электроснабжения. Плановые и внеплановые отключения электричества энергосистемой заставляют нас, простых потребителей искать пути альтернативного энергообеспечения.

Простой анализ динамики производства электроэнергии в Украине подтверждает мою мысль, что надежность энергоснабжения с каждым годом становится все хуже.

Наибольшие объемы электроэнергии наша энергетика произвела в 1990 году – 298 млрд. кВт. ч., затем с каждым годом выработка падала (в какие года меньше, в какие больше) и в 2015 году составила чуть больше 163 млрд. кВт. ч., то есть, всего 45% от 1990 г. Специально привожу эти цифры из отчетных данных, чтобы было понятно, куда мы идем, и что нас ожидает.

Дефицит собственного угля и закупка его за рубежом для ТЭС, ограниченная поставка ядерного топлива и проблемы с его захоронением на АЭС и «малая вода» зимой на ГЭС, все это существенно влияет на производство электроэнергии, а на его дефицит в часы максимума нагрузки, в особенности.

Надеюсь, понятно, что в течение суток потребление электроэнергии с 8 до 11 часов (начало рабочего дня) и с 17 до 20 часов (включение внутреннего освещения населения и наружное освещение городов и поселков) резко возрастает, и энергетики не в состоянии обеспечить такие нагрузки вынуждено отключают потребителей, чтобы обеспечить безопасность оборудования на электрических станциях. А ночью (ночные провалы) резко снижается энергопотребление, что влечет за собой вынужденное отключение агрегатов, что так же не очень хорошо для оборудования электростанций.

И не случайно, в качестве вынужденной меры для увеличения нагрузки, энергетики придумали «дешевую» электроэнергию в ночные часы, с коэффициентом 0,7.

Приведенный маленький экскурс нынешней ситуации в энергетике сделан лишь только для того, чтобы было понятно, в каком положении с поставкой электроэнергии мы с вами находимся, вступая в зиму. В некоторых облэнерго лучше, в других хуже, не в этом суть. В общем ситуация не в пользу потребителя.

Чтобы решить эту проблему существует ряд технических решений и одно из них – создание маневренных энергетических мощностей. В частности, гидроаккумулирующие электрические станции (ГАЭС) и пневмоаккумулирующие электрические станции (ПАЭС), последние не нашли пока широкого применения, но работают в Германии.

Вкратце о ГАЭС. Во время ночного провала энергопотребления ГАЭС получает из энергосети дешёвую электроэнергию и расходует её на перекачку воды в верхнее водохранилище (насосный режим). Во время утреннего и вечернего пиков энергопотребления ГАЭС сбрасывает воду из верхнего водохранилища в нижнее, вырабатывает при этом дорогую пиковую электроэнергию, которую отдаёт в энергосеть (генераторный режим).

Понятно, что это очень серьезные сооружения, требующее больших затрат и территорий. И, тем не менее, в Украине построены или находятся в стадии достройки следующие наиболее крупные ГАЭС: Киевская ГАЭС; Ташлыкская ГАЭС (Южно-украинский энергокомплекс); Днестровская ГАЭС (достраивается); Каневская ГАЭС (достраивается). О последней, хочу сказать несколько слов.

Буквально на прошлой неделе в Украинской Академии Наук (общественная организация) состоялся круглый стол (присутствовали ученые и специалисты энергетики, специалисты по гидросооружениям и альтернативной энергетике), где обсуждался вопрос целесообразности окончания строительства Каневской ГАЭС. Мне посчастливилось там побывать и вот, что я для себя отметил.

По высказываниям, большинство специалистов склоняются к тому, что дальнейшее строительство Каневской ГАЭС (проект строительства 1985 г, проектная мощность 1000 МВт, стоимость порядка 12 млрд.грн), не целесообразно. Гораздо экономичней и перспективней предложить вариант комбинированной ветросолнечной электростанции, в качестве маневренных мощностей. И ТЭО говорит в пользу предложенного варианта из альтернативных источников. Выработанные решения и конкретные меры круглого стола будут направлены в кабмин и в минтопэнерго для проработки. Какова будет реакция официальных лиц пока неизвестно.

После заседания круглого стола я стал внимательно просматривать различные источники, где бы была информация о решении проблемы преодоления максимальных нагрузок и ночных провалов, с целью надежного энергоснабжения населения зимой. И вы знаете, нашел.

Оказывается, такое решение было найдено давно и специалистам известно. Но в силу ряда причин на всем постсоветском пространстве не получило распространение.

Речь пойдет о криогенной электрической станции (КЭС), принцип которой основан на использовании дешевой электроэнергии в ночные часы для сжижения воздуха (глубокое охлаждение), который хранится в криогенных танках. А затем жидкий воздух нагревается, расширяется, поступая в турбины, которые вырабатывают электроэнергию, поставляемую в сеть.

Еще в 2012 году в промышленной зоне Слау недалеко от лондонского аэропорта Хитроу была введена в эксплуатацию 300-киловаттная криогенная аккумулирующая электростанция для компенсации суточных перепадов нагрузок региональных энергосетей.

