Energy Fresh March

№1(3) март 2011

www.energy-fresh.ru

RESPONSIBILITY. OPPORTUNITY. REALITY.

16

Рекомендации к проектированию ветропарков на основе опыта эксплуатации ветропарка в Калининградской области

38

800 километров на одном дыхании

40

Эффективный энергоменеджмент и управление выбросами парниковых газов

44

Энергоэффективный загородный дом

22

в номере:

Перспективы развития ветроэнергетики в Республике Калмыкия 4 В номере | 6 FRESH NEWS | 10 солнечная энергетика | 10 Россия в свете мировых тенденций солнечной энергетики | 16 ВЕтроэнергетика | 16 Рекомендации к проектированию ветропарков на основе опыта эксплуатации ветропарка в Калининградской области | 22 Перспективы развития ветроэнергетики в Республике Калмыкия | 26 энергосбережение | 26 Как сократить затраты на охлаждение зданий | 30 Delphi привносит экологически безопасные технологии на рынок систем кондиционирования воздуха | 34 Katherm QK c ЕС-технологией | 36 OLIL Systems – повышение энергоэффективности | 38 800 километров на одном дыхании | 40 Энергоэффективность | 40 Эффективный энергоменеджмент и управление выбросами парниковых газов | 44 Проект 0 | 44 Энергоэффективный загородный дом | 46 пути развития | 46 Форум ENERGY FRESH 2010. Итоги

ENERGY FRESH | № 1(3) | март | 2011

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 Ирина Ключко

верстка: Лев Сонин

Фотография на обложке: Ирина Христенко / Japan 2009

Отпечатано в типографии ООО «Тисо Принт» 127018, г. Москва, ул. Складочная, д. 3, корп. 6 Тел.: +7 (495) 504-13-56 Подписано в печать 25.03.2011. Тираж 999 экз. 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

4

В номере

6

FRESH NEWS

солнечная энергетика 10 Россия в свете мировых тенденций солнечной энергетики ВЕтроэнергетика 16 Рекомендации к проектированию ветропарков на основе опыта эксплуатации ветропарка в Калининградской области 22 Перспективы развития ветроэнергетики в Республике Калмыкия энергосбережение 26 Как сократить затраты на охлаждение зданий 30 Delphi привносит экологически безопасные технологии на рынок систем кондиционирования воздуха 34 Katherm QK c ЕС-технологией 36 OLIL Systems – повышение энергоэффективности 38 800 километров на одном дыхании Энергоэффективность 40 Эффективный энергоменеджмент и управление выбросами парниковых газов Проект 0 44 Энергоэффективный загородный дом пути развития 46 Форум ENERGY FRESH 2010. Итоги

№ 1(3) | март | 2011

в номере солнечная энергетика

Россия в свете мировых тенденций солнечной энергетики

10

пути развития

Форум ENERGY FRESH 2010. Итоги

Российская компания «Интертехнопарк» совместно с немецкой фирмой «Solarzentrum Allg u» начали активную работу по развитию солнечной энергетики в регионах России, используя уникальные технологии и продукты собственной торговой марки WIOSUN. Флагманом продукционной линейки является абсолютно оригинальный инновационный продукт, обладающий патентной чистотой комбимодуль (WIOSUN PV-Therm), получившим приз Федеративной Республики Германии в 2008 году за выдающиеся инновационные достижения. Комбимодуль PV-Терм впервые соединил в себе принципы термической солнечной установки и фотовольтаики.

энергосбережение

46

30

Delphi привносит экологически безопасные технологии на рынок систем кондиционирования воздуха

Сегодня промышленность, правительство и общественность находятся в поиске энергосберегающих решений для зданий жилищного и коммерческого сектора. В ответ на это семейство теплообменников MCHX® от Delphi с использованием микроканальной технологии может помочь сделать наши дома, офисы и школы экологически чище при сохранении высокого уровня комфорта. энергосбережение

Katherm QK c ЕС-технологией

34

Компания Kampmann (Германия) представила на российском рынке встроенный в полу отопительный конвектор Katherm QK с новым ЕСвентилятором. Отопительные приборы Katherm QK сочетают в себе экономичность, низкий уровень шума и высокую теплопроизводительность. ВЕтроэнергетика

Рекомендации к проектированию ветропарков на основе опыта эксплуатации ветропарка в калининградской области

16

Ветроэнергетика – это самая быстроразвивающаяся отрасль мировой электроэнергетики. В 2009 году в мире был зарегистрирован самый высокий за всю историю уровень ввода в эксплуатацию ветроэнергетических установок (ВЭУ) – 38312 МВт.

4 | ENERGY FRESH

№ 1(3) | март | 2011

ENERGY FRESH | № 1(3) | март | 2011

энергосбережение

Энергоэффективность

38

40

Эффективный энергоменеджмент и управление выбросами парниковых газов 800 километров на одном дыхании энергосбережение

26

Как сократить затраты на охлаждение зданий

Системы создания микроклимата современного здания, в том числе системы холодоснабжения, расходуют около половины всей потребляемой зданием электроэнергии. Для некоторых зданий, например, крупных розничных магазинов, этот процент еще выше и с учетом торгового холодильного оборудования может превышать 70–80%. энергосбережение

36

На международных рынках все чаще будут появляться барьеры на продвижение продукции от тех предприятий, где выбросы парниковых газов (ПГ) не контролируются, а углеродоемкость продукции не отвечает международным стандартам. Барьеры выражаются в виде пошлин, отмены субсидий, налоговых льгот и других привилегий производителям и потребителям продукции с высокими удельными показателями выбросов ПГ.

Проект 0

44

Энергоэффективный загородный дом Идея энергоэффективного дома заключается в минимальном энергопотреблении на обеспечение жизни в нем. Давайте рассмотрим, куда же уходит наша энергия? 70–80% затрачивается на обогрев помещения и воды, а оставшиеся 20–30% потребляют источники света, бытовые приборы и прочие. Теперь давайте оглянемся вокруг и посмотрим, какие источники энергии нас окружают, где живет энергия? ВЕтроэнергетика

22

OLIL Systems – повышение энергоэффективности Система автоматизации OLIL Systems – это высококачественная проверенная продукция из Великобритании, соответствующая всем европейским стандартам автоматизации. Продукция Cybrotech, используемая в системе OLIL Systems, работает в области промышленной автоматизации более 17 лет. Оборудование, программное обеспечение и системы автоматизации Cybrotech используются ведущими мировыми компаниями.

www.energy-fresh.ru

Перспективы развития ветроэнергетики в Республике Калмыкия Главным условием развития экономики любого государства является его обеспеченность энергетическими ресурсами. На сегодняшний день фундамент энергообеспеченности основан в основном на использовании ископаемого углеводородного и радиоактивного сырья.

в номере | 5

FRESH NEWS Подводные «змеегенераторы» SeaGen объединяют в себе ветровую турбину и подводных «змеев». Шведская компания по развитию ВИЭ Minesoto разработала подводные «змеегенераторы» SeaGen, которые объединяют в себе ветровую турбину и подводных «змеев». Новая идея была основана на использовании уже разработанных ранее компанией подводных генераторов, которые закреплялись на морском дне и благодаря совершению свободных движений в виде восьмерки использовали приливное течение для выработки электричества. Разработанная по тем же принципам турбина SeaGen имеет вместо обычных лезвий пару подводных «змеев», которые должны работать при скорости водного потока 1–2,5 м/с, и в зависимости от расположения и размера подводных «змеев» каждая турбина SeaGen будет иметь выходную мощность от 150 до 800 КВт и может быть установлена на глубине 50–300 м. Первое испытание новой установки в одну десятую масштаба будет проведено в Странгфорд Лох, Ирландия.

В Нью-Дели появится небоскреб-турбина На ежегодном конкурсе небоскребов eVolo 2011 лучшим проектом был признан небоскреб LOP2 от Atelier CMJN, который планируется построить в НьюДели, Индия.

Проект LOP2 будет выглядеть как огромное колесо, внутри которого находится ветряная турбина, вырабатывающая электричество для офисов в здании. В густонаселенной Индии очень часто возникают перебои в подаче электроэнергии, поэтому ветровая энергия придется очень кстати для такого небоскреба. На этажах здания, помимо офисных и жилых помещений, будут находиться зеленые насаждения, предназначенные для фильтрации воздуха в городе. Кроме того, эти растения станут сырьем для производства из них биотоплива.

6 | ENERGY FRESH

Самый высокий «нулевой небоскреб» в мире В 2010 году в городе Гуанчжоу (Китай) был завершен проект самого большого «нулевого дома» в мире. Башня под названием «Жемчужная река» высотой 310 м разработана инженерами из Чикаго и вмещает в себя самые последние экологические разработки. Здание активно использует энергию ветра – на двух технических этажах установлены вертикальные ветряные турбины. Сам фасад сооружения покрыт фотоэлектрическими панелями, которые не только поглощают энергию солнца, но и предотвращают перегрев небоскреба. Специальная конструкция полов, под которыми течет холодная вода, обеспечивает кондиционирование воздуха. Автоматические жалюзи постройки самостоятельно меняют свой угол, создавая оптимальный уровень освещения весь день. На крыше башни расположены коллекторы для сбора и очистки дождевой воды. Уникальная форма здания обеспечивает не только полную сейсмическую устойчивость, но и служит украшением ландшафта – небоскреб выглядит как гигантский парус или застывшая морская волна.

IKEA построит ветроферму для своих магазинов в Швеции Компания IKEA к 2012 г. собирается построить ветроферму для обеспечения энергией своих 17 магазинов в Швеции.

IKEA уже имеет около 52 ветротурбин во Франции и Германии, которые обеспечивают около 10% энергии для нужд местных магазинов сети. Цель компании – использовать в своих торговых точках 100% возобновляемой энергии.

№ 1(3) | март | 2011

ENERGY FRESH | № 1(3) | март | 2011

Куртка со встроенными солнечными аккумуляторами Итальянский производитель одежды Zegna Sport представил свою новую коллекцию жакетов «2-в-1» с портативными солнечными аккумуляторами. Проект получил название Ecotech. Стильная куртка оснащена специальными аккумуляторами, накапливающими солнечную энергию. Размещаются они в прозрачных карманах на верхней половине рукавов. Чтобы зарядить аккумулятор на полную мощность, потребуется четыре-пять часов воздействия прямых солнечных лучей. Этого будет достаточно для зарядки мобильного телефона. Сетевые адаптеры большинства крупнейших фирм-производителей включены в комплект с курткой. Куртка практически полностью изготовлена из переработанного пластика.

Ecotech легко поддается стирке, без малейшего вреда для аккумулятора. По необходимости аккумулятор можно открепить от куртки, что позволит использовать его отдельно по назначению в любой солнечный момент.

Портативная ветротурбина от компании Electric Pinwheels Компания Electric Pinwheels представила модель портативной ветряной турбины, которую можно смонтировать за 8 секунд без использования болтов и винтов. Лопасти турбины, изготовленные из полимерного материала, по форме напоминают перо птицы. Используя полимер, производители снизили общий вес устройства на 63% по сравнению с лопастями из дерева или стеклопластика. Полимерные лопасти быстрее реагируют на скорость и направление ветровых потоков, а прозрачность материала делает ветроустановку практически незаметной. Солнцемобиль Eclectic Concept Car от компании Venturi Французская компания Venturi продемонстрировала свой первый коммерческий солнцемобиль Eclectic Concept Car. Особенность автомобиля в том, что он может получать энергию тремя способами: от стационарной розетки (никель-металлогидридные аккумуляторы); от фотогальванических элементов, установленных на крыше; от ветряной турбины, установленной на автомобиле. Асинхронный электродвигатель мощностью 11 КВт и крутящим моментом 45 Нм разгоняет электрокар весом 400 кг до 45-50 км/ч. Разработчики предполагают, что такой электромобиль окажется очень востребованным на солнечных курортах, в парках и промышленных зонах. Новое синтетическое топливо Ученые британской компании Cella Energy создали новый тип синтетического топлива, массовое распространение которого в будущем позволит увидеть на заправочных станциях бензин по цене 1.5 доллара за галлон, или менее чем 40 центов за литр. Так

www.energy-fresh.ru

Служба экологически чистых такси начала работать в Осаке Служба такси, которая развозит своих клиентов на электромобилях, начала работать со вторника в японском городе Осака и его окрестностях, сообщил телеканал NHK. Власти города привлекли более 30 предпринимателей к сотрудничеству в рамках данного проекта. «С сегодняшнего дня 50 электромобилей начали обслуживать клиентов в Осаке и окрестностях», – отмечает телеканал. Для использования в качестве такси выбран автомобиль Nissan Leaf. Первые пассажиры уже положительно оценили нововведение. «Тихая машина, очень комфортное ощущение, когда едешь», – поделился впечатлениями один из клиентов. Как сказали РИА Новости предс тавители влас тей Осаки, услуги нового электротакси стоят столько же, сколько и проезд в обычном такси.

же новый вид топлива не содержит углерода, и при его сгорании не будет выбросов газов двуокиси углерода. При производстве нового топлива используются сложные гидроидные соединения.Технология была разработана в лаборатории Рутэрфор-

да Апплетона, близ Оксфорда (Rutherford Appleton Laboratory near Oxford). Согласно данным исследований, новое синтетическое топливо может применяться без ограничений, во всех автомобилях.

FRESH NEWS | 7

FRESH NEWS

Solar Wind – мост с ветрогенераторами и солнечными батареями В предлагаемой модели моста итальянских дизайнеров Франческо Коларосси, Джованна Саракино и Луиза Саракино довольно крупные ветрогенераторы заполняют свободное пространство между колоннами. Так как большая высота и особенность местности гарантируют стабильный и сильный ветер, ветрогенераторы должны будут постоянно вырабатывать обильное количество электроэнергии. Но это не все: на поверхности дороги располагаются солнечные батареи, покрытые прозрачной и очень прочной разновидностью пластика. Поэтому энергия будет «добываться» всеми возможными способами. Также предлагается организовать своеобразный парк с растительностью вдоль проезжей части: любой желающий сможет остановиться, чтобы отдохнуть, полюбоваться прекрасным видом, открывающимся с моста, или даже купить что-нибудь, выращенное в находящихся тут же теплицах.

Солнечная реклама Израильское агентство создало печатную рекламу, для полного восприятия которой необходим солнечный свет. Реклама была выпущена для компании Shikun & Binui, чья экологическая деятельность связана с утилизацией, очисткой воды и разработкой экологичных источников энергии. Реклама представляет собой обычную журнальную страницу с черно-белым штриховым рисунком, и посвящена экологической деятельности компании. Но если посмотреть на страницу под солнечным светом, то картинка приобретает цвет – а внизу страницы появляется логотип Shikun & BinuiSolaria и контакты компании.

