Анализ традиционных и нетрадиционных источников энергии в Казахстане

Во время принятия Государственной программы по форсированному индустриально-инновационному развитию РК на 2010-2014 гг перед государством были поставлены новые задачи. Задача заключалась в переводе вложений во благо развития несырьевой отрасли экономики, а именно во благо наукоемких производств.

К такому роду производств относятся нетрадиционные источники энергии. В нашей стране имеются несколько видов нетрадиционных источников энергии, а конкретней гидроэнергия, энергия ветра, солнечная энергия, энергия биомассы.

В ходе анализа было выяснено, что Казахстан на первом месте в мире по возобновляемым энергетическим ресурсам на человека. Резерв гидроресурсов в нашей стране составляет 170 млрд. кВт-ч в год, в ветроэнергетике-1,8 трлн кВт-ч, потенциал предполагаемой выработки энергии солнца-2,5 млрд. кВт-ч в год. Использование данных ресурсов оценено в 12 млрд. долларов в год. Как говорят специалисты, невозобновляемые полезные ископаемые в стране могут закончится совсем скоро , через 50 лет запасы нефти, через 85 лет - запасы природного газа. В данное время, доля возобновляемых ресурсов достигнута лишь 0,02%, а к 2024 году долю использования ВИЭ планируется поднять до 10%.

Первые экспериментальные проекты по применению нетрадиционных видов энергии начались. В 2006 году министерство энергетики и минеральных ресурсов объявили что к 2030 году в стране будут функционировать 46 ветроэлектростанций, мощность которых будет больше 1млн кВт.

Казахстан располагает значительной энергией солнца. Годовой потенциал гелиоэнергии в Казахстане в Казахстане - 340 млрд. т.у.т. при потоке энергии в 1 трлн кВт-ч. Географическое расположение и благоприятный климат Казахстана способствуют стабильному использованию солнечной энергии в технических целях. Так как сумма солнечных часов равна 2200-3000 ч в год, соответственно энергия, получаемая от солнца достигает 1300-1800 кВт на м2 в год. Такой потенциал солнечной энергии дает возможность установки солнечных батарей в сельской местности, также использование солнечных нагревателей воды в местностях, где нет проведенного газа.

Использование энергии, получаемой из сельскохозяйственных отходов и отходов растительной биомассы, может обеспечить энергетическую независимость сельскохозяйственных предприятий. Энергия биомассы также может послужить экономии топливно-энергетических ресурсов. В качестве источника тепла в сельхозпроизводстве можно использовать какие-либо растительные отходы, которые утратили свое прямое предназначение и непригодны для иного использования.

В последние годы использование энергии биомассы(дерево, древесный уголь, отходы сельхозпроизводства и отходы животных) резко упало, однако некоторые страны видят и пытаются извлечь коммерческую выгоду. В селах бывшего СССР, продолжают использовать древесное топливо, даже с использованием новых энергоносителей, заготовка данного вида сырья все еще имеет актуальность. Учитывая распространенность биоэнергетических ресурсов, и ценность продуктов, получаемых в результате ее переработки, становится понятна причина заинтересованности многих стран мира в данном источнике энергии, как в одном из методов решения энергетических вопросов. Как предполагает Мировой экономический совет, доля биоэнергетики будет составлять 42-46% энергии, получаемой из новых ВИЭ.

Биогаз-сырье, которое получают в итоге ферментации биомассы. Биогаз является теплоемким продуктом, так 15 м3 биогаза обеспечивают отоплением, горячей водой семью состоящую из 4-5 человек, имеющую жилплощадь а 60 м2.один кубический метр биогаза равен 0,4 л керосина, 1,6 кг угля, 0,4 кг бутана и 2,5 ку навоза. Ко всему прочему, при самом разложении органических отходов выделяется тепло.

