ENERGY FRESH

№4(6) март 2012

www.energy-fresh.ru

RESPONSIBILITY. OPPORTUNITY. REALITY.

22

Кабели для солнечных батарей

26

Полуприцеп TELE-PX Super Wing Carrier

30

Состояние и перспективы разработки генеральной схемы размещения ветроэлектрических станций в России до 2030 года

24

Оптические кабельные системы в ветроэнергетике

12

в номере:

Гелиоустановки. Региональный опыт проектирования и строительства 4 В номере | 6 FRESH NEWS | 12 | солнечная энергетика | 12 | Гелиоустановки. Региональный опыт проектирования и строительства | 18 | Солнечная печь | 22 | Кабели HELUKABEL SOLARFLEX® для солнечных батарей | 24 | ВЕтроэнергетика | 24 | Оптические кабельные системы HUBER+SUHNER в ветроэнергетике | 26 | Nooteboom TELE-PX Super Wing Carrier | 30 | Состояние и перспективы разработки генеральной схемы размещения ветроэлектрических станций в России до 2030 года | 34 | энергосбережение | 34 | Варианты холодотеплоснабжения зданий | 40 | Геотермальная энергетика | 40 | Высокотемпературная геотермальная система теплоснабжения: разработка и испытания | 44 | Тенденции | 44 | Эффект «дикаплинга» и возобновляемая энергетика | 50 | пути развития | 50 | IV Международный форум ENERGY FRESH 2012 | 54 | Международная конференция ENERGY FRESH BIO 2011 | 56 | Итоги фотоконкурса «Земля как предчувствие – Planet dreaming»

ENERGY FRESH | № 4(6) | март | 2012

содержание: Издается ООО «SBCD Expo» 119992, г. Москва, ул. Льва Толстого, д. 5/1 Тел.: +7 (495) 788-88-91 Факс: +7 (495) 788-88-92 e-mail: ef@sbcdexpo.ru Периодичность: 4 раза в год.

основатель: Эдвард Ли

Издатель: Эльчин Гулиев

Над номером работали: Алена Бузуева Юлия Фрай Екатерина Шлычкова

верстка: Лев Сонин

4

В номере

6

FRESH NEWS

солнечная энергетика 12 Гелиоустановки. Региональный опыт проектирования и строительства 18 Солнечная печь 22 Кабели HELUKABEL SOLARFLEX® для солнечных батарей ВЕтроэнергетика 24 Оптические кабельные системы HUBER+SUHNER в ветроэнергетике 26 Nooteboom TELE-PX Super Wing Carrier 30 Состояние и перспективы разработки генеральной схемы размещения ветроэлектрических станций в России до 2030 года

Фотография на обложке: © TheFinalMiracle – Fotolia.com

энергосбережение 34 Варианты холодотеплоснабжения зданий

Отпечатано в типографии ООО «Тисо Принт» 127018, г. Москва, ул. Складочная, д. 3, корп. 6 Тел.: +7 (495) 504-13-56

Геотермальная энергетика 40 Высокотемпературная геотермальная система теплоснабжения: разработка и испытания

Подписано в печать 21.03.2012. Тираж 999 экз.

Тенденции 44 Эффект «дикаплинга» и возобновляемая энергетика

Мнение авторов статей не всегда отражает мнение редакции. Редакция не несет ответственности за текст статей и предоставленные авторами материалы, а также за содержание рекламных объявлений. Материалы, опубликованные в журнале Energy Fresh, не могут быть воспроизведены без согласия редакции.

2 | ENERGY FRESH

пути развития 50 IV Международный форум ENERGY FRESH 2012 54 Международная конференция ENERGY FRESH BIO 2011 56 Итоги фотоконкурса «Земля как предчувствие – Planet dreaming»

№ 4(6) | март | 2012

в номере солнечная энергетика

Геотермальная энергетика

22

40

Кабели HELUKABEL SOLARFLEX® для солнечных батарей Солнечная энергия – это неисчерпаемый возобновляемый источник экологически чистой энергии. Генерация электричества из солнечной энергии осуществляется при помощи солнечных модулей – устройств, преобразующих солнечную радиацию в электрическую своими фронтальной и обратной сторонами.

Высокотемпературная геотермальная система теплоснабжения: разработка и испытания Согласно принятой терминологии различают геотермальные ресурсы до глубины 400 м от поверхности земли и глубинные, как правило, высокотемпературные. Установленная мощность высокотемпературных геотермальных систем теплоснабжения, по данным Всемирного геотермального конгресса 2010 г. (о. Бали, Индонезия), составила 50583 МВт [1], в том числе в России – 0,4 ГВт. ВЕТРОЭНЕРГЕТИКА

ВЕТРОЭНЕРГЕТИКА

24

30

Оптические кабельные системы HUBER+SUHNER в ветроэнергетике Сначала механизмы приводили в движение лишь силой мышц людей и животных, затем стали применять силу воды. Позже человек понял, что можно использовать силу ветра. И сравнительно недавно скромная ветряная мельница превратилась в мощную ветряную турбину. Многие современные турбины оснащены оптическими компонентами компании HUBER+SUHNER.

Состояние и перспективы разработки генеральной схемы размещения ветроэлектрических станций в России до 2030 года В статье предложен проект схемы перспективного (до 2020 года) размещения и использования в России ветроэлектрических станций (ВЭС). Основу предлагаемой схемы составляют ВЭС, размещенные в энергетически дефицитных районах России, где расчетная себестоимость вырабатываемой ими электроэнергии (ЭлЭн) ниже себестоимости вновь строящихся электростанций на газе (ГазЭС).

4 | ENERGY FRESH

№ 4(6) | март | 2012

ENERGY FRESH | № 4(6) | март | 2012

ВЕТРОЭНЕРГЕТИКА

26

Nooteboom TELE-PX Super Wing Carrier Развитие в секторе ветровой турбины привело к огромному увеличению длины лопастей ветряных турбин, и теперь она может составлять от 60 до 70 метров. Нынешнее поколение используемых полуприцепов с поворотными осями на поворотных кругах для транспортировки лопастей, которые длиннее 45 метров, на самом деле не очень практично. тенденции

солнечная энергетика

44

12

Эффект «дикаплинга» и возобновляемая энергетика Мировая энергетика повторяет те же закономерности, что и экономика: она переходит от уклада к укладу, в котором доминирует определенный вид энергоносителя. В XX веке сформировался техногенный тип мирового экономического развития на базе разностороннего использования преимущественно углеводородных источников энергии: угля, нефти и газа, а также в значительно меньших объемах – атомной энергии и энергии воды (крупные ГЭС).

Гелиоустановки. Региональный опыт проектирования и строительства Краснодарский край является одним из трех регионов России, где последние 30 лет разрабатываются и монтируются гелиоустановки (ГУ) /1/. В этом регионе построено 102 гелиоустановки общей площадью 5000 м2. энергосбережение

Варианты холодотеплоснабжения зданий

34

В России остро стоит вопрос о применении нетрадиционных источников энергии для холодотеплоснабжения. Неэффективность традиционного централизованного теплоснабжения в малых поселениях подтверждается математической моделью управления аварийными запасами материально-технических ресурсов на их объектах в случае аварийного ремонта[1].

www.energy-fresh.ru

в номере | 5

FRESH NEWS Intel продолжит эксперименты с питанием микросхем от солнечной батареи В сентябре прошлого года компания Intel продемонстрировала процессор Claremont – созданный в рамках концепции Near-Threshold Voltage прототип, способный получать питание от солнечной батареи. В состоянии покоя этот процессор, обладающий архитектурой Pentium первого поколения, потребляет не более 10 милливатт. Для охлаждения процессор не требует каких-либо устройств и даже простого радиатора. На этот раз компания собирается объяснить, что от солнечной батареи компактных размеров смогут питаться графические процессоры, контроллеры памяти и блоки вычислений с плавающей запятой. Правда, более конкретной информации о том, что же именно будет демонстрировать Intel, пока нет.

На Курильских островах будут развивать альтернативные источники энергии С Министерством энергетики России подписано соглашение о финансировании мероприятий Курильской программы в сфере энергетики на 2012 год. Средства в размере 150 млн рублей предназначены для развития нетрадиционных источников энергии на островах. В частности, для дальнейшей реконструкции Менделеевской геотермальной станции и строительства ветродизельной станции на Кунашире, а также для подготовки проекта реконструкции Океанской геотермальной станции на Итурупе. В перспективе в результате выполненных работ увеличатся объемы вырабатываемой энергии и снизится ее стоимость.

6 | ENERGY FRESH

В 2012 году в России появится первая дизель-солнечная электростанция О совместном проекте объявили группа компаний «Ренова», «РОСНАНО» и ФТИ им. А.Ф. Иоффе. Спроектированная ими автономная система предназначена для регионов с высокой долей дизельной генерации. Новинка поможет в разы сократить затраты на топливо. В состав такого комплекса войдут порядка 500 модулей тонкопленочных солнечных батарей от компании «Хевел» (СП «Ренова» и «РОСНАНО») с суммарной пиковой мощностью 60 кВт и два итальянских дизель-генератора Pramac с номинальной мощностью по 43 кВт каждый (кратковременно она может подниматься до 50 кВт). Объединять усилия от всех этих источников будут инверторные модули, трансформаторы, предохранители и блоки управления, а также буферный аккумулятор (70 А.ч, 240 В). Суммарная мощность комбинированной установки превысит 100 кВт. При этом на долю солнечных батарей должно приходиться более 70% выработки электроэнергии. Эффективность гибридных солнечных батарей достигает немыслимой величины Разработанные в Кембриджском университете (Великобритания) новые фотоэлектрические ячейки способны поднять квантовую эффективность солнечных батарей на совершенно новый уровень. Как утверждают ученые из группы сэра Ричарда Френда и Нила Гринхама, внутренняя квантовая эффективность их гибридных батарей достигает немыслимой величины в 50%. Гибридные батареи умеют не только успешно абсорбировать красный свет, используя слои из наночастиц сульфида свинца (PbS), но и получать от фотонов видимого спектра (включая синие) больше энергии, резко увеличивая поток выходного электричества. Таким образом, гибридный материал позволяет получать примерно в два раза больше электричества от видимого света, включая синий, и одновременно конвертировать фотоны даже с самой низкой энергией (ИК). Все вместе это дает возможность подтянуться к беспрецедентному уровню внутренней квантовой эффективности в 50% от всей доступной солнечной энергии.

№ 4(6) | март | 2012

ENERGY FRESH | № 4(6) | март | 2012 Renault выпустил одноместный электромобиль Twizy Его стоимость начинается от 6990 евро, что стало возможным благодаря тому, что в цену не входят батареи: за их аренду владелец автомобиля будет платить 50 евро в месяц. Габариты электрокара составляют 2,32 метра в длину, 1,19 метра в ширину и 1,46 метра в высоту, а его масса равна 450 кг. С мощностью 17 л.с. электрический малютка может развивать скорость до 80 км/ч. При полностью заряженных литий-ионных батареях его запас хода составляет около 100 км. Кроме того, есть модификация для подростков: в возрасте от 16 до 18 лет во Франции можно получить сертификат на управление маломощным транспортом. Twizy 45 развивает скорость не более 45 км/ч, его мощность составляет 5 л.с. Завершен монтаж первого в Омской области солнечного модуля В Омской области установлен первый солнечный модуль. В рамках реализации комплексной программы по энергосбережению в Русско-Полянском районе электрических сетей завершен монтаж первого в Омской области солнечного модуля номинальной мощностью 3 кВт. Об этом сообщили в пресс-службе «Омскэнерго», филиала компании «МРСК Сибири». Первая в регионе солнечная батарея такого уровня позволяет полностью обеспечить электроэнергией гараж РЭСа и насос отопительной системы. Использование солнечной панели в зимнее время даст экономию свыше 100 кВт/ч в месяц, летом – до 2 тысяч кВт/ч. Впрочем, на достигнутом в компании «Омскэнерго» останавливаться не намерены – вскоре будут установлены дополнительные солнечные батареи, а значит, производство электроэнергии будет увеличено. Как сообщают в компании, ее будет достаточно, чтобы обеспечить светом и теплом строящуюся производственную базу.

Suzuki и Intelligent Energy будут производить системы топливных элементов Японский автопроизводитель Suzuki создал совместное предприятие по производству систем топливных элементов с компанией Intelligent Energy. Штаб-квартира нового предприятия будет располагаться в Великобритании. Эта сделка открывает Suzuki доступ к новейшим технологиям топливных элементов, которые пригодятся компании в производстве следующего поколения своих автомобилей. Это позволит сделать технологии более доступными. Новая компания получила название SMILE FC System Corporation, ее директором стал вице-президент и представительный директор Suzuki Осаму Хонда. Топливные элементы от Intelligent Energy уже используются в скутере Suzuki Bergman и топливных системах самолета Boeing.

www.energy-fresh.ru

Компания Apple намерена обеспечивать центр обработки данных солнечной энергией Корпорация Apple обнародовала план осуществления экологической политики в 2012 году, в котором очерчены основные направления работы по защите окружающей среды от экологической катастрофы. В частности, стало известно о планах модернизации центра обработки данных компании Apple, расположенного в штате Северная Каролина. Огромная крыша здания, где находятся серверы компании, в ближайшем будущем станет «местом дислокации» крупнейшего массива солнечных элементов. Площадь солнечной генерации составит почти половину квадратного километра и сможет производить порядка 42 млн кВт•ч энергии за год. Фактически реализация данного проекта уже началась: в проектном положении установлен массив 20 МВт, который скоро будет дополнен еще 5 МВт «зеленой» мощности.

FRESH NEWS | 7

FRESH NEWS

Siemens поставит ветротурбины для строительства электростанции в Северной Ирландии Компания Siemens заключила контракт со Scottish Power Renewables и DONG Energy. Согласно договору будет производиться поставка 108 ветротурбин SWT-3.6-120, общая мощность которых составит 389 МВт. Турбины изготавливаются для строительства ветропарка под названием West of Duddon Sands, который будет работать на территории Северной Ирландии. Номинальная мощность турбин составит 3,6 МВт, диаметр их ротора будет равен 120 метрам. Ввод в эксплуатацию ветропарка запланирован на начало 2013 года. Стиральная машина Orbit работает без электричества Концепция Orbit, созданная Elie Ahovi, – это самодостаточная бесшумная стиральная машина. Использование достаточно простое: нужно поместить грязную одежду в шар и затем установить его в специальное кольцо. Машина не требует электричества, она применяет технологию индукции и собирает энергию во время работы барабана, чтобы зарядить батареи. Благодаря сверхпроводимости жидкого азота и воздействию постоянного тока возникает эффект левитации, и барабан начинает парить и вибрировать внутри обода. В этот самый момент барабан ведет себя как электромагнит, который может управлять электрическими импульсами. Процесс криогенной очистки происходит благодаря струевидным впрыскам углекислоты со сверхзвуковой скоростью, которая удаляет грязь и пятна без ущерба для одежды. После того как одежда очищается, углекислый газ собирается обратно в устройство и преобразуется в твердую форму для хранения. Разряд отрицательных ионов очищает от запахов не только внутреннюю полость, но и одежду.

8 | ENERGY FRESH

Мониторинг энергопотребления проведен в энергоэффективном доме в Омской области В 22-квартирном энергоэффективном доме, введенном в эксплуатацию в конце 2011 года в райцентре Русская Поляна Омской области, продолжается мониторинг энергопотребления. Полтора месяца исследований показали, что общая экономия ресурсов за год составит примерно 35% от суммы платежей, или 350 тыс. рублей в денежном выражении. В том числе за счет автоматического управления системой теплоснабжения, установки вентиляции с подогревом воздуха и отражающих экранов за радиаторами в течение отопительного сезона. Экономия электроэнергии достигается за счет светодиодных светильников, установленных в местах общего пользования и оборудованных датчиками движения. Подача горячей воды в зимнее время осуществляется по «закрытой» схеме с помощью теплообменника. Летом вода подогревается солнечными панелями, а излишки горячей воды поступят в баки – аккумулятором. Фонарь-качели обеспечивает освещение в ночное время Уличная лампа «Жираф» – это очень симпатичная концепция качелей, которая обеспечивает освещение в ночное время. Каждый раз, когда кто-то качается на качелях, устройство собирает кинетическую энергию для ночного освещения. В качестве дополнительного источника энергии проектировщик добавил группу солнечных батарей. Это очень умный дизайн, который соединяет игру и экологические технологии в городской среде.

№ 4(6) | март | 2012

ENERGY FRESH | № 4(6) | март | 2012

Wind Harvester – оригинальная недорогая ветроэлектростанция Изобретатель Хэт Евдемон при поддержке Nottingham Trent University испытывает оригинальную недорогую ветроэлектростанцию. Первый опытный образец под названием Wind Harvester имеет лопасти длиной около одного метра и может вырабатывать электроэнергию в широком диапазоне скоростей ветра. Подобная установка имеет большой потенциал для коммерческого и домашнего использования. Горизонтальные лопасти Wind Harvester действуют так же, как крылья самолета, и обеспечивают возвратно-поступательные движения. Благодаря этому новый ветряк работает практически бесшумно и может производить электроэнергию даже при слабом ветре. Кроме того, Wind Harvester выдерживает несильные ураганы, чем выгодно отличается от современных ветряков. Даже при обрушении ветряка-качели при ураганном ветре он не нанесет такого большого ущерба, как высокая колонна традиционного ветряка с огромными «ножами» вращающихся лопастей. Это позволяет без опаски устанавливать Wind Harvester рядом с жилыми домами и в общественных местах.

Genius DX-ECO не нужны ни провода, ни батарейки Компания Genius создала компьютерную мышь DX-ECO, которой не нужны ни провода, ни батарейки, ни тем более аккумуляторы – внутри нее стоит специальный конденсатор, который и служит источником энергии для ее работы. Заряда в этом конденсаторе хватает на 3–4 часа автономной работы при довольно интенсивном использовании, а на его подзарядку потребуется от силы пять минут. Конденсатор, установленный внутри манипулятора Genius DX-ECO, переживет приблизительно 100 тысяч циклов зарядки/ разрядки, то есть менять мышку на новую такую же в ближайшее время после покупки точно не придется.

Semprius предложил солнечные модули размером с точку от шариковой ручки Американский стартап Semprius адаптировал технологию переводной печати собственной разработки для использования в солнечных ячейках. Крошечные солнечные модули – каждый размером с точку от шариковой ручки – достигли 41-процентной эффективности перевода солнечной энергии в электричество. В решении используются недорогие линзы, тысячекратно концентрирующие солнечные лучи. Эксперты из Национальной лаборатории по возобновляемой энергетике (National Renewable Energy Lab) при Министерстве энергетики США подтвердили 41-процентную эффективность новых ячеек. Минэнерго выбрало Semprius в качестве одной из компаний – участниц национальной инициативы SunShot по разработке конкурентоспособных решений для сектора солнечной энергетики.

Электромобиль Soleil City Car превращается в чемодан на колесиках Рассчитана эта машина, конечно же, на одного человека, для того чтобы он добрался утром из дома на работу, а вечером – в обратном направлении. Более того, имея Soleil City Car, ему больше не придется мотаться по округе конечного пункта своей поездки, чтобы найти свободное место для парковки. Этот автомобиль легко можно сложить до размеров, приближенных к чемодану на колесиках. А сложив Soleil City Car, можно взять его за ручку и забрать с собой прямо в офис или магазин.