Япония построит первую в мире орбитальную солнечную электростанцию Группа японских корпораций во главе с Mitsubishi планирует построить первую в мире орбитальную солнечную электростанцию в рамках проекта Solarbird. Электростанция представляет из себя 40 искусственных спутников, оснащенных солнечными батареями. Выработанное ими электричество будет доставляться на поверхность планеты бесконтактным способом при помощи электромагнитных волн диапазона СВЧ. Принимать сигнал будет огромное «зеркало» диаметром около 3 км, которое разместят в пустынном районе океана. Преимущество орбитальной солнечной электростанции заключается в ее независимости от погодных условий. При мощности в 1 млн КВт подобная станция способна работать в 10 раз эффективнее, чем наземная. Ожидается, что первый испытательный спутник будет запущен в 2016 году. В Израиле создана технология для определения ветрового режима Израильская компания Pentalum Technologies разработала устройство SpiDAR, позволяющее с высокой точностью определять параметры ветрового режима и быстро реагировать на их изменение. На борту устройства расположены сложные распределительные датчики, которые под управлением центрального компьютера замеряют параметры ветрового режима и передают данные в пункт управления. Главное преимущество SpiDAR заключается в значительном увеличении скорости измерения ветра. Датчики могут зафиксировать параметры потоков ветра за доли секунды прежде, чем они достигнут лопастей турбины. Новая разработка улучшит эффективность работы ветротурбины до 15%, по сравнению с системами, которые измеряют параметры ветрового режима позади лопастей.

8 | ENERGY FRESH

№ 1(3) | март | 2011

ENERGY FRESH | № 1(3) | март | 2011

Черные пирамиды дадут чистую энергию Организация Land Ar t Generator Initiative (LAGI) из ОАЭ объявила конкурс на лучший «генерирующий энергию паблик-арт» и получила сотни заявок из сорока с лишним стран. Первое место занял проект «Лунный локоть» (Lunar Cubit), представляющий собой набор из девяти пирамид, выполненных в пропорциях пирамиды Хеопса. Все пирамиды должны быть почти черными. Этот цвет им придадут мириады солнечных батарей, покрывающих все грани. Солнечные электростанции в облике пирамид ночью способны превращаться в светящиеся маяки. По оценке авторов концепции, расходы на ночное освещение комплекса будут многократно меньше дневной выработки, потому немало мегаватт-часов достанется сторонним потребителям. Чтобы пирамиды не только вырабатывали «зеленое» электричество, но и всячески способствовали популяризации альтернативной энергетики, дизайнеры придумали специальный сайт. На нем, если проект действительно реализуют, будет отражена вся информация о работе комплекса, текущей выработке энергии и сэкономленных «бочках нефти», расходе электричества на светодиодную подсветку и даже погодные условия в месте установки.

Компания SouthWest Wind Power разработала первую интеллектуальную ветротурбину Американская компания SouthWest Wind Power представила свою последнюю разработку – интеллектуальную ветряную турбину Skystream 600. Эта установка оснащена уникальной системой Skyview, которая через Интернет предоставляет пользователям информацию о том, сколько электроэнергии она производит.

Skystream 600 способна вырабатывать около 7400 КВт·ч электроэнергии в год, при средней скорости ветра 12 миль в час. Это составляет примерно 60% потребности среднего американского домохозяйства в электроэнергии. Эти показатели были достигнуты благодаря улучшению конструкции с большими лопастями, расширению программного обеспечения и улучшению встроенного преобразователя.

Солнцемобиль обновил официальный рекорд скорости 88,738 километра в час – таков новый мировой рекорд скорости для солнцемобилей. Показатель – средняя скорость по сумме двух попыток прохождения пятисотметровки. Новый рекордсмен – Sunswift IVy – разработан студентами из универси-

тета Нового Южного Уэльса (UNSW), не первый год создающими такие машины. Мощность, необходимая мотору, невелика – 1300 ватт. Столько же потребляет тостер, поджаривающий кусочек хлеба, пишет membrana.ru. По сравнению с предшественниками, каких-то принципиально новых особенностей в конструкции Sunswift IVy не появилось: все те же три колеса, очень легкий корпус из углеродного волокна, 400 солнечных ячеек. На время испытаний из конструкции была убрана литиево-полимерная батарея весом 25 кило (суммарный вес авто снизился до 200 кг). Результат засчитывается только в том случае, если энергия идет полностью от солнечных батарей.

Разработан проект плавающего вертикально-осевого ветряка Устройство способно составить конкуренцию традиционным офшорным ветрогенераторам (пропеллерным), размещаемым на прибрежном шельфе. Проект плавучей ветротурбины с вертикально расположенным валом генератора Vertiwind предложила французская компания Nenuphar в партнерстве с Technip. Виндроторный ветрогенератор напоминает гигантскую катушку рыболовного спиннинга. У французов его активная часть состоит из трех узких вертикальных лопастей, передающих вращение ротору. У Vertiwind отсутствуют поворотный механизм и система изменения угла наклона лопастей, конструкция легко и одинаково подхватывает любой воздушный поток. При этом сила ветра тоже может быть какой угодно, вплоть до ураганной. Сооружение устойчиво по определению, а потому не требует высокой опоры и мощного фундамента для уравновешивания винта; оно способно держаться на поверхности воды за счет своей симметричности.

www.energy-fresh.ru

FRESH NEWS | 9

Солнечная энергетика

Россия в свете мировых тенденций солнечной энергетики Я. Мауль, доктор экономических наук, профессор, руководитель проекта WIOSUN в России, Украине и странах СНГ

Российская компания «Интертехнопарк» совместно с немецкой фирмой «Solarzentrum Allg u» начали активную работу по развитию солнечной энергетики в регионах России, используя уникальные технологии и продукты собственной торговой марки WIOSUN. Флагманом продукционной линейки является абсолютно оригинальный инновационный продукт, обладающий патентной чистотой комбимодуль (WIOSUN PV-Therm), получившим приз Федеративной Республики Германии в 2008 году за выдающиеся инновационные достижения. Комбимодуль PV-Терм впервые соединил в себе принципы термической солнечной установки и фотовольтаики.

Ф

акт ограниченности таких природных энергетических ресурсов, как нефть, газ, уголь и уран известен человечеству давно, но, стремясь сохранить свои жизненные стандарты, оно с завидным упорством постоянно наращивает и практически удвоило потребление этих ресурсов за последние 30 лет. Но похоже, что наступает отрезвление и понимание неизбежности скорого энергетического тупика в случае сохранения сложившихся тенденций производства и

10 | ENERGY FRESH

использования энергии. Правительствами развитых и части развивающихся стран мира осознана необходимость принятия срочных радикальных и революционных изменений в решении проблем энергопотребления и защиты окружающей среды. Принимаемые решения находятся в плоскости резкого увеличения использования альтернативных источников энергии. Важной составной частью альтернативной энергетики является использование энергии солнца. В настоящее

время в Европе стало привычной практикой размещение на крышах жилых домов, офисных и производственных зданий солнечных батарей, которые удовлетворяют потребность населения и производства в электроэнергии. Не редкостью является практика строительства крупных энергетических станций, солнечные батареи которых занимают площади размером в сотни гектаров и полностью обеспечивают потребности в энергии крупных поселений.

№ 1(3) | март | 2011

ENERGY FRESH | № 1(3) | март | 2011

Прошедший год был лучшим годом за всю историю развития солнечной энергетики. По данным министерства окружающей среды Федеративной Республики Германии в 2010 году в мире было инсталлировано 14 ГВт дополнительных мощностей, при том что в 2009 году уже был достигнут 25% прирост мощностей в объеме 7,1ГВт. Мировым лидером в области использования и развития солнечной энергетики, как по объемам ввода в 2010 году, так и по общим инсталлированным мощностям, является Германия, значительно опережая идущих следом Японию, США и Италию (Рис. 1, 2) Инсталлированные в Германии в 2009 и 2010 годах мощности солнечной энергетики позволили сэкономить, не покупать и не сжигать нефтяных ресурсовна на сумму 6 и 7,4 миллиарда евро соответственно. Плюс к этому только в 2010 году не возникли дополнительные скрытые затраты на сумму 8 миллиардов евро. Такими же темпами происходил рост использования солнечных коллекторов для получения термической или тепловой энергии, для этих целей, по данным Общегерманского союза солнечно-энергетической экономики (Bundesverbandes Solarwirtschaft (BSW-Solar)), в Германии в 2010 году были введены в эксплуатацию 100 000 новых объектов, общее число которых достигло 1,5 миллиона. Суммарная площадь немецких крыш, покрытых солнечными тепловыми коллекторам, только в 2010 году составила 1,15 млн квадратных метров общей мощностью 800 МВт. Всего площадь, занятая на сегодняшний день солнечными коллекторами, достигла 14 млн квадратных метров, а общая термическая мощность 9,8 ГВт, что позволяет покрывать 19% потребности страны в тепловой энергии. Еще более амбициозны перспективы развития солнечной энергетики, за счет которой к 2020 году планируется обеспечить 10% (сегодня 3%) всей потребности в электрической и 30% тепловой энергии Германии. Особого внимания заслуживает сформировавшееся в стране отношение к использованию солнечной энергии. Согласно опросам, 98% населения выступает за более активное развитие этой отрасли, более половины увере-

www.energy-fresh.ru

Рис. 1. Объемы и структура инсталлированных мощностей солнечной энергетики в мире в 2010 году, ГВт (данные министерства окружающей среды ФРГ).

ны, что она станет важнейшей частью энергетической составляющей страны, две трети немцев хотели бы жить в домах, оборудованных солнечными панелями, более одного миллиона жителей уже осуществили эту мечту и еще столько же получают горячую воду и отапливают свои дома за счет энергии солнца. Более 5000 немецких фермеров получают свои доходы не только от живодноводства и обработки сельскохозяйственных угодий, но и, снимают урожай в виде солнечной энергии с крыш своих животноводческих и складских помещений, что является весомой частью в общей экономике этих хозяйств. Все более активно в мире ведется и строительство крупных солнечных электростанций, способных обеспе-

чить электрической энергией сельские населенные пункты и крупные промышленные центры. В отчете за 2010 год Общегерманского общества солнечноэнергетической экономики приведены 15 крупнейших в мире солнечных электростанций, введенных в строй в 2008–2010 годах (Таблица 1). Общая мощность солнечных электростанций Германии позволила бы удовлетворить всю потребность в электроэнергии такого крупного портового города, как Гамбург. Следует подчеркнуть, что и в сфере создания крупных солнечных электростанций немецкие компании, обладая самыми современными технологиями, являются ведущими в мире. Так, немецкая фирма Солар Милениум (SolarMillennium) получила право и уже в этом году начнет строительство в Калифорнии (США)

Рис. 2. Суммарный объем инсталлированных мощностей солнечной энергетики в мире, MВт (данные министерства окружающей среды ФРГ).

СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГЕТИКА | 11

Солнечная энергетика Таблица 1. Крупнейшие солнечные электростанции мира (BSW-Solar/www.solarwirtschaft.de)

№ п.п.

Мощность,МВт

Страна

Регион

Год ввода

1

97,0

Канада

Онтарио

2010

2

84,2

Италия

Лацио

2010

3

80,2

Германия

Бранденбург

2010

4

70,6

Италия

Венеция

2010

5

60,0

Испания

Кастилиен-Ла Манча

2008

6

54,0

Германия

Бавария

2009

7

52,8

Германия

Бранденбург

2009

8

48,0

США

Невада

2010

9

47,6

Испания

Кастилиен-Ла-Манча

2008

10

46,0

Португалия

Алентео

2008

11

42,7

Италия

Апулиен

2010

12

40,0

Германия

Саксония

2008

13

36,0

Германия

Бранденбург

2010

14

35,0

Чехия

Центральная Богемия

2010

15

34,6

Италия

Эмилия-Романья

2010

огромной солнечной электростанции в 1.000 МВт, сопоставимой по мощности уже с атомной электростанцией. По данным Общегерманского союза солнечно-энергетической экономики (Bundesverband Solarwirtschaft – BSWSolar), станция обеспечит электроэнергией 300 000 домохозяйств и будет стоить порядка 6 миллиардов долларов США, а всего к началу 2011 года в мире в стадии строительства находились крупные солнечные электростанции общей мощностью около 20 ГВт, из них 11 ГВт в США, 4,5 ГВт в Испании и 2,5 ГВт Китае. Еще более грандиозными являются планы короля Марокко Мохаммеда IV, согласно которым на северо-западе пустыни Сахары возникнут крупнейшие солнечные электростанции в мире. На площади 40 гектар уже размещены солнечные модули тестовой станции мощностью 20 МВт. В течение ближайших 10 лет площади под солнечными модулями будут доведены до 10 000 гектар, а общая мощность станций стоимостью 9 млрд доларов США достигнет 2000 МВт, что сопоставимо с мощностью двух атомных электростанций. Уже проложенные по морскому дну через пролив Гибралтар кабели, мощностью 1400 МВт, позволят Марокко реализовывать электроэнергию странам Европы. Эти решительные и в определенной мере неожиданные действия марок-

12 | ENERGY FRESH

канского правительства могут стать катализатором уже длительное время обсуждаемого мега проекта немецкого промышленного консорциума Десертек (Desertec) в области солнечной энергетики, который в случае его реализации может обеспечить 15% потребности в электроэнергии всей Европы. Как мы видем, масштабы развития солнечной энергетики в мире впечатляют. Ну а что происходит в этом направлении в России? Сказать, что вообще ничего, было бы в корне неверно, правильней будет, пожалуй, сказать, что пока мало, а главное, не достаточно быстро. В последнее время вопросам использования возобновляемых источников энергии уделяется пристальное внимание со стороны бизнеса и политического руководства России. Президентом и Правительством Российской Федерации принят целый ряд решений, направленных на развитие в стране самых современных, инновационных технологий энергосбережения и использования возобновляемых источников энергии. В плане реализации этих решений строится завод в городе Новочебоксарске по производству более 1 млн солнечных панелей в год, в ноябре 2010 года губернатором Ставропольского края и компанией «Хевел» (совместное предприятие РОСНАНО и ГК «Ренова») подписано соглашение о совместной реализации инвестици-

онного проекта строительства солнечной электростанции мощностью 12,3 МВт. В различных научных центрах России ведутся исследования и разработки в области солнечной энергетики, наиболее значительные в СанктПетербургском физико-техническом институте РАН им. А. Ф. Иоффе. С последним активно сотрудничает и Роснано в направлении повышения эффективности солнечных модулей. Однако объемы практического развития и использования солнечной энергетики явно мизерны и не соответствуют природным условиям и тем более масштабам такой огромной страны, как Россия, и связано это с рядом объективных факторов и во многом с субъективными и ошибочными представлениями. Между тем опыт целого ряда европейских стран и отдельных российских регионов убедительно опровергает бытующее мнение о том, что Россия является северной страной и не обладает достаточным количеством солнечного излучения для развития этой новой хозяйственной отрасли. Многие российские регионы, в том числе Северный Кавказ, Нижнее и Среднее Поволжье, Юг Сибири и Дальнего Востока, по показателю инсоляции опережают, а Центральный Регион России, Урал, Западная Сибирь сопоставимы по этим данным с Центральной Европой, где использование солнечной энергии получает самое широкое развитие. Несостоятельна и точка зрения, что получаемое на тепловых и атомных станциях путем сжигания природных ресурсов нефти, угля, газа и переработки урана электричество во много раз дешевле энергии из альтернативных источников. Эта статья пишется в момент катострофического землетрясения в Японии и аварийной и пока еще не контролируемой ситуации на атомных электростанциях Фукусима-1 и Фукусима-2. Аварии атомных реакторов в высокотехнологичной Японии вызвали шок во многих странах мира и цепную реакцию протестов противников атомной энергетики. Так, в Германии 19 марта этого года протестовали более 60 тысяч человек. Правительство Германии на срочном кризисном заседании приостановило действие ранее принятого решения о продлении

