ВОЗОБНАВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ АМУРСКОЙ ОБЛАСТИ С ПРИМЕНЕНИЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ

Автор NATALIAS, Пятница, Апрель 05, 2019, 22:25:24

« предыдущая тема - следующая тема »
Вниз

NATALIAS

Пятница, Апрель 05, 2019, 22:25:24 Последнее редактирование: Пятница, Апрель 12, 2019, 01:43:36 от NATALIAS
Исполнитель: Сазонова Н.Е., ФГБОУ ВО АмГУ, студентка группы 742 об1
Руководитель: Карпова Т.В., ФГБОУ ВО АмГУ, старший преподаватель кафедры АППиЭ

ВОЗОБНАВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ АМУРСКОЙ ОБЛАСТИ С ПРИМЕНЕНИЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ

Введение

  Возобновляемые (альтернативные) источники энергии - это неисчерпаемые энергоресурсы. Примерами таких энергоресурсов являются: энергия ветра, энергия солнечного света, геотермальная энергия, гидроэнергия, энергия приливов и отливов, энергия волн, энергия температурного градиента морской воды и биоэнергия.
Альтернативная энергетика одно из важнейших направлений мировой экономики. Развитие промышленности требует больших затрат энергии и использование альтернативной энергетики приводит к тому, что уменьшаются финансовые затраты государства. А так как современные источники энергии, по большей своей части, невозобновляемые природные ископаемые, то использование альтернативной энергетики способствует сохранению полезных ископаемых мира [1].
  Актуальность заключается в том, что не возобновляемые (неисчерпаемые) источники энергии рано или поздно закончатся и поэтому стоит обратить внимание на те источники энергии, которые будут так сказать бесконечными и не дадут сбою работе электростанциям.

Цель: Выявить какие имеются возобновляемые источники энергии Амурской области с применением автоматизации.
Задачи:
1. Выявить направления использования нетрадиционных возобновляемых источников энергии.
2. Рассказать о приоритетных местах для использования возобновляемых источников энергии.
3. Дать положительную и отрицательную оценку по использованию возобновляемой энергии.
4. Рассказать о возобновляемых источниках энергии с применением автоматизации на примере Амурской области

I глава. Вступительная часть

  Лишь в последние годы в России начинают вплотную заниматься развитием производства энергии на основе возобновляемых источников энергии (ВИЭ). В основном это касается регионов автономного энергоснабжения, где осуществляется строительство солнечных и ветряных электростанций с целью экономии дизельного топлива. Развитие ВИЭ будет способствовать решению следующих основных проблем:
1) тепло- и электроснабжение населения и промышленности в зонах децентрализованного энергоснабжения в первую очередь в северных районах;
2) обеспечение гарантированного минимума энергоснабжения населения и производства в зонах централизованного энергоснабжения, испытывающих дефицит энергии, предотвращение ущербов от аварийных и ограничительных отключений;
3) снижение вредных выбросов от энергетических установок в городах и населённых пунктах со сложной экологической обстановкой.
  Неистощаемость и экологическая чистота возобновляемых источников энергии обуславливают необходимость их интенсивного использования. Возрастающие цены на ископаемые энергоносители и, напротив, снижение стоимости оборудования возобновляемой энергетики сделают развитие ВИЭ экономически привлекательным направлением. В конечном итоге увеличение доли генерации на основе возобновляемых источников энергии составляет важную часть поддержании энергетической безопасности России.
По имеющимся оценкам технический потенциал ВИЭ по стране составляет порядка 4,6 млрд. тонн условного топлива в год (в 5 раз превышает объём потребления всех топливно-энергетических ресурсов России), а экономический потенциал определён в 270 млн. тонн условного топлива в год, что немного более 25% от годового внутрироссийского потребления [2].

II глава. Основная часть

Направления использования возобновляемых источников энергии

1. Солнечная энергия как вид ВИЭ может использоваться в следующих целях:



- получение тепла и горячей воды посредством применения солнечных коллекторов или пассивных систем отопления;
- получение электроэнергии посредством применения систем с термодинамическим циклом преобразования;
- получение электроэнергии посредством применения систем с прямыми методами преобразования энергии (фотоэлектрическим, термоэлектрическим, термофотоэлектрическим и тому подобными);
- получение электроэнергии, тепла и горячей воды посредством применения комбинированных систем с различными методами преобразования;
- получение водорода как энергоносителя посредством применения методов фотолиза и фотоэлектролиза воды;
- проведение отдельных технологических процессов (в сушилках, опреснителях, солнечных теплицах, кухнях, воскотопках и других устройствах).