Soleil City Car оснащен небольшим электрическим двигателем. Он, конечно, не позволит сильно разогнаться в поездке, но в городах это и ни к чему – средняя скорость автомобильного потока в них довольно низкая. Работать же двигатель Soleil City Car сможет как от аккумуляторов, так и от солнечных панелей, встроенных во внешнюю поверхность корпуса этого электромобиля.

www.energy-fresh.ru

FRESH NEWS | 9

FRESH NEWS Вторая жизнь старых полиэтиленовых пакетов Гениальная по своей сути идея пришла в голову дизайнеру Клементсу, когда он увидел мусорные кучи в трущобах Giota в Кении и познакомился с условиями, в которых приходится жить аборигенам. Клементс предложил плести дамские сумки из старых полиэтиленовых пакетов. Во-первых, это будет способствовать сокращению количества мусора, а во-вторых, обеспечит местных женщин работой. Эта сумки в настоящее время продаются по цене $50 за единицу, а определенный процент отчисляется на воспитании образование детей из трущоб. Гари Харви – дизайнер так называемой «зеленой» моды – не перестает экспериментировать с одеждой, используя для новых моделей старую одежду, а декорирует ее яркими рисунками из пластиковых пакетов. Это позволяет дать новую жизнь старым предметам гардероба, а не отправлять их на свалку. Преобразование мусора в настоящее произведение искусства возможно, если воспользоваться идеей мастеров из Калифорнии. Они делают из старых пластиковых пакетов потрясающие корзины и блюда. Трудно поверить, что из них может быть сделана и мебель, но тем не менее это так. Все эти и еще множество других интересных идей позволят реализовать мечту многих экологов о мире, свободном от пластикового мусора.

Солнечную башню планируют установить в Лас-Вегасе Солнечная башня, установленная в одном из наиболее потребляющих энергию городов Америки, позволит существенно снизить нагрузку на уже имеющиеся энергостанции.

Sin City Америки собирается получать энергию в 100 МВт с помощью 164-метровой солнечной башни. Новый солнечный энергетический проект Crescent Dunes Solar Energy Project, как ожидается, сможет собрать от 10 до 15 часов солнечного света в день с огромной производительностью.

80-метровый приемник в верхней части солнечной башни получает солнечную энергию от поля из 10 тысяч больших зеркал и сможет обеспечить электричеством ЛасВегас Стрип.

Solar Focus разработала корпус с солнечной батареей для Kindle Изображение на электрофоретических экранах – таких как в устройствах Amazon Kindle – видно только при свете. Это означает, что книгой пользуются при хорошем освещении, логично встроить в обложку для Kindle солнечную батарею. Солнечная батарея заряжает аккумулятор емкостью 1500 мАч, также встроенный в обложку, так что изделие под названием SolarKindle позволяет надолго забыть о том, что Kindle периодически нуждается в подзарядке от сети. По оценке SolarFocus, одного часа зарядки на солнце хватает, чтобы читать книгу «почти три дня». В обложку также встроена светодиодная лампа, способная создать освещенность 800 люкс, так что книгу можно будет почитать и в условиях, когда окружающего освещения недостаточно. По оценке компании, аккумулятора хватает на три месяца работы книги в обычном режиме чтения, или на 50 часов работы лампы.

Корпус Aqua Tek S поможет зарядить iPhone солнечной энергией Обладателям iPhone повезло, так как компания Aqua Tek разработала уникальный девайс Aqua Tek S iPhone case, который является одновременно герметичным водонепроницаемым корпусом и беспроводным подзарядным устройством для IPhone. Корпус Aqua Tek S iPhone case не пропускает ни пыль, ни грязь, ни воду или влажность внутрь. Он также оснащен фотовольтаичными солнечными элементами для пассивной подзарядки вашего iPhone. Несмотря на то что корпус дает экстразащиту вашему iPhone, он не мешает вам пользоваться фото- и видеокамерой, наушниками, тачскрином или кнопками.

10 | ENERGY FRESH

№ 4(6) | март | 2012

ENERGY FRESH | № 4(6) | март | 2012 Экологичный радиатор позволяет сократить расходы энергии на 40% Переносной экологичный радиатор небольшого размера. Если вы любите заботиться о природе и своем здоровье – вы оцените этот радиатор. Структуру переосмыслил дизайнер Рохус Якоб (Rochus Jacob). Форма напоминает обычный костер. Сам обогреватель позволяет поддерживать комнатную температуру плюс-минус два градуса, что помогает избежать лишних выделений углекислого газа и сократить расходы энергии на сорок процентов, но по желанию можно делать теплее.

Дизайн позволяет расположить обогреватель даже в центре зала, в отличие от других радиаоторов, которые приходится «прятать» по углам. Экологичный, экономный, красивый легкий, мобильный. Что еще нужно современному человеку?

У берегов Португалии установлена первая в Атлантике плавучая ветровая турбина В конце 2011 года у берегов Португалии была установлена первая плавучая ветровая турбина. Новая технология ветроэнергетики позволяет существенно расширить возможности возобновляемой энергетики и, соответственно, снизить шансы продажи российских плавучих АЭС в страны Юго-Восточной Азии. Проект создания плавучих ветротурбин называется WindFloat – плавающий ветер. Мачта ветряка устанавливается на стоящей на якорях платформе, образованной тремя колоннами со статическим и динамическим балластом. Электроэнергия передается на берег по подводному кабелю. Плавучие ветровые турбины обладают рядом преимуществ по сравнению с традиционными офшорными ветроэлектростанциями. Они не требуют фундамента, что позволяет размещать поля плавучих ветряков на глубоководных акваториях, в том числе вдали от берега. Собираются такие ветроагрегаты на берегу, что существенно удешевляет их изготовление. Они также более устойчивы к статическим и динамическим нагрузкам, что позволяет работать в трудных погодных условиях, при сильном ветре и волнении.

Оригинальный фонарь в виде цветка использует энергию солнца Инновационный «подсолнух», который не похож на указанный цветок ни внешне, ни внутренне, придумали в тайваньской компании Mohzy. Их изобретение называется Mohzy Petal и является оригинальным фонарем в виде цветка, который работает на солнечных батареях. А значит, полностью зависим от солнца. В солнечный день оригинальный фонарь Mohzy Petal накапливает энергию, а когда солнце прячется, приходит время эту энергию отдавать – в виде мягкого света, который освещает лужайку, клумбу, газон или грядку в огороде. Если же погода пасмурная и солнце не спешит показываться на горизонте, эти искусственные, но изящные и стильные цветы будут служить обыкновенным украшением территории, «растениями», которые не нужно поливать, удобрять, защищать от сорняков и насекомых.

www.energy-fresh.ru

FRESH NEWS | 11

Солнечная энергетика

Гелиоустановки. Региональный опыт проектирования и строительства Бутузов В.А., доктор технических наук, генеральный директор ОАО «Южгеотепло» (Краснодар) Брянцева Е.В., Бутузов В.В., Гнатюк И.С., инженеры ООО «Теплопроектстрой» (Краснодар)

Краснодарский край является одним из трех регионов России, где последние 30 лет разрабатываются и монтируются гелиоустановки (ГУ) /1/. В этом регионе построено 102 гелиоустановки общей площадью 5000 м2.

Н

а рисунке 1 представлена структура этих гелиоустановок по потребителям. Более половины гелиоустановок обеспечивают горячее водоснабжение (ГВС) пансионатов и баз отдыха. первый этап На первом, советском этапе развития гелиотехники в 1982–1992 годах в регионе применялись солнечные коллекторы (СК) со стальными абсорберами Братского завода отопительного оборудования, грузинской фирмы «Спецгелиотепломонтаж» (Тбилиси), с алюминиевыми абсорберами заводов института «КиевЗНИИЭПИО», Всесоюзного института легких сплавов, Бакинского завода по обработке цветных сплавов. Научные и методические основы создания гелиоустановок разрабатывались Краснодарской лабораторией энергосбережения и нетрадиционных источников энергии Академии коммунального хозяйства (Москва). На основе изучения значений интенсивности солнечной радиации региона, теплопроизводительности гелиоустановок, стоимости их сооружения и фактической стоимости замещения ими органического топлива сделан вывод о целесообразности применения гелиоустановок преиму-

12 | ENERGY FRESH

щественно для ГВС. Проектирование и монтаж установок выполнялись в основном объединением «Кубаньтеплокоммунэнерго» (Краснодар). На этом этапе строились в основном одноконтурные ГУ площадью от 50 до 300 м2, а также двухконтурные солнечно-топливные котельные. На рисунке 2 представлена одна из первых гелиоустановок Краснодарского края, построенная в 1989 году. Общая площадь СК Тбилисского завода – 300 м2. Удельная сметная стоимость ГУ – 117 долл. США/м2 при курсе

1 долл. США = 30 руб. Структура сметной стоимости представлена на рисунке 3. Срок окупаемости ГУ составил 7,4 года. Экономические показатели солнечно-топливных котельных существенно выше, так как при их сооружении применяется существующее оборудование котельной (баки, насосы). Так, для гелиоустановки котельной в г. Тимашевске площадью 326 м2 с СК Братского завода удельная сметная стоимость составила 76,1 долл./м2 при курсе 1 долл. США = 30 руб. Структура сметной стоимости представлена на

Рис. 1. Структура гелиоустановок по потребителям

№ 4(6) | март | 2012

ENERGY FRESH | № 4(6) | март | 2012

Рис. 2. Гелиоустановка издательства «Советская Кубань» в Краснодаре

рисунке 4. Срок расчетной окупаемости – 2,8 года при фактическом сроке эксплуатации 20 лет. Таким образом, на советском этапе для регионального развития гелиотехники были характерны: большой выбор конструкций СК, наличие нормативной документации (Справочники по климату, ВСН 52-86 «Установки солнечного горячего водоснабжения»), типовые проекты гелиоустановок московских и киевских проектных организаций, наличие специализированных монтажных организаций (Спецгелиотепломонтаж, Тбилиси), Краевой программы развития возобновляемых источников энергии. Основные технические и экономические решения гелиоустановок на этом этапе существенно не отличались от зарубежных. второй этап На втором этапе развития гелиотехники в Краснодарском крае в 1993–2005 годах в основном применялись СК с абсорберами из цветных металлов: Ковровского механического завода (КМЗ) – латунь; НПО Машиностроения (Реутово, Московской обл.) – алюминий, нержавеющая сталь; фирма «Конкурент» (Жуковский, Московской обл.)

– нержавеющая сталь. Большинство

www.energy-fresh.ru

Рис. 3. Структура сметной стоимости гелиоустановки издательства «Советская Кубань» в Краснодаре

Рис. 4. Структура сметной стоимости солнечно-топливной котельной в Тимашевске

СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГЕТИКА | 13

Солнечная энергетика

Рис. 5. Гелиоустановка базы отдыха «Лесная поляна» в Новороссийске

Рис. 6. Структура сметной стоимости гелиоустановки в Новороссийске с СК КМЗ

построенных гелиоустановок оборудованы СК КМЗ: 38 установок общей площадью 1500 м2. СК данного производителя имели оптимальное для российского рынка соотношение цены и теплотехнических показателей. Разработка, проектирование и монтаж ГУ выполнилась специалистами Южнорусской энергетической компании (Краснодар) и фирмы «Теплопроектстрой» (Краснодар). Для 54 городов

14 | ENERGY FRESH

и населенных пунктов региона были получены достоверные расчетные значения прямой, рассеянной и суммарной солнечной радиации. Разработаны типовые проекты и выполнен монтаж следующих гелиоустановок ГВС расчетной дневной производительностью 0,2; 1; 2; 3; 4; 6; 10 м3. При этом построены гелиоустановки с естественной циркуляцией производительностью 6 м3 в день и более. На рисунке 5

представлена такая гелиоустановка в Новороссийске. В результате анализа технических и экономических показателей 10 ГУ с СК КМЗ, построенных в 1999–2000 годах, установлено следующее. При общей площади ГУ от 19 до 54 м2 СК размещены на кровлях зданий либо на навесах. Бакиаккумуляторы вместимостью от 2 до 6 м3 выполнены из нержавеющей стали, стали Ст3 с различными покрытиями. Теплоизоляция баков – стекловата и оцинкованная сталь. Схемы ГУ – одноконтурные, циркуляция воды через СК – термосифонная или насосная. Режим работы – сезонный. Средняя удельная сметная стоимость ГУ – 160 долл. США/м2 при курсе в 2000 году – 1 долл. США=28 руб. На рисунке 6 представлена структура сметной стоимости гелиоустановок. При анализе показателей общая стоимость гелиоустановки распределена на следующие составляющие: СК, учитывающая как собственно их стоимость, так и затраты на их монтаж; металлоконструкции и трубопроводы, включая стоимость материалов, вспомогательного оборудования, арматуры, теплоизоляции и их монтаж;

№ 4(6) | март | 2012

ENERGY FRESH | № 4(6) | март | 2012

Рис. 7. Гелиоустановка объектов ЦРБ Усть-Лабинска

бак-аккумулятор с его монтажом и теплоизоляцией; прочие расходы: проектирование и наладка. Срок окупаемости таких гелиоустановок – 7 лет. третий этап На третьем, современном этапе применяются в основном СК зарубежного производства с медными абсорберами германского, словацкого, израильского и турецкого производства. Проектирование и монтаж гелиоустановок выполняется в основном специалистами ООО «Теплопроектстрой», ОАО «Южгеотепло» /2/. Результаты обработки значений интенсивности солнечной радиации станции наземного наблюдения сопоставлены с аналогичными значениями компьютерной базы NASA SSE. Установлено, что расхождение в определении интенсивности суммарной солнечной радиации между ними не превышает 8%, но по отдельным месяцам года (зимним) оно достигает 57,3% /3/. Для проектирования гелиоустановок в Краснодарском крае применяют данные /2/, а для технико-экономического обоснования гелиоустановок – программу NASA SSE.

www.energy-fresh.ru

Рис. 8. Принципиальная схема гелиоустановки в Усть-Лабинске.

1 – солнечные коллекторы; 2 – насосы; 3 – теплообменники; 4 – мембранный бак; 5 – буферный бак

СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГЕТИКА | 15

Солнечная энергетика

Рис. 9. Структура сметной стоимости гелиоустановки в Усть-Лабинске

В городе Усть-Лабинске в 60 км от Краснодара построена круглогодичная гелиоустановка больницы с 300 СК фирмы Wolf (Германия) общей площадью 600 м2. СК имеет медный листотрубный абсорбер, штампованный алюминиевый корпус, градостойкое стекло. Коллекторы размещены на опорных металлоконструкциях в наземном варианте. Ориентация – южная, угол наклона 450 к горизонту (рисунок 7). Расстояние между блоками СК оптимизировано по условиям затенения. Установлено, что для условий Краснодарского края это расстояние достаточно определять как для сезонных гелиоустановок при работе с апреля по октябрь. При этом затенение южных частей СК при работе с октября по март приводит к уменьшению выработки тепловой энергии не более чем на 10%, что соответствует точности обработки данных интенсивности солнечной радиации станции наземного наблюдения. На рисунке 8 представлена принципиальная схема гелиоустановки. СК смонтированы блоками по 10 штук, каждый из которых оборудован регулирующим клапаном. В гелиоконтуре

применяется незамерзающий теплоноситель ANRO фирмы Wolf (Германия). Схема гелиоустановки трехконтурная. Во втором контуре установлен буферный бак, вместимость которого (20 м3) определена из условий аккумулирования избыточного тепла при превышении производительности гелиоустановки над водоразбором горячего водоснабжения (ГВС). В третьем контуре водопроводная вода нагревается теплом промежуточного контура и при необходимости в зимнее время догревается теплоносителем существующей котельной. Для автоматизации работы гелиоустановки применен контроллер фирмы Resol (Германия). Сметная стоимость гелиоустановки – 12,5 млн рублей. Структура стоимости представлена на рисунке 9. Анализ российского рынка гелиоустановок показал, что его существенного роста следует ожидать после повышения стоимости природного газа и реализации региональных программ энергосбережения в соответствии с Федеральным законом № 261 от 23.11.2009 г. «Об энергосбережении и повышении энергоэффективности».

В Краснодарском крае при численности населения 5 млн человек ежегодно число отдыхающих превышает 10 миллионов.человек. Рынок гелиоустановок этого региона оценивается в 5 млн м2. Для освоения этих объемов требуется построить завод по производству СК и создать соответствующую инфраструктуру (проектирование, монтаж, обслуживание). В России в настоящее время отсутствует серийное производство СК, а конструкция коллектора НПО машиностроения (Реутово, Московская обл.) не перспективна для массового производства. На основании анализа известных конструкций ведущих мировых производителей СК: плоских, вакуумных трубчатых, пластиковых – сделан вывод о перспективности производства плоских СК, определены основные конструктивные характеристики.

Справка Анализ российского рынка гелиоустановок показал, что его существенного роста следует ожидать после повышения стоимости природного газа и реализации региональных программ энергосбережения в соответствии с Федеральным законом № 261 от 23.11.2009 г. «Об энергосбережении и повышении энергоэффективности».

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Бутузов В.А. Солнечное теплоснабжение в России: состояние дел и региональные особенности // Промышленная энергетика. 2009. № 9. С. 45–49.

2. Амерханов Р.А., Бутузов В.А., Гарькавый К.А. Вопросы теории и инновационных решений при использовании гелиоэнергетических систем. М.: Энергоатомиздат, 2009. 502 с.

3. Бутузов В.А. Расчет интенсивности солнечной радиации для проектирования систем солнечного горячего водоснабжения. 2003. № 9. С. 52–57.

16 | ENERGY FRESH

№ 4(6) | март | 2012

Солнечная энергетика

Солнечная печь Осадчий Г.Б., инженер

Расход тепла на приготовление пищи присутствует всегда, вне зависимости от климатических условий и финансовых возможностей населения (никто не ест сырой картофель или крупу). Потребление теплоты зависит от многих факторов: демографических (количество членов и состав семьи, режим и рацион питания с учетом национальных традиций); организационных (обеспеченность предприятиями общественного питания, увеличение использования полуфабрикатов в домашнем питании); на селе большие затраты на кормоприготовление. А также технических: внедрение новых усовершенствованных приборов, обеспечивающих равномерное распределение потока тепла и поддерживающих оптимальный режим в процессе приготовления пищи, внедрение посуды со специальными покрытиями. Также количество потребляемой электроэнергии, во многом зависит от культуры потребления и приготовления продуктов: здесь существуют значительные различия между странами и регионами. В Северной Америке, Европе, Австралии, Новой Зеландии основными устройствами приготовления пищи являются духовые шкафы, кухонные плиты и микроволновые печи. Кухонная вытяжка и мелкая кухонная техника – кофеварки, компактные печи для хлеба и прочие – также могут потреблять много энергии. В Японии и других азиатских странах очень широко используют рисоварки. Большая часть энергии при приготовлении пищи расходуется на еe разогревание. Некоторое количество идет на разморозку замороженных продуктов. Что касается вида энергии, то электроэнергии для приготовления

пищи потребляется немного, в основном используется природный газ или сжиженный нефтяной газ, в том числе в странах СНГ. Во многих странах приготовление пищи на газу потребляет существенно меньше первичного топлива, и выбросы СО2 значительно ниже, чем при использовании электроэнергии. У эффективных газовых горелок 65% энергии идет на приготовление пищи. В начале 80-х годов ХХ века в Китае эффективность (КПД) дровяных печей составляла около 10%. Была принята Программа повышения эффективности: вначале до 20%, а затем до 30%. Таким образом, к концу 90-х годах в Китае было установлено более 180 млн таких печей в домашних хозяйствах (90% от общего количества деревенских домохозяйств в Китае). Процесс приготовления пищи и неразрывно связанное с ним горячее водоснабжение для коммунально-бытовых потребителей требуют значительных объемов энергии (таблица 1). Нагревание пищевых продуктов обеспечивает в том числе и выполнение санитарно-гигиенических мероприятий – при нагревании выше 80 0 С происходит уничтожение микроорганизмов, содержащихся в них. Это обстоятельство очень важно, так как в подавляющем большинстве все пищевое сырье как растительного, так и животного происхождения обсеменено различными микроорганизмами, среди которых немало вредных и болезнетворных.