№ 1(3) | март | 2011

ENERGY FRESH | № 1(3) | март | 2011

сроков действия атомных станций и приняло решение о закрытии семи из 17 АЭС страны. Аналогичные решения о пересмотре своей энергетической политики принял целый ряд других стран. События в Японии – новое после Чернобыля убедительное и одновременно трагическое свидетельство ненадежности и опасности объектов атомной энергетики. На глазах рушится еще один миф об относительной дешевизне природных источников энергии. Революционные события последних месяцев в ряде стран Африки и особенно гражданская война в Ливии привели к стремительному росту цен на нефть. Так, цена на нефть марки «Brent» поднялась к концу февраля до 119 долларов США и, чтобы приостановить дальнейший рост цен, страны ОПЕК были вынуждены принять решение о увеличении добычи и продажи нефти. Теперь обратимся к российским тарифам. Выступая на заседании Президиума Госсовета по проблемам электроэнергетики на Саяно-Сушенской ГЭС, Президент России Дмитрий Медведев заявил, что цены на электроэнергию с 2000 года выросли более чем в три раза (в ценах 2000 года) и их дальнейший рост является реальной угрозой экономическому росту страны и, «если названная тенденция сохранится, к 2014 году цена на электроэнергию в России будет выше, чем в США, Финляндии и ряде других стран. Больше того, эта цена достигнет такого уровня, при котором строительство собственной генерации становится выгоднее, чем покупка энергоресурса из сети» (http://www.gazeta. ru/business/2011/03/11/3551837. shtml). Основная причина роста энерготарифов кроется в предельной изношенности энергопроизводящих систем и энергораспределительных сетей, которые явно не обеспечивают растущие потребности населения и промышленности. Сложившуюся в этом плане ситуацию и возможности использования в этой связи солнечной энергетики хорошо иллюстрирует на примере энергетических систем Южного и Северо-Кавказского федерального округов статья А. Чернявского «Использование солнечной энергии на юге России. Возможности и перспекти-

www.energy-fresh.ru

вы», опубликованной в прошлом году в апрельском номере Energy Fresh. Нам представляется возможным в качестве резюме выше изложенного сделать вывод о необходимости широкого и ускоренного развития солнечной энергетики в России, при этом считаем, что эффективность и привлекательность таких проектов для промышленности и в особенности для населения будут постоянно нарастать. Пока же, как уже отмечалось, развитие альтернативной энергетики вообще и солнечной в частности находится на самом начальном этапе. Нет достаточного числа реализованных проектов, опыт эксплуатации которых позволил бы получить достоверные статистические данные по экономической эффективности их функционирования. В странах Западной Европы и США бурное развитие солнечной энергетики во многом объясняется существующими на законодательном уровне субсидиями. Считаем, что решение проблемы разработки и принятия соответствующей законодательной базы, которая снимет существующие ограничения, будет более активно стимулировать альтернативную энергетику, а главное, даст юридический и технический регламент закачивания электроэнергии, учета и возникающих экономических расчетов с существующими электрическими сетями. Эта проблема сегодня наиважнейшая и требует решения в самое ближайшее время. Однако и до этого момента будет иметь место постоянное нарастание темпов развития этой отрасли. Наша уверенность в таком сценарии развития базируется на следующих позициях: 1) все возрастающие потребности в электроэнергии для промышленности и населения на фоне предельного износа большей части генерирующих мощностей и распределительных сетей; 2) устойчивая мировая тенденция роста тарифов на традиционные энергетические ресурсы нефть, газ и электроэнергию, полученную путем их сжигания; 3) постоянное и значительное снижение стоимости солнечных панелей и всего сопутствующего оборудования, необходимого для проектов солнечной энергетики;

4) все более важная роль природоохранных и экологических аспектов, которые необходимо учитывать при разработке направлений развития промышленности и энергетики. Рассматривая вопросы экономической эффективности проектов солнечной энергетики, следует особо выделять объекты, которые будут возводиться на площадках с отсутствующим подключением к газопроводным магистралям и энергосетям. Это может иметь место при строительстве жилых домов, складских и промышленных зданий, животноводческих комплексов за пределами населенных пунктов, в дачных поселках и во многих других случаях. Стоимость работ по укладке таких сетей и затраты на получение разрешения к их подключению могут в десятки раз превышать затраты на соответствующие альтернативные проекты солнечной энергетики. Эффективность объектов солнечной энергетики в местах наличия традиционных источников отопления и энергоснабжения подлежит детальному расчету на основе профессионально разработанных проектов. При этом возможно б льшие первоначальные инвестиционные расходы на оборудование будут затем компенсироваться меньшими ежегодными затратами на потребляемые энергоносители. Как видно из приведенных выше данных, Германия является сегодня лидером в развитии солнечной энергетики, а ее фирмы обладают как богатой практикой, так и ноу-хау мирового уровня, что позволяет им производить самое технологически современное оборудование, опережая по этому показателю другие страны. Будучи уверенными в большом будущем солнечной энергетики в России, мы начали продвижение на российский рынок технологии и продукцию немецкой фирмы «Solarzentrum Allg u», расположенной в федеральной земле Бавария и имеющей 15-летний опыт работы в области солнечной энергетики. Ее становление и развитие проходило параллельно бурно развивающейся в Германии отрасли солнечной энергетики. Компания накопила определенный опыт в продвижении своих разработок на рынках Европы, США, Китая, Южной Кореи и др. стран.

СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГЕТИКА | 13

Солнечная энергетика

Рис. 3. Комбинированная система использования солнечных модулей и теплового насоса для отопления/кондиционирования, получения горячей воды и электроэнергии.

Фирма ведет научные исследования и конструкторские разработки, которые доведены до производства абсолютно оригинального инновационного продукта, обладающего патентной чистотой, комбимодуль WIOSUN PV-Therm, получившего приз Федеративной Республики Германии в 2008 году за выдающиеся инновационные достижения. Комбимодуль PV-Терм впервые соединил в себе принципы термической солнечной установки и фотовольтаики, что позволяет одновременно нагревать воду и вырабатывать электричество, причем его эффективность повышается до 30% по сравнению с обычными солнечными установками за счет водяного охлаждения, предотвращения эффекта перегрева солнечных модулей и соответствующей потери электроэнергии. В собственную продукционную линейку товаров, реализуемых на рынке под торговой маркой WIOSUN, входят помимо комбимодуля PV-Терм оригинальные собственного производства солнечные модули, вырабатывающие только электрическую энергию, тепловые насосы, системы крепежа и другое оборудование. Комбинация систем предлагаемых солнечных комбимодулей с тепловыми насосами позволяет разрабатывать самые различные по сложности и мощности проекты, которые делают возмож-

14 | ENERGY FRESH

ным отопление и обеспечение горячей водой и электроэнергией частные и многоквартирные жилые дома, отели, клиники, дома отдыха, офисы, административные здания, промышленные объекты и животноводческие фермы. На рис. 3 приведена примерная схема функционирования такой системы. Реализацию проекта в России, включая координацию работы с российскими партнерами и клиентами, продажу технологических товаров и монтаж оборудования, будут вести специалисты российской компании «УК «Интертехнопарк», имеющей большой опыт работы в области поставки современных европейских технологий, оборудования и техники. Проектом предполагается оказание всего комплекса услуг, позволяющих нашим потенциальным партнерам и клиентам: • пройти необходимое обучение в учебном центре в Германии; • разработать необходимую проектную документацию; • приобрести модули солнечных батарей, тепловые насосы и всю другую аппаратуру и детали крепежа для самых разных и сложных проектов; • получить качественные и профессиональные услуги по монтажу оборудования и пусконаладочным работам;

• иметь своевременное сопровождение и гарантийное обслуживание в процессе эксплуатации оборудования. Весь объем работ и услуг по базовым и сложным проектам будут оказывать сотрудники компании «УК «Интертехнопарк». При необходимости работа над проектами будет проходить совместно со специалистами из Германии. С целью продвижения этой уникальной продукции на рынках стран СНГ мы ищет партнеров, имеющих опыт работы по продаже, установке и обслуживанию традиционных объектов теплоснабжения и оказанию соответствующих услуг предприятиям и населению. С заинтересованными инвесторами и бизнес-структурами мы готовы рассмотреть вопросы организации совместного производства наших уникальных инновационных продуктов.

ООО «УК «Интертехнопарк» Тел.: +7 (4862) 300-190 Тел.: +7 (495) 997-32-07 www.intertechnopark.ru

№ 1(3) | март | 2011

ветроэнергетика

Рекомендации к проектированию ветропарков на основе опыта эксплуатации ветропарка в Калининградской области В.Ф. Белей, доктор техн. наук, проф. Калининградского государственного технического университета (ФГОУ ВПО «КГТУ»)

Ветроэнергетика – это самая быстроразвивающаяся отрасль мировой электроэнергетики. В 2009 году в мире был зарегистрирован самый высокий за всю историю уровень ввода в эксплуатацию ветроэнергетических установок (ВЭУ) – 38312 МВт.

Ч

резвычайно важен экологический аспект от использования ВЭУ (Таблица 1) /1/. Анализ развития мировой ветроэнергетики показал, что планы, принятые в рамках Глобального международного проекта Wind Force: производство 12% электроэнергии в мире к 2020 году, выполняются с существенным опережением. Возможности подключения больших объемов генерации ветровой энергетики демонстрирует пример Дании, в которой 21% общего потребления электроэнергии обеспечивается за счет ветроэнергетики. Исследование Германского энергетического агентства (DENA) показало, что ветровая энергетика Германии может к 2015 году

обеспечить 14% потребления электроэнергии страны без ввода дополнительных резервных и уравновешивающих мощностей /1,2/. По данным работы /1/, современные методы контроля и резервные мощности в настоящее время позволяют интегрировать в энергосистему до 20% электроэнергии, получаемой от ВЭУ. Электроэнергетические системы Дании и Германии работают в составе энергообъединений ENTSO-E и NORDEL (Рисунок 1, Таблица 2), которые за счет огромной суммарной мощности традиционных электростанций, эксплуатирующихся в базовом режиме, уравновешивающих электростанций обеспечивают прием электроэнергии от ВЭУ.

На этом фоне 14,1 МВт суммарной установленной мощности ВЭУ в РФ, из которых 5,1 МВт эксплуатируются в Калининградской области (Рисунок 2) /4/, трудно объяснимы. Следует отметить, что в конце 50-х годов прошлого века в СССР установленная мощность ВЭУ составляла более 100 МВт /5/. РФ обладает огромным ветропотенциалом. Ресурс ветровой энергии в РФ, технически возможной к использованию (технический ресурс), оценен авторами работ: /5/ в 16500 млрд кВт*час; /2/ в 52181 млрд. кВт*час при годовой выработке электроэнергии в РФ в 2010 году 1005 млрд кВт*час и установленной мощности электростанций ЕЭС РФ 215 ГВт.

Таблица 1. Прогноз развития ветроэнергетики и ее составляющая в мировой энергетике

Года

Установленная мощность ВЭУ, МВт

Доля выработанной электроэнергии (ЭЭ), %

Сокращение выбросов СО2, связанных с выработкой ЭЭ ВЭУ, %

2008

122000

1,5

2,2

2013

350000

3,35

4,3

2018

820000

8

11,0

16 | ENERGY FRESH

№ 1(3) | март | 2011

ветроэнергетика При проектировании ВЭС возникает ряд инженерных задач, а именно оценка: ветропотенциала в месте установки и годовая выработка ВЭУ электроэнергии; экологического влияния ВЭУ на окружающую среду; стоимости ветропарка и себестоимость выработанной электроэнергии; технической возможности работы ветропарков в составе электрической системы. При этом чрезвычайно полезен опыт эксплуатации ветропарка в Калининградской области. Основной характеристикой ветра, определяющей эффективность использования ветровой энергии, является среднегодовая скорость ветра (vср). Знание среднегодовой скорости ветра (vср) на уровне ступицы ветроколеса ВЭУ и зависимости активной мощности выдаваемой ВЭУ от скорости ветра (Рисунок 3) позволяют по методике Рейлиха /6/ рассчитывать годовую выработку электроэнергии (Wгод):

Рисунок 1. Объединения европейских энергосистем Таблица 2. Характеристики 3 европейских энергообъединений /3/

Названия

NORDEL ENTSO-E

IPS/UPS+Baltic States

Количество стран

4

23

14

Население региона, млн чел.

25

450

280

Установленная мощность, ГВт

90

600

315

Годовое потребление, ГВт.ч/ год

401,5

2323

1237

Максимум потребления, ГВт

65

384

197

В РФ практически отсутствует нормативная база, необходимая для проектирования ветропарков. Выход из сложившейся ситуации видится в адаптации к российским условиям международных стандартов и других документов в об-

ласти ветроэнергетики. На настоящий момент разработку международных стандартов по ветроэнергетике ведут рабочие группы Технического комитета – 88 (TC-88) и Международная электротехническая комиссия (IEC).