По общепризнанному мнению, наивыгоднейшей признана технология переработки отходов птиц. Эти отходы менее затратны, так как при их преобразовании в газ, выделяется намного больше метана (на 50%) больше чем полученного при переработке отходов КРС. К тому же, газификация птичьих отходов происходит на протяжении 6-7 суток, а это в 3-4 раза быстрее, чем газификация других отходов. В целях быстрого развития технологии биогазификации отходов, также других производств биоэнергетики, важно принятие следующих мер: введение таможенных льгот для данных технологий; освобождение биотехнологических производств от налогов сроком на первые три года их организации; выдача кредитов для строительства биоустановок по пониженной процентной ставке; подготовка специалистов в сфере биотехнологии.

Таблица 4.Потенциальные топливно-энергетические результаты биогазификации органических отходов животноводства в Казахстане

Показатели	Животные, выращиваемые в животноводческих хозяйствах Казахстана
	Крупный рогатый скот	Лошади	Овцы, козы	Свиньи	Птица	Всего
Количество животных, тыс. голов	5992	1371	16670	1347	30148
Количество отходов, получаемых от всех животных, тонн	38948,0	6855,0	10002,0	2020,5	1658,1	49581,6
Количество метана, получаемого от переработки отходов от всех животных, тыс. м '/год	3232684	582675	1006868	184808	204101	5211136
Количество энергии, вырабатываемой из метана, получаемого из 1 тонны отходов:
Электроэнергии, кВт.ч	282,2	289	316,2	333,2	418,2
Тепловой энергии, МДж	435,7	446,2	488,2	514,5	645,7
Затраты на строительство биоустаиовок в расчете на всех животных РК, млрд. тенге	293,6	51,5	81,7	14,3	12,0	441,2
Примечание - Рассчитано автором по источнику: «Казахстан в 2011 г.». Статистический ежегодник Казахстана. -- Астана. - 2013. -- С.279.

Казахстан имеет большие возможности по освоению нетрадиционных источников энергии, и продуманная политика по их эффективному освоению, может отвечать всем энергетическим потребностям страны. Но нетрадиционные виды энергии в нашей стране могут быть применены эффективно, лишь при хорошо выработанном законодательстве. Пользуясь тем, что себестоимость традиционных видов топлива на данный момент дешевле, нужно создавать условия для развития нетрадиционных видов.

Для масштабного и активного внедрения альтернативной энергетики, первым делом необходимо определить и разработать методы стимулирования развития данной отрасли, которые будут давать инвесторам, продавцам и покупателям электроэнергии стабильные результаты на весь период действия проектов.

Для масштабного и активного внедрения альтернативной энергетики, первым делом необходимо определить и разработать методы стимулирования развития данной отрасли, которые будут давать инвесторам, продавцам и покупателям электроэнергии стабильные результаты на весь период действия проектов.



Таблица 5. Расчет экономической эффективности сопоставимости вариантов на сооружение различных энергоносителей

Энерго источники	Расчет годовой выработки электро энергии, млн. кВт	Установленная мощность, МВт	Число часов работы объектов в год, час.	Общая стоимость строительства, млн. долл.	Срок сооружения объекта, лет	Срок окупаемости объекта, лет
Тепловые станции (ТЭС)	900	180	5000	225	4-4,5	9,5
Гидро- станции (ГЭС)	900	250	3600	400	3-3,5	12,3
Ветро станции (ВЭС)	900	300	3000	225	1,6	6,5
Примечание - Таблица составлена автором



3 КОМБИНИРОВАННАЯ СИСТЕМА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТРАДИЦИОННЫХ И НЕТРАДИЦИОННЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ

3.1 Общие вопросы применения технологий комбинированной возобновляемой энергетики

Казахстан обладает большим потенциалом возобновляемых источников энергии, таких как ветровые потоки, солнечное излучение и др. В связи с географическими и климатическими условиями, континентальным климатом круглогодичное энергоснабжение автономных потребителей энергии только от возобновляемых источников энергии проблематично.