И второе. Широко известно, что для повышения качества кулинарной продукции большое значение имеет режим варки после закипания. Бурное кипение в большинстве случаев отрицательно сказывается на качестве пищи: бульоны делаются мутными, продукты деформируются, увеличиваются потери ароматических веществ и витаминов и т. д. Каши, макароны, соусы надо варить при температуре 85–90 0С, рыбу, птицу, мясо – при 85–95 0С. При изменении традиционного способа приготовления пищи (если еe готовить в гелиопечи по схеме рисунка 1) могут быть значительно снижены потери сырья. Так, допустимый уровень потерь массы мяса при обычной варке составляет 35–40%. Проводя варку при температурах ниже температуры кипения (85–90 0С) и увеличив продолжительность процесса в 5–7 раз, эти потери можно уменьшить до 10–15%, то есть в 2,3–4 раза, обеспечивая значительное ресурсосбережение. В большинстве случаев продукт достигает кулинарной готовности чаще всего, когда центральный слой прогревается до определенной температуры – температуры пастеризации, например, для мяса и рыбы – 75–80 0С, для кондитерских изделий – 98 0С и так далее. Однако в отдельных случаях это условие является лишь необходимым, но недостаточным, так как полная кулинарная готовность возможна после необходимой выдержки во времени. Общая продолжительность приготовления блюд зависит от многоопера-

Таблица 1. Годовые нормативы потребности в тепловой энергии для коммунально-бытовых потребителей, тыс. ккал/чел.год

Процесс

Общественный сектор

Жилой сектор

Горячее водоснабжение

1030

126

Приготовление пищи

100

150

18 | ENERGY FRESH

№ 4(6) | март | 2012

ENERGY FRESH | № 4(6) | март | 2012 Таблица 2. Время приготовления блюд

Полезная мощность установки, кВт

Количество порций

Время при обычном способе, мин.

Борщ флотский с мясом

3

9

180

Гуляш с гречневой кашей

4,5

21

110

Утка тушеная

0,9

8

60

Наименование блюд

ционности технологии приготовления и составляет различное время (таблица 2). А вот обычная технология варки каш и жарки различных продуктов. Каши варят с перемешиванием, пока крупа не поглотит всю влагу (при варке рассыпчатых и вязких каш) или не загустеет (при варке жидких каш). После этого поверхность разравнивают, уменьшают нагрев, закрывают котел крышкой и доводят кашу до готовности (упаривают) при температуре 90–95 0С.

Продолжительность варки (упаривания) каши гречневой из ядрицы быстро разваривающейся – 1 час, из поджаренной крупы – 1,5–2, из не пропаренного зерна – 4,5 часа. Кашу рисовую упаривают около 1 часа, пшеничную – 1,5, перловую – 2–3 часа. Температура клейстеризации крахмальных зерен – разрушения нативной структуры крахмального зерна при варке – сопровождается набуханием. Температура клейстеризации картофельного крахмала наступает при 55–65 0С, пшеничного – при 60–80,

кукурузного – при 60–71, рисового – при 70–80 0С. При жарке на нагретых поверхностях температура на поверхности продукта в момент окончания процесса жарки составляет 135 0 С (образование обезвоженной корочки), а в центре изделия – 80–85 0С. Этот способ тепловой обработки называют жаркой с малым количеством жира. При жарке в жире (во фритюре) продукт полностью погружают в жир, нагретый до 160–180 0С. При этом температура на поверхности продукта в момент окончания процесса, так же

Рис. 1. Схема гелиопечи для варки пищи 1 – солнечное излучение; 2 – солнечный соляной пруд; 3 – корпус (обечайка) печи; 4 – отражающая поверхность здания; 5 – котел (eмкость) для варки пищи

www.energy-fresh.ru

СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГЕТИКА | 19

Солнечная энергетика

Рис. 2. (разрез по А – А рис. 1) – схема летнего кафе, пристроенного сбоку к гелиопечи для варки пищи 1 – солнечный соляной пруд, 2 – корпус (обечайка) печи, 3 – котел, 4 – мармит, 5 – стол раздачи, 6 – помещение приема пищи летнего кафе (летней столовой детского оздоровительного лагеря, ресторанчика с летней баней)

как при жарке с малым количеством жира, составляет 135 0С, в центре изделия – 80–85 0С. Принимая во внимание сложность количественной оценки потребляемой энергии на приготовление пищи, еe незначительную долю в общем расходе тепла на тепловые процессы, например, быта децентрализованного потребителя (около 6–8%), можно и нужно эту область теплопотребления передать на летний период в сферу ответственности энергетики ВИЭ. На рисунке 1 изображена схема гелиопечи для варки пищи, разработанная в Конструкторском бюро альтернативной энергетики «ВоДОмeт» (г. Омск). Аккумулированная солнечным соляным прудом 2 теплота прямого и отраженного от поверхности 4 солнечного излучения 1 обеспечивает поддержание в ней температуры, близкой к температуре придонного слоя. Как видно из схемы, в печи 3 температура при высокой теплопроводности стенок может быть близкой

к температуре соляного рассола солнечного соляного пруда 2 – 85–95 0С. В печи 3 могут быть как по отдельности, так и все вместе размещены котлы 5 с различными продуктами, начиная с бульонов и заканчивая компотом (описание солнечного соляного пруда см. в монографии автора [1]). Конечно, для гелиопечи должны быть разработаны свои технологии варки различных блюд исходя из того, что температура в печи в большинстве случаев не будет достигать 100 0С, а значит, увеличивается время варки. Например, для приготовления завтрака котел с мясом необходимо будет ставить в печь поздним вечером, после чего варка будет происходить всю ночь без участия человека. В такой печи нет опасности, что каша, макароны или рыба подгорят или не доварятся. Гелиопечь может быть частью теплового оборудования летнего кафе, столовой или ресторана (рисунок 2). Такая архитектура (компоновка) предприятия торговли или обще-

ственного питания позволяет иметь значительные запасы готовых блюд различного ассортимента, причем не потерявших своих вкусовых качеств, разогретых вне зависимости от времени суток и количества посетителей. Ведь известно, что при охлаждении сваренных крахмалосодержащих продуктов количество растворимой амилозы в них снижается в результате ретрограции (выпадения в осадок). При этом происходит старение крахмальных студней (синерезис), изделия черствеют. Скорость старения зависит от вида изделий, их влажности и температуры хранения. Чем выше влажность блюда, кулинарного изделия, тем интенсивнее снижается в нем количество водорастворимых веществ. Наиболее быстрое старение протекает в пшенной каше, медленнее – в манной и гречневой. Повышение температуры тормозит процесс ретрограции. Поэтому блюда из крупы и макаронных изделий, которые хранятся в мармитах 4 с температурой 70–80 0С, будут иметь хоро-

Таблица 3. Технологические операции термообработки колбасных изделий и копченостей

Продолжительность процесса, мин.

Температура рабочей среды, 0С

Относительная влажность рабочей среды, %

Подсушка

10–25

60–95

25–35

Обжарка

30–140

75–100

10–20

Варка

30–100

80–85

90–100

360–1440

50

65

Процесс обработки

Копчение

20 | ENERGY FRESH

№ 4(6) | март | 2012

ENERGY FRESH | № 4(6) | март | 2012

шие органолептические показатели в течение 4 часов. Если в предлагаемую печь поставить вечером рыбу, картофель, кашу и т. п., то к утру завтрак будет готов – в том числе горячая вода для чая, кофе (в кулере температура воды 95 0С). Гелиопечи можно использовать для экстрации (вываривания) жира из пищевой кости – длительность процесса 10 часов для приготовления кормов домашним животным и птицам. Вода, прошедшая тепловую обработку в трубе, проложенной по дну солнечного соляного пруда 1, будет пастеризованной, то есть такой, в которой уничтожены болезнетворные бактерии, а жизнедеятельность остальных микроорганизмов существенно подавлена. Как известно, пастеризационный эффект предопределяется температурой нагрева и продолжительностью выдержки воды при этой температуре. Минимальная температура пастеризации равна 63 0 С, а выдержка при такой температуре должна составлять не менее 60 минут. На практике пастеризационный эффект достигается при нагреве воды до температуры не менее 80 0С и выдержке в течение 15–20 с. Вода, подвергнутая пастеризации, предназначена для мойки посуды, столовых приборов, узлов и деталей пищевого оборудования. Солнечную печь можно использовать как для многочисленных видов производственной деятельности, так и для обслуживания большого потока отдыхающих, путешественников, тем более что основной их поток всегда приходится на лето. Для удовлетворения аппетита гурманов, которых, как правило, предостаточно среди обеспеченных отдыхающих, гелиопечь можно использовать для подсушки, варки и копчения вареных, варено-копченых и полукопченых колбас, сосисок, сарделек, свинокопченостей и рыбных изделий. Гелиопечь позволяет обеспечить один из основных этапов технологического процесса производства колбас, консервов, мясных и рыбных

изделий – термическую обработку (таблица 3). Как видно из таблицы 3, солнечная энергия, аккумулированная в солнечном соляном пруду, как никакая другая подходит для наиболее деликатных операций приготовления изысканных блюд. Выгода приготовления изысканных блюд налицо, так как стоимость копченой рыбы в розничной торговле в два раза выше, чем свежей. Температура рабочей среды при холодном копчении – 20–45, а при горячем – 60–150 0С, что позволяет осуществлять копчение также с использованием энергии солнечного соляного пруда. Предотвращению порчи продуктов, увеличению сроков их хранения способствует своевременная термообработка (пастеризация), при которой под воздействием высокой температуры уничтожается болезнетворная микрофлора. Гелиопечь можно использовать для размещения сливкосозревающих ванн, в которых происходит нагрев сливок до температуры сбивания их в масло. В гелиопечи (камере) можно осуществлять сушку под вакуумом при производстве животных кормов (мясокостной, мясной, кровяной и костной муки) и технических жиров сухим способом. Объемы продуктов – молока, пива, вина, и других подлежащих пастеризации – огромны. Эффективность пастеризации молочных продуктов при температуре 76±2 0С составляет 98,3–99,5%, а при 82±2 0С – 99,6–99,8%. Приготовление пищи и корма для животных будет напоминать работу современных стиральных машин, когда главное – загрузить однотонные вещи (а для приготовления пищи – необходимые полуфабрикаты), а дальше все происходит в автоматическом режиме. Применение гелиопечи в южных регионах На маслодобывающих заводах Узбекистана при переработке семян хлопчатника в качестве вторичного продукта

получают шрот, который реализуется как концентрированный корм, поскольку он содержит свыше 40% сырого протеина. Хлопковый шрот должен содержать не более 0,02% свободного госсипола. В противном случае при вскармливании животным шрот может привести к отравлению, так как госсипол является клеточным, сосудистым и нервным ядом, вызывающим воспалительные процессы в тканях. Этот токсин воздействует на сердце, печень, почки, вызывает в пораженных органах кровоизлияния и инфильтраты. Хлопковый шрот рекомендуется ограниченно включать в кормовые рационы молочных коров, мясного скота и овец. Проблематично использование шрота в кормах для свиней, которые, как и птицы, чувствительны к токсичным проявлениям госсипола. Для улучшения кормовых рационов сельскохозяйственных животных и птиц животноводам нужен шрот с низким содержанием свободного госсипола (до 0,01%) и клетчатки (до 15%). Ранее такой шрот был получен в промышленных условиях Кокандского МЖК на основе низкотемпературной жарки грубоизмельченной хлопковой мятки при 75–80 0С и переработки мезги по методу «форпрессование-экстракция». Однако при этом ухудшались техникоэкономические показатели работы предприятия из-за дополнительного потребления энергии. Следовательно, для жарки шрота без ухудшения показателей работы предприятий из-за отсутствия расходов органического топлива можно использовать больших размеров гелиопечь для варки хлопкового шрота, снабдив еe соответствующей механизацией. Широкое применение гелиопечей в России позволит значительно сократить неоправданные расходы топлива, улучшить экологическую обстановку, поднять энергозащищенность населения, индустрии отдыха и коммунального хозяйства и повысить их энергетический суверенитет.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Осадчий Г.Б. Солнечная энергия, еe производные и технологии их использования (Введение в энергетику ВИЭ) / Г.Б. Осадчий. Омск: ИПК Макшеевой Е.А., 2010. 572 с.

www.energy-fresh.ru

СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГЕТИКА | 21

Солнечная энергетика

Кабели HELUKABEL SOLARFLEX® для солнечных батарей Солнечная энергия – это неисчерпаемый возобновляемый источник экологически чистой энергии. Генерация электричества из солнечной энергии осуществляется при помощи солнечных модулей – устройств, преобразующих солнечную радиацию в электрическую своими фронтальной и обратной сторонами.

С

олнечные модули состоят из набора электрически соединенных между собой фотоэлектрических преобразователей, представляющих собой полупроводниковые структуры с p-n-переходом. При попадании на преобразователи светового потока в них возникает электродвижущая сила. Дальнейшая задача – собрать с солнечных модулей электрическую энергию и передать ее потребителям с наименьшими потерями. Правильный выбор электрического кабеля для соединения солнечных модулей и подключения к приборам позволит избежать ненужных потерь. Сечение кабеля напрямую влияет на сопротивление участка кабеля. Кабель должен быть максимально коротким. Поперечное сечение кабелей, соединяющих различные приборы, должно

22 | ENERGY FRESH

быть не менее 0,15 мм2 на 1 метр и на каждый ампер. То есть кабель длиной 10 м для модуля, дающего ток 7А, должен быть не тоньше: 10м x 7А x 0,15 мм2/А*м = 10мм2. Поскольку с кабелем очень большого сечения трудно обращаться, иногда приходится мириться с более высокими потерями. Если часть кабеля находится под открытым небом, то он должен быть устойчивым к плохим погодным условиям и к ультрафиолетовому излучению. При эксплуатации в зонах повышенного содержания масел и веществ кабель должен быть маслостойким и устойчивым к химическим веществам. Компания HELUKABEL GmbH разработала специальный кабель для подключения солнечных модулей и приборов – SOLARFLEX®–X PV1-F, обладающий отличными характери-

стиками и высокими качественными показателями. В солнечных батареях между фотовольтаическими модулями протекает переменный ток. Особенно высокие требования безопасности распространяются на кабели, соединяющие отдельные модули – инверторы. Существует опасность короткого замыкания, что приводит к возможности возникновения на его месте электрической дуги или возгорания. Именно поэтому кабель SOLARFLEX®-X PV1-F производится с двойной изоляцией из сшитого полиолефина и имеет очень крепкую и износостойкую оболочку, позволяющую использовать его как в стационарной, так и в свободной прокладке. Расчетный срок службы кабеля составляет 25 лет. Он обладает огнестойкостью согласно VDE 0482-332-2, DIN EN 60332-1,

№ 4(6) | март | 2012

ENERGY FRESH | № 4(6) | март | 2012

Функциональная схема ветрогенератора

новости компании

В ветропарке Alpha Ventus сделана ставка на кабели серии Heluwind-WK

Энергия ветра на службе у потребителей!

HELUKABEL. В конце 2010 года был установлен последний из 12 ветрогенераторов первого немецкого ветропарка в Северном море (45 км севернее острова Боркум). Наряду с иным инновационным оборудованием в проекте задействованы кабели серии HELUWIND WK. Пилотный проект под названием Alpha Ventus собрал в себе основные разработки в области использования ветровой энергии в открытом море. Вырабатываемой в этом ветропарке электроэнергии должно хватить для снабжения 50 тысяч потребителей. Компания Repower Systems AG (Гамбург) произвела поставку шести из 12 ветряков. При прокладке кабеля она полагалась на высокое качество продукции компании HELUKABEL GmbH. В основном использовались кабели WK 103 и WK 135 серии HELUWIND WK, которые производятся на заводе HELUKABEL GmbH в г. Виндсбах (под Нюрнбергом) и сконструированы специально для применения в ветроустановках. В любой части ветрогенератора (гондола–башня-фундамент) HELUKABEL GmbH предлагает специально разработанные кабели (см. схему). Например, HELUWIND WK 137 Torsion FT4 применяется в башенном отделении ветряка, поэтому к нему предъявляются особенно высокие требования относительно его прочности, износостойкости и нераспространения горения. WK 137 Torsion FT4 прошел очень сложные испытания на пожаростойкость в соответ-

отличной устойчивостью к ультрафиолетовому излучению, озону, различным погодным условиям, гидролизу, маслам и химическим веществам, не содержит галогенов. Диапазон рабочих температур составляет от –40 до +90 0С, что позволяет использовать данный кабель в самом широком диапазоне климатических зон. В стандартном исполнении оба слоя изоляции имеют черный цвет. Однако для удобства монтажа можно заказывать кабель с внутренней изоляцией красного или синего цвета. Надежное соединение очень важно, когда мы имеем дело с кабелем, находящимся под напряжением на открытом воздухе. А если учесть, что на солнечной батарее требуется соединить сотни модулей, то это становится непростой задачей. Компания

www.energy-fresh.ru

ствии с нормой CSA FT4 для групповой прокладки, может использоваться в диапазоне температур от –40 до +90 0С, допущен для эксплуатации в ветрогенераторах с номинальным напряжением до 1000 В и выдерживает скручивание в интервале ±150 0 на метр. Этот кабель не содержит галогенов, маслостоек, имеет очень прочную оболочку. Кроме того, WK 137 Torsion FT4 не разрушается под воздействием УФ-лучей, озона, морской воды. Такие характеристики делают данный тип кабеля уникальным в своем роде, гарантируют высокий уровень пожарной безопасности и дают потребителям массу преимуществ при его использовании. Все кабели серии HELUWIND WK соответствуют нормам ГОСТ/UL/CSA/VDE.

HELUKABEL GmbH предусмотрела это и разработала целую серию соединителей, ответвителей и соединительных коробок для быстрой и качественной сборки системы. Причем кабель можно заказать на заводе в уже собранном с разъемами виде. Разъемы обеспечивают степень защиты IP68 и диапазон рабочих температур от –40 до +130 0С, что обеспечивает надежность соединения, даже если они окажутся в луже воды или раскалятся под солнечными лучами. Разъемы быстро и надежно фиксируются при помощи резьбового соединения, что значительно экономит время при сборке системы. Соединительные короба, предлагаемые для серии SOLARFLEX®, обеспечивают степень защиты IP67 и оснащены брон-

зовыми воздушными фильтрами для предотвращения образования конденсата. Они поставляются в комплекте с двумя защитными диодами, кабельными вводами и всеми необходимыми уплотнителями и крепежом. С продукцией HELUKABEL GmbH ваши солнечные батареи будут служить долго и надежно!

HELUKABEL® RUSSIA ООО Свердловская набережная, 4Б, оф. 312 195009, Санкт-Петербург, Россия Тел.: +7 (812) 449-10-60 E-mail: info@helukabel.ru www.helukabel.ru

СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГЕТИКА | 23

ветроэнергетика

Сначала механизмы приводили в движение лишь силой мышц людей и животных, затем стали применять силу воды. Позже человек понял, что можно использовать силу ветра. И сравнительно недавно скромная ветряная мельница превратилась в мощную ветряную турбину. Многие современные турбины оснащены оптическими компонентами компании HUBER+SUHNER. Ханспетер Шиесс, менеджер по рынку ветроэнергетики

Оптические кабельные системы HUBER+SUHNER в ветроэнергетике

«С

истан – страна песков и ветров; страна, где ветер двигает жернова» – так записал арабский историк и путешественник Абу-ль-Хасан Али ибн аль-Хусейн альМасуди примерно в 950 году н.э. Это считается первым в мире упоминанием о ветряных мельницах: путешественник был поражен вращающимися крыльями во время своего странствия из Персии в Афганистан. Сегодня энергия ветра играет ключевую роль в борьбе с изменениями климата: при производстве такого электричества не выделяется СO2. Мировой потенциал ветроэнергетики огромен. Каждый год вводится в строй от 25 до 30 тысяч новых турбин.