Общие данные

, (1) где v i – действительная скорость ветра; f y.i – частотное распределение по скоростям;

Асинхронный генератор

Фирмаизготовитель ВЭУ

n

ВЭУ – 600 Wind – World

1

46

42

4.5

14-15

ВЭУ – 225 Vestas

20

30

27

3.5

14

Высота Диаметр Скорость ВЭУ, м/с Рном, кВт башни, м ротора, м Стартовая Ном.

nном, об/мин

РМ, кВАр Q10

Qном

600

1514

143 275

50

756

23

48

225

1009

98

157

Регулирование мощности stall pitch

Рисунок 2. Панорама и технические данные ветропарка в Калининградской области

18 | ENERGY FRESH

№ 1(3) | март | 2011

ENERGY FRESH | № 1(3) | март | 2011

Pi – мощность, выдаваемая ВЭУ в сеть при данной скорости ветра. Коэффициент использования установленной мощности определяется по выражению 2 и составляет для рассматриваемого ветропарка 0,185:

(2)

Рисунок 3. Зависимость активной мощности ВЭУ Vestas V27-225 от скорости ветра

Таблица 3. Статистика ветрового потенциала (м/сек) ветропарка в Калининградской области

янв

фев

март

апр

май

июнь

июль

авг

сент

окт

нояб

дек

vср загод

8,4

6,9

6,4 м

5,4

4,9

5,0

5,1

5,9

6,5

7,2

7,6

8,6

6,5

С ростом мощностей ВЭУ и ветропарков технические характеристики электрической сети и ВЭУ приобретают все более возрастающее значение, наряду с такими характеристиками, как ветропотенциал и экологическая совместимость /3,7/. Подключение ВЭУ и ветропарков к электрической сети может превысить ее технические возможности и стать причиной дополнительных затрат на усиление сети. Таким образом, на стадии проектирования следует оценить: • возможность подключения ветропарка к сети; • воздействие ветропарка на электрическую сеть при параллельной работе ВЭУ и сети. Подключение ВЭУ к сети основывается на: 1)соотношении SВЭУ и SКЗ SВЭУ/SКЗ < 0,02; 2) комплексном расчете перетоков мощности; 3)изменениях напряжения при коммутациях; 3) расчете токов короткого замыкания; 3) оценке фликера и высших гармоник. Опыт эксплуатации 20 ВЭУ мощностью 225 кВт показал, что переход работы ВЭУ с генератора мощностью 50 кВт на генератор мощностью 225кВт и наоборот происходит в диапазоне ветров от 5 до 7 м/сек (Рисунок 3) при среднегодовой скорости ветра 6,5 м/сек в месте установки ветропарка, что приводит к частым коммутациям двух генераторов (Рисунок 4). В таблице 4 на основе обработки отказов всех двадцати ВЭУ мощностью 225 КВт за год показаны наиболее часто встречающиеся отказы ВЭУ и их описание.

www.energy-fresh.ru

Рисунок 4. Электрическая схема ВЭУ-225

Таблица 4. Вид, количество и описание отказов по ВЭУ-225 ветропарка за год

Вид

Описание отказа

32

Сбой связи

Число

Отказы на номерах ВЭУ

49

2,4,7,8,10,11,14,15,18,19

35

Сбой 8 в СТ2123 Thyrist

50

6,14,15

100

Ошибка чередования фаз

48

5,7,8,9,10,14

101

Высокое напряжение

34

2,8,9,11,18

102

Низкое напряжение

176

2,6,8,12,14,16,19,20

103

Сбой частоты

119

5,6,7,8,11,12,14,18,19

117

Предохранительный фазокомпенсатор генератора 2 отключен

112

6,8,9,14,15,16

123

Нестабильная частота

49

6,8,15

174

Низкая температура нижнего процессора

97

4,5,6,7,9,11,12,14,15,16,18

Результаты обработки отказов по ВЭУ-600 (Рисунок 5) приведены в таблице 5. Как следует из данных, приведенных в таблицах 4 и 5, наиболее частый отказ – это низкое или высокое напряжение на шинах генератора. Отключение ВЭУ225 и ВЭУ-600 свидетельствует о сла-

бой электрической связи ветропарка с электрической системой, так как в точке подключения ВЭУ к системе SВЭУ/ SКЗ > 0,02 (Рисунок 6). Второй причиной изменения напряжения вне рабочего диапазона работы ВЭУ является то, в ВЭУ данного ветропарка использованы асинхронные генераторы с коротко-

ветроэнергетика | 19

ветроэнергетика

Рисунок 5. Упрощенная схема подключения ВЭУ–600 к сети (а), зависимости активной и реактивной мощности ВЭУ – 600 от скорости ветра Таблица 5. Кратковременные простои ВЭУ–600

Процент от общего числа простоев, %

Возврат к работе ВЭУ

Низкое фазное напряжение (Uф< 371 В)

70

Автоматический или дистанционный

2

Прекращение электроснабжения на ВЭУ

8,5

А или Д

3

Вибрация в ступице

7,0

Ручной

4

Перегрузка генератора по мощности

5,9

Д

5

Скорость ветра превысила 25 м/с

5,3

А при Vветра≤20 м/с

6

Перегрев генератора

3,3

А при Т≤100 0С

№

Причина вынужденного кратковременного простоя

1

замкнутым ротором. При параллельной работе ветропарка с электрической сетью проблемы с реактивной мощностью (РМ) перекладываются на энергосистему (Рисунок 5). Как известно, баланс РМ в основном определяет уровень напряжения в ней. Следует отметить, что требование SВЭУ/ SКЗ < 0,02 не всегда выполнимо. Методика расчета мощности короткого замыкания изложена в работах автора / 8/. В этих случаях необходимо принимать во внимание особенности ВЭУ. В частности, если использовать ВЭУ, в которых решены проблемы с выдачей или потреблением РМ, стабилизацией напряжения, то появляется возможность подключения мощных ВЭУ к этим сетям. В частности в ВЭУ последних поколений, выпускаемых фирмой Vestas, применяются асинхронные генераторы с двойным питанием, система управления которых обеспечивает выдачу или потребление из сети РМ (Рисунок 7). Для снижения отказов ВЭУ ветропарка Калининградской области имеется несколько предложений: ветропарк следовало подключить к шинам подстанции напряжением 110 кВ (точка 5, в которой SВЭУ/SКЗ = 138.5 МВА); или вместо воздушной ЛЭП использовать кабельную ЛЭП; или подключить к точкам 6 и 9 (Рисунок 6) конденсаторную установку. Анализ экспериментальных исследований показателей качества электроэнергии, вырабатываемой ВЭУ600, позволяет констатировать, что в диапазоне мощностей до 120 кВт, выдаваемых ВЭУ в сеть, наблюдается значительная несимметрия и несинусоидальность токов, причем наиболее значимой является третья гармоника тока и напряжения. Ввиду отсутствия в сети ВЭУ низкого напряжения нулевого провода токи третьих гармоник циркулируют по цепи: обмотка статора асинхронного генератора – обмотка низкого напряжения силового трансформатора.

IЗГА≈IЗГВ+IЗГС .

Рисунок 6. Упрощенная схема подключения ветропарка к Калининградской энергосистеме

20 | ENERGY FRESH

(3)

Одной из причин значительной величины тока третьей гармоники, по нашему мнению, являются колебания момента на валу асинхронного генератора с частотой 150 Гц. Применение соединения обмоток силового транс-

№ 1(3) | март | 2011

ENERGY FRESH | № 1(3) | март | 2011

форматора Д/У0 снизило бы остроту проблем. В ветропарке использованы многоагрегатные схемы подключения ВЭУ. Их недостатком является то, что электрическая близость ВЭУ может привести к тому, что между генераторами отдельных ВЭУ, работающих с различными скольжениями, могут возникнут взаимные обменные перетоки активной мощности. С середины 80 годов прошлого века по настоящее время в мире ВЭУ с горизонтальной осью вращения сменилось примерно 8 поколений. Каждое из последующих поколений отличается от предыдущих: большей единичной установленной мощностью до 7500 кВт; степенью автоматизации; решением технических и экологических проблем; более высокой производительностью

Рисунок 7. Диапазон регулирования реактивной мощности при применении асинхронного генератора с двойным питанием в ВЭУ V80 фирмы Vestas

и более низкой себестоимостью выработанной электроэнергии. В частности, в ВЭУ последних поколений устанавливаются трансформаторы на основе аморфных сплавов /8/, имеющие в несколько раз меньшие потери

и низкое напряжение короткого замыкания. Поэтому ряд стран демонтируют морально и технически устаревшие ветропарки на основе ВЭУ первых поколений и передают их странам со слабо развитой экономикой.

Таблица 6. Результаты измерений показателей качества электроэнергии ВЭУ-600

Измеряемые величины при скорости ветра 7 м/с Фазные напряжения (В) Фазные токи (А)

Доза фликера

Значения

KU,i, %

Коэффициенты n-гармонической составляющей KU, i(n) 3

5

7

11

UA

408

1,98

1,77

-

-

-

UB

398

1,9

1,2

-

1,2

-

UC

393

1,22

0,5

0,86

-

-

IA

101

10,2

9,66

0,7

1,53

1,64

IB

87

9,38

9,27

1,0

1,0

0,9

IC

103

2,92

1,66

1,3

1,1

0,9

ФазаА

0,0055-0,0174

ФазаВ

0,0058-0,0141

ФазаС

0,0062-0,0141

KO(U,i), %

2,33

9,82

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Перспективы мировой ветроэнергетики//Гринпис. – 2006. – С 58.

2. Концепция использования ветровой энергии в России / Под ред. Безруких П.П. – М.: Книга – Пента, 2005. – 128 с.

3. Белей В.Ф. Перспективы соединения системообразующих сетей Польши, Калининградской области и Литвы между собой и оценка возможностей подключения к ним потенциальных ветропарков//Межд. конф. «Комплексное управление, индикаторы развития, пространственное планирование и мониторинг прибрежных районов юго-восточной Балтики» (г. Калининград, 26-30 марта 2008 г.): Избр. тр. «Ученые записки Русского географического общества» (Калининградское отделение), Т. 1, ч. 1 (спец. выпуск), 2008, N1-N7 4. Белей В.Ф. Выбор ветроустановок на основе опыта эксплуатации ветропарка в Калининградской области // М. – Электрика. – 2003. – № 2. – С. 3–7.

5. Ганага С.В., Кудряшов Ю.И., Николаев В.Г. Ветроэнергетические ресурсы России и перспективы их освоения //Малая энергетика. – 2006.- № 1–2. – С. 2–13.

6. IEC 61400 – 21, Wind turbine generator systems – Part 21: Measurement and assessment of power quality characteristics of grid connected wind turbines.

7. Белей В.Ф. Ветроэнергетические установки: тенденции развития, проблемы подключения и эксплуатации в составе электроэнергетических систем // М. – Малая энергетика. – 2005. – № 1–2. – С 67–71.

8. Белей В.Ф. Оценка роли трансформаторов в системах энергообеспечения с позиций энергосбережения и повышения качества электроэнергии // Промышленная энергетика. – 2002. – № 5. – С. 36–42.

www.energy-fresh.ru

ветроэнергетика | 21

ветроэнергетика

Перспективы развития ветроэнергетики в Республике Калмыкия A.A. Клепацкий, советник министра экономики и торговли Республики Калмыкия

Главным условием развития экономики любого государства является его обеспеченность энергетическими ресурсами. На сегодняшний день фундамент энергообеспеченности основан в основном на использовании ископаемого углеводородного и радиоактивного сырья.

О

днако исчерпаемость этих ресурсов, пагубное влияние на экологию и потенциальный риск смертельной опасности их использования все более активно подталкивает мировое сообщество к поиску подходящей альтернативной замены. Данное обстоятельство усиливается пониманием необходимости приемлемого и безопасного сочетания хозяйственных и экологических параметров жизнедеятельности. С учетом этого ведущими мировыми державами прилагаются значительные усилия по увеличению доли использования возобновляемых

22 | ENERGY FRESH

источников энергии как фактора дальнейшего роста и успешного развития национальных экономик. За последние несколько лет, характеризуемых постоянным кратным ростом стоимости углеводородного сырья, доля использования возобновляемых источников в мире увеличилась в несколько раз, а глобальные инвестиции в «зеленую энергетику» только в 2010 году возросли на 30% до рекордной отметки в 243 миллиарда долларов США. На сегодняшний день на ВИЭ приходится более 40% установленных энергетических мощностей

в странах ЕС. Лидирующие позиции в рейтинге инвестиций в ВИЭ с 2007 года занимает ветроэнергетика, хотя в 2010 году солнечное фотоэлектричество впервые обогнало ветрогенераторы по объему новых установленных мощностей в ЕС: за год было установлено 9,3 ГВт ветроэлектростанций и 12,0 ГВт солнечных ферм. Вместе с тем в России доля использования ВИЭ в энергобалансе страны остается очень низкой и составляет менее 1%. Углеводородная сырьевая монополия и изобилие является для альтернативной энергетики пока сдерживающим фактором, хотя

№ 1(3) | март | 2011

ENERGY FRESH | № 1(3) | март | 2011

мировой финансовый кризис четко выявил слабость отечественной экономики в силу ее зависимости от стоимости сырьевых ресурсов. Тем не менее ряд принципиальных шагов к развитию возобновляемой энергетики в Российской Федерации уже сделан. Так, в октябре 2010 года в Государственную думу был внесен законопроект «О внесении изменений в Федеральный закон «Об электроэнергетике» и иные законодательные акты Российской Федерации», который должен закрепить применение механизма поддержки генераций на основе

www.energy-fresh.ru

возобновляемых источников энергии, исключающих использование углеводородного и радиоактивного сырья, посредством заключения долгосрочных договоров купли-продажи мощности с потребителями по особой цене. До конца 2011 года ожидается выход нормативных документов, определяющих порядок формирования надбавок к цене оптового рынка за выработку энергии возобновляемыми источниками электроэнергии. Кроме того, к 15 августа этого года Правительство Российской Федерации должно подготовить комплексный план действий

по внедрению передовых технических решений в области электроэнергетики, особое внимание уделив в нем энергосберегающим технологиям и возобновляемым источникам энергии. Российская Федерация обладает мощным ветроэнергетическим потенциалом, оцениваемым в 40 млрд кВт.ч электроэнергии в год. Наиболее перспективными для развития больших и малых ВЭС районами являются прибрежные районы Дальнего Востока, Кольский полуостров. На юге России в силу уникальных природноклиматических условий наиболее пер-

ветроэнергетика | 23

ветроэнергетика спективным местом для размещения генерирующих объектов на основе энергии ветра и солнца является Республика Калмыкия. На движение воздушных масс здесь оказывает влияние горная цепь Кавказа как выраженная геоморфологическая граница в данной части Российской Федерации. Результатом возникающих метеорологических ситуаций являются стабильные зональные потоки достаточной интенсивности и продолжительности, позволяющие использовать ветряные электростанции с общим энергопотенциалом по республике более 10 ГВт. В 2007 году немецкой компанией Lahmeyer Int. GMbH, специализирующейся в сфере разработки и строительства объектов ветроэнергетики, был осуществлен выбор площадок и метеорологические исследования с целью изучения параметров энергии ветра в Республике Калмыкия. Согласно результатам наблюдений среднегодовая скорость ветра составила около 8,2 м/с, что по европейским стандартам является очень высоким показателем. Для сравнения, в странах – лидерах по производству электроэнергии на основе использования энергии ветра, таких как Германия, Испания, США, Дания и Индия среднегодовая скорость ветра составляет 7,3 м/с. В республике созданы удобные условия для логистики, по ее территории проходят линии электропередачи классом напряжения 110, 220 и 500 кВ, что позволяет осуществлять технологическое присоединение к распределительным и магистральным сетям без существен-

ных капитальных затрат. Несмотря на неурегулированность нормативной правовой базы отрасли ВИЭ развитие альтернативной энергетики в Республике Калмыкия началось в 1992 году со строительства Калмыцкой ВЭС мощностью 22МВт. Для создания инвестиционного климата республика приняла ряд региональных законов: «Об инвестиционной деятельности в Республике Калмыкия, осуществляемой в форме капитальных вложений» от 06.01.2000 № 39-II-3, «О налоговых льготах организациям, осуществляющим инвестиции в экономику Республики Калмыкия» от 10.06.2020 № 197-II-3, «О защите иностранных инвестиций на территории Республики Калмыкия» от 16.10.2006 № 294-III-3. С 2009 года в республике начал внедряться механизм государственно-частного партнерства, который позволил существенно активизировать процесс привлечения потенциальных инвесторов и генераторов в республику еще до появления «зеленого тарифа». Например, в 2010 году республикой совместно с инжиниринговой компанией «Югэлектросетьстрой» было осуществлено строительство инженерной инфраструктуры в районе поселка «Песчаный», включающей подстанцию 110/35 кВ, кабельные и воздушную линии электропередачи, подъездные дороги, благодаря чему в республике уже в 2012 году может появиться ветропарк мощностью 35,4 МВт. Благодаря усилиям и практическим действиям в области ВИЭ в настоящее время республика имеет ряд перспективных инвестиционных соглашений,

ОАО «ЮГОВОСТОКЭЛЕКТРОСЕТЬСТРОЙ» является подрядчиком: • по прокладке воздушных линий электропередач, • по прокладке подземных линий электропередач, • по установке и монтажу высоковольтных электрических распределительных систем. Областью деятельности ОАО «ЮГОВОСТОКЭЛЕКТРОСЕТЬСТРОЙ» является юго-восточная зона европейской части России. Общество состоит из четырех мехколонн и автотранспортного предприятия, расположенных в городах: Саратове, Волгограде, Ростове-на-Дону, Краснодаре, каждая мехколонна имеет лицензию на строительство объектов энергоснабжения. Общество поддерживает постоянные взаимоотношения с крупнейшими проектными организациями, такими

24 | ENERGY FRESH

из которых особо выделяется протокол о сотрудничестве от 2009 года с мировым лидером в области энергетического машиностроения – корпорацией Siemens, предусматривающее не только поставку оборудования для строительства ветроэлектростанций в Калмыкии, но также организацию сборки компонентов для ветрогенераторов в республике, обучение студентов-энергетиков с привлечением преподавательского состава и специалистов Siemens из Германии и Дании. Развитию сотрудничества с немецкими партнерами способствует подписание в 2010 году соглашения между Siemens, ОАО РусГидро и госкорпорацией Ростехнологии о создании совместного производства ветрогенераторов большой мощности в соседней с Республикой Калмыкия Волгоградской области, что создаст дополнительные экономические стимулы и удобные условия логистики, сервисного обслуживания и эксплуатации объектов ветроэнергетики на базе данного оборудования в республике. Подводя итоги, можно прогнозировать, что Республика Калмыкия со своим потенциалом для развития возобновляемой энергетики и при возрастающем интересе к ней в этой отрасли со стороны инвесторов, несомненно, может рассчитывать в ближайшие годы на статус региона – Лидера в ветроэнергетике, что было еще раз подтверждено в ходе недавнего визита делегации Международной финансовой корпорации (IFC) в республику.