На основании этого разработана технология комбинированного энергоснабжения, основанная на применении возобновляемых источников энергии разных типов, а также коммерческих источников энергии. Разработано несколько вариантов энергетических устройств на основе принципа комбинированного использования различных источников энергии.

В качестве опытного объекта, на которомпроизводилась отработка технологии комбинированной системы, энергоснабжения, принята теплица для выращивания плодоовощной продукции. Комбинированная система энергоснабжения для отопления и электроснабжения использует энергию солнца, ветра и при их недостатке коммерческие энергоносители, как природный газ, жидкое топливо или электроэнергию от централизованной сети. В теплице максимально использованы принципы энергосбережения в виде грунтового аккумулирования энергии и аккумулятора тепловой энергии, системы рекуперации тепла на основе жидкостной системы, химические аккумуляторы электроэнергии.

Ветер и солнце могут отлично дополнять друг друга: зимой, когда часто дует ветер, комбинированные системы "ветер-солнце" могут, например, отапливать помещения, а летом, когда в избытке солнечной энергии - нагревать воду. Подобные гибридные системы особенно привлекательны для автономного электроснабжения.

Эти системы представляют собой самообеспечивающие станции, не присоединенные к единой энергосистеме. Производительность фотоэлектрической батареи достаточно высокая летом и относительно низкая зимой. Это означает, что для годового энергообеспечения работа автономной солнечной батареи будет характеризоваться перепроизводством летом, и к тому же необходимо организовать хранение выработанной энергии. Однако, оба эти решения являются очень дорогостоящими. В свою очередь, обеспечение электроэнергией, выработанной за счет энергии ветра, в летнее время является проблематичным из-за частых безветренных дней. Поэтому преимущества гибридной системы "ветер-солнце" становится очевидным.

Прогноз энергетического районирования территории Казахстана по суммарным потенциалам солнечной, ветровой и горно-речной энергии показывает (рисунок 1), что наиболее перспективны по использованию возобновляемой энергии горные районы РК, где наблюдается максимум поступления гелиоэнергии (до 1 кВт/м2 и более) в течении 3000 - 3500 час за год, постоянный «верховой» ветер со скоростью 15 - 25 м/с и текут высокогорные реки с уклоном русел до 10 - 20 0. Здесь рентабельность ГЭС достигает R= 50 - 100 %.



С - солнечные, В - ветровые, Г - гидравлические, Т - термические, Б - биогазовые, А - атомные подземные, Ак - аккумуляторы тепловые, Кр - криогенные, Ф - фотогенераторы, К - комплексы комбинированные; С - себестоимость на выходе, цент/кВт-ч, R - рентабельность (%), Р - максимальная мощность (МВт)

Рисунок 1. Диаграмма эффективности комбинированных энергокомплексов

Если производимая энергия меньше потребляемой, тогда недостающая энергия подается дополнительно от аккумуляторов. На рисунках 2 и 3 приведены диаграммы солнечной энергии, производимой модулями и ветрогенератором.

В последнее время все более широко применяются комбинированные дизель-ветровые или дизель-фотоэлектрические автономные энергоустановки, использование в которых возобновляемых источников позволяет экономить органическое топливо.

В соответствии с этим необходим анализ возможности создания автономных энергоустановок, работающих на возобновляемых источниках энергии, среди которых солнечная и ветровая энергия является наиболее универсальной и повсеместно доступной.

Рассматривается установка, которая может эксплуатироваться круглогодично. Автоматический комплекс дает возможность снабжения электроэнергией (экономия топливного ресурса) и снижения суточного расхода электроэнергии путем дополнительного использования аккумуляторных батарей, зарядного устройства и инвертора напряжения. Таким образом, для снабжения электроэнергией с нестабильной электросетью или вовсе без таковой предпочтительным становится использование установок со следующими достоинствами:

- высокая эффективность работы;

- автоматическое слежение за состоянием централизованного электроснабжения и бесперебойная подача энергии в случае отключения или полного ее отсутствия;

- высокое качество электричества без всплесков напряжения, помех, стабильное напряжение и частота;

- возможность совместной работы с любым из генераторов, использующих возобновляемые источники энергии (ветрогенератор или солнечные батареи).