24 | ENERGY FRESH

По некоторым прогнозам, энергия ветра позволит произвести в 2013 году около 350 тысяч МВт электрической энергии. Около 40 млрд евро ежегодно инвестируется в эту отрасль во всем мире. Соединения для ветряных генераторов Компания HUBER+SUHNER, предвидя огромный потенциал рынка ветряной энергетики, заранее начала развитие в этой области. В течение десяти лет подразделение по оптическим продуктам поставляло широкую линейку кабельных систем, включая MASTERLINE и SMАRTLINE, ведущим мировым производителям ветряных

генераторов. Претерминированные кабельные системы HUBER+SUHNER, использующиеся для функций управления и контроля, прокладываются между гондолой ветряного генератора и модулем управления, установленным в его основании. Основное преимущество прокладки оптических кабелей заключается в том, что при этом функции контроля и управления не подвержены внешним электромагнитным влияниям. Выигрыш наших партнеров заключается в использовании кастомизированных кабельных систем, полностью готовых к установке и обеспечивающих надежный монтаж. Варианты исполнения включают кабели различной конструкции с широкими

№ 4(6) | март | 2012

ENERGY FRESH | № 4(6) | март | 2012

А: кабельная инфраструктура гондолы B: магистральный кабель С: блок управления башней D: сетевая инфраструктура Е: центр управления ветропарка

А

B

D E

E

C

требованиями к безопасности, долгим сроком службы и надежными одноили многополюсными разъемами, как, например, ODC. Оптические кабели для управления ветряными электростанциями Впрочем, область применения оптических кабелей и компонентов не ограничивается только лишь соединениями между гондолой и основанием башен. Эти решения также используются и для объединения большого числа ветряных генераторов в сеть. Инвестиции различных энергокомпаний обеспечили появление большого количества ветряных электростанций, включающих от 20 до 100 ветряных генераторов, которые объединены

www.energy-fresh.ru

в сеть с использованием оптических кабелей HUBER+SUHNER. Компания поставляет оптические коммутационные системы и соединительные кабели для управления ветряными электростанциями. В странах с высоким уровнем инвестиций в ветряную энергетику наблюдается постоянный прирост новыми компаниями, входящими в этот рынок. Группа компаний HUBER+SUHNER Группа компаний HUBER+SUHNER со штаб-квартирой в Швейцарии является мировым лидером в производстве компонентов и систем электрической и оптической связи в телекоммуникациях, на транспорте и в промышленности. Компания опирается на

ключевые компетенции в области высокочастотной, волоконно-оптической и низкочастотной связи. Ассортимент продукции включает в себя коаксиальные, волоконно-оптические и медные кабели, кабельные системы, соединители и разъемы, антенны и компоненты грозозащиты. Компания широко представлена во всем мире, имея 18 филиалов и представительств в более чем 60 странах. Более подробную информацию о компании можно почерпнуть на сайтах www.hubersuhner.com и www.hubersuhner.ru

HUBER+SUHNER AG CH-9100 Herisau Switzerland Tel. +41 (0)71 353-41-11 Fax +41 (0)71 353-44-44 Представительство в Москве: 117198, Ленинский пр-т, д. 113/1, Тел.: +7 (495) 775-66-53 www.hubersuhner.ru

ветроэнергетика | 25

ветроэнергетика

Nooteboom TELE-PX Super Wing Carrier Развитие в секторе ветровой турбины привело к огромному увеличению длины лопастей ветряных турбин, и теперь она может составлять от 60 до 70 метров. Нынешнее поколение используемых полуприцепов с поворотными осями на поворотных кругах для транспортировки лопастей, которые длиннее 45 метров, на самом деле не очень практично.

М

аневренность на перекрестках с круговым движением слишком ограничена с этим типом рулевого управления, подвеска также не обеспечивает достаточный дорожный просвет. Компания Nooteboom по этой причине разработала специальный полуприцеп, который был представлен на выставке IAA под названием TELE- PX Super Wing Carrier. Регулируемая колесная база TELE-PX оснащен маятниковыми осями и имеет гораздо больший угол поворота осей и значительно больший дорожный просвет. Маятниковые оси обеспечивают платформе чрезвычайно высокую стабильность даже при максимальном повороте. Однако не только это делает Super Wing Carrier таким революционным. Прежде всего это возможность удлиннить / укоротить колесную базу на 6 метров! Это означает, что изменив для удобства прохождения крутых поворотов или препятствий на дороге длину колесной базы, лопасть без свеса остается погруженной на основной платформе полуприцепа (производители лопастей строго следят за точками погрузки лопасти и расстоянием, на которое лопасть свисает в тыльной части). Регулировка колесной базы

26 | ENERGY FRESH

может происходить непосредственно в пути, в зависимости от дорожной ситуации. Дорожный просвет 70 см Super Wing Carrier также оснащен специальной гидромеханической подъемной конструкцией во фронтальной части (в гусе). Подъемнимая гусь и управляя подъемом маятниковых осей, пользователь получает дорожный просвет – около 70 см. При подъеме гуся, сцепное устройство полуприцепа будет оставаться идеально горизонтальным, что позволяет тягачу легко маневрировать под сцепным устройством. Все эти опции комбинации «тягач-полуприцеп» позволяют без труда проходить сложные повороты и избегать таких препятствий, как высокие бордюры, дорожные заграждения, клумбы, временные строительные заграждения. Универсальный фиксатор лопасти с переменной позицией В качестве третьей уникальной инновации TELE-PX Wing Carrier наша компания по заказу клиента оснащает полуприцеп регулируемой системой поддержки лопасти. С помощью этого универсального фиксатора можно перевозить лопасти любого типа и производителя. Каждый тип лопасти

№ 4(6) | март | 2012

ENERGY FRESH | № 4(6) | март | 2012

www.energy-fresh.ru

ветроэнергетика | 27

ветроэнергетика

имеет различные требования, при которых она может и должна быть зафиксирована при транспортировке. Более того, в ситуациях, когда маневренность является критическим фактором, колесная база может быть скорректирована с использованием универсального фиксатора лопасти на целых 13 метров без необходимости перемещения груза.

28 | ENERGY FRESH

Royal Nooteboom Group Royal Nooteboom Group – европейский лидер рынка в проектировании и производстве транспортных средств для перевозки негабаритных и тяжеловесных грузов с полезными нагрузками от 20 до 1000 тонн. Чтобы удержать лидерские позиции, Nooteboom непрерывно стремится улучшить качество и об-

служивание. Номенклатура изделий включает полуприцепы (такие как удлиняемые и гидравлически управляемые низкорамные, с низкой платформой, ровные платформы и модульные полуприцепы) и прицепы, каждый из которых имеет инновационное и эффективное транспортное решение с превосходным соотношением цены/каче-

№ 4(6) | март | 2012

ENERGY FRESH | № 4(6) | март | 2012

ства. Приобретая и используя нашу технику, вы получаете 350 человек персонала, технически образованного и клиентоориентированного. Обширный диапазон транспортных средств – только часть единого пакета предложений, который Nooteboom предлагает своим клиентам. Вы можете обратиться к Nooteboom для решения фактиче-

www.energy-fresh.ru

ски любой транспортной проблемы, которая встает перед вами, таким образом вы можете быть уверены в оптимальной производительности, контроле за уровнем издержек и, прежде всего, надежности. Это – то, что удерживает Nooteboom вместе с его клиентами на лидирующих позициях рынка перевозок негабаритных и тяжеловесных грузов.

Nooteboom Global Trailer Center B.V. Nieuweweg 190, P.O. Box 155, NL-6600 AD WIJCHEN, Netherlands T +31 24 6488864 F +31 24 6488811 www.nooteboom.com

ветроэнергетика | 29

ветроэнергетика

Состояние и перспективы разработки генеральной схемы размещения ветроэлектрических станций в России до 2030 года Николаев В.Г., директор Автономной некоммерческой организации «Научно-информационный центр «АТМОГРАФ» (НИЦ «АТМОГРАФ»), Ганага С.В., Научно-информационный центр «АТМОГРАФ»

В статье предложен проект схемы перспективного (до 2030 года) размещения и использования в России ветроэлектрических станций (ВЭС). Основу предлагаемой схемы составляют ВЭС, размещенные в энергетически дефицитных районах России, где расчетная себестоимость вырабатываемой ими электроэнергии (ЭлЭн) ниже себестоимости вновь строящихся электростанций на газе (ГазЭС).

С

уммарная мощность таких ВЭС, технологически реализуемых до 2020 и 2030 годов, составляет до 7 и 30 ГВт с годовой выработкой до 17,5 и 85 млрд кВт.ч, что в большой степени способствует выполнению Распоряжения Правительства РФ 1-р от 08.01.2009 о доведении производства ЭлЭн в РФ к 2020 году на возобновляемых источниках энергии до 4,5% (без больших ГЭС). Аргументация реальности и высокой эффективности промышленного производства ЭлЭн на ВЭС России основана на следующих положениях.

1. В качестве базовых для промышленной выработки ЭлЭн в РФ с учетом мирового опыта выбраны наиболее энергетически и экономически эффективные ВЭС мощности 30–50 МВт на основе современных ВЭУ мощности 2–3 МВт.

2. ВЭС размещаются в районах, где себестоимость вырабатываемой ими ЭлЭн ниже себестоимости ЭлЭн вновь строящихся тепловых электростанций (на газе и угле), – основы электроэнергетики страны в настоящее время и, согласно Энергетической стратегии России до 2030 года, в многолетней перспективе.

30 | ENERGY FRESH

3. Ресурсным условием выполнения пункта 2 является размещение ВЭС в местах, где ВЭР обеспечивают работу ВЭС с КИУМ > 30% [1]. Себестоимость ЭлЭн ВЭС определена с учетом прогноза капитальных и эксплуатационных затрат на современных ВЭС и результатов исследований авторами возможных многолетних сценариев макроэкономических факторов (инфляции и стоимости ЭлЭн и топлива в России и странах ЕС). Для определения экономически эффективных ВЭС авторами в [2] предложен способ, основанный на расчете возможных объемов выработки ЭлЭн ВЭС, отвечающей двум критериям. Согласно первому, прогнозная себестоимость электроэнергии ВЭС должна быть на 18–20% ниже таковой у наиболее экономичных в рассматриваемом районе альтернативных вновь строящихся электростанций. Согласно второму, целесообразная суммарная установленная мощность вводимых ВЭС, отвечающих первому условию, ограничена 20% от ожидаемой к 2030 году суммарной электрогенерирующей мощности всех электростанций субъекта РФ с учетом технологических ограничений по вводу ВЭС, определенных в [1, 2]. При

этом в силу хозяйственно-финансовой разобщенности региональных энергетических компаний и в целях минимизации потерь электроэнергии ВЭС при ее транспортировке предполагается, что основная часть выработки ЭлЭн ВЭС, расположенных на территории субъекта РФ, потребляется им же и соседними субъектами с учетом прогноза потребления ЭлЭн в каждом субъекте РФ согласно Энергетической стратегии РФ 2030 [3] с использованием описанной в [2] экономической модели капитальных и эксплуатационных затрат на ВЭС и альтернативных им электростанциях. Количественным критерием достаточности экономической эффективности ВЭС принят уровень себестоимости их ЭлЭн – 5,5 euro/кВт.ч, исходя из минимальной себестоимости ЭлЭн вновь строящихся в России ГазЭС, по оценкам авторов, более 6,5 euro/кВт.ч. Последнее значение складывается из капитальной (1,3–1,45 euro-ц/кВт.ч), топливной (3,6–4,4 euro-ц/кВт.ч) и эксплуатационной (1,6–1,8 euro-ц/кВт.ч) составляющих. Экономическая эффективность ВЭС рассчитана по развитой в [2] модели капитальных затрат на ВЭС для двух возможных вариантов.

№ 4(6) | март | 2012

ENERGY FRESH | № 4(6) | март | 2012 Таблица 1. Перспективные районы и возможные объемы использования ВЭС в РФ до 2020 года

№

Субъекты РФ

Место возведения ВЭС

Мощность ВЭС, МВт

Центральный АО 1

Белгородская область

Степные районы

100

2

Брянская область

Вдоль ж/д Брянск – Гомель

100

3

Воронежская область

Вдоль ж/д Воронеж – Ростов

50

4

Калужская область

Вдоль трассы Калуга – Сухиничи

200

5

Курская область

Окресности г. Курска

100

6

Московская область

Дмитровский район

100

7

Смоленская область

Район Смоленска

200

8

Тверская область

Район г. Бологое

150

ИТОГО

1000 Северо-Западный АО

1

Архангельская область

Побережья Баренцева и Белого морей

150

2

Калининградская область

Висленская коса, побережье Балтики

200

3

Республика Коми

Побережье Баренцева моря

100

4

Ленинградская область

Побережье Балтийского моря

300

5

Мурманская область

Побережья Баренцева и Белого морей

600

6

Ненецкий АО

Побережье Баренцева моря

50

7

Республика Карелия

Побережье и о-ва Белого моря, Валаам

100

ИТОГО

1500 Южный АО

1

Астраханская область

Прикаспийские районы

200

2

Волгоградская область

Р-н Волжской ГЭС, Камышин, побережье Цимлянского моря

600

3

Республика Кабардино-Балкария

Север республики

50

4

Республика Калмыкия

Побережье Каспийского моря, Элиста

200

5

Республика Карачаево-Черкесия

Север республики

50

6

Краснодарский край

Побережье Азовского и Черного морей

600

7

Ростовская область

Побережье Азовского моря

200

8

Ставропольский край

Армавирский коридор

150

ИТОГО

2050 Приволжский АО

1

Республика Башкортостан

Южные степные районы

50

2

Оренбургская область

Южные степные районы

100

3

Пермский край

Безлесные районы

150

4

Самарская область

Побережье Куйбышевского вдхр.

100

5

Саратовская область

Побережье Саратовского вдхр.

150

6

Ульяновская область

Побережье Куйбышевского вдхр.

100

ИТОГО

650 Уральский АО

1

Курганская область

Вдоль Западно-Сибирской ж/д.

200

2

Ямало-Ненецкий АО

В местах добычи газа

400

ИТОГО

600 Сибирский АО

1

Алтайский край

www.energy-fresh.ru

Кулундинская степь

100

ветроэнергетика | 31

ветроэнергетика Продолжение таблицы 1. Перспективные районы и возможные объемы использования ВЭС в РФ до 2020 года

2

Новосибирская (Барабинская степь)

Вдоль Западно-Сибирской ж/д.

300

3

Омская область

Вдоль Западно-Сибирской ж/д.

400

ИТОГО

800 Дальневосточный АО

1

Камчатская область

Побережье Охотского и Берингова морей

200

2

Магаданская область

Побережье Охотского моря

100

3

Приморский край

Побережье Японского моря

150

4

Сахалинская область

Побережье, Курильские о-ва

300

ИТОГО

750

ИТОГО по РФ

7 350

При размещении ВЭС вдали (более 30 км) от существующих повышающих трансформаторных подстанций (ТП) для каждой крупной ВЭС предусматривается строительство ТП вблизи (не далее 3 км) существующих высоковольтных (> 110 кВ) линий электропередачи (ЛЭП). При удаленности ВЭС от ближайшей ТП менее 25 км до нее сооружается ЛЭП на 35–110 кВ [5]. Максимальная удаленность от автотрасс экономически эффективных ВЭС, согласно [5], составляет в зависимости от их суммарной мощности, типа и стоимости базовых ВЭУ от 6 до 12 км.

Необходимыми условиями достижения максимума энергетической эффективности и минимума затрат при строительстве и эксплуатации ВЭС являются благоприятный рельеф, и подстилающая поверхность и транспортная доступность, что, как правило, выполняется на посевных площадях в зонах централизованного электроснабжения, являющихся, по мнению автора, подходящим полигоном для размещения ВЭС. Данные о посевных площадях России взяты из официальных источников [4]. С учетом ограничений повсеместного размещения ВЭУ автор полагает возможным размеще-

ние ВЭС на 50% посевных площадей 1990 года, удовлетворяющих условию КИУМ>30%, площадь которых составляет около 110 тыс. км2, или около 0,65% от территории страны. Распределение по территории России, стран СНГ и Балтии параметра КИУМ для ВЭУ V 90 компании VESTAS – мирового лидера по производству ВЭУ, полученное по методике работы [1], дано на рисунке 1. Оцененный таким образом потенциал экономически эффективных ВЭС РФ составляет свыше 1100 млрд кВт.ч, превышает потребление ЭлЭн в стране в настоящее время и, согласно [3], 70% ожидаемого потребления в 2030 году.

Рис. 1. Распределение параметра КИУМ ВЭУ V 80 с высотой башни 100 метров по территории РФ

32 | ENERGY FRESH

№ 4(6) | март | 2012

ENERGY FRESH | № 4(6) | март | 2012 Таблица 2. Возможные объемы использования ВЭС в Камчатском крае до 2020 года

10 м

100 м

80

100 м

80 м

ВЭС МВт

Выработка ВЭС МВт.ч

*) Петропавловск-

235

6,50

6,90

6,86

27,7

27,5

50

12 0625

Камчатские ТЭЦ 1 и 2

160

*) ГеоЭС

70

*) ГЭС

20,4

*) Усть-Большерецкая ДЭС-6

4,6

6,20

7,30

7,19

30,1

4

1,60

5,35

4,99

*) Октябрьский ДЭС-5

3,2

6,10

7,44

7,31

34,2

30,2

0

0

Суммарная мощность системы

494

Субъект РФ по данным на 2008 год

Мощность в 2009 г.

Скорость ветра на

ТЭЦ, Мвт ДЭС, Мвт

*) Мильково ДЭС-5

КИУМ ВЭС

29,9

Мощность

25

65 459

75

18 6084

Усть-Камчатск

8,8

4,60

7,10

6,86

28,9

27,7

1,32

3203

Озерновский

2,1

5,90

7,50

7,34

35,3

30,2

0,32

834

Корф

8,8

5,90

7,30

7,16

29,6

29,0

1,32

3357

5

5,80

7,40

7,24

30,9

29,7

0,75

1949

4,6

3,70

7,47

7,10

34,4

28,9

0,69

1748

Тиличики Оссора с. Ивашка

8

4,20

7,49

7,17

34,5

29,9

1,20

3144

Усть-Хайрюзово

4,6

5,10

6,35

6,23

24,0

22,8

0,69

1380

Никольское, Беринга

2,1

7,00

8,70

8,54

38,9

38,0

0,32

1049

Палана

5

5,50

8,12

7,87

36,1

34,7

0,75

2277

7,4

18 941

82,4

205 026

Мощность автономных ЭС

49

ИТОГО по Камчатскому краю *) ТЭС, ДЭС, ГеоЭС и ГЭС, входящие в объединенную энергосистему Масштабы использования ВЭС в РФ с учетом установленных экономических преимуществ над традиционными источниками энергии и имеющихся в стране ветровых ресурсов ограничены лишь потребностями в электроэнергии и технологическими и производственными ограничениями. К последним относятся ограничения темпов ввода ВЭС, связанные с возможностями импорта оборудования, организацией собственного производства ВЭУ и их ремонтной инфраструктуры, подготовкой кадров и пр. [2]. Исходя из мировых темпов развития и имеющегося в России кадрового, технологического и производствен-

ного уровня авторам представляются целесообразными рубежи развития и темпы их достижения, соответствующие средним темпам развития ветроэнергетики в Испании, Индии, Франции. При этом к 2020 и 2030 годам суммарная мощность ВЭС с себестоимостью ЭлЭн не выше 5–5,5 euro-ц/кВт.ч в РФ может составить до 6,5–7 ГВт в 2020 году и до 30–35 ГВт в 2030 году. С учетом потребностей страны в наращивании генерирующих мощностей, ветроэнергетических ресурсов и установленной высокой эффективности современных ВЭС, а также при принятии правовой базы, эффективно регулирующей

взаимоотношения в электроэнергетике между генерирующими и сетевыми компаниями внутри субъекта и между субъектами РФ, суммарная выработка ВЭС к 2030 году может достигать 80–85 млрд кВт.ч (до 5,5% потребления ЭлЭн в России в 2030 году). Перспективные районы и возможные объемы использования ВЭС до 2020 года в России в целом и в отдельном субъекте РФ (на примере Камчатского края) даны в таблице 1 и 2. Полученные результаты предлагаются авторами в качестве основы для разработки генеральной схемы размещения ВЭС в России до 2020 года.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Николаев В.Г., Ганага С.В., Кудряшов Ю.И. Национальный кадастр ветроэнергетических ресурсов РФ и методические основы их определения. «Атмограф», М., 2008.