2. Ветровая энергия как вид ВИЭ может использоваться в следующих целях:



- получение электроэнергии посредством применения ветроэлектрических установок;
- получение механической энергии посредством применения ветромеханических и ветрогидродинамических установок.

3. Энергия водотоков и водоемов как вид ВИЭ может использоваться в следующих целях:



- получение электроэнергии посредством применения микрогидроэлектростанцийбесплотинного типа (деривационных, понтонных и свободнопоточных);
- получение электроэнергии посредством применения микрогидроэлектростанций и малых гидроэлектростанций с низконапорными плотинами (имеющихся на водохранилищах и прудах или построенных специально);
- получение электроэнергии посредством применения волновых гидроэлектростанций;
- получение электроэнергии посредством применения электростанций, использующих разницу температур поверхностных и глубинных слоев водоемов;
- получение электроэнергии посредством применения микрогидроэлектростанций на искусственных напорных водотоках (в каналах и трубопроводах);
- получение механической энергии посредством использования физических свойств воды и перепадов уровней водоемов.

4. Геотермальная энергия как вид ВИЭ может использоваться в следующих целях:



- получение тепла с использованием в качестве теплоносителя геотермальной воды, геотермального пара или геотермального горючего газа;
- получение электроэнергии посредством применения турбин с использованием высокотемпературной геотермальной пароводяной смеси или среднепотен-циального геотермального теплоносителя.

5. Энергия биомассы как вид ВИЭ может использоваться в следующих целях:



- получение тепла и электроэнергии на теплоэлектростанциях и в котельных, применяющих прямое сжигание;
- получение биогаза с последующим его сжиганием на теплоэлектростанциях или в котельных и одновременным получением удобрений посредством применения установок биохимической конверсии (анаэробного сбраживания);
- получение газообразного топлива посредством применения газогенераторных установок термохимической конверсии;
- получение жидкого углеводородного топлива посредством применения установок по сжиживанию органических остатков.

6. Энергия искусственных термальных сбросов и стоков



как вид ВИЭ может использоваться для утилизации остаточного тепла технических процессов с целью повторного его направления на обогрев зданий и сооружений.

7. Энергия торфа, сапропеля, детрита и иных органоминеральных образований


Торф


Сапропеля


Детрит

как вид ВИЭ может использоваться в целях получения тепла и электроэнергии на теплоэлектростанциях и в котельных, применяющих прямое сжигание.

8. Энергия низкопотенциальных источников как вид ВИЭ может использоваться в целях получения тепла и горячей воды с помощью тепловых насосов, использующих низкопотенциальное тепло воды, воздуха, грунта, геотермальных источников, промышленных и бытовых стоков и вентиляционных систем[3].

Приоритетные места для использования возобновляемых источников энергии

 Приоритетными местами для использования ВИЭ являются:
- зоны децентрализованного энергоснабжения, где из-за низкой плотности населения сооружение традиционных электростанций и высоковольтных линий электропередач экономически невыгодно или практически неосуществимо;

- зоны централизованного энергоснабжения, где из-за неудовлетворительного состояния сетей либо дефицита мощности или энергии возникают частые отключения потребителей, что приводит к значительному экономическому ущербу и негативным социальным последствиям;

- населенные пункты и места массового отдыха населения, где из-за вредных выбросов в атмосферу промышленных и городских котельных на органическом топливе создается сложная экологическая обстановка;

- населенные пункты и места временного пребывания людей, где существует проблема отопления, электроснабжения и горячего водоснабжения индивидуального жилья, мест сезонной работы и отдыха, садово-огородных участков, индивидуального жилья и временных строений.

 Для энергообеспечения производственных и бытовых потребностей в заповедниках и особо охраняемых природных территориях иных категорий, создаваемых в экологически чистых зонах, зонах массового отдыхал лечения населения, ВИЭ являются наиболее предпочтительными источниками энергоснабжения [3].