Авторство идеи об утилизации избыточной генерации энергии путем сжижения атмосферного воздуха (а фактически — азота) в промышленных криогенных установках для сетей с высокой долей нестабильных источников (вроде ветровых и солнечных электростанций) приписывают профессору Университета Лидс китайцу Юлон Дину. Но ничего нового ему придумывать не пришлось. Все компоненты криогенного аккумулятора (CES) — турбодетандеры, сосуды Дьюара и паротурбинные генераторы - известны уже более ста лет. Удивительно, что за это время никто, кроме Дина и его коллег, не догадался сложить вместе эти идеально совпадающие кусочки разных «пазлов».

И вот свежее сообщение.

Крупнейшая в мире КЭС введена в строй на севере Англии

криогенная электростанция

Этот пилотный проект, рассчитан на дальнейшее расширение. Мощность КЭС составляет 5 МВт, что достаточно для снабжение 5 тысяч семей в течение трех часов.

Компания, построившая эту КЭС, Highview Power Storage, утверждает, что подобная схема генерации электроэнергии легко масштабируется и используется наряду с альтернативными источниками энергии, особенно в солнечной и ветровой энергетике. (Выше было сказано, что предложенный в УАН на круглом столе вариант блок-схемы маневренных мощностей при строительстве Каневской ГАЭС совпадает по техническим решениям с английским, с той лишь разницей, что в схеме отсутствует КЭС, авт.)

В 2015 году альтернативная энергетика Британии поставляла почти 25% потребляемой электроэнергии (в Украине по данным ГП «Энергорынок» доля альтернативных источников в энергобалансе в 2016 году составляет не более 2%, авт.).

Однако солнечные и ветровые энергоустановки вырабатывают энергию неравномерно, и проблема консервации и хранения такой энергии стоит весьма остро. Новая КЭС представляет собой один из возможных и перспективных вариантов ее решения.

Названная КЭС построена вблизи существующей электростанции в Пилсворте, работающей на метане, поступающем с городских свалок. Турбины этой электростанции используются для выработки электроэнергии, идущей на сжижения воздуха до температуры минус 190 градусов, а также для получения тепла, которое используется для разогрева сжиженного воздуха.

Расширяясь, такой сжиженный воздух занимает объем в 700 раз больший, чем в сжиженном виде. Этого достаточно для приведения в движение воздушных турбин.

По заявлению представителей компании, демонстрационная установка уже доказала в ходе испытаний свою эффективность, и что уже разработаны проекты сходных КЭС мощностью до 1200 МВт (еще раз напомню, проектная мощность Каневской ГАЭС 1000 МВт, авт.)

В Украине существует мощная база и высокий потенциал по изготовлению криогенного оборудования. Думаю, что информация этой статьи заинтересует многие проектные, строительные организации и инвестиционные компании в части реализации проекта маневренных мощностей в составе альтернативных источников и КЭС, включая и Каневскую ГАЭС. Тогда проблема надежного энергоснабжения зимой станет реальной выполнимой задачей.

Понравилась статья, поделись с друзьями и напиши комментарий.

Комментариев: 4 RSS

КЕС цілком може розглядатися як варіант пнемоакумулюючої електростанції. І там і там нагнітаючий турбокомпресор та спрацьовуюча тиск турбіна. У кріогенному варіанті добавлений блок скраплення повітря. Можливо подекуди зручніший акумулятор у вигляді кріоємності ніж у вигляді балонів під тиском. Але дивне як розміщення цієї КЕС біля газової електростанції (зазвичай саме газові електростанції самі є маневровою генерацією), так і незначна енергоємність КЕС порівняно із її потужністю. Взагалі із кріогенним варіантом було б раціональне просте збільшення вже існуючих потужностей по отриманню скраплених газів, щоб виключити чи зменшити їх роботу в пікові години.

Як би там не було це все такі ж, вже архаїчні, спроби централізованих технічних рішень. Вже є багато рішень для індивідуальних споживачів, які до того ж на порядок ефективніші. Наприклад ті ж теплоакумулятори для опалення та гарячого водопостачання.

Олеже, пропозиції щодо збільшення вже існуючих потужностей по отриманню скраплених газів має сенс на життя. Але це стосується підприємств, які маюють на своєму балансі кріогенне обладнання. Но застосовувати його для виробництва електрики і підтримувати своє енергоспоживання у пікові години мабудт нецолільно. Просто відкючають таке обладняння від електромережі. Інша справа населення, яке не розуміє варіанти відключення, саме тут потрібне маневрове обладнання.

Розмова про те, що в багатьох випадках достатньо просто змістити роботу вже існуючих споживачів на не піковий час, щоб цим ліквідувати дефіцит електроенергії у часи пік.

Але знову до індивідуальних рішень. І якраз про охолодження :). Холодильник у лідерах по споживанню електроенергії у побуті. Автоматика яка б блокувала, чи зменшувала імовірність роботи компресора у ті кілька годин вранці і ввечері це очевидно значно краще рішення ніж побудова ГАЕС або іншого монстра.

З останнім ми з Вами однієї думки. Щодо зміщення роботи існуючих споживачі (маю на увазі промислові підприємства)то ще з радянськіх часів єнергетики вводили графіки зниження навантаження у пікові години. І ц виконувалось при централізованій вертикалі. А зараз такий розлад, сам собі хазяін, що ніхто такі команди виконувати не буде і їм байдуже, що населення відкючають із-за недостатніх обсягів електроенергіі у системі.

Оставьте комментарий!

Используйте нормальные имена

Имя и сайт используются только при регистрации

Спасибо за ваш комментарий!

(обязательно)