2. Николаев В.Г. К обоснованию генеральной схемы размещения ветроэлектрических станций в России. «Энергетик», № 8, 2011.

3. Николаев В.Г. Ресурсное и технико-экономическое обоснование широкомасштабного развития и использования ветроэнергетики в России. М., «Атмограф», 2011.

4. Энергетическая стратегия России до 2030 года. М., Минэнерго РФ, 2009.

5. Регионы России. Социально-экономические показатели. Официальное издание. Статистический сборник. Росстат. М., 2009.

www.energy-fresh.ru

ветроэнергетика | 33

Энергосбережение

Варианты холодотеплоснабжения зданий Осадчий Г.Б., инженер

В России остро стоит вопрос о применении нетрадиционных источников энергии для холодотеплоснабжения. Неэффективность традиционного централизованного теплоснабжения в малых поселениях подтверждается математической моделью управления аварийными запасами материальнотехнических ресурсов на их объектах в случае аварийного ремонта[1].

К

ак альтернатива рядом ученыхпрактиков Германии проблемы теплоснабжения предлагается решать с помощью возведения зданий с нулевым потреблением энергии (энергопассивные дома). Термин «Энергопассивный дом» относится к строительным стандартам. Эти стандарты могут быть выполнены с использованием различных технологий, конструкций и материалов. Энергопассивные дома имеют близкое к нулю потребление внешнего тепла, поскольку

для обеспечения комфортной температуры в течение отопительного сезона достаточно поступления солнечной радиации через окна, а также теплового излучения от бытовых приборов и людей. Однако поступление тепла от приборов связано с использованием электроэнергии, а при ее производстве по конденсатному циклу (когда для энергопассивных домов тепловая энергия не нужна) будет происходить рассеивание тепла (до 60 % от полученного при сжигании топлива,

через градирни. В связи с этим остается открытым вопрос – куда относить эти потери тепла? Логично было бы относить эти потери на баланс таких энергопассивных домов. При значительной инсоляции зимой автономная система электро- и теплоснабжения таких частных домов состоит, как правило, из фотоэлектрических преобразователей и солнечных нагревателей, расположенных на крыше, но они могут быть применены не везде. У каждой страны есть свои приорите-

Рис. 1. Схема системы среднетемпературного холодоснабжения (гелиохолодильника) 1 – солнечное излучение; 2 – концентратор солнечного излучения; 3 – испаритель холодильника; 4 – дроссель, 5 – конденсатор холодильника; 6 – теплоизоляционное покрытие; 7 – регулятор потока пара хладагента; 8 – воздуховод; 9 – котлован со льдом; 10 – маслопровод; 11, 14 – тепловые гравитационные трубы (термосифоны); 12 – хладомет (двигатель Стирлинга с компрессором); 13 – водопровод; 15 – грунт; 16 – солнечный соляной пруд

34 | ENERGY FRESH

№ 4(6) | март | 2012

ENERGY FRESH | № 4(6) | март | 2012

Рис. 2. Схема системы теплоснабжения (теплоприводного теплового насоса – ТНТП) 1 – солнечное излучение; 2, 7 – теплоизоляционное покрытие; 3 – конденсатор теплового насоса; 4 – дроссель; 5, 10 – регулятор потока хладагента; 6 – испаритель теплового насоса; 8 – воздуховод; 9 – котлован с талой водой; 11 – хладомет (двигатель Стирлинга с компрессором); 12 – тепловая гравитационная труба (термосифон); 13 –грунт; 14 – солнечный соляной пруд

ты в сфере энергетики, отвечающие нуждам промышленности и укладу жизни. Предлагаемая система холодотеплоснабжения (рисунки 1, 2) как никакая другая учитывает климатические условия средней полосы и юга России. Принципиально не отличаясь от ранее описанных систем [2, 3], она конкретизирована в деталях и содержит основные данные по выполненному экономическому расчету с учетом экологического фактора. Принцип работы системы солнечного холодоснабжения (гелиохолодильника), обеспечивающей поддержание летом соответствующей температуры в холодильной камере отдельно стоящего здания, состоит в следующем. Теплота солнечного излучения 1 (рисунок 1), аккумулируемая солнечным прудом 16, по тепловой трубе (термосифону) 14 подается к хладомету 12 (двигателю Стирлинга с компрессором), где в термодинамических циклах преобразуется в поток хладагента. Не использованная в термодинамических циклах хладомета теплота по тепловой трубе 11 отводится в котлован 9, заполненный льдом, вызывая его таяние, или рассеивается в окружающее пространство. Концентратор 2 обеспечивает увеличение поступления солнечной энергии в пруд. А теплоизоляционное покрытие 6 предотвращает таяние льда котлована 9 от наружного воздуха.

www.energy-fresh.ru

Система предназначена для охлаждения замкнутых объемов посредством циркуляции хладагента по рабочему контуру гелиохолодильника: конденсатор 5 – дроссель 4 – испаритель 3. В испарителе 3 происходит парообразование низкокипящего рабочего тела – хладагента. Образующийся пар хладагента сжимается в хладомете (компрессоре) с повышением температуры (зависит от степени сжатия) и затем поступает в конденсатор, где конденсируется, отдавая теплоту фазового перехода хладагента в котлован со льдом или в окружающее пространство (воздух). Образующийся при этом жидкий хладагент подается в дроссель 4; за ним давление понижается, и хладагент поступает в испаритель 3. Цикл повторяется. Теплота, забираемая из помещений, будет или аккумулироваться котлованом 9 посредством части конденсатора 5, расположенной в котловане 9 и под ним, что обеспечивает наиболее полное аккумулирование низкопотенциальной теплоты для использования ее в будущем (зимой), или часть теплоты может рассеиваться в окружающую среду через его (конденсатора 5) верхнюю наружную часть, расположенную на открытом воздухе. Выбор режима работы определяется положением заслонок в регуляторе потока 7, в зависимости от температуры окружающего воздуха (день – ночь, весна – осень) и состояния котлована – температуры в нем.

А также от объема котлована, количества теплоты, которую он может принять. Преобладающее, естественное направление потока пара хладагента при открытом регуляторе потока 7 в конденсаторе 5 определяется тем, какая из его частей – расположенная в котловане или на открытом воздухе – имеет более низкую температуру. Температурой частей конденсатора определяется скорость конденсации в них пара хладагента, а значит, и понижение в них давления. Часть конденсатора 5, расположенная над котлованом летом будет иметь наименьшую температуру с 23 до 5 часов, когда разность дневных и ночных температур для средней полосы России составляет 11–16 0С (на Северном Кавказе, Нижнем Поволжье и юге Дальнего Востока она еще больше). Такое разветвление конденсатора очень актуально, поскольку, как показывают исследования, у нас нарастает изменчивость погоды – изменчивость температуры и всех сопутствующих элементов. Как суточная, так и годовая. Вода (воздух), проходящая по водопроводу (воздуховоду) 13, нагревается до 50–90 0С (в зависимости от скорости движения), удовлетворяя потребности в горячей воде (воздухе) в течение всего лета, до глубокой осени. Кондиционирование помещений можно осуществлять охлажденным до 5–8 0С воздухом, поступающим в помещения через воздуховод 8, расположенный во льду котлована.

энергосбережение | 35

Энергосбережение Охлаждение помещений можно осуществлять также за счет циркуляции масла; маслопровод 10 – охлаждаемое помещение. Как видим, при производстве холода и теплоты данная система имеет минимальное количество технологических переделов. К осени температура талой воды в котловане поднимается до 10 0С. Актуальность разработки системы холодоснабжения связана и с существующим прогнозом изменений климата России до 2015 года. В среднем за 10 лет наши климатологи ожидают повышения температуры на 0,6 0С и уменьшения количества осадков. В связи с этим появятся проблемы с водностью рек. Это скажется на работе ГЭС. В летнее время участятся опасные для здоровья крупные волны тепла. А это, в свою очередь, повлияет на работу учреждений социальной сферы и медицины. Система среднетемпературного холодоснабжения на зиму может быть преобразована в систему теплоснабжения согласно рисунку 2. Принцип работы системы теплоснабжения, обеспечивающей зимой поддержание соответствующей температуры в помещениях отдельно стоящего здания, происходит следующим образом. Хладомет 11 (двигатель Стирлинга с компрессором) обеспечивает обогрев помещений посредством циркуляции хладагента по рабочему контуру ТНТП: конденсатор 3 – дроссель 4 – испаритель 6. Хладомет 11 работает от энергии сгорания биометана, обогревающего укороченную тепловую трубу 12 (конструкция топок-форсунок условно не показана), или другого источника. В качестве органического топлива для обогрева тепловой трубы 12 может быть использован торф, высушенный с использованием солнечной энергии. В испарителе 6 за счет тепловой энергии воды 9 происходит парообразование хладагента, пар далее подогревается от теплоты грунтов, расположенных под котлованом, зданием и под прудом (13), и рассола пруда 14. Подогретый пар сжимается в компрессоре с повышением температуры, затем горячий пар хладагента поступает в конденсатор 3, где он вначале частично охлаждается, затем, конденсируясь, отдает теплоту фазового перехода на

36 | ENERGY FRESH

обогрев помещений. Конденсат хладагента поступает в дроссель 4, где его давление понижается, а затем – в испаритель 6. Цикл повторяется. Перед дросселем 4 конденсат хладагента может переохлаждаться за счет поступающего в здание холодного воздуха или воды. После дросселя 4 теплота на испарение хладагента в испарителе 6 может забираться как из котлована, так и из окружающего воздуха – соответственно, через части испарителя 6, расположенные в котловане или над котлованом 9. Это зависит от положения заслонок регулятора потока 5 хладагента. При движении испаряющегося жидкого хладагента по части испарителя, расположенной в котловане, обеспечивается быстрое охлаждение воды котлована и образование в нем льда – аккумулирование холода для использования летом. При движении испаряющегося хладагента по части испарителя, расположенной над котлованом (осенью, в оттепели, теплым зимним днем или когда колебания температуры напоминают «пилу»), экономится низкопотенциальная теплота котлована для морозного периода. Выбор режима работы определяется положением заслонок в регуляторе потока 5 в зависимости от температуры окружающего воздуха (день – ночь, осень – весна) и состояния котлована – температуры в нем. А также зависит от объема воды в котловане, количества теплоты, которую она может отдать. Преобладающее, естественное направление потока жидкого хладагента при открытом регуляторе потока 5 в конденсаторе 6 определяется тем, какая из его частей – расположенная в котловане или на открытом воздухе – имеет более высокую температуру. Температурой этих частей испарителя определяется скорость испарения в них хладагента, а значит, и повышение давления. Осенью прохладная вода в котловане может быть подогрета, если воздух из здания удалять через воздуховод 8, или заменена на теплую воду температурой до 20–25 0С. Подогрев воды в котловане можно осуществить за счет ее циркуляции через плоский солнечный коллектор в период бабьего лета. Кода на улице тепло, потребность в отоплении уменьшается; так что по-

ниженная теплопередача (теплоотдача) «уличный воздух – наружный испаритель» будет обеспечивать меньший (для исключения перетопа) забор теплоты из атмосферы. Так, зима 2006–2007 годов на юге Сибири была экстремально теплая. Она пришла на 2–3 декады позже обычных сроков. Средняя температура декабря была минус 6 0 С, а средняя температура января – минус 9 0С (вместо среднегодовой минус 19–20 0С). Практически зимы как таковой на юге Сибири не было. Жили в условиях предзимья. За всю зиму было всего два холодных периода: третьи декады ноября и февраля. Все остальные периоды были экстремально теплыми. В конце января наступила оттепель. Температура поднялась до +6 и +12 0С. А вот зима 2005–2006 годов была совершенно жуткая. В процессе работы ТНТП (системы) температура воды в котловане понижается, образуется лед (котлован «готовится» к приему теплоты летом), может замерзнуть и грунт под котлованом. Заметно снижается температура грунта 13 и рассола пруда 14, обеспечивая обогрев помещений аккумулированной солнечной энергий и сбросным теплом системы работавшей летом в режиме солнечной холодильной установки. В рассматриваемом случае на испарителе 6, расположенном в котловане 9, и под котлованом образование ледяных наростов не является непреодолимым препятствием для эксплуатации системы. Когда вся вода в котловане 9 замерзнет и дальнейшая эксплуатация ТНТП с этим участком станет малоэффективной из-за понижения температуры в испарителе, то за счет управления заслонкой регулятора потока 10 можно обеспечить движение хладагента по контуру испарения, минуя котлован 9. Этот режим работы ТНТП может быть эффективен весной, когда пруд освободился ото льда и идет аккумулирование солнечной энергии придонным слоем пруда, и когда дальнейшее охлаждение котлована нецелесообразно. Однако этот режим можно применять и зимой для восстановления (выравнивания по массиву) температуры котлована. Кроме того, если в системе применить электроприводной компрессор, то этот

№ 4(6) | март | 2012

ENERGY FRESH | № 4(6) | март | 2012

Рис. 3. Схемы всех генерируемых системой холодоснабжения (летом) и системой теплоснабжения (зимой) видов энергий

режим, с присущим ему более высоким коэффициентом трансформации, можно использовать для теплоснабжения ночью, когда более холодно, потребность в тепле больше, а стоимость электроэнергии низкая. Днем же, когда стоимость электроэнергии высокая, но требуется меньше тепла на отопление, можно применять ТНТП с использованием теплоты котлована при более низком коэффициенте трансформации. Или наоборот. Режимы работы зависят от конкретных значений приведенных параметров.

При продолжительных морозных зимах, а также для объектов с малым объемом котлована пополнять его теплотой зимой можно за счет отвода «отработавшего» воздуха из здания по воздуховоду 8. И при этом «подогревать» поступающий в помещения свежий морозный воздух можно в параллельно расположенном в котловане воздуховоде, соединенном с системой вентиляции. Для повышения теплоизоляции котлована и одновременного аккумулирования холода для летнего периода, снег, убираемый с прилегающих

территорий, можно складировать над котлованом. Также ранней весной снег с акватории пруда можно использовать для увеличения запасов холода котлована, накрыв его (снег) демонтированным теплоизоляционным покрытием пруда. Такая выработка энергии – это, по существу, комбинированный способ производства холода и теплоты. Только холод, аккумулированный водой котлована зимой, расходуется летом (рисунок 3), а теплота, аккумулированная водой котлована летом, расходуется зимой посредством ТНТП. На рисунке 3 приведены все дифференцированные виды энергии, которые можно получать летом за счет солнечного соляного пруда, котлована со льдом и окружающего воздуха системой холодоснабжения, и те, которые можно получать зимой системой теплоснабжения. Как видно из рисунка 3, разнообразие генерируемых видов энергии системой холодотеплоснабжения обеспечивается в основном за счет энергии всего двух основных сооружений – пруда и котлована. Это позволяет при эксплуатации системы вырабатывать напрямую тот вид энергии, который нужен в конкретное время в конкретном месте, без переналадки оборудования.

Рис. 4. Схема концентрации солнечного излучения в солнечный соляной пруд летним утром за счет изменения наклона концентратора солнечной энергии (схема направлений движений солнечных лучей, поступающих в солнечный пруд).

1 – солнечный луч; 1', 1» – направления движения солнечного луча 1 после отражения от концентратора и после вхождения в воду; 2 – солнечный луч; 2', 2», 2Δ,2+ – направления движения солнечного луча 2 после отражения от водной поверхности пруда, концентратора и после вхождения в воду; h – угол наклона прямых солнечных лучей (высота Солнца); , – угол наклона отраженных солнечных лучей (высота «отраженного» Солнца); – угол наклона концентратора солнечной энергии; – угол вхождения солнечных лучей в воду.

www.energy-fresh.ru

энергосбережение | 37

Энергосбережение

Рис. 5. Конструктивная схема концентрирования солнечной энергии в солнечный соляной пруд концентратором солнечной энергии за счет слежения за движением Солнца по небосводу.

Проведенное исследование данных по инсоляции показывает, что прямое солнечное излучение (летом «продуктивное» с 8–9 до 15–16 часов) может являться основным, но не единственным источником поступления в пруд солнечной энергии. Для малых прудов крайне важно использовать прямое солнечное излучение, отраженное от концентраторов, – для увеличения поступления солнечного излучения в пруд, за временными границами так называемой наибольшей дневной «продуктивности» Солнца. С учетом того, что максимальное время подъема Солнца с 10 до 200 на экваторе, северном тропике и, например, на широте Омска 21 июня составляет 45, 46 минут и 1 час 14 минут соответственно. В Омске утром Солнце поднимается в 1,64 раза медленнее, чем на экваторе. Это расширит также и границы месячной «продуктивности», к которым относятся 4–5 месяцев летнего периода. Для решения этой проблемы найдено техническое решение, которое исследовано применительно к широте города Омска начиная с 23 апреля (h =10 0), когда Солнце стоит строго на востоке (рисунок 4).