как ОАО «Энергосетьпроект» г. Москва, ОАО «Волгоградэлектросетьпроект» г. Волгоград, ОАО «Южэнергосетьпроект» г. Ростов-на-Дону и др. В последние годы коллектив ОАО «ЮГОВОСТОКЭЛЕКТРОСЕТЬСТРОЙ» принимал участие в строительстве крупных энергетических объектов Юга России: ВЛ-500 кВ Ростовская АЭС-ПС Южная, ПС500кВ «Трубная» РАО «ЕЭС» России», объектов ОАО «Росуголь», ОАО «СевероКавказкая ж.д.», ОАО «Приволжская ж.д.» и др. ОАО «Юговостокэлектросетьстрой» 40001, Волгоградская обл., г. Волгоград, ул. Академическая, д. 22 Тел.: +7 (8442) 38-55-87 Факс: +7 (8442) 38-55-86 e-mail: uvess0@rambler.ru

№ 1(3) | март | 2011

Энергосбережение

Как сократить затраты на охлаждение зданий Системы создания микроклимата современного здания, в том числе системы холодоснабжения, расходуют около половины всей потребляемой зданием электроэнергии. Для некоторых зданий, например, крупных розничных магазинов, этот процент еще выше и с учетом торгового холодильного оборудования может превышать 70–80%.

Т

радиционно производительность холодильного оборудования подбирается на пиковую нагрузку. В действительности время работы холодильных машин со 100% загрузкой составляет лишь около 3% от общего времени их работы. Каждый киловатт установленной электрической мощности – это плата за подключение к электросетям + плата за расходуемую электроэнергию + стоимость электрооборудования.

В условиях экономического кризиса и ужесточения тарифов на электрическую энергию для участников строительства особую актуальность приобретает проблема оптимизации перечисленных затрат и повышения энергоэффективности систем охлаждения зданий. Настоящая статья посвящена энергосберегающим системам CRISTOPIA STL, производимым французской промышленной группой C I AT.

CRISTOPIA – это технология аккумулирования холода, которая позволяет снизить установленную мощность холодильного оборудования на 30–70% и, таким образом, сократить затраты на холодильный центр, прежде всего, за счет следующих двух составляющих: • Сокращения капиталовложений при подключении объекта к электросетям, за счет подключения меньшей электрической мощности.

Таблица 1. Сравнение инвестиций при применении энергосберегающей системы CRISTOPIA STL и традиционной системы

Объемы инвестиций Оборудование/эл. Мощность

Традиционная схема

Cristopia stl

1000 кВт

384 кВт

190 000

86 000

Оборудование Холодильные машины (с воздушным конденсатором) Баки STL, наполнитель, автоматика

134 000

Промежуточный пластинчатый теплообменник

16 000

ИТОГО по оборудованию

206 000

16 000 236 000 (+ 15%)

Плата за электричество Установленная электрическая мощность холодильных машин Одноразовая плата за технологическое подключение потребителя к распределительным эл.сетям (~ 1800 /кВт установленной мощности)

~ 340 кВт 340х1500=510 000

~ 150 кВт 150х1500=225 000

Качественное соотношение инвестиций в трансформаторные подстанции на объекте, распред. щиты и другое эл. оборудование

Больше (+ )

Меньше (- )

Качественное соотношение эксплуатационных затрат: • двойной тариф (день/ночь; будни/выходные) • эксплуатационные затраты (количество фреона, обслуживание и т.д.)

Больше (+ )

Меньше (- )

Разница затрат на технологическое подключение к электросетям (относительно схемы с STL)

+ 285 000 (+56%)

0

Разница инвестиций с учетом оборудования и технологического подключения к электросетям (относительно схемы с STL)

+ 255 000 (+55%)

0

26 | ENERGY FRESH

№ 1(3) | март | 2011

ENERGY FRESH | № 1(3) | март | 2011

Рисунок 1

Рисунок 2

• Снижения стоимости эксплуатации системы холодоснабжения. Если говорить более подробно, данная технология позволяет: • Снизить плату за подключение к электросетям.

• Снизить энергопотребление холодильными машинами: машины работают постоянно со 100% загрузкой и максимальным КПД (EER).

• Оптимизировать энергопотребление во времени за счет работы холодильных машин в межпиковый период (ночью).

• Таким образом, снизить плату за электроэнергию за счет ночного тарифа и работы холодильных машин с максимальным КПД.

• Вписаться в существующий лимит электрической мощности.

• Уменьшить нагрузку на распределительные сети (экономия на подстанции, силовых кабелях и т.д.).

• Высвободить электрические мощности для других потребителей.

• Создать надежный резерв источника холода.

• Повысить холодопроизводительность существующей системы.

• Повысить надежность системы холодоснабжения: меньше типоразмеры оборудования, объем хладагента меньше на 50–80%, выше ресурс оборудования.

www.energy-fresh.ru

• Уменьшить загрязнение окружающей среды при эксплуатации системы холодоснабжения.

• Упростить и удешевить техобслуживание: меньше размер холодильных машин; баки-аккумуляторы холода не требуют техобслуживания.

• Осуществлять WEB-мониторинг системы STL. Это позволяет службе эксплуатации получать информацию о работе системы непосредственно от поставщика в режиме реального времени. Сравнение инвестиций при применении энергосберегающей системы CRISTOPIA STL и традиционной системы Рассмотрим инвестиции в основное оборудование и технологическое подключение к электросетям на примере холодильного центра офисного здания с пиковой холодильной нагрузкой около1000 кВт (Таблица 1). Как это работает? Традиционная схема (Рис. 1) В качестве примера условно показана холодильная машина с воздушным охлаждением конденсатора, работающая в первичном контуре с промежуточным теплообменником. Контур заполнен незамерзающим холодоносителем. Во вторичном контуре между

теплообменником и потребителями холода циркулирует вода. Схема с аккумулятором холода stl (Рис. 2) Для аккумулирования тепловой энергии используется скрытая теплота фазового перехода и частично явная теплота за счет охлаждения жидкости и льда. Достигаемая плотность аккумуляции – на порядок выше, чем при использовании запаса охлажденной воды. Аккумулятор холода представляет собой теплоизолированный бак (или несколько баков), заполненный герметичными капсулами из полиэтилена высокой плотности. Внутри капсул находится жидкость, меняющая фазовое состояние (водные растворы солей) – Phase Change Material. В аккумуляторе между капсул заполнителя циркулирует холодоноситель – как правило, водный раствор гликоля. Во время зарядки аккумулятора холодоноситель замораживает жидкость внутри капсул. В процессе разрядки, когда снимается пик нагрузки, лед в капсулах тает, отбирая тепло у холодоносителя. Холодильная машина работает с двумя температурными уставками. Днем в рабочие часы машина работает в режиме прямого охлаждения, с положительной температурой холодоносителя, ночью – с отрицательной температурой, заряжая аккумулятор.

энергосбережение | 27

Энергосбережение Таблица 2. Сравнение CRISTOPIA STL с технологией накопления энергии Ice-on-coil

Сравниваемая характеристика

CRISTOPIA STL

Намораживание льда на поверхности теплообменника

Гибкость конструкции баков

Практически любая форма и размеры Материал: сталь, бетон, пластик Атмосферные или напорные баки Баки могут быть горизонтальные, вертикальные, закапываемые в землю, в строительных конструкциях фундамента Нет трубок для теплообмена, фитингов, воздушных компрессоров и движущихся частей для предотвращения неравномерного льдообразования

Фиксированные размеры и холодопроизводительность баков, как правило, система содержит много баков Уязвимая конструкция внутреннего змеевика Ограниченный выбор вариантов монтажа

Удобство эксплуатации, надежность, регулирование температуры

Нет хрупких змеевиков Капсулы не имеют сварных швов Не требуется обработка воды пестицидами Нет риска избыточной зарядки аккумулятора, ведущей к повреждению дорогостоящего бака Очень простой процесс регулирования температуры

Требуется сложная дорогая система контроля льдообразования для предотвращения серьезного повреждения и неэффективной работы, вызванной ледяными пробками, перемычками, неправильным течением холодоносителя и избыточной зарядкой Требуется обработка пестицидами и подготовка к зиме, когда система не используется

Поверхность теплообмена

Поверхность теплообмена на кВтч выше на 30–300% – большая интенсивность теплообмена, выше эффективность

Эффективность ниже Требуется больше энергии для производства эквивалентного холода

Области применения Для решения задач в различных областях используется заполнитель с разной температурой фазового перехода. Предлагаемый диапазон температуры очень широк: от – 33°С до +27°С. В системах комфортного кондиционирования воздуха используется фазовый переход при 0°С. Более низкие значения температуры фазового перехода находят применение в различных отраслях промышленности, в предприятиях торговли, общественного питания, аэропортах, ледовых дворцах, больницах и т.д. Капсулы с температурой фазового перехода +27°С предназначены для тепловых насосов с передачей тепла от воды к воздуху, работающих в замкнутом водяном контуре. Энергосберегающие сис темы CRISTOPIA STL уже более 25 лет успешно эксплуатируются на более чем 1500 объектах по всему миру – в Европе, Азии, Америке, Японии.

28 | ENERGY FRESH

Преимущества • Выбор температуры фазового перехода в широком диапазоне: от – 33°С до +27°С.

• Большая плотность аккумуляции 55–60 кВтч/м3.

• Д л и т е л ь н ы й с р о к с л у ж б ы : 30–40 лет.

• Максимальная надежность, нет риска выхода системы из строя.

• Замкнутая гидравлическая система, не требующая техобслуживания (техобслуживание сводится к контролю концентрации гликоля).

• Простой процесс пуско-наладки, не требующий больших трудозатрат.

• Полная автоматизация холодильного центра (автоматика поставляется производителем).

• Возможность WEB-мониторинга системы (заложена в автоматику) из штаб-квартиры CRISTOPIA и дистанционного контроля при вводе системы в эксплуатацию. Сравнение CRISTOPIA STL с другой технологией накопления энергии, исполь-

зующей принцип фазового перехода – намораживанием льда на поверхности теплообменника (Ice-on-coil) Более подробную информацию и консультации по расчету и проектированию энергосберегающих систем можно получить в представительстве компании CIAT.

ООО «СИАТ Дистрибюсьон СНГ» 117452, Россия, г. Москва Балаклавский пр-т, д. 28 «Б», стр. 1 Тел.: +7 (495) 641-16-42 Факс: +7 (495) 641-16-43 E-mail: info@ciat.ru www.ciat.ru

№ 1(3) | март | 2011

Энергосбережение

Delphi привносит экологически безопасные технологии на рынок систем кондиционирования воздуха Сегодня промышленность, правительство и общественность находятся в поиске энергосберегающих решений для зданий жилищного и коммерческого сектора. В ответ на это семейство теплообменников MCHX® от Delphi с использованием микроканальной технологии может помочь сделать наши дома, офисы и школы экологически чище при сохранении высокого уровня комфорта. зированный змеевик делают ее высокоэффективной при сохранении всех технических характеристик.

Charlie Clevenger, коммерческий директор подразделения Delphi по теплообменникам для жилищного и коммерческого секторов J

Т

ехнология теплообменника MCHX® от Delphi использует компактную конструкцию, которая более эффективна по сравнению с традиционными теплообменниками, использующими охладительные трубки и охлаждающие пластины. Система объединяет три основных компонента – плоскую микроканальную трубку, пластины и два коллектора – запаянные в один модуль. Оптимальная конструкция модуля обеспечивает высокий уровень теплообмена при сохранении низкого воздушнного сопротивления сердцевины теплообменника. Данная компактная конструкция и оптими-

30 | ENERGY FRESH

Преимущества Теплообменника MCHX® от Delphi Технологии теплообменника MCHX® от Delphi помогают OEM соответствовать более высоким требованиям по сезонному коэффициенту эффективности энергии (SEER) при меньшей конструкции блока. Delphi может помочь OEMs соответствовать необходимому минимальному коэффициенту SEER 13 при сохранении размера блока, аналогичному блокам с коэффициентом SEER 10 или 12. «Соответствие коэффициенту SEER 13 с аналогичным размером блока, как и у блоков с коэффициентом SEER 10 или 12, означает более высокую эффективность использования энергии, повышение теплообмена, меньшую по размерам и более компактную компоновку, а также более эффективное использование хладагентов по сравнению с традиционными трубчатопластинчатыми конструкциями,» заявил Charlie Clevenger, коммерческий директор подразделения Delphi по

теплообменникам для жилищного и коммерческого секторов. Поскольку теплообменники MCHX® от Delphi как минимум на 30 процентов меньше, чем другие теплообменники для жилищного сектора, заказчики также смогут оценить дополнительные выгоды в связи с меньшей площадью хранения, более легкой установкой и улучшенным с эстетической точки зрения дизайном для конечного пользователя. «В дополнение, все микроканальные продукты Delphi используют до 40 процентов меньше хладагентов, что помогает OEMs снизить расходы, помогая защитить окружающую среду от вредного воздействия выделяемых газов,» заявил Clevenger. «А также ввиду того, что микроканальные продукты состоят на 100 процентов из алюминия и легко перерабатываются, они обеспечивают более экологически безопасные решения, отвечающие сегодняшним требованиям по защите окружающей среды.» Начиная с 2003 года, когда компания представила свой первый микроканальный конденсатор, Delphi отводит важнейшее место разработкам в области микроканальных технологий.