Главными достоинствами предлагаемых систем являются низкая себестоимость при эксплуатации и обслуживания в сравнении с традиционными системами производства энергии (генераторы), а также удобство при установке.

Рассмотрим возможный вариант комбинированного использования различных источников энергии.

Гибридная солнечная установка с применением ветрогенераторов и аккумуляторных батарей обеспечивает производство потребляемой электроэнергии 6450 Вт в месяц. В случае же изменения погодных условий (отсутствия солнечного излучения и ветрового потока) благодаря блоку аккумуляторных батарей установка обеспечивает подачу требуемой электроэнергии на протяжении 24 ч.

Принцип работы системы следующий:

Работа через фотоэлектрические модули, ветрогенераторную установку. Энергия производится от фотоэлектрических модулей, ветрогенератора и подается через инвертор. Если производимая солнечная энергия больше потребляемой, тогда лишняя энергия накапливается в аккумуляторных батареях до полной их зарядки, затем процесс автоматически прекращается.

Как видно из диаграммы (рисунок 2) производство солнечной энергии с февраля по сентябрь полностью обеспечивает потребности потребителя.

Рисунок 2 -Производство солнечной энергии

Рисунок 3 - Производство электроэнергии ветрогенератором

Согласно рисунку 3 недостающее количество солнечной электроэнергии восполняется энергией, вырабатываемой ветрогенератором.

На рисунке 4 показано отношение производимой солнечной и ветровой энергии к требуемой.

Рисунок 4 - Соотношение требуемой и производимой солнечной и ветровой энергии

В Казахстане выделены средства на развитие агропромышленного комплекса национальному холдингу « КазАгро» в размере 1 млрд. долларов.

Финансирование дает возможность создание новых производств, а также расширение и модернизацию уже действующих в стране сети птицефабрик, тепличных хозяйств, овощехранилищ. При этом необходимо будет использовать современные технологии, гарантировать рентабельность и окупаемость проектов и особое внимание уделить экологической безопасности.

Круглогодичное выращивание овощей в теплицах по ассортименту также должны отвечать вкусам и потребностям проживающего на конкретном участке населения. Причем, способы выращивания и используемая для этого техника для наземных и этажных теплиц должны существенно отличаться.

Так, при грунтовом выращивании овощей на местной почве удобренной дополнительно биоуглем, торфом, сапропелем, навозом и другими компонентами с использованием капельного полива можно выращивать не только овощи, ягоды, цветы, но и плодовые кустарники, и деревья, в том числе и вечнозеленые.

В связи с начавшимся в 2007 г. кризисом удельного производства продуктов питания, особую значимость приобретают новые перспективные технологии сельскохозяйственного производства с активным использованием возобновляемой энергии при получении нескольких урожаев в год.

Такие технологии должны обеспечиваться круглогодичным энергоснабжением за счет энергии солнца и ветра, чтобы снабжение населения овощами и фруктами, ягодами, грибами, рыбой и мясомолочными продуктами, а также биотопливом осуществлялось при отсутствии загрязнения атмосферы, воды и земли. Они могут быть реализованы в агрокомплексах на широтах от 0 до 45 0 северных и южных широт на плодородных землях, в пустынях и горах, т. е. практически на 20 - 30 % суши и в перспективе на 10 - 15 % водных просторах (шельфах) Земли.

Следовательно такие агрокомплексы, производящие в год в 3 - 5 раз больше продуктов питания с 1 гектара, чем традиционные, сезонные сельскохозяйственные технологии, позволят обеспечить население Земли основными продуктами питания.

3.2 Изучение технологии комбинированной возобновляемой энергетики

Как известно, нефтепромысловые участки, крестьянские хозяйства, отгонное животноводство и др. находятся в экстремальных условиях эксплуатации и коммунального обеспечения. Большинство из них значительно удалено от магистральных электрических сетей (ЛЭП) и систем теплоснабжения.