38 | ENERGY FRESH

Угол наклона отраженного солнечного луча 1' ( , высота «отраженного» Солнца, рисунок 4) связан с высотой Солнца (h ) и углом наклона концентратора солнечного излучения ( ) следующей зависимостью: = h +2 , 0 При высоте Солнца 100 и угле наклона концентратора солнечного излучения 100 высота «отраженного» Солнца будет равна 300. Как видно из рисунка 4, наклон концентратора увеличивает «высоту» отраженного луча 1' с 10 до 300, угол становится равным 49,50 (для луча 2 равно 42,50), а значит, водная (оптическая) масса изменяется с 1,48 до 1,32. Отраженные солнечные лучи вступают в воду уже под углом, уменьшающим отражение солнечного излучения водной поверхностью и поглощение солнечного излучения на пути к слою горячего рассола. Поскольку доля от концентрации луча 2' значительна только при очень малых высотах Солнца, здесь ее не рассматриваем. Наклон концентратора солнечной энергии при малых высотах Солнца позволяет главное – исполь-

зовать всю высоту концентратора для увеличения поступления солнечного излучения в пруд в наиболее проблемные утренние и вечерние часы. Использование отраженного прямого солнечного излучения является мощным инструментом аккумулирования прудом солнечной теплоты. Коэффициент концентрации солнечного излучения в пруд может составить 5,0 при высоте Солнца 100. При высоте Солнца 150 он составляет 3,3 и 2,6 – при 190, уменьшаясь с увеличением высоты Солнца. Важнейшим фактором в пользу такой схемы концентрации солнечной энергии является то, что в сутках полдень один, а утро и вечер – это два временных периода. В летний период в России продолжительность дня 16–17 часов против 12–13 часов на экваторе и в тропиках. Концентратор будет отражать дополнительно в акваторию пруда и рассеянное солнечное излучение, которое утром и вечером имеет наибольшую интенсивность с той стороны небосвода, где в это время находится Солнце. Результаты проведенного автором расчета эколого-экономической эффективности, использования энергий солнечного соляного пруда, льда (воды) котлована, воздуха и биометана (части вырабатываемых энергий представленных на рисунке 3) системами холодоснабжения, теплоснабжения, горячего водоснабжения представлены ниже. Расчет систем проведен для широты города Омска (550 северной широты) для зоны недоступности теплоснабжения от городской ТЭЦ. Площадь солнечного соляного пруда (зоны аккумулирования солнечного излучения горячим рассолом) принята равной 78,5 м2. [Радиус пруда 5 м. Размеры пруда приняты из-за ограничения по конструктивным соображениям – площади концентратора, выполненного по рисунку 5 (с возможностью наклона по рисунку 4), что связано с периодически возникающими ветровыми нагрузками]. Общий, расчетный, объем котлована для приема всей теплоты, не использованной в термодинамических циклах, – 332 м3. Получены следующие расчетные показатели эксплуатации гелиохолодильника, системы горячего водоснабжения и теплового насоса: летняя выработка гелиохолодильником холода – 97 058 МДж;

№ 4(6) | март | 2012

ENERGY FRESH | № 4(6) | март | 2012

Рис. 6. Финансовый профиль системы холодотеплоснабжения со ставкой дисконтирования 18%

летняя выработка системой горячего водоснабжения теплоты – 62 353 МДж; зимняя выработка тепловым насосом теплоты – 264 820 МДж при потреблении 5281 м3 биометана (теплота сгорания 24 МДж/м3) для привода в работу компрессора ТНТП. Задавшись при растущем рынке энергопотребления ставкой дисконтирования 18%, определение дисконтированных чистых денежных поступлений или чистой приведенной величины дохода (NPV), характеризующей общий, абсолютный результат инвестиционного проекта, проведено с учетом эколого-экономических преимуществ энергетики ВИЭ по предлагаемой автором формуле: , где Bt – выгода (доход) от проекта в году t, руб.; k э = 1,15 – коэффициент (минимальное его значение, равное 1 /5 части от среднего), учитывающий эколого-экономическую выгоду ис-

пользования оборудования энергетики ВИЭ (российские и зарубежные оценки прямых социальных-экономических затрат, связанных с вредным воздействием электростанций, вырабатывающих электроэнергию за счет сжигания органического топлива, включая болезни и снижение продолжительности жизни людей, оплату медицинского обслуживания, потери производства, снижение урожая, восстановление лесов и ремонт зданий в результате загрязнения воздуха, воды и почвы дают величину, добавляющую около 75% мировых цен на топливо и энергию. По источнику [4], эти затраты для угольных ТЭС выше); kэн = 1,06 – коэффициент, учитывающий опережающий рост цен на произведенную энергию, а также сезонные эксплуатационные расходы и издержки при производстве этой энергии; Ct – затраты на проект в году t, руб.; r – ставка дисконта; n – число лет жизни проекта. На основании проведенных автором расчетов построен финансовый профиль проекта (рисунок 6).

В данной статье из-за наложенных на ее объем ограничений не раскрыта оригинальная установка выработки биометана (биогаза) с использованием энергии солнечного соляного пруда. Это техническое решение при заинтересованности читателей данным направлением энергетики ВИЭ будет представлено в дальнейшем. Рассмотренный вариант холодотеплоснабжения наглядно показывает, что у российской энергетики ВИЭ, основанной на использовании особенностей климатических условий средней полосы России, имеется хорошая обоснованность ее будущего. Примечания: 1) величина коэффициента kэ возрастает до значений 1,5–1,75 при возведении системы в пригородных, курортных, заповедных зонах и т.д.; 2) значение коэффициента kэн снижается по мере снижения, темпа роста стоимости генерируемых видов энергии в России; 3) ставка дисконта снижается по мере становления (развития) энергетики ВИЭ.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Кузнецов П.А. Организационная надежность управления ресурсным обеспечением при переустройстве аварийных объектов // Жилищное строительство. 2006. № 1. С. 5–6.

2. Осадчий Г.Б. Нетрадиционные варианты хладотеплоснабжения зданий // Технология машиностроения. 2004. № 1. С. 50–54.

3. Осадчий Г.Б. Солнечная энергия, ее производные и технологии их использования (Введение в энергетику ВИЭ). Омск: ИПК Макшеевой Е.А., 2010. 572 с.

4. Копылов А.Е. Экономические аспекты выбора системы поддержки использования возобновляемых источников энергии в России // Энергетик. 2008. № 1. С. 7–10.

www.energy-fresh.ru

энергосбережение | 39

Геотермальная энергетика

Высокотемпературная геотермальная система теплоснабжения: разработка и испытания Амерханов Р.А., д.т.н., Бутузов В.А., д.т.н., Брянцева Е.В., соискатель

Согласно принятой терминологии, различают геотермальные ресурсы до глубины 400 м от поверхности земли и глубинные – как правило, высокотемпературные. Установленная мощность высокотемпературных геотермальных систем теплоснабжения, по данным Всемирного геотермального конгресса 2010 года, (о. Бали, Индонезия) составила 50 583 МВт [1], в том числе в России – 0,4 ГВт.

В

2010 году в посeлке Розовом Лабинского района Краснодарского края было завершено строительство I очереди высокотемпературной системы теплоснабжения. Теплоснабжение посeлка обеспечивается от двух геотермальных скважин глубиной 2600 м. За тридцать лет их эксплуатации дебит теплоносителя на устьях каждой из скважин при безнасосном режиме эксплуатации уменьшился вдвое. Старая система теплоснабжения одноконтурная, с подачей геотермального теплоносителя в сети отопления и горячего водоснабжения (ГВС) зданий. При отсутствии эффективной противокоррозионной защиты тепловые сети и внутренние трубопроводы зданий прокорродировали и практически пришли в негодность. В октябре 2010 года была завершена первая очередь модернизации геотермального теплоснабжения с подключением 12 двухэтажных зданий общей мощностью 1,5 МВт. На рисунке 1 приведена принципиальная схема первоочередного геотермального теплоснабжения. На рисунке 2 представлен внешний вид здания геотермального центрального теплового пункта (ГЦТП), на рисунке 3 – его оборудование. В статье [2] приведено описание основных технических решений данной системы теплоснабжения.

40 | ENERGY FRESH

Для данной геотермальной системы теплоснабжения, в первом контуре которой в качестве греющего теплоносителя используется геотермальная вода, а во втором с двухтрубными распределительными сетями – химочищенная вода с открытой схемой водоразбора на горячее водоснабжение, температуры в подающем и обратном трубопроводах на выходе из ГЦТП определяются

,

(1)

,

(2)

где t1, t2 – температура сетевой воды на выходе из ГЦТП; Qo.p. – расчeтная тепловая мощность систем отопления зданий; tв.н.р. – расчeтная температура воздуха внутри здания; t н – температура наружного воздуха текущая; tн.р. – расчeтная зимняя температура наружного воздуха; с – теплоeмкость сетевой воды; G – расход сетевой воды. Для построения температурных графиков по формулам (1) и (2) в соответствии с действующими нормативными документами для открытых систем те-

плоснабжения принимаются следующие граничные условия: • при расчeтной температуре наружного воздуха tн.р. значение температуры теплоносителя в обратном трубопроводе по условиям ГВС принимается t2=60 0С; • при температуре наружного воздуха, соответствующей температуре начала отопительного сезона tн=8 0С, значение температуры в прямом трубопроводе по условиям ГВС принимается равным 60 0С; • узлы управления объектов оборудованы автоматическими регуляторами воды на ГВС, обеспечивающими в диапазоне температур наружного воздуха от плюс 8 0С до значения расчeтной зимней температуры наружного воздуха подачу потребителям горячей воды +60 0С путeм смешения воды подающего и обратного трубопроводов. Для повышения эффективности геотермального теплоснабжения необходимо обеспечить полное срабатывание теплового потенциала теплоносителя. Анализ опыта эксплуатируемых систем геотермального теплоснабжения показал, что это обеспечивается при последовательном подключении систем отопления жилых домов и теплиц. На рисунке 4 приведена принципиальная схема такого геотермального ЦТП.

№ 4(6) | март | 2012

ENERGY FRESH | № 4(6) | март | 2012

Рис. 1. Принципиальная схема первой очереди модернизации

Температура геотермальной воды перед теплообменником теплиц определяется ,

(3)

где Gт – расход геотермального теплоносителя на теплообменник отопления жилых домов; t2' – температура геотермальной воды после теплообменника отопления жилых домов; t1' – температура геотермальной воды на входе в ЦТП; Gп – перепускной расход геотермальной воды через трeхходовой регулирующий клапан системы отопления жилых домов. Расход геотермальной воды через трeхходовой регулирующий клапан системы отопления жилых домов:

Геотермальная система теплоснабжения (рисунок 1) состоит из теплопровода от скважины 4Т до насосного модуля, теплопровода от насосного модуля до центрального теплового пункта (ЦТП), самого ЦТП, сбросного теплопровода от ЦТП до врезки в существующий трубопровод, распределительных двухтрубных теплосетей от ЦТП до 12 двухэтажных объектов, автоматизированных узлов учeта отдельных объектов. На рисунке 5 представлена схема испытаний геотермальной системы теплоснабжения. Монтаж оборудования выполнен

ООО «Генерация». Испытания в рабочих режимах насосного модуля выполнялись специалистами ОАО «Южгеотепло» и Кубанского государственного аграрного университета. Измерения проводились штатными проектными приборами. Расход теплоносителя измерялся электромагнитными преобразователями типа ПРЭМ-2 с относительной погрешностью не более ± 2%. Датчики давления – типа Метран с относительной погрешностью не более ± 2%. Датчики температуры Pt-100 – с абсолютной погрешностью ± 1 0С. Для измерения уровня в баке-

, (4) где т– коэффициент инфильтрации теплиц; Vт – суммарный объeм теплиц; q то – отопительная характеристика теплиц; t твн – расчeтная внутренняя температура воздуха теплиц; ж – коэффициент инфильтрации жилых домов; Vж – суммарный объeм жилых домов; t жвн– расчeтная внутренняя характеристика зданий; tсл – температура геотермальной воды на сливе после ЦТП; с т – теплоeмкость геотермального теплоносителя.

www.energy-fresh.ru

Рис. 2. Внешний вид здания геотермального центрального теплового пункта

Геотермальная энергетика | 41

Геотермальная энергетика

Рис. 3. Оборудование геотермального центра теплового пункта

аккумуляторе применены датчики типа ДУ.У-1,95 с контроллером фирмы «ОВЕН», который управляет регулирующим клапаном заполнения бака. Обработка и архивирование данных датчиков выполняется тепловычислителем ВКТ-5 с погрешностью не более ± 4%. Для измерения мощности и тепловой энергии, передаваемой сетевой водой в отопительный контур, применены расходомеры типа ПРЭМ-2 с относительной погрешностью не более ± 2% на прямом и обратном трубопроводах, датчики температуры типа Pt-100 с абсолютной погрешностью ± 1 0С, датчики давления типа Метран с относительной погрешностью ± 2%. Подпитка системы теплоснабжения и компенсация расхода воды на горячее водоснабжение производится химочищенной водой

автоматизированной насосной станцией. Измерение расхода подпиточной воды осуществляется водомером ВСТ50 с относительной погрешностью ± 2 0 С с импульсным выходным сигналом. По значениям расходов, температур и давлений тепловычислитель определяет мощность и расход тепловой энергии. Двенадцать двухэтажных домов подключены к ГЦТП с устройством в каждом из них автоматизированных узлов учeта тепловой энергии. Пять из них для систем отопления оборудованы электромагнитными расходомерами Ду 20 мм типа ПРЭМ-2 с относительной погрешностью ± 4% на подающем и обратном трубопроводах. Для подачи воды на горячее водоснабжение установлен регулятор температуры фирмы Herz с подмешиванием воды из прямого и обратного трубопрово-

дов для обеспечения потребителей водой с температурой, равной 60 0С. Измерение расхода воды на ГВС производится водомерами типа ВСТ-25 с относительной погрешностью ± 2%. Узлы учeта тепловой энергии семи двухэтажных домов по отоплению оборудованы вихревыми расходомерами типа ВЭПС-25 с относительной погрешностью ± 2%. Измерение расхода горячего водоснабжения производится так же, как и в предыдущих пяти домах. На каждом трубопроводе отопления и ГВС узлов учeта потребителей установлены преобразователи температуры Pt-100, Pt-500 с абсолютной погрешностью ± 1 0С. Все 12 узлов учeта тепловой энергии двухэтажных домов оборудованы тепловычислителями типа ВКТ-7-03 с автономным элекропитанием. Анализ и обработка измерений тепловычислителей ВКТ-5 и ВКТ-7-03 производились по распечаткам часовых, суточных архивов с продолжительностью до 45 суток с проверкой по значениям показывающих измерительных приборов и по результатам сведения балансов тепловой энергии. В результате испытаний в эксплуатационных условиях геотермальной системы теплоснабжения получены следующие результаты: • полностью подтвердилась работоспособность основных проектных решений; • потребители впервые за последнее десятилетие получили надeжное отопление и горячее водоснабжение, в том числе при расчeтных температурах наружного воздуха (минус 21 0С – 14 февраля 2011 года); • фактическая температура геотермального теплоносителя на входе в гео-

Рис. 4. Принципиальная тепловая схема геотермального центра теплового пункта с последовательным подключением отопления

42 | ENERGY FRESH

№ 4(6) | март | 2012

ENERGY FRESH | № 4(6) | март | 2012

Рис. 5. Схема испытаний геотермальной системы теплоснабжения 1 – расходомер; 2 – датчик давления; 3 – тепловычислитель модуля; 4 – датчик температуры; 5 – насосная станция; 6 – бак; 7 – регулятор уровня; 8 – контроллер модуля; 9 – химводоподготовка; 10 – подпиточные насосы; 11 – сетевые насосы; 12 – пластинчатый теплообменник; 13 – датчик температуры наружного воздуха; 14 – контроллер ЦТП; 15 – регулятор теплообменника; 16– сливные насосы; 17 – тепловычислитель геотермального ЦТП; 18 – тепловычислитель потребителя; 19 – регулятор ГВС

термальный насосный модуль (30 м от скважины 4Т) в течение отопительного сезона 2010–2011 годов составила 95 0С. По исходным данным владельца скважины ОАО «Нефрегазгеотерм» – 99 0С; • фактический дебит геотермального теплоносителя на входе в геотермальный насосный модуль (ГНМ) в течение отопительного сезона 2010–2011 годов составил 400–500 м3/сут. По исходным данным ОАО «Нефтегазгеотерм» – 800 м3/сут.; • разгрузка напорных гидравлических режимов скважины при реализации данного проекта привела к стабилизации устьевого давления скважины. Давление геотермального теплоносителя на входе в ГНМ в течение отопительного сезона составляло 2–3 кгс/см2, что исключило необходимость включения насосной станции. По данным владельца скважины, минимальное давление – 0,2 кгс/см2; • расчeтным и экспериментальным путeм определeн температурный график 90–60 0С, обеспечивающий надeжное отопление и горячее водоснабжение двухэтажных объектов при

расчeтных температурах наружного воздуха (–20 0С); • при испытании оборудования геотермальной системы теплоснабжения при температурах ниже расчeтных (минус 21 0С) установлен значительный запас пропускной способности трeхходового регулятора расхода геотермального теплоносителя перед теплообменником, что показывает возможность его устойчивой работы при более низких температурах наружного воздуха; • фактическая часовая неравномерность потребления горячей воды превысила проектные значения, что привело к необходимости увеличения вместимости баков-аккумуляторов гелиоустановки, работающих на подпитку (12 м3); • узлы учeта потребителей по отоплению, оборудованные электромагнитными расходомерами (5 объектов), при эксплуатации показали большую надeжность, меньшее число сбоев, чем вихревые расходомеры (7 объектов). Основная причина – загрязнение фильтров и магнитов вихревых расходомеров;

• показания теплосчeтчиков ряда объектов существенно (до 30%) расходились с расчeтными проектными решениями в результате отступлений при монтаже систем отопления от норм проектирования (несколько тепловых вводов в каждый двухэтажный дом). Однако в целом по всем 12 домам суммарные тепловые нагрузки оказались близкими к проектным значениям; • узлы регулирования (клапана Herz) учeта воды на горячее водоснабжение (расходомеры ВСТ-25) показали в течение отопительного сезона надeжность и работоспособность. В результате наладочных испытаний фактический расход горячей воды на человека составил 80 литров в сутки, что существенно меньше (73%) расчeтных 110 литров в сутки; • геотермальные и распределительные тепловые сети, оборудованные диагностикой повреждения тепловой изоляции и утечек, надeжно без сбоев отработали в течение отопительного сезона в проектном режиме.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1) Lund I., Freeston D., Boyd T. Direct Utilization of Geothermal Energy. 2010. Worldwide Review // Proc. WGC-210. Bali, Indonesia, 25–29 April 2010.

2) Бутузов В.А., Томаров Г.В., Шетов В.Х. Реализация геотермального проекта в Краснодарском крае: I этап модернизации // Альтернативная энергетика и экология. 2011. № 2.

www.energy-fresh.ru

Геотермальная энергетика | 43

Тенденции

Эффект «дикаплинга» и возобновляемая энергетика Матвеев И.Е., Всероссийский научно-исследовательский конъюнктурный институт (ВНИКИ)

Мировая энергетика повторяет те же закономерности, что и экономика: она переходит от уклада к укладу, в котором доминирует определенный вид энергоносителя. В XX веке сформировался техногенный тип мирового экономического развития на базе разностороннего использования преимущественно углеводородных источников энергии: угля, нефти и газа, а также в значительно меньших объемах – атомной энергии и энергии воды (крупные ГЭС).

Т

еоретические модели, построенные в середине 1980-х годов с целью прогнозирования научнотехнического прогресса в энергетике, предсказывали продолжение процесса смены доминирующего энергоносителя в следующей последовательности: нефть – газ – ядерная энергия – солнечная энергия с переходом к водороду как вторичному энергоносителю. Следует подчеркнуть, что процесс перехода на следующий технологический уклад (ТУ), как показывает исторический опыт, неизбежно сопровождается повышенной турбулентностью глобальной экономики и кризисными явлениями, дополнительно стимулирующими общество к поиску и внедрению новых энергетических решений, что и происходит в настоящее время. В конце минувшего века ведущий энергоноситель 4-го технологического уклада (ТУ) – нефть – стал уступать свои позиции не атомной энергии, а газу, при этом значимость угля как стабилизирующего источника сохранилась. Это привело к изменению предполагаемого сценария и возникновению «газовоугольной паузы» как промежуточного этапа на пути к 5-му ТУ. Обобщения о текущей тенденции изменения парадигмы развития современного энергетического комплекса представлены в докладе Националь-

44 | ENERGY FRESH

ного института развития РАН «О стратегии развития экономики России» под общей редакцией С. Ю. Глазьева, в котором вделан вывод, что началом смены 4-го технологического уклада стал 2010 года, а будущая энергетика будет основана на атомных и гелиотехнологиях. В результате т рансформаций в 2001–2010 годах структура мирового

потребления первичной энергии приобрела более сбалансированный вид за счет сокращения доли нефти, а для неуглеводородных энергоисточников данный показатель не изменился и остался на уровне 13% (рисунки 1 и 2). Техногенный тип развития имеет существенный недостаток – он связан с увеличением антропогенной нагрузки на окружающую среду, истощением

Рис. 1. Структура мирового энергобаланса по традиционным видам топлива в 2001 г. Источник: рассчитано по BP Statistical Review of World Energy, June 2011.

Рис. 2. Структура мирового энергобаланса по традиционным видам топлива в 2010 г. Источник: рассчитано по BP Statistical Review of World Energy, June 2011.