№ 1(3) | март | 2011

ENERGY FRESH | № 1(3) | март | 2011

Сегодня компания пополнила свой ассортимент испарителем для внутренней установки и конденсатором второго поколения. Микроканальный испаритель Испаритель MCHX® от Delphi является специально разработанным теплообменником, который может функционировать как в режиме конденсации (отопление), так и в режиме испарения (охлаждение). По своей массе он на 40 процентов меньше по сравнению с продуктом конкурентов, при этом соответствует требованиям SEER. Также как и все остальные микроканальные технологии Delphi, он снижает количество хладагента, необходимого для системы. Благодаря своей полностью алюминиевой конструкции, испаритель MCHX® от Delphi также устраняет образование окисной коррозии, которая наблюдается у традиционных испарительных змеевиков с медной трубкой. Помимо этого, при работе в режиме охлаждения испаритель MCHX® от Delphi может использоваться в качестве осушителя (что будет способствовать поступлению кондиционированного воздуха внутрь здания), хотя его микроканальная конструкция позволяет эффективно функционировать как в режиме конденсации (обогрев), так и в режиме испарения (охлаждение). Благодаря своим небольшим размерам этот испаритель полностью совместим с компактными вентиляционными установками.

www.energy-fresh.ru

«Благодаря успеху нашей технологии микроканального конденсатора на рынке HVAC, наши заказчики также смогут воспользоваться преимуществами новой разработки в микроканальном семействе Delphi,» заявил Shri Joshi, главный инженер подразделения Delphi по Теплообменникам для Жилищного и Коммерческого секторов. «Поскольку наш опыт в области микроканальных теплообменников насчитывает 25 лет, мы можем быстро реагировать на требования данного рынка, предлагая энергосберегающие высокотехнологичные продукты.» Преимущества испарителя: • Высокая эффективность • Производителям оборудования легче выполнять требования SEER (Сезонный коэффициент энергоэффективности) и HSPF (Сезонный кпд отопительного оборудования) • Алюминиевая конструкция обеспечивает большой срок службы и упрощает утилизацию вышедших из строя изделий • Существенное снижение объема хладагента по сравнению с компоновкой трубок и пластин, что приводит к снижению негативного воздействия на окружающую среду и снижению эксплуатационных расходов • Снижение веса на 40% по сравнению с изделиями конкурирующих фирм.

Микроканальный конденсатор второго поколения В начале этого года Delphi запустила второе поколение своей успешной разработки конденсатора MCHX®. Внедренный впервые в 2003 году конденсатор использовал уникальную микроканальную конструкцию Delphi, предлагающую компактную, но в то же время эффективную опцию отопления и охлаждения для OEMs. На основе полученного успеха Delphi запустила обновленный конденсатор с целым рядом модификаций, обеспечивающих первоклассные технические характеристики, и в то же время повышающих надежность продукта и снижающих степень сложности установки. Конденсатор MCHX® представляет собой высокоэффективный компактный теплообменник, который подходит для внешних модулей бытовых охлаждающих устройств, а также для разнообразных холодильных агрегатов, рефрижераторов на базе грузового автомобиля и охладителей напитков в бутылках. Змеевик конденсатора специально разработан для конденсации сжатого газа, а также для выработки жидкого агента, температура которого ниже температуры конденсации. В настоящее время новый конденсатор, имеющийся в наличии для OEMs, использует оптимизированный сплав, который обладает большей коррозийной стойкостью для наружной установки.

энергосбережение | 31

Энергосбережение

«Конденсатор второго поколения Delphi обладает аналогичными преимуществами в плане технических характеристик и эффективности, но теперь его конструкция стала более прочной и устойчивой к внешним воздействиям, а также более простой для OEMs в плане ее монтажа,» – заявил Chris Day, глобальный менеджер по продажам подразделения Delphi по теплообменникам для жилищного и коммерческого секторов. «Это позволяет нашим инженерам разрабатывать новые модификации, которые бы позволили конденсатору MCHX® выйти на новый уровень.» Преимущества конденсатора: • Компактная конструкция – на 30% меньше и легче, чем изделия конкурирующих фирм • Уменьшенные размеры змеевика отвечают требованиям рынка в отношении уменьшения площади мест складирования. Упрощения процедуры установки и соблюдения эстетических норм • Высокая теплопередача и эффективность работы • Алюминиевая конструкция обеспечивает большой срок службы и упрощает утилизацию вышедших из строя изделий

32 | ENERGY FRESH

• Легкость в проведении погрузочноразгрузочных работ, что минимизирует вероятность повреждения пластин и увеличивает возможность проведения ремонта в полевых условиях • Существенное снижение объема хладагента по сравнению с классическими сборными теплообменниками из трубок и пластин, что приводит к снижению негативного воздействия на окружающую среду и снижению эксплуатационных расходов • Производителям оборудования легче выполнять требования SEER (Сезонный коэффициент энергоэффективности) На основе опыта в автомобильной промышленности Delphi изготавливает более 37 миллионов теплообменников ежегодно на своих предприятиях, расположенных по всему миру, для автопроизводителей и для целого ряда производителей систем отопления и кондиционирования воздуха для жилищного и коммерческого секторов. Поскольку опыт компании в области автомобильных систем охлаждения насчитывает более 100 лет, Delphi изменила процесс развития автомобильной промышленности, ознаменовав переход от трубчато-

пластинчатых систем к сегодняшним теплообменникам. Компания эффективно использует 25-летний опыт в ходе разработок микроканальных теплообменников для автомобильных систем кондиционирования воздуха, для работы с производителями систем отопления и кондиционирования воздуха для жилищного и коммерческого секторов. О Delphi Delphi является ведущим поставщиком в мире систем электроники и технологий для автомобильного, коммерческого автомобильного и других сегментов рынка. Управляя основными техническими центрами, производственными заводами и предприятиями по поддержке заказчиков в 30 странах мира, Delphi поставляет инновации «для реального мира», которые делают изделия интеллектуальнее и безопаснее и в то же время мощнее и эффективнее. Подсоединитесь к миру инноваций на www.delphi.com

Delphi Agnieszka Przymusi ska Tel.: +48 12 252 10 33 agnieszka.przymusinska@delphi.com www.delphi.com

№ 1(3) | март | 2011

ENERGY FRESH | № 1(3) | март | 2011

ï ïï ï ï ï ï ï ï ïï ï ï ï ï ï ï ï ï ïï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ïï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ïï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ïï ï ï ï ï ï ï ïï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ïï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï

www.energy-fresh.ru

энергосбережение | 33

Энергосбережение

Katherm QK c ЕС-технологией Компания Kampmann (Германия) представила на российском рынке встроенный в полу отопительный конвектор Katherm QK с новым ЕС-вентилятором. Отопительные приборы Katherm QK сочетают в себе экономичность, низкий уровень шума и высокую теплопроизводительность. Полностью готовые к монтажу конвекторы оснащены ЕС-вентилятором, расположенным параллельно теплообменнику, что обеспечивает высокоэффективную принудительную конвекцию воздуха по всей длине прибора.

Н

овый высокоэффективный ЕС-двигатель отличается повышенным КПД, что обеспечивает снижение энергопотребления на 60%! Высокопроизводительные конвекторы оснащены теплообменниками PowerKon из медных труб с гофрированным алюминиевым оребрением, благодаря небольшому количеству воды достигается хорошая регулировка и быстрый нагрев. Конвекторы рассчитаны на рабочее давление 10 бар при температуре теплоносителя 120 °C. Теплообменник с рабочим давлением 16 бар изготавливается по запросу, возможно также исполнение приборов для влажных помещений. В стандартный комплект поставки входит модуль KaControl для плавного регулирования. Изначально конвектор работает на естественной конвекции. И только когда этой мощности становится недостаточно, подключается вентилятор. Новая система управления KaControl представляет новые возможности касательно экономии электроэнергии, комфорта и удобства в обслуживании. При необходимости параметры можно вызвать на месте через панель управления (KaController) и изменить. Группы, состоящие из максимум шести приборов Katherm QK, могут вводиться в эксплуатацию с автоматической

34 | ENERGY FRESH

адресацией. При использовании дополнительных карт CANbus возможно подключение до 30 приборов.

Katherm QK оснащены разъемными коммуникативными интерфейсами для индивидуального управления или для подключения по протоколу LON или BACnet IP. KaController от Кампманн Компания Kampmann (Германия) представила на российском рынке новый пульт управления KaController. С большим дисплеем и кнопкой настройки КaController, а также в варианте с боковыми функциональными клавишами обеспечивается максимальный комфорт при эксплуатации. Заложенный в основу принцип «Так мало, как возможно, так много, как необходимо» позволяет даже непроинструктированному пользователю интуитивно разобраться с возможностями управления.

KaController следует первоначальным потребностям пользователя помещения в вентиляции или кондиционировании следующим образом: «Мне тепло» – «Мне холодно», «Душно» или «Прибор работает слишком шумно». Основные функции всегда однотипно программируются через КaController и легки в управлении. Приборы Katherm, Venkon, оснащаемые этой автоматикой, могут подключаться к системам управления зданий по протоколу LON или BACnet IP.

123007, г. Москва, ул. 4-я Магистральная, д. 11, стр.2 Тел./Факс: +7 (495) 3630244 E-mail: info@kampmann.ru www.kampmann.ru

№ 1(3) | март | 2011

Энергосбережение

OLIL Systems – повышение энергоэффективности Я.В. Тагильцев, специалист по развитию направления автоматизации НПК ОЛИЛ

Система автоматизации OLIL Systems – это высококачественная проверенная продукция из Великобритании, соответствующая всем европейским стандартам автоматизации. Продукция Cybrotech, используемая в системе OLIL Systems, работает в области промышленной автоматизации более 17 лет. Оборудование, программное обеспечение и системы автоматизации Cybrotech используются ведущими мировыми компаниями.

М

ы считаем, что стандарты автоматизации зданий должны отвечать самым высоким требованиям, и поэтому система автоматизации OLIL Systems использует продукты Cybrotech, которые производятся по промышленным стандартам. Качество продукции Cybrotech включает в себя: многолетний опыт в автоматизации, инновационные технологии, строгое тестирование, испытания по европейским стандартам и современное производство, вот что нам позволяет с гордостью предлагать вам одну из самых надежных систем автоматизации на мировом рынке. Помимо надежности OLIL Systems полностью соответствует таким стандартам как, производительность, энергоэффективность, дизайн и функциональность, гибкость системы, комплексное решение. Повышение производительности Системы автоматизации зданий должны соответствовать строгим стандартам. Прежде всего – надежность. Здесь

плюсом Cybrotech является то, что весь его продукт выполнен на основе промышленных стандартов. Высокая скорость CAN (Control Area Network). Приняв Ethernet в качестве основного соединительного порта, контроллеры Cybro-2 могут быть подключены к персональным компьютерам, другим системам и Интернету. Используя свободно программируемые контроллеры, система способна контролировать все входящие в нее единицы и дает прочную основу для максимальной производительности. Система OLIL Systems упрощается с помощью свободного доступа передачи информации, большого разнообразия модулей и логической структуры информационной сети.

Пульт дистанционного управления, сенсорные экраны и программное обеспечение удовлетворят самого требовательного клиента.

Дизайн и функциональность Оборудование Cybrotech доступно в различных исполнениях, что дает вам возможность широкого выбора.

MMI's – оборудование, имеющее логическую структуру меню, интуитивный интерфейс, а также возможность использования графических символов.

Комплексное решение (Для любого здания). Каждое здание предъявляет особые требования к системе автоматизации. Используя те же компоненты, мы строим системы автоматизации под конкретное решение. Отели, торговые центры, больницы, аэропорты, бизнес-центры, школы, правительственные здания, кинотеа-

Гибкость системы Гибкость достигается на основе свободно программируемой логики и всевозможных программируемых интерфейсов. Современные системы должны быть открытыми, предлагая удобный интерфейс с использованием целого ряда протоколов. Системы управления OLIL Systems полностью удовлетворяют всем выше перечисленным условиям. Система свободно интегрирует и объединяет современные системы: пожарной и охраной защиты здания.

Рис 1.1 Принцип работы освещения в OLIL Systems

36 | ENERGY FRESH

№ 1(3) | март | 2011

ENERGY FRESH | № 1(3) | март | 2011

Рис 1.2. Решение по автоматизации и кондиционированию воздуха

Рис 1.3 Автоматизация тепловых пунктов

тры, театры, ночные клубы, промышленные здания и частные дома. На этот список мы предлагаем вам готовые решения. энергоэффективность И последнее, на что мы акцентируем ваше внимание – это энергоэффективность. Система автоматизации OLIL Systems разработана на базе европейской системы Cybrotech с адаптацией под российское законодательство и потребителя, а именно Федеральный закон Российской Федерации от 23 ноября 2009 г. N 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации». В системе определены три направления энергосбережения: 1. Отопительные системы.

2. Системы вентиляции и кондиционирования.

3. Системы освещения. Освещение – контроль света в любом месте здания, дистанционное включение света, автономная работа освещения, изменение мощности света. (Экономическая эффективность: экономия электроэнергии, рациональное, разумное использование электроэнергии – это контроль и мониторинг за всем осветительным оборудованием.) Вентиляция и кондиционирование – с помощью датчиков поддерживается идеальный баланс в помещении (уменьшает/увеличивает температуру и влажность, открывает/закрывает жалюзи и окна, контролируется содержания в помещении CO, CO2). (Экономическая эффективность: уменьшение энергозатрат, система автономно поддерживает нужную клиенту температу-

www.energy-fresh.ru

Рис 1.4 Контроллер Cybro-2

ру, включая, выключая отопительную систему, кондиционирование.) Отопление – с помощью датчиков давления и температуры контролируются отопительные системы, системы водоснабжения, определяется неисправность систем. (Экономическая эффективность: уменьшение энергозатрат, увеличение безопасности.) Система OLIL Systems строится на оборудовании автоматизации Cybrotech

(UK) и оборудовании КИПиА компании Dwyer (USA). Центром системы является мощный свободно программированный контроллер Cybro-2 , который дополняется всевозможными модулями расширения, образуя систему, способную контролировать различные объекты. Контроллер Cybro-2 питается напряжениями 230В переменного тока или 24В постоянного тока. Контроллер имеет цифровые/аналоговые входы/ выходы, выход Ethernet, два программируемых последовательных порта RS-232C, высокоскоростной счетчик и часы реального времени. Представленная выше схема обеспечивает контроль системы, возможна работа с 167 точками, зонами, секторами. Проекты автоматизации OLIL Systems разные, но имеют много общего, все они надежны, безопасны и энергоэффективны.