Поэтому задача гарантийного стабильного автономного электро- и теплоснабжения этих объектов стоит особенно остро.

Ранее было показано, что при правильном сочетании максимальных установленных мощностей гелио и ветроустановок суммарно вырабатываемая ими энергия может быть равна потребной мощности энергообеспечения хозяйственного объекта.

Безусловно, разработка и практическая реализация таких комбинированных систем автономного энергоснабжения принесет свои положительные результаты. Однако эти системы будут обладать одним весьма существенным недостатком.

Существенным недостатком комбинированной гелио- ветроэнергетической системы является то, что в ней не предусмотрена возможность бесперебойного гарантийного энергоснабжения потребителей при длительном отсутствии одного или обоих возобновляемых источников энергии. Например, при автономном энергоснабжении нефтепромысловых участков, расположенных в северных районах. При необходимости обеспечения повышенных нагрузок, а потребляемая мощность только одной буровой установки может колебаться от 800 до 5000 кВт, в подобных обстоятельствах накопленной аккумуляторными батареями энергии будет недостаточно.

Для того, чтобы устранить этот недостаток, разработана и запатентована гибридная комбинированная система автономного теплоэлектроснабжения, которая, помимо гелио- и ветроустановок, имеет цепь резервного энергообеспечения.

Комбинированная гибридная система автономного энергоснабжения содержит ветрогенератор 1, преобразователь солнечной энергии в электрическую (солнечные батареи) 2, выходы которых подключены через инвертор напряжения 3 и распределительное устройство 4 к нагрузке 5, ветрогенератор 1 и преобразователь солнечной энергии в электрическую 2 соединены с секциями аккумуляторных батарей (АКБ) 6 через блок заряда аккумуляторных батарей 7, вход управления которого подключен к выходу узла управления 8, Устройство подачи топлива 9 в двигатель внутреннего сгорания (ДВС) 10 и генератор переменного тока 11 образуют цепь резервного питания, вход которой подключен через инвертор 3 к узлу управления 8, а выход - через распределительное устройство 4-к нагрузке 5.

Устройство подачи топлива 9 содержит (не показаны) бак с топливом, аккумуляторную батарею, стартер, а для соблюдения экологичности сжигания (полное сгорание в ДВС и минимальное потребление топлива, минимальное содержание вредных выбросов в атмосферу) в устройстве подачи топлива содержится блок рекомбинации углеводородного топлива кислородом Устройство подачи топлива 9 содержит (не показаны) бак с топливом, аккумуляторную батарею, стартер, а для соблюдения экологичности сжигания (полное сгорание в ДВС и минимальное потребление топлива, минимальное содержание вредных выбросов в атмосферу) в устройстве подачи топлива содержится блок рекомбинации углеводородного топлива кислородом. При длительном отсутствии ветра или солнца, или обоих возобновляемых источников энергии, потребности в электрической и тепловой энергии обеспечиваются работой электрогенератора с приводом от двигателя внутреннего сгорания.



Ветрогенератор 1, преобразователь солнечной энергии в электрическую (солнечные батареи) 2, инвертор напряжения 3, распределительное устройство 4, нагрузка 5, аккумуляторные батареи (АКБ) 6,7 выход узла управления 8, устройство подачи топлива 9, двигатель внутреннего сгорания (ДВС) 10, генератор переменного тока 11

Рисунок 5 - Комбинированная гибридная система автономного энергосбережения

Новый положительный результат нашего предложения достигается тем, что комбинированная гибридная система автономного энергоснабжения, содержащая ветрогенератор, преобразователь солнечной энергию в электрическую, аккумуляторные батареи, выходы которых подключены через инвертор напряжения и распределительное устройство к нагрузке, ветрогенератор и преобразователь солнечной энергии в электрическую соединены с секциями аккумуляторных батарей через блок заряда аккумуляторных батарей, вход управления которого подключен к выходу узла управления, дополнительно содержит устройство подачи топлива, двигатель внутреннего сгорания и генератор переменного тока, образующие цепь резервного питания, вход которой подключен через инвертор к узлу управления, а выход - через распределительное устройство к нагрузке.