Положительные и отрицательные моменты использования возобновляемой энергии

Плюсы использования альтернативных источников энергии:
1) Возобновляемость;
2) Экологический аспект;
3) Широкое распространение, доступность;
4) Низкая себестоимость производства энергии в обозримом будущем.
Минусы применения альтернативных источников энергии:
1) Непостоянство, зависимость от погодных условий и времени суток;
2) Невысокий коэффициент полезного действия (за исключение водных источников энергии);
3) Высокая стоимость;
4) Недостаточная единичная мощность установок[4].

Возобновляемые источники энергии с применением автоматизации на примере Амурской области

 Рассматривая Амурскую область с точки зрения на наличие в ней каких-либо возобновляемых источников энергии, я нашла наиболее действующие источники нашего региона. В нашей области очень много солнечных дней, и в связи с этим такой альтернативный источник как солнце, очень актуален в нашем регионе. На территории Благовещенска имеются солнечные батареи, но в большинстве из них находятся в частном пользовании. Например, на ул. Театральная 93 располагаются солнечные батареи, обслуживающие ранее существовавшую организацию «Буреягэсстрой (Рисунок 1) и на ул. Кольцевая 37 (г. Благовещенск) располагаются солнечны батареи, обслуживающие бизнес центр (Рисунок 2). Но есть и те, которые располагаются вдоль трассы, они служат для поддержания работы фонарных столбов. Например, вдоль трассы Новотроицкое шоссе[5].


Рисунок 1. Солнечные ботареи на ул. Театральная 93


Рисунок 2. Солнечные ботареи на ул. Кольцевая 37

 Солнечные батареи состоят из следующих элементов: 1) солнечная панель или батарея (устройство, предназначенное для переработки солнечной энергии в электрическую, оно может находится на различных частях светильника, но обращено вверх -- чтобы лучше улавливать солнечные лучи); 2) аккумулятор (в нем в светлое время суток накапливается электрическая энергия); 3) осветительный блок (корпус, состоящий их светодиодной лампы и плафона); 4) контроллер (включает или выключает подачу электроэнергии на осветительный блок); 5) крепление (предназначенное для установки или подвешивания). Принцип работы следующий: в светлое время суток солнечные лучи улавливаются солнечной панелью, где превращаются в электрическую энергию и передается в аккумулятор. При наступлении сумерек (освещенность 20 Лк) контроллер включает подачу электроэнергии, светодиодная лампа загорается. Утром на рассвете (при освещенности 10 Лк) освещение отключается (Рисунок 3) [5].


Рисунок 3. Схема работы солнечной батареи

 Ток короткого замыкания - Iкз, напряжение холостого хода - Vхх, точка оптимальной мощности - IМАХ и UМАХ). Желтым прямоугольником выделен диапазон выходной мощности солнечного модуля, при этом PМАХ является точкой максимальной мощности (Рисунок 4) [5].


Рисунок 4. Вольт-амперная характеристика солнечного элемента в дневное и ночное время

III глава. Заключение

 Таким образом, использование возобновляемых источников энергии способствует улучшению экономической ситуации в дальневосточном регионе, так как количество используемой энергии на территории Российской Федерации и в частности Амурской области меньше производимой энергии и экспорт энергии близ лежащие государство Китай выгодно для России. А также будет способствовать уменьшению затрат на электроэнергию, понижению объёмов загрязнения окружающей среды, бесперебойной подачи электроэнергии и решению проблемы электроснабжения районов, изолированных от централизованной электросети [5].

Библиографический список

1. https://pandia.ru/text/77/441/80105.php
2.В.Г. Гаврилов, А.Н. Козлов Потенциал возобновляемых источников энергии в Амурской области, вестник АмГУ, выпуск 77, 2017 г.
3. http://docs.cntd.ru/document/961703221
4. https://plusiminusi.ru/alternativnye-istochniki-energii-vidy-plyusy-i-minusy/
5. Н.Е. Сазонова, Т.В. Карпова Возобновляемые источники энергии Амурской области с применением автоматизации, статья ХХ региональная научно-практическая конференция «Молодёжь ХХI века: шаг в будующее», АмГУ, 2019 г.