Рис 1.5 Схема OLIL Systems

энергосбережение | 37

Энергосбережение

800 километров на одном дыхании И.С. Езепов, студент факультета наук о материалах, МГУ им. М.В. Ломоносова Д.А. Семененко, аспирант факультета наук о материалах, МГУ им. М.В. Ломоносова

О транспорте Современное человечество потребляет более 14 миллиардов киловатт энергии. Это огромная цифра и к 2050 году она утроится. Треть этого сгорает в двигателях автомобилей, и при сохранении нынешнего темпа роста их количества, влияние на экосистему в ближайшие десятилетия может стать необратимым. Кроме того, использование энергии сжигания продуктов нефтепереработки, мягко говоря, иррационально, так как коэффициент полезного действия даже самых современных двигателей внутреннего сгорания редко превышает 40%. Но уже сейчас во всем мире производятся прототипы (а некоторыми концернами налажено и серийное производство) городского автотранспорта, не использующего нефтяное топливо. В основном это автомобили на водороде, биотопливе или же гибридные системы, однако самым эффективным является использование электроэнергии. Хотя мощность современных электромоторов меньше мощности среднего двигателя внутреннего сгорания, но габариты электродвигателей позволяют монтировать их в каждое колесо, что увеличивает как суммарную мощность автомобиля, так и освобождает пространство для инженерной мысли, вплоть до самоката на одном колесе. Смело же говорить, что в будущем весь городской автотранспорт будет работать на электроэнергии, позволяют две ключевые особенности электродвигателя: полное отсутствие негативного влияния на окружающую среду и исключительно высокие значения коэффициента полезного действия – более 90%. Но началу широкого коммерческого производства электромобилей

38 | ENERGY FRESH

мешает одна большая проблема – автомобили на двигателе внутреннего сгорания получили столь широкое распространение ввиду широчайшей доступности жидкого органического топлива, а емкие системы для запасания большого количества электроэнергии сегодня – это экзотика, если они вовсе существуют. О батарейках Рынок аккумуляторов для мобильных электроустройств огромен: ежегодный товарооборот только самых распространенных – литий-ионных аккумуляторов превышает 2 млрд долл. США. Однако качественных изменений в их конструкции со времен открытия практически не было. Это объясняется в первую очередь тем, что требования всех современных электроустройств полностью удовлетворены: сотовые телефоны работают несколько суток, ноутбуки выдерживают по 12 часов. Но емкости современных литий-ионных аккумуляторов слишком малы, чтобы

обеспечить широкое использование электромобилей – на «телефонной технологии» электромобиль проедет километров 50, а стоить такая батарейка будет дороже всего остального электромобиля. Чтобы проехать 1 км обычному семейному автомобилю необходимо около 150 Вт. Значит, для одной полноценной поездки без дозаправки необходимо примерно 75кВт. А емкость же даже самых лучших литий-ионных аккумуляторов не превышает 200Вт/кг. Выходит, что для создания электромобиля необходима батарее массой более 350кг! Получается, что, пока на рынке самой распространенной батарей является литий-ионная, эра электромобилей не наступит. Однако существует отличное решение проблемы запаса электроэнергии – литий-воздушные (или литийкислородные) аккумуляторы. Такие устройства пока только собирают в научных лабораториях, но уже сейчас емкость прототипов таких устройств

Рис.1 Сравнение эффективности автомобиля на дизельном двигателе и электромобиля

№ 1(3) | март | 2011

ENERGY FRESH | № 1(3) | март | 2011

превышает 1700 Вт*ч/кг, а теоретический максимум – 11680Вт*ч/кг. Даже если удастся создать аккумулятор для электромобиля с 70% теоретической емкостью, его масса не будет превышать 10 кг! (Рис.1) Как это работает? Чтобы понять, как запасается и извлекается электроэнергия из различных аккумуляторов и какие при этом они имеют значения электроемкостей, необходимо обратиться к их устройству. Любая батарея состоит из двух электродов и разделяющего их электролита. Так, например, в литий-ионной батарее электродами являются графит и оксид кобальта(IV) (рис. 2 слева) – оба этих вещества способны внедрять в свою структуру атомы лития, при этом нахождение в последнем энергетически выгоднее. Тогда если разделить два электрода материалом, способным пропускать ионы лития и при этом не пропускать электрический ток, при этом соединив электроды металлическим проводом, то на аноде атомы лития начнут распадаться на ионы и электроны. Ионный ток потечет через электролит, электрический через внешнюю цепь, совершая полезную работу. Когда на катоде ионы и электроны начнут встречаться, образующийся литий сможет внедряться в структуру катода. При заряде же батареи мы внешним потенциалом заставляем литий переходить из оксида кобальта в графит. Именно из-за того, что в процессе заряда-разряда литий перетекает из одной структуры в другую, такой механизм порой называют «креслокачалка». Литий-ионные аккумуляторы просты в изготовлении, удобны, безопасны, но их удельная емкость очень мала в силу того, что основная масса батарейки приходится на оксид кобальта и графит, в то время как запасаемая энергия пропорциональна количеству лития. Еще в 1970 году учеными было предложено совершенно другое устройство – литий-воздушный аккумулятор. В качестве анода в нем используется металлический литий, а катодом является катализатор реакции окисления лития кислородом, находящийся в прямом контакте с атмосферным воздухом

www.energy-fresh.ru

Рис. 2. Сравнение принципов работы литий-ионного и литий-воздушного аккумулятора

(рис. 2 справа). Потенциалообразующей реакцией является не перетекание ионов из одной структуры в другую, а фактически горение лития. Только вся энергия горения не выделяется в виде тепла и света, а совершает полезную работу. Можно легко заметить, что в такой конструкции масса электролита и катода существенно меньше массы лития и, следовательно, значения удельной емкости крайне высоки. Но если бы создание литий-воздушной батареи было простой задачей, то все бы уже давно ездили на электромобилях. Подводные камни На практике при создании прототипа литий-воздушного аккумулятора возникает несколько серьезных трудностей. Основная из них связана с тем, что катод батареи находится в атмосфере, в то время как анодный материал – металлический литий – обладает высокой химической активностью, и разрушается при любом контакте с водой или кислородом. Следовательно, электролит в таком устройстве должен не только пропускать ионы и быть диэлектриком, но еще обеспечивать полную защиту анода от контакта с внешней средой. Если электролит окажется не герметичным, то в процессе эксплуатации аккумулятора анод будет деградировать, и пройдет всего несколько циклов заряда-разряда прежде чем батарея полностью потеряет емкость. Другой серьезной задачей является подбор электрокатализатора так, чтобы на катоде происходила нужная реакция восстановления кислорода и соединение его с ионом лития. Это необходимо, так как прочие продукты не будут вступать в обратную реакцию,

и такую батарею будет невозможно повторно зарядить. Кроме этого, проблема многих электрокатализаторов в том, что они также катализируют разложение электролита, что губительно для аккумулятора. Перспективы Уже сегодня найдены материалы, способные практически полностью решить все имеющиеся трудности. Среди электролитов наиболее перспективным является класс твердых полимерных систем, так как мембраны, изготовленные из полимеров, сочетают в себе все необходимые качества. А катализаторами в созданных прототипах являются оксиды переходных металлов – марганца и ванадия, показывающие высокие электрохимические характеристики и низкую деградацию. Имеющиеся результаты, позволяют смело предположить, что первые литий-воздушные аккумуляторы промышленных габаритов (рис. 3), способные выдержать множество циклов заряда-разряда, появятся в лабораториях уже через несколько лет, а к 2020 году инвесторы обещают серийное производство автомобилей на литийвоздушной технологии.

Рис. 3 Модель промышленного аккумулятора типа литий-воздух

энергосбережение | 39

Энергоэффективность

Эффективный энергоменеджмент и управление выбросами парниковых газов В.А. Дьячков, директор департамента реализации проектов, ООО «СиСиДжиЭс»

На международных рынках все чаще будут появляться барьеры на продвижение продукции от тех предприятий, где выбросы парниковых газов (ПГ) не контролируются, а углеродоемкость продукции не отвечает международным стандартам. Барьеры выражаются в виде пошлин, отмены субсидий, налоговых льгот и других привилегий производителям и потребителям продукции с высокими удельными показателями выбросов ПГ.

В

большинстве случаев наибольший вклад в углеродоемкость продукции вносит потребление энергоресурсов. В данном случае неважно, имеет предприятие свой энергоисточник или покупает энергию со стороны. Без применения механизмов управления выбросами ПГ российские предприятия неизбежно будут уступать свои позиции на международных рынках. Углеродоемкость российской продукции в 3–4 раза выше показателей развитых стран (см. Табл. 1). В этой связи эффективный энергоменеджмент – необходимая предпосылка для разработки и внедрения проектов по управлению и сокращению выбросов ПГ в рамках киотских и других механизмов, позволяющая адекватно оценить и верифицировать сокращения выбросов ПГ в результате реализации мер по энергосбережению, использованию возобновляемых источников энергии и др. Что надо сделать для создания и внедрения энергоменеджмента в компании? Во-первых, необходимо выполнить объективную оценку эффективно-

сти производства и потребления топливно-энергетических ресурсов и определить потенциал сокращения выбросов ПГ. Для этого целесообразно использовать внешних, независимых аудиторов. В качестве таких аудиторов могут выступить углеродные компании, имеющие в своем составе службу энергоконсалтинга, специалисты которой могут посмотреть на энергетику предприятия через климатическую призму. По результатам такого обследования разрабатыва-

ППС – паритет покупательной способности

Источник: С.Н. Бобылев. «Экономика и климат»

1

40 | ENERGY FRESH

ется план управленческих и технических мероприятий по энергосбережению на ближайшие 2–3 года. В дальнейшем этот план должен входить составной частью в энергетическую стратегию. Во-вторых, необходимо разработать энергетическую стратегию развития предприятия с учетом углеродной составляющей. Стратегия не должна сводиться к простому плану мероприятий, т.к. она по своему определению должна разрабатываться на более

Таблица 1. Углеродоемкость, кг СО2/ ВВП долл. США по ППС1

Страна

Углеродоемкость

Великобритания

0,3

Германия

0,4

Канада

0,6

Норвегия

0,3

Франция

0,2

США

0,6

Финляндия

0,5

Швеция

0,2

Япония

0,4

ЕС

0,3

Россия

1,2

№ 1(3) | март | 2011

ENERGY FRESH | № 1(3) | март | 2011

долгосрочную перспективу и поэтому должна оперировать более фундаментальными понятиями. Энергетическая стратегия – это комплексный документ, включающий в себя цели, приоритеты, задачи, методы и способы их решения, а также механизмы контроля и управления. Основным механизмом реализации энергетической стратегии является система энергоменеджмента. В-третьих, необходимо создать систему энергоменеджмента в соответствии с требованиями международного стандарта ИСО 50001, который в ближайшем будущем станет базовым наряду со стандартами качества ИСО 9001 и экологии ИСО 14001. Стандарт ИСО 50001 «Системы энергоменеджмента» утвержден международной организацией по стандартизации (ISO) в качестве проекта международного стандарта в июне 2010 года и, как ожидается, будет опубликован в качестве международного стандарта в 2011 году. Стандарт ИСО 50001 применим ко всем типам организаций и предприятий, независимо от их отраслевой принадлежности, размеров и вида собственности.

www.energy-fresh.ru

Рассмотрим на примере нескольких предприятий опыт применения энергоуглеродного менеджмента, в разработке и внедрении которого принимали участие специалисты АНО «Центр экологических инвестиций» и ООО «СиСиДжиЭс». Одним из таких предприятий является ЗАО «Лесозавод 25» в г. Архангельске. На предприятии с 2002 г. план развития энергетики неразрывно связан с углеродной составляющей, то есть с учетом перспектив продажи сокращений выбросов ПГ. Первым этапом реализации такого плана стало строительство в 2005 г. котельной на древесных отходах на производственной площадке «Цигломень», что позволило отказаться от поставок тепловой энергии от сторонней мазутной котельной и сократить вывоз кородревесных отходов (КДО) на свалку. Вторым этапом стало строительство в 2007–2008 гг. мини-ТЭЦ на кородревесных отходах на другой производственной площадке «Маймакса». Это позволило повысить количество и эффективность сжигания древесных отходов, получать собственную

электроэнергию и дополнительно сократить вывоз КДО на свалку. Оба этапа генерируют сокращения выбросов ПГ и были реализованы в рамках проекта совместного осуществления в соответствии со ст. 6 Киотского протокола. Следующим этапом реализации плана развития энергетики стало строительство в 2007–2008 гг. завода по производству древесных топливных гранул (пеллет). Эксплуатация гранульного завода позволяет предприятию производить высококачественное биотопливо, пользующееся спросом на международном рынке и полностью прекратить вывоз КДО на свалку. Строительство завода велось в рамках второго проекта совместного осуществления. Результаты применения энергоуглеродного менеджмента на Лесозаводе 25 в свете энергетической составляющей: • отказ от использования ископаемого топлива и полный переход на кородревесные отходы с выработкой тепла и электроэнергии для собственных нужд;

Энергоэффективность | 41

Энергоэффективность • сжигание части осадка сточных вод. Все это привело к увеличению доли биотоплива в топливном балансе предприятия с 28% до 41%.

• производство высококачественного биотоплива, пользующегося спросом на международном рынке. Результаты применения энергоуглеродного менеджмента в свете углеродной составляющей: • продажа впервые в России ранних сокращений выбросов ПГ за 2006–2007 гг. в объеме 27 тыс. т СО2-экв; • проекты совместного осуществления по строительству энергоисточников на биотопливе и гранульного завода прошли детерминацию независимыми экспертными организациями и поданы на конкурс в Сбербанк РФ для утверждения2. Общий прогнозируемый объем сокращений за период 2008–2012 гг. составляет 317 тыс. т СО2-экв. Другим предприятием, где также успешно применяется энергоуглеродный менеджмент, является ОАО «Архангельский ЦБК». В 2000 г. на АЦБК был реализован первый этап проекта совместного осуществления по утилизации отходов биомассы в соответствии со ст. 6 Киотского протокола. Этап включал реконструкцию одного из утилизационных котлов с переводом его на схему сжигания в кипящем слое без подсветки мазутом, а также монтаж корорубки и пресса для отжима коры. В период 2003–2005 гг. был реализован второй этап проекта совместно2

го осуществления, который включал строительство нового котла с кипящим слоем взамен старого и монтаж узла приемки, подготовки и подачи на сжигание кородревесных отходов и осадка сточных вод. В 2003 г. на АЦБК была проведена инвентаризация выбросов парниковых газов на погодовой основе за 1990–2002 года. В том же году разработан прогноз выбросов ПГ исходя из различных сценариев развития предприятия на период до 2012 г. и обоснована эффективная квота предприятия на выбросы на период 2008–2012 гг. В результате этой работы ОАО «Архангельский ЦБК» принял на себя добровольное обязательство ограничить выбросы ПГ на период до 2012 г. уровнем 2600 тыс. тонн СО2-экв. в год, что на 12% ниже уровня выбросов 1990 г., принятого в Киотском протоколе за базовый. Об этом руководство комбината официально объявило на 9-й Конференции сторон Рамочной Конвенции ООН об изменении климата в г. Милане (Италия) 10 декабря 2003 г. В 2004 г. разработана и внедрена компьютерная программа для инвентаризации выбросов парниковых газов. Результаты применения энергоуглеродного менеджмента на АЦБК в свете энергетической составляющей: • повышение объемов и эффективности сжигания кородревесных отходов;

Результаты применения энергоуглеродного менеджмента в свете углеродной составляющей: • продажа ранних сокращений выбросов ПГ за 2001–2007 гг. в объеме 800 тыс. т. СО2-экв; • ежегодная самостоятельная инвентаризация выбросов ПГ; • проект совместного осуществления по утилизации отходов биомассы прошел детерминацию независимой экспертной организацией и подан на конкурс в Сбербанк РФ для утверждения. Общий объем прогнозируемых сокращений ПГ за период 2008–2012 гг. составляет 1 млн т СО2-экв. Рассмотренные примеры доказывают, что применение энергоуглеродного менеджмента может приносить реальные выгоды как за счет энергетической, так и за счет углеродной (климатической) составляющей. В ближайшей перспективе международные требования к энергоемкости и углеродоемкости продукции будут ужесточаться и отечественным предприятиям следует задумываться об этом и начинать действовать уже сейчас.