№ 4(6) | март | 2012

ENERGY FRESH | № 4(6) | март | 2012

и деградацией природных ресурсов, поэтому уже с 1980-х годов в условиях обострения глобальных экологических проблем природосберегающий фактор начал играть все более существенную роль в экономике и обществе. Кроме того, в 2000-х годах окончание «эпохи» дешевой нефти и неуклонное повышение цен на энергоресурсы ускорили прохождение промышленноразвитыми странами – импортерами энергоресурсов той «точки невозврата», за которой государства ОЭСР взяли окончательный курс на высокотехнологичное, ресуросберегающее и экологичное развитие. В середине первого десятилетия в условиях начала перехода на 5-й ТУ в ряде стран ОЭСР ярко обозначилась тенденция опережающего роста ВВП по равнению с темпами расширения потребления первичной энергии, то есть результаты экономической деятельности стали достигаться с меньшими энергетическими затратами, или, иными словами, энергоэффективность ВВП начала стабильно увеличиваться. Данный эффект, отражающий растущее разделение трендов прироста ВВП и изменения потребления первичной энергии, получил название «дикаплинг» («расцепление»). В итоге на исходе первого десятилетия в странах ОЭСР произошла стабилизация потребления первичных энергоносителей, а в ряде промышленно развитых государств – его снижение в результате принятия широкомасштабных мер по повышению энергоэффективности, энергосбережению, развитию сектора ВИЭ, а также

Рис. 1. ВВП стран – членов ОЭСР в текущих ценах в 2003–2010 гг., млрд долл. Источник: ОЭСР.

Рис. 2. Потребление первичной энергии в мире, странах ОЭСР и развивающихся государствах в 2000–2010 гг., млрд т н. э. Источник: BP Statistical Review of World Energy, June 2011.

Рис. 3. Темпы изменения ВВП и спроса на первичную энергию в странах ОЭСР в 2001–2010 гг., % к предыдущему году. Источник: ОЭСР.

Таблица 1. Расходы на НИОКР в сфере энергетики в ведущих странах мира, млн евро

2001 г.

2003 г.

2006 г.

2008 г.

2009 г.

2010 г.

США

2596,3

2442,6

2547,5

3374,9

7481,6

3599,8

Япония

3351,7

3706,1

3472,8

3366,0

3142,3

3042,8

Франция

518,7

895,2

881,8

930,5

1029,6

..

Канада

265,3

315,4

480,0

502,7

760,4

869,7

ФРГ

322,0

404,9

416,2

487,8

601,8

609,9

Великобритания

45,0

47,7

149,6

194,3

325,1

554,2

Италия

348,4

337,0

393,5

389,8

352,5

313,0

Нидерланды

187,6

142,4

141,1

149,9

211,0

..

Швеция

137,5

144,1

127,2

145,5

154,7

154,9

Дания

53,7

27,9

88,1

88,0

105,2

142,0

Источник: European Commission«, BMWi, IEA.

www.energy-fresh.ru

Тенденции | 45

Тенденции

Рис. 4. Потребление первичной энергии ведущими странами Западной Европы в 1965–2010 гг., млн т н. э. Источник: BP.

Рис. 5. Потребление первичных энергоносителей в ФРГ в 2001–2011 гг., млн т н. э. Источник: Министерство экономики и технологий ФРГ.

«выталкиванию» энергоемких и вредных производств в другие регионы (рисунки 1, 2 и 3). Безусловно, глобальный финансовоэкономический кризис временно дестабилизировал ситуацию, однако он стал также своеобразным «стресс-тестом» для зарождающегося энергетического каркаса новой формации. В условиях

нестабильности мирового хозяйства ведущие экономики не отказались от ранее принятых стратегий, а, наоборот, укрепились в своем намерении активно внедрять энергосберегающие технологии и развивать возобновляемую энергетику, о чем свидетельствует неуклонный рост расходов на НИОКР (таблица 1).

По мнению стран «Большой восьмерки» («G-8»), в ближайшем будущем основными составляющими низкоуглеродного развития станут следующие базовые направления: • улавливание и утилизация СО 2 , в первую очередь в энергетике и промышленном секторе; • электрогенерация с использованием световой солнечной энергии (фотогальванических модулей); • электрогенерация с использованием энергии ветра; • масштабное внедрение электрического привода на транспорте; • повышение эффективности в первую очередь в энергоемких сегментах промышленности; • развитие атомной энергетики. Таким образом, эффект «расцепления» напрямую связан со стремлением промышленно развитых государств (в первую очередь нетто-импортеров углеводородов) к устойчивому развитию и одновременному повышению экологичности экономики. Более того, именно природосберегающие технологии рассматриваются ими как основной источник и движущая сила дальнейшего прогресса. Так, современная программа развития европейских стран – членов ОЭСР предполагает к 2020 году сокращение на 20% выбросов СО2 к уровню 1990 года, увеличение на 20% доли ВИЭ в расходной части энергобаланса и сокращение на 20% абсолютного потребления первичной энергии по сравнению с базовым сценарием, принятым ранее. Следуя в данном направлении, ведущие экономики Западной Европы, и в первую очередь ФРГ, Франция и Великобритания, уже к середине 2000-х годов переломили многолетнюю тенденцию роста энергопотребления (рисунок 4). В Евросоюзе сфера энергоэффективности и сектор ВИЭ рассматриваются как

Таблица 2. Государственные расходы ФРГ на НИОКР в энергетике в 2001–2008 гг., млн евро

2001 г.

2005 г.

2006 г.

2007 г.

2008 г.

Всего

388,6

416,5

407,8

419,4

491,1

Уголь и другие виды ископаемого топлива

14,2

10,4

12,2

15,8

29,5

ВИЭ

155,9

209,4

199,7

211,1

265,1

Эксплуатация АЭС

100,2

84,0

84,1

82,8

84,8

8,7

3,8

4,0

4,0

6,8

109,6

108,9

107,8

105,7

104,9

Вывод АЭС из эксплуатации Фундаментальные исследования в атомной отрасли

Источник: Министерство образования и научных исследований ФРГ, Министерство экономики и технологий.

46 | ENERGY FRESH

№ 4(6) | март | 2012

ENERGY FRESH | № 4(6) | март | 2012 Таблица 3. Мощность ВИЭ-установок и выработка электроэнергии с их использованием в ФРГ в 2001–2010 гг.

2001 г.

2005 г.

2007 г.

2008 г.

2009 г.

2010 г.

Энергия воды Выработка энергии (ГВт.ч)

23 241

19 576

21 249

20 446

19 059

19 694

Мощность оборудования (MВт)

4 600

4 680

4 720

4 740

4 760

4 780

Доля в суммарном потреблении электроэнергии ФРГ (%)

3,97

3,20

3,59

3,33

3,14

3,23

Энергия ветра Выработка энергии (ГВт.ч)

10 509

27 229

39 713

40 574

38 639

36 500

Мощность оборудования (MВт)

8 754

18 428

22 247

23 897

25 777

27 214

Доля в суммарном потреблении электроэнергии (%)

1,80

4,45

6,71

6,60

6,37

5,98

3 348

10 979

19 430

22 872

25 989

28 710

Мощность оборудования (MВт)

696

1 965

3 436

3 969

4 519

4 910

Доля в суммарном потреблении электроэнергии (%)

0,57

1,79

3,28

3,72

4,29

4,70

1 859

3 047

4 130

4 659

4 352

4 750

Мощность оборудования (MВт)

585

1 210

1 330

1 440

1 460

1 480

Доля в суммарном потреблении электроэнергии (%)

0,32

0,50

0,70

0,76

0,72

0,78

Биомасса Выработка энергии (ГВт.ч)

ТБО Выработка энергии (ГВт.ч)

Энергия солнца (световая) Выработка энергии (ГВт.ч)

76

1 282

3 075

4 420

6 578

12 000

Мощность оборудования (MВт)

186

2 056

4 170

6 120

9 914

17 320

0,013

0,209

0,519

0,719

1,085

2,0

Доля в суммарном потреблении электроэнергии (%)

Геотермальная энергия Выработка энергии (ГВт.ч)

0

0,2

0,4

17,6

18,8

27,2

Мощность оборудования (MВт)

0

0,2

3,2

3,2

7,5

7,5

Доля в суммарном потреблении электроэнергии (%)

0

0

0

0,003

0,003

0,004

Источник: Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien – Statistik, BMWi.

«драйверы» инновационной модернизации экономики. Согласно общеевропейскому плану развития возобновляемой энергетики, к 2020 году технологический прорыв и последующее значительное расширение выработки энергии с использованием ВИЭ может привести к резкой трансформации энергетического хозяйства, при этом намеченный ориентир по достижению 20%-й доли ВИЭ в энергобалансе может быть пересмотрен в сторону повышения – до 24,4%.

В объединенной Европе «локомотивом» развития является четвертая экономика мира – Германия, которая находится на острие научнотехнического прогресса и обладает особым экономическим «чутьем». При этом ее экономический, научный и технический потенциалы, а также выдающиеся лидерские качества способны «ломать» традиционные стереотипы и устоявшиеся мнения; на основе всестороннего анализа и общественного

консенсуса ФРГ принимает решения, являющиеся в определенной степени революционными. Процессы, происходящие в энергетике и экономике страны, на наш взгляд, могут служить предвестниками будущих структурных сдвигов в ЕС (с определенным временным лагом), поэтому заслуживают более детального рассмотрения. Так, в первые 10 лет XXI века на фоне поступательного экономического развития ФРГ достигла выдающихся

Таблица 4. Выработка тепловой энергии на базе ВИЭ в ФРГ в 2001–2010 гг., ГВт.ч

2001 г.

2005 г.

2007 г.

2008 г.

2009 г.

2010 г.

Биомасса

58 220

79 746

86 670

93 133

103 247

103 247

ТБО

3 421

4 692

4 783

5 020

10 863

11 850

Энергия солнца (тепловая)

1 587

2 778

3 638

4 134

4 733

5 200

Геотермальная энергия

1 765

2 294

3 415

4 168

4 931

5 585

Доля указанных источников в суммарном потреблении тепловой энергии ФРГ

4,24

5,89

7,22

7,40

8,40

9,40

Источник: Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien – Statistik, BMWi.

www.energy-fresh.ru

Тенденции | 47

Тенденции

Рис. 6. Темпы изменения ВВП и спроса на первичную энергию в Германии в 2001–2010 гг., % к предыдущему году. Источник: Министерство экономики и технологий ФРГ.

результатов по экономии энергии: в указанный период спрос на первичные энергоносители сократился на 6,4% и в 2010 году достиг 307, 4 млн т н. э. в год – самого низкого уровня со времен нефтяного кризиса 70-х годов (в 1970 году – 309,7 млн т), при этом углеводородные энергоносители (нефть, газ, каменный и бурый уголь) имели различные темпы снижения потребления, а сектор ВИЭ, напротив, демонстрировал уверенный рост (рисунок 4). Страна начала активное освоение сферы ВИЭ в конце XX века, когда многие экономики мира по различным причинам не рассматривали всерьез данный вид источников энергии (кроме крупных ГЭС), а после резкого рывка в 2000-х годах Германия вышла в европейские лидеры по уровню развития биотопливной промышленности, солнечной энергетики и ветроэнергетики. Во многом это было связано со становлением отраслевой науки; данные о государственных расходах на НИОКР в энергетике свидетельствуют о расстановке соответствующих акцентов (Таблица 2). В итоге в 2010 году в электрогенерации доля ВИЭ приблизилась к 17%, в производстве тепловой энергии – превысила 9%, а в целом за десятилетие

выработка «чистой» энергии (тепловой и электроэнергии) расширилась почти в 4 раза, при этом она стала широко применяться не только в секторе недвижимости, но и в энергоемких сегментах промышленности и на транспорте (таблицы 3 и 4). В 2000-х годах эффект «расцепления» привел к прогрессивному снижению энергоемкости ВВП страны с 0,16 т в 2001 году до 0,14 т н. э./тыс. долл. в 2010 году (в 2010 году в целом по ОЭСР – 0,16, во Франции – 0,15, в Великобритании – 0,12), а энергоэффективность ВВП выросла на 22% (рисунки 6 и 7). И теперь главный вопрос: а что же дальше? Как будет трансформироваться энергетическое хозяйство ФРГ после текущей турбулентности мировой экономики и куда будет направлен основной вектор развития национальной (а затем, возможно, и европейской) энергетики? Ответ: «чистая» электрификация. Авторская оценка дальнейшего развития спроса на первичные энергоносители в ФРГ представлена на рисунке 8. Обращает на себя внимание тот факт, что, согласно уже имеющимся данным за 2011 году, потребление газа, угля и суммарного показателя для неуглево-

Рис. 7. Энергоэффективность ВВП ФРГ в 2001–2010 гг., евро/ГДж (ВВП в ценах 2005 г.). Источник: Министерство экономики и технологий ФРГ.

48 | ENERGY FRESH

дородных источников энергии максимально сблизились, при этом кривая основного энергоносителя – нефти – имела ярко выраженную понижательную тенденцию. В среднесрочной перспективе (в 2012–2015 годах), согласно нашему прогнозу, потребление газа начнет отставать от спроса на неуглеводородные источники, а после 2015 года они будут стремиться занять доминирующее положение. Следовательно, в настоящее время в Германии формируются предпосылки для структурного сдвига расходной части энергобаланса в сторону электроэнергии, выработанной с использованием крупных генерирующих объектов (тепловых электростанций, АЭС, мощных ГЭС), и ВИЭ-установок, присоединенных к общим энергетическим сетям. Кроме того, в сетевом хозяйстве ФРГ проводится целенаправленная работа по его подготовке к масштабному использованию распределенных ВИЭ, повышению надежности энергообеспечения и управляемости всем электроэнергетическим комплексом, а также интеграции в общеевропейскую силовую сеть. Таким образом, можно сделать заключение, что в результате дальнейшего развития возобновляемой энергетики, масштабной перестройки и модернизации секторов генерации, передачи и распределения в среднесрочной перспективе в национальной экономике одна из ведущих ролей будет принадлежать электроэнергии, причем с достаточно высокой долей «чистой» энергии.

№ 4(6) | март | 2012

ENERGY FRESH | № 4(6) | март | 2012

Рис. 7. Изменение потребления базовых первичных энергоносителей в ФРГ в 2001–2015 гг. Источник: BMWi, прогноз автора.

Особенность, выявленная автором в приведенном обобщении, совпадает с прогнозом Европейского союза электроэнергетиков Euroelectric, в котором отмечается, что уже в 2010 году в «ЕС-27» потребление электроэнергии восстановилось до предкризисного уровня и в дальнейшем данный показатель будет стабильно увеличиваться. В итоге в период после 2020 году в структуре потребления первичных энергоносителей объединенной Европы доля электроэнергии превысит аналогичные показатели для остальных первичных энергоносителей за исключением нефти. Сопоставляя приведенные прогнозы для ФРГ и ЕС, представляется, что Германия опережает общеевропейское развитие в среднем на 5–7 лет, что в экономическим плане обеспечивает стране серьезные конкурентные преимущества. По оценке Министерства окружающей среды, защиты природы и безопасности атомных реакторов («BMU»), к 2020 году мировой оборот экологически безопасных технологий может достичь 2 трлн евро и ФРГ стать одним из лидеров данного рынка. Несколько слов об атомной отрасли, поскольку ее вклад в национальную электрогенерацию достаточно высок (в 2010 году – 17,7%).

www.energy-fresh.ru

В государстве еще в середине 2000-х годов обострилась дискуссия между сторонниками и противниками использования атомной энергии, а в текущем году правительство Германии намерено принять окончательное решение по вопросу об отказе от атомной генерации к 2022 году (при этом следует учитывать, что ФРГ на 100% зависит от импорта ядерного топлива, что существенным образом влияет на энергобезопасность страны). По нашей оценке, вполне вероятно, что будет принято положительное решение, предусматривающее определенный компромисс. Так, Министерство экономики и технологий разработало проект «Концепции развития энергетики ФРГ», в котором предлагает осуществить постепенный вывод АЭС из эксплуатации с таким расчетом, чтобы выиграть время для замещения атомной генерации выработкой энергии на базе ВИЭ, а также создания промышленных ВИЭ-технологий в тех сегментах возобновляемой энергетики, где они еще пока не созданы. В результате в долгосрочной перспективе атомная энергетика позволит поддерживать на необходимом уровне надежность национального энергоснабжения, а затем постепенно уступит место сле-

дующему поколению генерирующих объектов. То есть, по замыслу ФРГ, атомная энергетика должна стать «мостом» между атомной энергией и «зелеными» технологиями, которые правительство Германии, а также руководство ЕС напрямую увязывают с экономическим ростом и оптимизацией энергопотребления, и это заставляет говорить об эффекте «дикаплинга» как об успешно укрепляющемся тренде. В заключение необходимо подчеркнуть, что в вопросе об отказе от атомной энергетики большинство стран объединенной Европы пока не готовы последовать предложению Германии, тем самым в дальнейшем ФРГ может получить возможность импортировать дешевую атомную электроэнергию с сопредельных территорий через трансграничные переходы, а соответствующие риски оставить за пределами страны. И еще один важный момент. Амбициозные планы Германии по реформированию энергетики имеют под собой надежный фундамент (в отличие, например, от Японии) – в государстве действует и продолжает расширяться мощная газовая инфраструктура, позволяющая наращивать и диверсифицировать как поставки трубопроводного газа, так и СПГ.

Тенденции | 49

Пути развития

Уважаемые коллеги, дорогие друзья! Приглашаем вас принять участие в главном событии года – IV Центральном международном форуме ENERGY FRESH 2012 по возобновляемым источникам энергии и энергоэффективности, который состоится 30–31 октября 2012 года в МВК «Крокус Экспо».

IV Международный форум

ENERGY FRESH 2012 50 | ENERGY FRESH

№ 4(6) | март | 2012

ENERGY FRESH | № 4(6) | март | 2012

О

рганизатор форума – компания SBCD Expo. Эксперты отмечают рост интереса россиян к теме использования возобновляемых источников энергии и энергосберегающих технологий, и эти оценки полностью подтвердила прошедшая 28–29 сентября 2011 года в Москве, в ЦВК «Экспоцентр», выставка ENERGY FRESH 2011, которая собрала более 200 экспонентов и конгрессменов из субъектов Российской Федерации, стран СНГ и 12 стран мира. В работе форума приняли участие представители региональных и муниципальных властей, ведущие российские и международные промышленные компании, научно-исследовательские институты, проектные бюро. На торжественной церемонии открытия III Международной выставки ENERGY FRESH 2011 выступил Э.Г. Гулиев, издатель, главный редактор журнала ENERGY FRESH, руководитель проекта ENERGY FRESH, а также почетные гости мероприятия: А.А. Либет, член Общественной палаты РФ, руководитель рабочей группы по вопросам энергообеспечения, энергоэффективности и энергосбережения, заместитель председателя Общественного совета при Министерстве промышленности и торговли РФ; Андреас Томас, старший вице-президент по развитию бизнеса Vestas Central Europe; В.Х.Бердин, директор департамента стратегического планирования и партнерства Международного центра устойчивого энергетического развития под эгидой

www.energy-fresh.ru

ЮНЕСКО; Antonio Bertolaso, директор по внешним связям ECOWARE S.p.A.; Исмо Коскинен, советник по науке, технике, транспорту, энергетике и защите окружающей среды Представительства Европейской комиссии в России. На выставке можно было ознакомиться с продукцией ведущих мировых производителей чистой энергии: это высокотехнологичные солнечные панели на основе поли- и монокристаллов компании WESWEN и компании POWERCOM, тонкопленочные солнечные панели компания HEVEL, ветротурбины компании VESTAS и SIEMENS, электромобили, электроскутеры, электромотоциклы, электровелосипеды, гольф-кары компаний Well ness и Ekomotors. Премьера этого года – электромобиль Nissan Leaf, тепловые насосы WESWEN, интересные решения для любителей путешествий, пикников, охоты, рыбалки, альпинизма – генераторы на солнечной энергии фирмы SMARTSOLAR, светодиодные лампы, энергоэффективные уличные фонари и решения для уличной рекламы компании ACMEPOWER и многое-многое другое. Подробнее о выставке ENERGY FRESH 2011 можно прочитать здесь. В рамках форума проходил III Международный конгресс ENERGY FRESH 2011, который продемонстрировал возрастающую актуальность вопросов использования возобновляемых источников энергии в России, заинтересованность российских госструктур и бизнеса в зарубежном опыте по разработке и внедрению ВИЭ, усиливающееся желание иностранных производителей

Пути развития | 51

Пути развития выходить на российский рынок со своими многочисленными предложениями, а также вскрыл неготовность российской законодательной базы к появлению такого непривычного для нашей страны понятия, как «возобновляемые источники энергии». Открыл пленарное заседание, посвященное перспективам развития ВИЭ в России, и произнес приветственное слово участникам конгресса Эльчин Гулиев, издатель, главный редактор

Следующий выступающий Владимир Литвак, руководитель подразделения новой энергетики, энергоэффективности и экологического финансирования департамента инвестиционнобанковской деятельности компании «ВТБ Капитал», сообщил, что подразделение, которое он возглавил, было создано всего неделю назад, и рассказал о деятельности «ВТБ Капитал», в сфере финансирования проектов ВИЭ и энергоэффективности.