knoppix

А сходить в представленные организации и как-то попробовать узнать у них насколько это выгодно/невыгодно реально, проблемы с которыми они столкнулись еще какую-то интересную информацию? Ведь объективных данных к выводу нет, только предположения.
Кроме того я понимаю что мы все движемся вперед, и если оглядываемся назад, то только в глубины древности (а доклады за несколько прошедших лет совсем не глубины), но что такое солнечная батарея и как она работает написано уже тысячу раз, вон в соседнем докладе их даже руками собирают дома.
Амурский Государственный Университет  - 2010 - Специалист
Harbin Institute of Technology - 2016 - M.Sc.Eng
Главный инженер-программист АСУ ТП

ran

Кроме солнечных дней, в Амурской области еще есть много электростанций, например, 3 ГЭС (с возобновляемым источником энергии), две из которых - крупные. У нас профицит электрической энергии. Какую, примерно, площадь нужно покрыть солнечными панелями, для того, чтобы получить то количество энергии, которое дают 3 наших ГЭС? Исходные данные найти несложно. Проведите, пожалуйста, расчет.

RVL

Наталья, если не ошибаюсь! Скорее заканчивайте расчёт, должны быть интересные результат. Если затрудняетесь, не замыкайтесь в себе и интернете, пишите с какими трудностями столкнулись.

NATALIAS

А сходить в представленные организации и как-то попробовать узнать у них насколько это выгодно/невыгодно реально, проблемы с которыми они столкнулись еще какую-то интересную информацию? Ведь объективных данных к выводу нет, только предположения.
Кроме того я понимаю что мы все движемся вперед, и если оглядываемся назад, то только в глубины древности (а доклады за несколько прошедших лет совсем не глубины), но что такое солнечная батарея и как она работает написано уже тысячу раз, вон в соседнем докладе их даже руками собирают дома.
Хорошо, спасибо. Но в одной из организаций, которой я была она уже на гране банкродства и поэтому много информации мне не дали.

NATALIAS

Кроме солнечных дней, в Амурской области еще есть много электростанций, например, 3 ГЭС (с возобновляемым источником энергии), две из которых - крупные. У нас профицит электрической энергии. Какую, примерно, площадь нужно покрыть солнечными панелями, для того, чтобы получить то количество энергии, которое дают 3 наших ГЭС? Исходные данные найти несложно. Проведите, пожалуйста, расчет.
Предложение хорошее, но на данный момент я обучаюсь на 2 курсе и знаниний пока не достаточно чтобы произвести данный расчет.

NATALIAS

Наталья, если не ошибаюсь! Скорее заканчивайте расчёт, должны быть интересные результат. Если затрудняетесь, не замыкайтесь в себе и интернете, пишите с какими трудностями столкнулись.
Расчётов я не производила, так как обучаюсь на 2 курсе и пока недостаточно навыков и знаний, чтобы рассчитать.

ran

Да что Вы такое говорите! Как это не хватает знаний?
Узнаем из интернета мощности станций, складываем.
Узнаем из интернета среднюю удельную (на квадратный метр) мощность солнечной установки.
Делим одно на другое, получаем суммарную площадь. Переводим в квадратные километры.
Узнаем из интернета площадь Амурской области. Делим одно на другое, умножаем на 100. Получаем ответ в виде:
"Для того, что бы заменить ГЭС, потребуется покрыть солнечными панелями 70% всей площади Амурской области".
Для того, чтобы провести подобный ориентировочный расчет, не нужно заканчивать аспирантуру (даже и школу не нужно!).

ran

#8
Четверг, Апрель 18, 2019, 02:33:06 Последнее редактирование: Четверг, Апрель 18, 2019, 02:48:27 от ran
Мощность Зейской ГЭС - 1330 МВт.
Мощность Бурейской ГЭС - 2010 МВт.
Мощность НижнеБурейской ГЭС - 320 МВт.
Пишут, что удельная мощность солнечных панелей около 100 Вт на 1 кв. метр.
Таким образом, нам потребуется покрыть панелями
(1330000000+2010000000+320000000)/100 = 36600000 кв. метров.
или
36600000/1000000=36.6 кв. км.
Что совсем немного. Площадь Благовещенска, например, равна 320,97 км² (что как-то многовато, считали, наверное со всеми "Чигирями и аэропортами").
Короче, солнечной энергетике быть!
PS. Неплохо было бы посмотреть площадь водохранилищ...
Сделайте это самостоятельно по тем же ссылкам и Вы станете настоящим врагом традиционной энергетики.

Вверх