ООО «СиСиДжиЭс» 163000 г. Архангельск, пр. Троицкий, д. 38, офис 411а Тел.: +7 (8182) 210 446 Тел./факс: +7 (8182) 210 195 e-mail: v.dyachkov@ccgs.ru www.ccgs.ru

Проект по строительству энергоисточников на биотопливе получил утверждение.

42 | ENERGY FRESH

№ 1(3) | март | 2011

Проект 0

Энергоэффективный загородный дом М. Питеркин, директор ООО «Энергоэффективный дом»

Идея энергоэффективного дома заключается в минимальном энергопотреблении на обеспечение жизни в нем. Давайте рассмотрим, куда же уходит наша энергия? 70–80% затрачивается на обогрев помещения и воды, а оставшиеся 20–30% потребляют источники света, бытовые приборы и прочие. Теперь давайте оглянемся вокруг и посмотрим, какие источники энергии нас окружают, где живет энергия?

С

амый сильный источник – это солнце, оно дарит нам каждый день световую и тепловую энергию, которую мы можем использовать для освещения и обогрева домов, даже зимой. Важную роль в этом играет расположение и архитектура дома. Диапазон между восточным рассветным солнцем и западным закатным подсказывает нам, как расположить окна для получения максимальной отдачи света и тепла. Лучше для этого подойдут большие витражные окна на юг и минимальные окна на север. Для хорошей теплоизоляции и удерживания нагретого тепла в доме мы подбираем с вами материалы для строительства, здесь современная промышленность предлагает множество технологий, и заказчик тут выбирает сам. Хорошим вариантом экологичного утеплителя является прессованная ржаная солома, плотно уложенная в стены.

44 | ENERGY FRESH

Энергообеспечение Независимость – это всегда показатель внутренней силы. Так и энергообеспечение в доме должно быть независимым, работающим на возобновляемых источниках энергии. На крышу помещаем солнечные батареи и ветрогенератор – в синтезе они вырабатывают электричество более эффетивно. Если система полностью автономна, то в качестве резерва необходим газо- или бензогенератор. Солнечные коллекторы, используя тепло солнца, эффективно нагревают воду для ГВС, а излишки теплой воды можно пустить на обогрев бассейна, если он есть. Для обогрева помещения можно использовать тепло земли, для этого мы ставим теплонасос. Он работает по принципу холодильника. Для него делается несколько скважин и опускается змеевик с рассолом, который постоянно циркулирует в систе-

ме. Рассол приходит с температурой +4–10, фреоном охлаждается и уходит с температурой 0, – 2 градуса. Таким образом, затратив лишь 1 кВт энергии на насосы, мы получаем 5 кВт тепловой энергии. А летом система работает наоборот, отдает тепло в землю и берет холод для охлаждения дома. Эффективным источником тепла в доме является печь на дровах и камины, современные модели обладают высоким КПД. Обогревать помещения лучше через теплые полы – они эффективнее обычных радиаторов на 20–30% вот почему: обычные радиаторы мы нагреваем до 75 0С, и воздух, соприкасаясь с ними, резко поднимается вверх и концентрируется больше в потолочной части комнаты, пол при это остается прохладным. А зачем вам обогревать потолок??? Температура на потолке может достигать 40 0С, при этом на полу, с которым мы постоянно

№ 1(3) | март | 2011

ENERGY FRESH | № 1(3) | март | 2011

Таблица 1. Сравнительная таблица ламп

Характеристика лампы Количество часов работы Потребление при одинаковом освещении КПД

Лампа накаливания

Люминисцентная лампа

Светодиодная лампа «Энергоэффективный дом»

1000 часов

8000-12000 часов

50000-70000 часов

60 Вт

20 Вт

6 Вт

5-10 %

70-80%

90-98%

10-15 люмен

40-80 люмен

90-125 люмен

от – 40 до + 400

от – 30 до +60

от – 50 до + 70

ровный свет

мерцает

ровный свет

хрупкая

хрупкая

небьющаяся

Утилизация

безвредная

ртуть

безвредная

Зажигание

мгновенное

2-3 секунды

мгновенное

Угол свечения

360 градусов

360 градусов

120 градусов

Cветопередача. Люмен на 1 Вт Температурный режим Мерцание Ударопрочность

Ультрафиолетовое излучение Снижение светового потока Работа при снижении напряжения контактируем, температура лишь 25 0С. При системе «теплый пол» все работает с точностью наоборот. Температура пола в пределах 30 0С, к середине комнаты температура составляет 25 0С, а к потолку 20 0С. Вентиляция Обогреть дом, это просто, а как сохранить это тепло? При обычной вентиляции все тепло уйдет в трубу! Здесь мы предлагаем вам рекуперативную вентиляцию, работающую следующим образом: теплый воздух, выходящий из дома в специальном устройстве отдает свое тепло входящему воздуху. Итого зимой входящий свежий воздух с улицы t – 20 0C войдет в дом с t 0 0C, а отработанный домашний воздух t + 30 0C градусов, отдав тепло, выйдет с t +10 0C. Использование воды в загородном доме Большая часть воды уходит на технические цели, такие как полив огорода, мытье полов, машины, и прочие. Для технических целей лучше всего собирать дождевую воду, она самотеком фильтруется и поступает в бак. Также по желанию хозяина можно собирать так называемую «серую воду» – выходящую из под раковин, душевых, бассейна. Емкости с технической водой закапываются в землю, а их люки можно красиво вписать в ландшафт.

www.energy-fresh.ru

нет

есть

нет

незначительное

значительное

незначительное

стабильная

не зажигаются

стабильная

Освещение в энергоэффективном доме Светодиодное освещение – свет будущего. Хочу сравнить люминесцентные лампы и светодиодные. У люминесцентных ламп срок службы балласта меньше, чем у самой лампы, и когда он сбит, лампа начинает мигать. При мерцании ламп повышается утомляемость, и это может негативно сказываться на зрении. Относительно долгий запуск, имеется низкочастотный неприятный гул наподобие жужжания у больших ламп. И это не все. Люминесцентные лампы содержат ртуть, которая является ядовитым веществом и может причинить вред здоровью. Не дай бог такую разбить в помещении. Светодиоды имеют очень высокое КПД – 90–98%. Срок службы светодиодов 50 000–70 000 часов, это 6–8 лет непрерывной работы, а если учесть, что свет включается только вечером, то это 25 лет верной службы. Конструктивно они сделаны таким образом, что устойчивы к ударам, перепадам напряжения, и имеют отличную контрастность и цветопередачу. Плюс экологичность, отсутствие мерцания и ровный свет. Это и есть качество современной технологии 21 века. На данный момент мы запустили собственное небольшое производство светодиодных светильников. Давайте разберемся, за что же мы платим в коммунальных услугах.

Во-первых, состояние наших электросетей и коммунальной системы достаточно изношенные, поэтому происходят постоянные пробои, утечки, замены труб, и прочие финансово емкие действия. Во-вторых, дорожают энергоносители, такие как газ, нефть, уголь и т.д. Все эти издержки приходятся на кошелек потребителя. Рост цен на коммунальные услуги растет примерно на 10–15% каждый год, и прогнозы на будущее неутешительны. Именно поэтому мы предлагаем вам автономию своего существования. Энергоэффективность нашего дома налицо, он способен полностью обеспечивать своих хозяев энергией, без подключения к сетям. Повышенные затраты на строительство такого дома окупаются через 5-10 лет, за счет полной автономии и независимости от ситуаций на рынке энергоресурсов.

ООО «Энергоэффективный дом» г. Чебоксары, ул. Афанасьева, д. 8, офис 407 Тел.: +7 (8352) 38-62-24 Тел.: +7 (927) 862-44-40

Проект 0 | 45

пути развития

Форум ENERGY FRESH 2010. Итоги 23–24 сентября 2010 г. в ЦВК «Экспоцентр» был успешно проведен II Международный форум ENERGY FRESH 2010, посвященный использованию возобновляемых источников энергии (ВИЭ) и энергосберегающих технологий. Организатором выступила компания SBCD Expo. В рамках форума прошли специализированные мероприятия – выставка и конгресс.

46 | ENERGY FRESH

№ 1(3) | март | 2011

ENERGY FRESH | № 1(3) | март | 2011

В

форуме приняли участие представители правительства РФ и иностранных государств, региональных и муниципальных властей, ведущие российские и международные промышленные компании, научноисследовательские институты, проектные бюро, потенциальные инвесторы и частные лица – всего более 150 организаций из 14 стран мира (Боливии, Германии, Греции, Италии, Дании, Казахстана, Маврикия, Нидерландов, Республики Сенегал, Японии и др.). На стендах были представлены ветряные и солнечные установки, светодиодное освещение, электроавтомобили, электромопеды, мобильные солнечные батареи и многое другое. Открыл конгресс и выступил с приветственным словом руководитель проекта ENERGY FRESH Эльчин Гулиев. О перспективах России в рамках Программы Европейского союза по возобновляемым источникам энергии рассказал советник по науке, технике, транспорту, энергетике и защите окружающей среды представительства Европейского Союза в России Исмо Коскинен. Также о перспективах развития энергетики на основе возобновляемых источников энергии рассказал президент немецкой компании Energieteam AG Гюнтер Беник. Генеральный директор итальянской компании ECOWARE Леопольдо Франческини рассмотрел перспективы технологии развития возобновляемой энергетики на примере фотовольватики. Директор биогазовых проектов AEnergy Иван Юрьевич Егоров в своем докладе указал на кризис традиционной энергетики как на один из факторов развития энергетики на основе возобновляемых источников энергии. Секцию по солнечной энергетике открыл генеральный директор компании ECO MIR Михаил Иванович Черкасов, представив доклад о роли солнечной энергетики в жизни современного государства. О тенденциях и технологиях использования солнечной энергии рассказал президент компании Energieteam AG Гюнтер Беник. Генеральный директор ООО «ВИЭКО» Павел Михайлович Михалев поделился опытом строительства первой в России солнечной электростанции для подачи энергии в сеть, а главный специалист Института «Ростовтепло-

www.energy-fresh.ru

Фото 1. Стенд компании Vestas

электропроект» Адольф Александрович Чернявский рассказал о перспективах создания солнечных электростанций в Северо-Кавказском регионе России. Эксперт ЗАО «Акку-Фертриб» Сергей Георгиевич Скроцкий в своем докладе рассказал о специальных аккумуляторах для систем с использованием энергии солнца и ветра. В секции по ветроэнергетике, биотопливу и малой гидроэнергетике Франк Глейтер, руководитель коммерческого планирования и прогнозирования компании Vestas Central Europe, рассказал о потенциале развития индустрии ветроэнергетики в России.Также о перспективах развития ветроэнергетики в своем докладе рассказал директор департамента «Энергия из возобновляемых источников» компании Siemens Кимал Юсупов. Исполнительный директор компании Energieteam RUMO GmbH Вальдемар Реннер рассказал о возможности стабилизации энергосистемы с помо-

щью использования ветроэнергетики. Член-корреспондент РАН, директор института биохимической физики им. Н.М. Эмануэла РАН Сергей Дмитриевич Варфаломеев в своем докладе осветил современные темпы развития и перспективы внедрения и использования возобновляемых источников энергии, фотоэлектричества и биотоплива. О децентральном энергосбережении с помощью микрогидроэлектростанций выступил президент Energieteam AG Гюнтер Беник. В последней секции по энергоэффективности, энергосбережению и инфраструктурным проектам заместитель декана по научной работе энергомашиностроительного факультета СПбГПУ, представитель компании ООО «Газпром трансгаз Санкт-Петербург» Николай Алексеевич Забелин рассказал об автономных источниках электрической энергии для газораспределительных станций на примере микротурбодета-

Справка Форум посетили делегации из посольства Ирана, Боливии, Греции, Казахстана, Маврикия и Республики Сенегал, Воронежской Городской думы, представители ЕврАзЭС, ГК «Росатом», ОАО «РусГидро», ОАО «Мосэнерго», ОАО «ИНТЕР РАО ЕЭС», ГК «Ростехнологии», ОАО «Газпром», научно-исследовательские институты, электромонтажные, телекоммуникационные, девелоперские и строительные компании, архитекторы.

пути развития | 47

пути развития

Фото 2. Эльчин Гулиев, руководитель проекта ENERGY FRESH

Фото 3. Франк Глейтер, Vestas Central Europe

Фото 4. Исмо Коскинен, Представительство Европейского союза в России

наторного генератора МДГ-20, выпускаемого компанией. О деятельности Российского совета по «зеленому» строительству рассказал председатель Совета по экоустойчивой архитектуре Союза архитекторов России Александр Николаевич Ремизов. Генеральный директор инжиниринговой компании «Фисоник» Владимир Владимирович Фисенко посвятил доклад энергетическому обследованию источников теплоснабжения для объектов бюджетной сферы и использованию энергосберегающих технологий в соответствии с Законом №261 ФЗ. О реализации проектов в

сфере энергосбережения и разработке возобновляемых источников доложил заместитель главного инженера по тепловым станциям и котельным ОАО «МОЭК» Николай Егорович Грачев. Доктор физико-математиеских наук, профессор НИЯУ МИФИ, член Всемирного общества устойчивых энергетических технологий Леон Богданович Беграмбеков рассказал о разработках установок на солнечной энергии и энергосберегающих технологиях, ведущихся на базе института. Генеральный директор, главный конструктор, профессор, действительный член Российской академии космо-

навтики им. К.Э. Циолковского Лев Николаевич Бритвин поделился со слушателями проектом энергоавтономных биосферных поселений. На официальном открытии форума участников и гостей приветствовали Эльчин Гулиев (ENERGY FRESH), Юрий Чечихин (Известия), Исмо Коскинен (Представительство Европейского союза в России), Гюнтер Беник (Energieteam AG), Антон Калинин (Vestas Central Europe), Леопольдо Франческини (ECOWARE). Форум посетили делегации из посольства Ирана, Боливии, Греции, Казахстана, Маврикия и Республики Сенегал, Воронежской Городской думы, представители ЕврАзЭС, ГК «Росатом», ОАО «РусГидро», ОАО «Мосэнерго», ОАО «ИНТЕР РАО ЕЭС», ГК «Ростехнологии», ОАО «Газпром», научно-исследовательские институты, электромонтажные, телекоммуникационные, девелоперские и строительные компании, архитекторы. Прошедший форум получил высокую оценку от российских и международных деловых кругов, ведущих представителей профессионального сообщества, позволил России заявить о себе как об активном участнике мировых рынков альтернативной энергетики. Специалисты из различных отраслей в очередной раз смогли создать столь серьезную интеллектуальную площадку, которая способна обеспечить мир безопасными, чистыми и эффективными энергоресурсами.

Фото 5. Леопольдо Франческини, ECOWARE, Гюнтер Беник, Energieteam AG, Исмо Коскинен, Представительство Европейского союза в России

48 | ENERGY FRESH

№ 1(3) | март | 2011

подписной общий раздел 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://energy-fresh.ru/mfresh/podpiska/.

50 | ENERGY FRESH

№ 1(3) | март | 2011