Комбинированная гибридная система автономного энергоснабжения работает следующим образом.

В зависимости от погодных условий блок заряда АКБ обеспечивает зарядку АКБ от ветрогенератора при наличии ветра, или от элементов преобразователя солнечной энергии в электрическую, либо одновременно.

Инвертор обеспечивает преобразование постоянного напряжения батареи АКБ в переменное напряжение 380 V.При подаче команды на включение резервной цепи питания устройство подачи топлива запускает двигатель внутреннего сгорания, приводящий во вращение вал генератора переменного тока.

Распределительное устройство обеспечивает необходимые параметры подключения соответствующего потребителя к электропитанию. Такими необходимыми параметрами подключения могут являться, например, ток потребления или время подключения.

Отличительной особенностью предложенной разработки от известных является наличие в цепочке подачи топлива (бак с топливом, насос, стартер) содержится разработанный нами блок рекомбинации углеводородного топлива кислородом.

Блок рекомбинации топлива путем его насыщения кислородом (до безопасного содержания) осуществляет ультразвуковую газодинамическую (УГД) активацию горючего, что обеспечивает раннее его воспламенение, интенсивность и полное сгорание, существенную экономию топлива, увеличение КПД и мощности двигателя на 10-20% в виду отсутствия нагаров и полной продувки цилиндров двигателя от сгоревших газов, сокращения выбросов и токсичности продуктов сгорания.

Системы энергоснабжения, как теплоснабжения, так и электроснабжения имеют устройства управления и приборы учета, что позволяет использовать различные варианты энергоснабжения и контролировать расход энергоносителей.

На теплицу с комбинированной системой энергоснабжения был выполнен рабочий проект в полном объеме. Для выполнения проекта привлекалось на субподрядной основе ТОО «Камила», имеющее лицензию на проектирование промышленных и гражданских объектов и лицензию на строительство таких объектов. Рабочий проект содержит все необходимые разделы согласно ЕСКД, строительная часть, технологическая часть, электроснабжение, водоснабжение и канализация, смета. Техническая документация по проекту представлен в виде отдельного приложения.

Выше было показано выполнение теплицы как потребителя энергии, а также системы энергоснабжения на основе комбинированного использования возобновляемых и коммерческих источников энергии. Эффективность использования возобновляемых источников энергии была рассмотрена на основании ниже приведенных расчетов, выполненных для расчетного модуля теплицы.

В результате экспертных оценок получены следующие экономические показатели ( в тенге)

1. Теловой жидкостный аккумулятор -2 880 000;

2. Строительные конструкции помещения - 864 000;

3. Водонагревательные коллекторы - 1 700 000;.

4. Трубопроводы, арматура, теплообменники - 300 000;

5. Отопительные приборы 50 000;

6. Фотоэлектрические панели - 2 000 000;

7. Аккумуляторы химические - 530 000;

8. Инвертор, система регулирования - 100 000;

9. Тепловой насос - 2 000 000;

10. Ветроэнергетическая установка 450 000;

11. Система капельного полива 450 000;

12. Почва для выращивания 100 000;

13. Проектные работы (5% от стоимости) 1 000 000;

14. Налоги на землю, на прибыль и т.п. 2 000 000.

ВСЕГО 14 424 000 тенге.

В расчете на 1 м2 площади выращивания продукции 86 278 тенге/м2.

За год две теплицы обеспечат сбор

50 кг/м2 х 144 м2 х 4 урожая = 28 800 кг/год.

При рыночной стоимости (оптовая цена при сдаче в магазин) 250 тенге/кг, получим валовый доход

28 800 кг/год х 250 тенге/кг = 7 200 000 тенге/год.