черкнул важность миссии и стратегии ECOWARE S.p.A., а также поделился надеждами, которые компания связывает с российским рынком. Руководитель направления отдела развития компании Viessmann Михаил Мурашко заострил внимание на различиях плоских и вакуумных коллекторов, производимых компанией для обеспечения частных и муниципальных объектов горячим водоснабжением.

Людмила Кожанова, руководитель сектора мировой энергетики в контексте устойчивого энергетического развития Департамента научно-экспертной и аналитической деятельности Международного центра устойчивого энергетического развития под эгидой ЮНЕСКО, рассказала о деятельности МЦУЭР, направленной на реформирование энергоэффективности, энергосбережения и использования ВИЭ в Российской Федерации. В секции «Солнечная энергетика» выступили представители крупнейших компаний, производящих солнечные панели и оборудование для солнечной энергетики. Барбара Рудек, управляющая по делам государственной политики, рассказала собравшимся о стратегии компании в меняющейся среде и роли новых рынков. Антонио Бертолазо, директор по внешним связям компании ECOWARE S.p.A., вкратце осветил вопрос применения солнечной энергетики в мире, под-

Себастьян Хаупт, менеджер по солнечным технологиям MAG Switzerland, выступил с докладом «Возможности и проблемы для инвестирования в заводы по производству солнечных модулей». С докладом «Мировой производитель солнечных решений – теперь и в России» выступил Алексей Морозов, менеджер по дистрибуции представительства POWERCOM Russia. Он заме-

Официальное открытие Форума ENERGY FRESH 2011

журнала ENERGY FRESH, руководитель проекта ENERGY FRESH. Первый доклад Исмо Коскинена, советника по науке, технике, транспорту, энергетике и защите окружающей среды Представительства Европейской комиссии в России, затрагивал вопросы сотрудничества ЕС и России в области энергоэффективности и возобновляемых источников энергии.

52 | ENERGY FRESH

№ 4(6) | март | 2012

ENERGY FRESH | № 4(6) | март | 2012

тил, что Восточная Сибирь не уступает по уровню инсоляции югу России, и заверил собравшихся в больших перспективах солнечной энергетики в нашей стране. Начальник отдела развития бизнеса в СНГ компании Hevel Максим Шевченко рассказал о передовой технологии, которую применяет компания при создании тонкопленочных солнечных панелей, и об использовании солнечной энергии в объектах инфраструктуры.

посвятила свой доклад Вера Кудрявцева, сотрудница НП «Совет рынка». Она представила анализ текущей ситуации и осветила вопросы развития механизмов поддержки возобновляемых источников энергии в России. Заключительная секция конгресса «Энергосбережение. Электро- и экотранспорт. Биотопливо. Переработка бытовых и промышленных отходов» открылась докладом Ни-

Филипп Дьяков, сотрудник компании NISSAN, представил инновационные технологии в области энергоэффективности, которые легли в основу первого массового электромобиля Nissan Leaf. Первый заместитель генерального директора завода «Волжский дизель им. Маминых» Игорь Духанин выступил с докладом «Энергоэффективное производство и преобразование энергии на органическом топливе и других источниках». Справка На выставке можно было ознакомиться с продукцией ведущих мировых производителей чистой энергии: это высокотехнологичные солнечные панели на основе полии монокристаллов компании WESWEN и компании POWERCOM, тонкопленочные солнечные панели компании HEVEL, ветротурбины компаний VESTAS и SIEMENS, электромобили, электроскутеры, электромотоциклы, электровелосипеды, гольф-кары компаний Well ness и Ekomotors и многое-многое другое.

Сергей Скроцкий, эксперт департамента технической поддержки «АккуФертриб», рассказал о трех вариантах технологий изготовления специальных аккумуляторов компании GNB Industrial Power для систем с использованием энергии солнца и ветра. Секцию «Ветроэнергетика» открыл Андреас Томас, старший вице-президент по развитию бизнеса Vestas Central Europe, рассказав о разработке и реализации проектов компании на развивающихся рынках. Отметим, что компания Vestas стала серебряным спонсором форума ENERGY FRESH 2011. Константин Беляев, ведущий специалист департамента энергии из возобновляемых источников компании Siemens, выступая с докладом «Перспективы развития возобновляемых источников энергии в России», отметил, что сценарии развития ветроэнергетики в нашей стране сконцентрированы в 2010 году. Вопросам законодательства в сфере возобновляемых источников энергии

www.energy-fresh.ru

колая Забелина, заместителя декана по научной работе энергомашиностроительного факультета СПбГПУ, представляющего «Газпром трансгаз Санкт-Петербург», в котором он, в частности, рассказал о новой разработке – микротурбодетандерном генераторе МДГ-20, предназначенном для электроснабжения газораспределительной станции.

Уникальную разработку – инфракрасный обогреватель «ПЛЭН» – представил Сергей Смолин, технический директор ООО «ЭСБ-Технологии». Об инновационном направлении развития электротранспорта – резонансной системе электроснабжения транспорта – рассказал в своем докладе Владимир Королев, заведующий лабораторией ГНУ «ВИЭСХ». Прошедший форум вызвал небывалый интерес и получил высокую оценку российского и международного делового сообщества, а также профессиональных и научных кругов. Часто звучащее в выступлениях зарубежных спикеров слово «believe» носило символический характер. И организаторы, и экспоненты, и конгрессмены форума ENERGY FRESH, да и многочисленные посетители выставки верят в то, что возобновляемые источники энергии займут должное место в энергетической системе России, ведь будущее чистой энергии – это в первую очередь светлое будущее наших детей.

Пути развития | 53

Пути развития

Международная конференция ENERGY FRESH BIO 2011 Круглый стол по биоэнергетике ENERGY FRESH BIO 2011, организованный компанией SBCD EXPO, прошел 1 декабря 2011 года в Москве, в Radisson Slavyanskaya Hotel & Business Centre.

Фото 1. Пленарное заседание

В

мероприятии приняли участие представители органов государственной власти и местного самоуправления, государственных и коммерческих предприятий и организаций, научно-исследовательских институтов и вузов, монтажных и сервисных компаний. Круглый стол провел Эльчин Гулиев, издатель, главный редактор журнала ENERGY FRESH, руководитель проекта ENERGY FRESH. Людмила Кожанова, руководитель сектора мировой энергетики в контексте устойчивого энергетического развития МЦУЭР под эгидой ЮНЕСКО, выступила с докладом «Развитие сектора биоэнергетики в Российской Федерации и деятельность МЦУЭР под эгидой ЮНЕСКО в рамках этих вопросов». Она отметила, что МЦУЭР проводил анализ проблем и перспектив мировых рынков биотоплива в рамках программы «Дорожная карта», а также разработал образовательную программу на тему «Экологическое управление энергетическими ресурсами». Игорь Матвеев, старший научный сотрудник Всероссийского научно-

54 | ENERGY FRESH

исследовательского конъюнктурного института (ВНИКИ), заведующий сектором топливно-энергетических ресурсов, рассказал об основных тенденциях развития биотопливной промышленности Европейского союза (ЕС), среди которых назвал перемещение производства сырья для выпуска биотоплива первого поколения в страны Центрально-Восточной Европы и Балтии, внедрение новых технических культур для выпуска биотоплива с целью увеличения посевных площадей, непригодных для выращивания продовольственных культур, стабилизации объемов производства топлива в течение года, снижения производствен-

Фото 2. Владислав Морозов, исполнительный директор Корпорации «БиоГазЭнергоСтрой»

ных затрат и стоимости конечного продукта, а также создание промышленных технологий изготовления биотоплива второго поколения на основе термохимических процессов и химических и биологических технологий, которые могут появиться к 2020 году. Биотопливная отрасль, которой в ЕС оказывается серьезная государственная поддержка, к 2020 году продолжит занимать лидирующие позиции в структуре возобновляемых источников энергии. Спрос на биотопливо со стороны теплоэнергетического сектора и электрогенерации будет расти, что будет способствовать повышению автономности в энергообеспечении небольших объектов. Старший научный сотрудник Всероссийского института научной и технической информации РАН Октай Мамедов выступил с докладом «Комплексная оценка использования биотоплива в энергетике». Он предложил рассматривать биоэнергетику и оценивать ее перспективы в контексте политических, экономических, социальных и экологических проблем. Докладчик напомнил о причинах принятия США в 1978 году закона, который дал толчок развитию

№ 4(6) | март | 2012

ENERGY FRESH | № 4(6) | март | 2012

Фото 3. Александр Самарин, директор; Дмитрий Якубов, 1-й заместитель директора, Фонд «Энергоэффективность» Ярославской области

возобновляемых источников энергии, и о статье нобелевского лауреата Пола Круцена, опубликованной в журнале Chemistry World и затрагивающей вопросы влияния биотоплива на приближение глобального потепления и возникновение парникового эффекта. Возобновляемая энергетика, по мнению докладчика, более применима для малых стран или стран с неэнергоемкой промышленностью, а у России другие задачи, поэтому альтернативная энергетика в нашей стране не получила должного развития. Константин Лапин, заместитель генерального директора по научной работе в области возобновляемых источников энергии ООО «Биофонд-Алтай», рассказал о трех проектах на основе возобновляемых источников энергии, которые планируется построить на территории Алтайского края. Это энергетический комплекс ВИЭ на площадке СХАПЗ «Степной» Ненецкого национального района, энергетический комплекс ВИЭ на площадке ООО «Алтаймясопром» Тальменского района и энергетический комплекс ВИЭ для проекта «Лебедь» Советского района. Исполнительный директор корпорации «БиоГазЭнергоСтрой» Владислав Морозов представил немецкую технологию строительства биогазовых станций, работающих на органических отходах от ферм КРС (крупного рогатого скота), свиноферм, птицефабрик и других подобных предприятий, и рассказал о реализованных за рубежом и в России проектах. Первая в России теплоэлектростанция, работающая на биогазе, полученном от переработки органических отходов, была построена и введена в эксплуатацию в Калужской области в д. Дошино в 2009 году. Елена Федорова, начальник департамента сопровождения ВИЭ (возобнов-

www.energy-fresh.ru

Фото 5. Иварс Лиепиньш, председатель совета директоров AO KOMFORTS; Владимир Кабаков, заведующий отделом ОАО ЭНИН им. Г.М. Кржижановского

ляемых источников энергии) НП «Совет рынка», выступила с докладом «Механизмы поддержки ВИЭ в России». Она рассказала о нормативных документах, которые регулируют развитие генерирующих объектов ВИЭ на территории Российской Федерации, о механизмах поддержки генераторов ВИЭ на оптовом рынке, а также о критериях квалификации генерирующих объектов ВИЭ. Владимир Велькин, доцент кафедры атомной энергетики Уральского федерального университета им. первого Президента России Б.Н.Ельцина, сообщил о технологиях и способах повышения эффективности биогазовых установок, биоэнергетических коэффициентах и способах их повышения. Он подчеркнул, что использование биогазовых технологий в России требует создания специальных конструкций биогазовых установок с рекуперацией тепла и высокой степенью тепловой защиты. Сергей Щеклеин, профессор, заведующий кафедрой атомной энергетики Уральского федерального университета им. первого Президента России Б.Н.Ельцина, рассказал о разработанных сотрудниками университета установках возобновляемой энергетики, направленных на получение этилового спирта, и отметил, что использование ультразвуковой стимуляции брожения

Фото 4. Людмила Кожанова, МЦУЭР под эгидой ЮНЕСКО

и деаэрации позволяет снизить уровень энергетических затрат почти на порядок. Применение установок возобновляемой энергетики в качестве источников тепла и электричества позволяет создавать запасы жидкого топлива в периоды пиков. Владимир Кабаков, доцент, заведующий отделом Энергетического института им. Г.М.Кржижановского, заметил, что одним из новых решений в мире по ВИЭ является добавление к солнечной станции котла на биомассе, предназначенного для покрытия нагрузок в часы пика или в периоды отсутствия должного поступления солнечной энергии. Подобные комбинированные установки сооружаются в Китае (биомасса – ивовая древесина), в Бразилии (биомасса – продукты переработки кокосов), в странах Средиземноморья (биомасса – продукты чистки леса), в Иордании. Такое необычное использование биомассы способствует проведению столь популярной и выгодной политики диверсификации топлив. Сами же эти энергоустановки применяются для водо-, тепло- и энергоснабжения. При комбинации солнечной энергии и биотоплива наиболее широко используются параболоцилиндрические концентраторы. В США гранты на развитие этих установок, в том числе от Министерства энергетики США, составляют более 40 млн US$ на 3 года. Управляющий ОДО «ЭНЭКА» Григорий Кузьмич рассказал об опыте и перспективах строительства мини-ТЭЦ на природном газе и ВИЭ в Беларуси. Круглый стол по биоэнергетике ENERGY FRESH BIO 2011 продемонстрировал текущий уровень развития российской и мировой биоэнергетики и очертил перспективы биоэнергетической отрасли. Мероприятие получило высокую оценку деловых и научных кругов.

Пути развития | 55

Пути развития

Фото 4. Природа в ожидании чуда. Остров Корфу, Греция

56 | ENERGY FRESH

№ 4(6) | март | 2012

ENERGY FRESH | № 4(6) | март | 2012

Итоги фотоконкурса «Земля как предчувствие – Planet dreaming» Фотоконкурс «Земля как предчувствие – Planet dreaming» был организован проектом ENERGY FRESH и проводился на портале возобновляемых источников энергии Energy-fresh.ru в октябре – декабре 2011 года.

www.energy-fresh.ru

Пути развития | 57

Пути развития

Фото 1. Камчатка. Небольшая придорожная автозаправочная станция

Концепция конкурса • Предчувствие – это метафизическое понятие.

• Останавливается время, пространство, и человек получает возможность заглянуть за край.

• Край – это главное понятие, за ним либо одно, либо другое.

интересно задуматься над тем, а что же все-таки представляет собой Земля, на которой мы живем? Что мы берем у нее и что готовы предоставить ей взамен».

• Дарима Чингисовна Дамдинова: «Что такое небо? Глупый вопрос, но каждый ответит на него по-разному.

Участники конкурса сопровождали свои фотоработы краткими комментариями. Вот выдержки из некоторых: • Наталья Анатольевна Рыжкова: «Все три фотографии, которые я выбрала для конкурса, были сделаны на полуострове Камчатка в августе 2010 года. Я долго находилась под впечатлением от увиденного, да и сейчас, по прошествии года, эмоции переполняют даже при воспоминаниях об этой поездке – настолько необычна, первозданна и непередаваема красота этих мест! Мне кажется, что в связи с недавним событием – рождением 7-миллиардного жителя планеты – каждому будет

Фото 2. На пути в сказку

58 | ENERGY FRESH

Кто-то скажет, что это свод, пространство, которое просто окружает землю; кто-то назовет его огромным полотном, представляющим нам неповторимые образы, узоры, картины; кто-то кинется в запутанные объяснения физики; а кто-то будет вас убеждать, что небо – это место пребывания Бога, душ умер-

№ 4(6) | март | 2012

ENERGY FRESH | № 4(6) | март | 2012

Фото 3. Тиерра дель Фуэго, или Огненная Земля

ших людей, это целый мир, в котором все обрели свое счастье и покой. Оно притягивает и манит. Это не просто красивая рамочка, это неотъемлемая часть нашей планеты и каждого человека в отдельности».

• Андрей Дмитриевич Бондаренко: «Время проходит!» – привыкли вы говорить вследствие установившегося неверного понятия. «Время вечно: проходите вы!» – так однажды отметил немецкий юморист и журналист Мориц-Готлиб Сафир. Ну что же, по крайней мере честно, просто и с юмором. Сложные сентенции о настоящем моменте как пересечении конечного и бесконечного уже с трудом даются обычному человеку. И вот, проходя по

коридору вечного времени, я просто навожу фотоаппарат, пытаясь найти и запечатлеть отдельные мгновения. Мгновения, которые на самом деле не что иное, как одни из множества одновременно существующих возможностей запечатлеть окружающую действительность. Это осколки параллельных реальностей. Ничего не складывается просто так. Возможно, и они явились отражением некоего предчувствия, предчувствия Земли, Земли как предчувствия. Planet dreaming». Редакционный совет во главе с главным редактором журнала ENERGY FRESH, руководителем проекта ENERGY FRESH Эльчином Гулиевым считает, что все четыре фотоработы, отмеченные

на первом этапе подведения итогов фотоконкурса «Земля как предчувствие – Planet dreaming», достойны стать победителями. Поздравляем победителей и благодарим всех за участие в нашем конкурсе! Все работы, представленные на конкурс, можно посмотреть на портале Energy-fresh.ru в разделе «Фотоконкурс» – http://www.energy-fresh.ru/ competition/planetdreaming/.

Называем имена финалистов и публикуем лучшие фотографии, наиболее полно отражающие тематику фотоконкурса 1. «Камчатка. Небольшая придорожная автозаправочная станция». Автор фотографии – Наталья Анатольевна Рыжкова.

2. «На пути в сказку». Автор фотографии – Дарима Чингисовна Дамдинова.

3. «Тиерра дель Фуэго, или Огненная Земля». Остров на южном краю земли, где зимой температура не опускается ниже 0С, а летом не поднимается выше 10 0С. Местные индейские племена до появления европейцев бродили здесь голышом и никогда не болели. Потом сюда приплыл Дарвин на корабле Бигль и написал «Происхождение видов». А сейчас отсюда отправляются корабли в Антарктиду. Суровый и очень живописный край. Автор фотографии – Андрей Дмитриевич Бондаренко.

4. «Природа в ожидании чуда. Остров Корфу, Греция». Автор фотографии – Александр Иванович Овсяницкий.

www.energy-fresh.ru

Пути развития | 59

подписной Экоархитектура купон

Пожалуйста, заполняйте разборчиво печатными буквами! Фамилия: Имя:

Отчество:

Должность: Название компании: Почтовый индекс: Город: Район/область: Адрес: Телефон:

Факс:

E-mail: Сайт: Для получения бесплатной подписки на журнал Energy Fresh заполните данную анкету и отправьте ее по факсу: +7 (495) 788-88-92. Также Вы можете оформить подписку на сайте: http://www.energy-fresh.ru/contacts

центральная выставка возобновляемых источников энергии energy fresh 2012

Москва, МВК «Крокус Экспо» 30–31 октября 2012 г.