Среднемноголетний сток Енисея в створе Саяно-Шушенской ГЭС составляет 46,7 км3/год. Среднегодовая температура воды в нижнем бьефе равна приблизительно 7 оС. Енисей является мощным источником низкопотенциальной тепловой энергии, удобной для использования в ТНУ. Охлаждение речной воды в теплообменных устройствах всего на 1 оС позволит получить 1,9614∙1014 кДж/год тепловой энергии, то есть тепловая мощность Енисея составит 6220 МВт и будет близка к установленной электрической мощности Саяно-Шушенской ГЭС, равной 6400 МВт [8].
Преимущества совместного использования зимой ТНУ низкопотенциальных источников теплоты различных объемов: большого объема (котлована с замерзающей водой) с температурой ниже 0 ⁰С и малого (остывающего рассола солнечного соляного пруда) с температурой выше 0 ⁰С подробны рассмотрены в работе [5].
Однако, этим не заканчивается их тождественность, которая в одном из технологических принципов даже больше чем тождественность ЭС на базе солнечного соляного пруда и ФЭС, несмотря на то, что обе эти ЭС работают за счет солнечной энергии.
Эффективность работы оборудования (КИУМ) ЭС на базе солнечного соляного пруда преобразовывающего энергию Солнца (теплоту рассола пруда) в разы выше, чем у ФЭС, т.к. непрерывность работы этого оборудования тождественна работе гидротурбин на ГЭС.
Это достигается (обеспечивается) за счет того, что как в водохранилище ГЭС, так и к рассолу солнечного соляного пруда первичные энергии (вода в водохранилище и солнечное излучение в солнечный соляной пруд) поступают неравномерно (в пруд – периодически), а используются по мере надобности.
На сегодняшний день 99 % промышленного аккумулирования и хранения электроэнергии (около 132,2 ГВт) обеспечивают гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС). На все прочие технологии накопления приходится 1 %, в основном речь идёт о накопителях на сжатом воздухе, сульфидных натриевых аккумуляторных батареях и литиевых аккумуляторных батареях. Хранение электроэнергии названо Международным энергетическим агентством (МЭА) одной из 12 прорывных технологий, которые существенным образом изменят глобальную экономику. По оценкам специалистов, совокупный среднегодовой темп роста рынка аккумуляторных батарей всех типов составит за ближайшие десять лет 18,7 %: с $ 637 млн в 2014 году до $ 3,96 млрд в 2025-м. Для аккумуляторных батарей текущие оценки затрат на их установку варьируются от $ 200 до $ 800 за 1 кВт установленной мощности. Мощность электрических накопителей в странах ЕС, США и Китае, по различным сценариям МЭА, к 2050 году возрастёт от двух до восьми раз.
ВЫВОДЫ
Рассмотренные принципиальные схемы основных внешних и внутренних энергетических связей различных ЭС показали, что эффективность их работы зависит от многих факторов.
Проведенный анализ показал, что для расчета параметров эффективной работы ЭС от ВИЭ в условиях стохастических возмущений, для обеспечения бесперебойного энергоснабжения потребителей требуется, при разработке схемы и оборудования для аккумулирования энергии, оценка ценовых составляющих накопителей-аккумуляторов.
Фактическая стоимость 1 кВт установленной мощности установок и систем энергетики ВИЭ для бесперебойного энергоснабжения должна определяться с учетом коэффициента использования установленной мощности для конкретной территории. А количество и цены аккумуляторов первичной или выработанной энергии должны определяться исходя из присущего для данной местности непостоянства ВИЭ.
На примере схемы основных внешних и внутренних энергетических связей гелиоэлектростанции, на базе солнечного соляного пруда и котлована со льдом/талой водой, показано, что одним из действенных механизмов повышения эффективности работы ЭС является не только аккумулирование первичной энергии (Солнца) для паросилового цикла, но и использование для него энергии льда в котловане (холода малых водотоков).
С экономической точки зрения первостепенным фактором эффективного использования ВИЭ является аккумулирование первичной энергии на входе в систему генерации, что с избытком обеспечивается для ГЭС только весной, а для гелиоэлектростанции на базе солнечного соляного пруда, в зависимости от инсоляции, в течение всего летнего периода.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Газета «Энергетика и промышленность России». 2014. № 9. С. 28 – 29.
2 Филиппов С.П. Малая энергетика в России // Теплоэнергетика. 2009. № 8. С. 38 – 44.
3 Газета «Энергетика и промышленность России». 2014. № 7. С. 11.
4 Осадчий Г.Б. Солнечное излучение и геотермальное тепло — источники энергии для комбинированных систем энергоснабжения // Автоматизация и IT энергетике. 2012. № 8. С. 36 – 42.
5 Осадчий Г.Б. Солнечная энергия, её производные и технологии их использования (Введение в энергетику ВИЭ) / Г.Б. Осадчий. Омск: ИПК Макшеевой Е.А., 2010.– 572 с.
6 Осадчий Г.Б. Технология солнечного электроснабжения и энергосбережения // Энергетик. 2014. № 3.
7 Осадчий Г.Б. Совместное использование солнечной энергии и холода малых водотоков // Автоматизация и IT энергетике. 2012. № 9. С. 48 – 52.
8 Немченко Н.И. Река Енисей – перспективный источник низкопотенциальной тепловой энергии // Современные трансформационные экономические и социально-политические процессы: тезисы докл. 4 Международ. научно-практич. конф. (23-25 мая 2013 г.). — Абакан: Ред.-изд. сектор ХТИ — филиала СФУ, 2013.- С.240-242.
Автор: Осадчий Геннадий Борисович, инженер, автор 140 изобретений СССР.
Тел дом. (3812) 60-50-84, моб. 8(962)0434819, E-mail: genboosad@mail.ru
Для писем: 644053, Омск-53, ул. Магистральная, 60, кв.17.