Годовые операционные затраты - 1 422 134 тенге

Годовая прибыль

7 200 000 тенге/год - 1 422 134 тенге/год = 5 777 866тенге/год.

Срок окупаемости затрат на строительство

14 424 000 тенге / 5 777 866 тенге/год = 2,5 года



Заключение

Казахстан обладает большим энергетическим потенциалом в виде серии крупных тепловых электростанций, работающих, в основном, на угле, а также ряда крупных и малых гидравлических электростанций. В стране имеется Единая энергетическая система, объединяющая энергетические источники при помощи системы линий электропередачи.

Однако Единая энергетическая система не охватывает всех регионов республики. Имеются районы, не охваченный единой системой (Западные области РК), южный регион страны энергодефицитен.

В настоящее время в мире активно развивается использование возобновляемых источников энергии, как энергии солнечного излучения, ветровой энергии, энергии водных потоков малых рек, энергии геотермальных источников и др. Наиболее широко на территории Казахстана среди возобновляемых источников энергии могут считаться энергия солнечного излучения, а также энергия ветровых потоков. В настоящее время имеются оценки потенциала этих возобновляемых источников энергии.

Казахстан имеет обширную территорию, расположенную в нескольких природных зонах. Климат в стране резко континентальный Возобновляемые источники энергии имеют малую плотность энергетического потока, они меняются по сезонам года, сокращая поступление энергии в зимний период. Такие условия определили то, что в условиях Казахстана невозможно обеспечить круглогодичное энергоснабжение только на основе возобновляемых источников энергии. В связи с этим возникла идея применение комбинированных (гибридных) систем энергоснабжения, использующих как возможные возобновляемые источник энергии (энергию солнца, ветра и др.), так и коммерческие энергоносители (природный газ, жидкое топливо, электроэнергию от централизованных систем или от автономных дизельгенераторов). Принцип комбинированной системы энергоснабжения защищен патентом РК.

Энергоснабжение автономного потребителя энергии возможно рассматривать только совместно с самим потребителем энергии. В качестве такого объекта для апробации комбинированной энергосистемы принята теплица для выращивания плодоовощной продукции. В Казахстане снабжение населения овощами носит сезонный характер. Поэтому расширение круглогодичного выращивания плодоовощной продукции в защищенном грунте является важной социальной и экономической задачей.

Были рассмотрены известные типы теплиц. В результате было получено, что традиционные теплицы не могут применяться в качестве всесезонных. Рассмотрение возможности использования только возобновляемых источников энергии также показало, что они не обеспечивают круглогодичного режима поддержания требуемого микроклимата. Это может обеспечить только комбинированная система энергоснабжения. Для всесезонного применения была разработана конструкция теплицы нового типа, в которой обеспечивается максимальное энергосбережение, а энергоснабжение обеспечивается от комбинированной системы с использованием возобновляемых и коммерческих энергоносителей. Разработаны технологические схемы комбинированных систем как теплоснабжения, так и электроснабжения.



Выводы

1. Дана оценка состояния энергетической системы Казахстана, вырабатывающей электроэнергию с использованием угля и газа и энергии рек, и потенциала ветровой и солнечной энергии на обширной территории республики.

2. Высказано мнение о целесообразности использования комбинированных систем выработки электроэнергии с использованием солнечного излучения, ветрового потока с дополнением их традиционными источниками, работающими на углеводородном топливе.

3. ВИЭ, имеют внушительные, экономически подтвержденные преимущества перед традиционными:

Уменьшение нагрузки на ОС; их неисчерпаемость; приводит к экономии органического топлива; решение вопроса золоотвалов на ТЭС; существенное упрощение проблем экономического и социально-бытового характера в регионах с низкой энергоопеспеченностью.

4. В качестве объекта апробации комбинированных источников энергии выбран вариант теплицы особой конструкции

5. Изучен опытный образец (модуль) теплицы, со всем необходимым тепло- и электрообеспечением.



