Разработка эффективной системы энергоснабжения на основе ВИЭ
Стоимость трансформаторной подстанции с монтажом определяется по формуле:
(руб.)
Здесь: ЦТ, ЦР.У. - цена силового трансформатора и распределительного устройства, руб.;
КМ - коэффициент монтажа;
Стоимость ЛЭП, приходящуюся на одну усадьбу, можно определить по формуле:
СЛЭП = КМ (ЦОП×NО + ЦПР×LО) (7.3.)
где: Цоп, Цпр - цена одной опоры в сборе и одного км. провода, руб.;
No, Lo - соответственно количество опор и длина проводов, приходящихся на одну усадьбу.
Принимаем, что на одну усадьбу приходится:
- опор ВЛ-10 кВ - 10 шт;
- опор ВЛ-0,4 кВ - 1 шт;
Тогда на одну усадьбу приходится провода:
LО 10 = 10×LПР 10×3 = 10×60×3 =1800 (м);
LО 0,4 = 1×LПР 0,4×4 = 1×40×4 =160 (м).
Здесь: Lo 10, Lo 0,4 - длина провода для ВЛ-10 и ВЛ-0,4 соответственно, м;
Lпр - длина пролета, м.
Принимаем провода:
- для ВЛ-10 АС-50
- для ВЛ-0,4 АС-35
Цена одной опоры в сборе ровна:
ЦОП 10 = Цст 10 + 3Циз + Цтр = 616,045+3*3,0+95,651 = 720,696 (руб.)
Цоп 0,4 = Цст 0,4 + 4Циз + Цтр = 515,333+4*3,0+115,889 = 623,222 (руб.)
Здесь: Цст, Циз, Цтр - соответственно цена стойки, изолятора и траверсы, руб.
Цена провода:
Ц ас50 = 2136,4 руб./км.
Ц ас35 = 3123,6 руб./км.
Стоимость линии электропередач на одну усадьбу в этом случае будет ровна:
Слэп = 2,0×(1720*10 + 2136*1,8 + 643*1 + 3123* 0,16) =44375 (руб.)
Стоимость вводного устройства определяется по формуле:
Сву = (Цоп + Ц а16×0,02 + Цсч) ×Км = (1643+ 4127×0,02 +200) ×2,0 =
=1925 (руб.)
Капитальные вложения по базовому варианту равны:
Кб = 43780 +44375 + 1925 = 90000 (руб.)
Эксплуатационные затраты по проектируемому варианту равны затратам на проведение ТР сторонней организацией, и могут быть определены по формуле /40/:
Ин = Цтр×Nтр; (7.4.)
где: Цтр - цена одного условного ТР, руб.;
Nтр - количество ТР за расчетный срок службы. Количество ремонтных воздействий определяется по методике /40/, исходя из одного ремонта в год:
Nтр = 36 у.е.р.
Эксплуатационные издержки по проектируемому варианту ровны:
Ин = 56,0×36 = 2016 (руб.).
Эксплуатационные издержки по базовому варианту определяются затратами на электроэнергию и затратами на текущий ремонт вводных устройств /40/:
Иб = Цтр*Nтр + Цто*Nто + Э (7.5.)
где: Э - затраты на электроэнергию, руб.
За расчетный период (20 лет) потребление электроэнергии составит (см. п. 2.1.):
Wэ = 163812 кВт×ч
При цене за электроэнергию 0,45 руб. за 1 кВт×час (для сельской местности) затраты на ее приобретение будут ровны:
Э = Цэ×Wэ = 0,45×163812 = 73715 (руб.)
Количество условных ремонтов вводного устройства за расчетный период будет равно /40/:
Nтр = 1,5×Nто = 109 у. е. р.
Затраты на ТО и ТР будут равны /27,41/:
Зто = Цто×Nто = 4,48×109 = 488 (руб.)
Зтр = Цтр×Nтр = 56,0×1,5 = 84 (руб.)
Эксплуатационные издержки будут равны:
Иб = 84 + 488 + 73715 = 74287 (руб.)
Приведенные затраты за год составляют:
ZОБЩ = 0,15КН + ИН = 0,15*43270 + 101 = 6592 (руб.)
ZОБЩ = 0,15Кб + Иб = 0,15*90000 + 3700 = 17200 (руб.)
Себестоимость электроэнергии составляет:
- по новому варианту:
(руб.)
- по базовому варианту:
(руб.)
Результаты расчетов сведены в таблицу 7.2
Таблица 7.2.
Результаты экономических расчетов
Показатели |
Базовый вариант |
Проектируемый Вариант |
1.Капитальные вложения, руб. 2.Эксплуатационные издержки, руб. в т.ч. оплата электроэнергии 3.Стоимость электроэнергии руб./кВт×час. 4. Экономический эффект, руб. 5. Коэффициент эффективности капитальных вложений |
90 000 3700 2186 2,00 - - |
43 270 101 - 0,80 3600 0,1 |
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Дальнейшее развитие традиционной электроэнергетики столкнулось с рядом проблем, основными из которых являются:
- экологическая угроза человечеству;
- быстрое истощение запасов ископаемого топлива;
- значительный рост цен на электроэнергию (для России).
В этой связи, перспективным направлением в электроэнергетике может быть применение возобновляемых источников энергии (ВИЭ), что подтверждается мировой практикой.
В настоящей работе предложено техническое решение использования ВИЭ для электроснабжения сельской усадьбы. В процессе разработки получены следующие научно-практические результаты:
- обоснована и улучшена конструкция ветроэнергетической и солнечной установок;
- разработана электрическая схема управления электроснабжением на основе ВИЭ;
- решены некоторые экономические задачи и задачи безопасности жизнедеятельности.
По результатам работы можно сделать следующие выводы.
1. В Ростовской области наиболее перспективны из известных ВИЭ ветер и солнце.
2.Для надежного автономного электроснабжения сельской усадьбы с эквивалентной нагрузкой P= 2,1 кВт наиболее целесообразно с экономической точки зрения комплексное использование ветроустановки, солнечной установки и аккумуляторного резерва в сочетании 3,0 кВт, 0,72кВт и 3150 А×часов соответственно
3.Подтверждена эффективность использования для ветрогенераторов трехлопастного ветроколеса.
4. Максимальная эффективность фиксированного солнечного коллектора в районе г. Зернограда достигается при азимутальном угле и угле наклона к горизонту 42 градуса.
5. Для системы автономного электроснабжения сельской усадьбы на основе ВИЭ предлагается использовать синхронный генератор СГВ-6/500У1 и машину постоянного тока 2ПБВ112SУ1
7. Стоимость электроэнергии вырабатываемой ВИЭ, составляет для потребителя 0,80 руб/кВт×ч.
ЛИТЕРАТУРА
1. Аккумуляторные батареи. Эксплуатация, техническое обслуживание и ремонт. / НИИАТ, - М., Транспорт, 1970
2. Андрианов В. Н. Электрические машины и аппараты. - М., Колос, 1971.
3. Атлас Ростовской области. /РГУ, Гл. упр. геодезии и картографии. - М.,1973.
4. Асинхронные двигатели серии 4А. Справочник/ А7Э7 Кравчик и др. - М., Энергоиздат, 1988.
5. Гмурман В. Е. Теория вероятностей и математическая статистика. - М., Высшая школа, 1977.
6. ГОСТ 12.1.013 - 78. ССБТ. Строительство. Электробезопасность. Общие требования.
7. ГОСТ 12.1.018 - 86. ССБТ Статическое электричество. Искробезопасность. Общие требования.