В 2010 – 2012 гг. в Крыму были построены четыре солнечные фотоэлектрические станции (ФЭС) общей мощностью 227,5 МВт. Общая выработка электроэнергии на них в 2012 году составила 303 млн кВт∙ч [3]. Из чего следует, что у крымских ФЭС КИУМ = 0,15.
А по данным открытых интернет-источников, для ряда территорий, расположенных вдоль южной границы России, КИУМ, может быть следующим (таблица 2).
Таблица 2 – Коэффициент использования установленной мощности электростанций, использующих возобновляемые источники энергии в России (экспертные оценки)
Как видно из таблиц 1 и 2 при работе от ВИЭ крайне нерационально используются мощности, в то время как на теплоэлектрических станциях (ТЭС) КИУМ достигает больших значений. Более высокий КИУМ у ВЭС, чем у ФЭС объясняется отчасти тем, что ветроколесо ВСЕГДА ориентировано по направлению ветра, в отличие от фотоэлектрических панелей, когда утром и вечером солнечное излучение «скользит» по их рабочим поверхностям.
Несравненно более высокий КИУМ достигается на угольных и газовых электростанциях, в силу реализованных в них внешних и внутренних энергетических связей, представленных на рисунке 1.
Gуг– поступление угля; Фт.вп, Фт.нп– тепловой поток высокого и низкого потенциала; Фт– сброс низкопотенциальной теплоты в окружающую среду; Фэ– отпуск электроэнергии потребителю
Рисунок 1 – Принципиальная схема основных внешних и внутренних энергетических связей электростанции, работающей на угле.
Угольная ТЭС, используя привозное ископаемое топливо, неся расходы по снижению вредных выбросов, производит не дорогую электроэнергию. Это достигается за счет того, что при низкой стоимости 1 кВт установленной мощности ЭС, использование запасов угля со склада позволят подобрать оборудование для каждого технологического передела, работающего с номинальной нагрузкой. Особенно в периоды наибольшего потребления вырабатываемой электрической энергии. Хотя среднее значение КИУМ для электростанций России составляет 50 %. Для атомных электростанций — 75 – 78 %.
Стоимость 1 кВт установленной мощности в свою очередь зависит от КПД основных технологических переделов. А, как известно высокий КПД на ТЭС, достигается за счет расширенного (по температуре) термического паросилового (термодинамического) цикла, хотя летом он несколько ниже чем зимой, из-за отсутствия больших объемов холода для снижения нижней границы паросилового цикла.
Но это не в равной степени относится ко всем ЕС, работающим, на органическом топливе. Так многие поселки Севера Европейской части России, Сибири и Дальнего Востока снабжаются электроэнергией от дизельных электростанций (ДЭС) мощностью до 1,5 МВт. Число часов использования таких ДЭС составляет около 1000 часов в год (КИУМ = 0,11), с продолжительностью их работы 5 – 8 часов в сутки (в утренние и вечерние часы). Поэтому вырабатываемая ими электроэнергии одна из самых дорогих.
В первом приближении схему 1 можно распространить и на ЭС, работающих на биомассе и биогазе. Этим объясняется их более высокий КИУМ (таблица 2).