Список использованной литературы

1. Карабалин У. С. Результаты деятельности Министерства нефти и газа РК за 2013 г. и перспективы развития нефтегазовой отрасли. Алматы 2003, С-14

2. Надиров Н. К. Нефть, энергосбережение и альтернативная энергетика. Алматы 2005, С-6-8

3. Научные приоритеты развития нефтегазовой отрасли Казахстана

4. Еркебаева Г. Ш. Оптимальные варианты переработки смесей нефтей перспективных месторождении Казахстана. Алматы 2003, С-47

5. Османов Ж. Д. Развитие транспортных систем углеводородных ресурсов РК для экспорта и импорта. Алматы 2012, С-65

6. Медиева Г. А. Экономическая эффективность вовлечения традиционных и альтернативных источников энергии в хозяйственную деятельность: проблемы транспортировки и комплексного использования. Алматы 2003, С-16-28

7. Надиров Н.К. Развитие возобновляемой энергетики или безальтернативная энергетика // Физико-хим. основы преобразования солнечной энергии: Доклады III Международного научно-практического семинара , .Алматы,2006 /Алматы, 2007.- С.3-15.

8. Низовкин В.М., Надиров Н.К. Новые разработки по солнечно-комбинированной энергетике //«Физико-химические основы преобразования солнечной энергии». Доклады II Международного научно-практического семинара. Алматы,2005./ Алматы, 2006. - С.86- 96.

9. Журнал «Нефть и газ» 2014 №6

10. Маликова О.И. Анализ последствий финансово-экономического и энергоэкологического кризиса на энергопотребление и использование возобновляемых и альтернативных источников энергии //Возобновляемая и альтернативная энергетика: анализ мировых тенденций, опыт использования, энергоэкологический баланс. - М.: Проспект, 2010. - С.47-70.

11. Надиров Н. К. Развитие возобновляемой энергетики или безальтернативная энергетика // Физико-химические основы преобразования солнечной энергии: доклады III международного семинара. - Алматы, 2007 - С.3-15.

12. Низовкин В. М., Надиров Н. К. Новые разработки по солнечно-комбинированной энергетике//Физико-химические основы преобразования солнечной энергии: доклады II международного семинара. - Алматы, 2006. - С.86 - 96.

13. Бектурганов Н.С. Перспективные направления использования возобновляемой энергии в Казахстане//Научно-технические и социально-экономические аспекты использования возобновляемой энергетики: доклады IV Международной научно-практической конференции, г.Алматы, ноябрь 2007. -Алматы, 2008.- С.17- 24.

14. Патент № 0705083. GB 2447506 A1, F03D7/02, F03D1/00, F03D1/06. Автоматическая система регулирования угла установки лопастей ветровой турбины /Gavin Cook.; заявл. 16.03.2007; опубл. 17.09.2008.

15. Патент №US 91429207Р, WO 2008131519 А1, РСТ/СА08/0678. Ветровая турбина с вертикальной осью вращения / Lux, Glenn Ramond ; заявл. 27.04.2007; опубл. 14.04.2008.

16. Патент №GB 0713853; GB 2451089 A1, F03D3/06, F03D7/00, F03D7/06. Ветровая турбина со складными лопастями / Robert Stephen Palmer; заявл. 16.07.2007; опбул, 2008

17. Теплицы в Казахстане. Презентация доклада «КАЗАГРО», Астана 2008

18. Оценка обеспеченности ресурсами энергии солнца и биомассы на территории Казахской ССР до 2010 г. (раздел по солнечной энергии). Алма-Ата, ВНИПИЭНЕРГОПРОМ, 1989 г. С-29

19. Ветродвигатель. ИП РК -№ 27278 -Надиров Н.К., Баешов А.Б., Ширинских А.В., Солодова Е.В. Алматы 2003, С-78

20. Ветро-солнечная установка ИП РК - № 27279- Надиров Н.К., Баешов А.Б., Ширинских А.В., Солодова Е.В. С-23

Размещено на Allbest.ur