СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГЕТИКА

Методические подходы к расчету технико-экологических и эколого-экономических ресурсов в точке А ((р°,у°) и для территории &pound

(км2)

В области возобновляемых источников энергии (ВИЭ) обычно принято под техническим потенциалом ресурсов того или иного вида ВИЭ (Этехн) в точке А (ф°, у°) понимать следующее значение:

Г^.т = 4, (3.92)

2

Где Эвал (кВт-ч/м •год) - валовые ресурсы ВИЭ, т. е. энергетический потенциал ВИЭ за один календарный год; ДЭтехн (кВт^ч/м •год) - неизбежные потери валового потенциала ВИЭ в технологическом цикле преобразования энергии на той или иной энергоустановке на базе ВИЭ, а также неизбежные потери энергии при её транспортировке к потребителям. При этом, естественно, должны учитываться и дополнительные технические, социальные и экологические ограничения как в рассматриваемой точке А (ф°, у°), так и для территории £ (км ).

Действительно, если для русловой гидроэнергетики в АЭтехн в

Рассматриваемом створе водотока включаются неизбежные технологические потери расхода и стока воды, напора, мощности и энергии за расчетный - средний по водности год, то для солнечной энергетики в точке А (ф°,у°) необходимо учитывать только

Г 2

Технологические потери А, а для территории £ (км) -

Социальные и экологические ограничения по возможности использования допустимый по социально-экологическим требованиям части территории Б (км ). В том числе по размещению сельхозугодий, жилых массивов, промышленности, транспорта и т. д., то есть необходимо учитывать и нормальные условия существования населения на рассматриваемой территории. Необходимо также учитывать и то обстоятельство, что на допустимую часть используемой площади территории £ (км ) будут влиять и возможности не только локального (в точке А (ф°,у°)), но и глобального изменения нормальных условий существования флоры и фауны на рассматриваемой территории £ (км ) в случае установки на ней многочисленных приемников СЭ. Вследствие последнего могут резко измениться все климатические показатели на территории £ (км ).

Наконец, необходимо учитывать рассмотренные выше три направления использования СЭУ: работа в большой энергосистеме; работа в локальной энергосистеме; работа на автономного или изолированного потребителя. Очевидно, что для первых двух случаев СЭУ будут реализованы в виде СЭС большой или значительной мощности, что потребует отчуждения для целей энергетики значительных территорий ввидуц рассеянности СИ на Земле. Для этих случаев требуется оценка технического потенциала СИ не только в точке А (ф°,у°), т. е. для заданного типа единичной СЭУ, но и для территории £ (км ), где планируется сооружение СЭС. Для отдельной СЭУ также очевидна необходимость расчета технического потенциала в точке А (ф°,у°) за исключением башенных СЭУ, которые по своему технологическому циклу предполагают необходимость отчуждения в целях энергетики значительных территорий.

Таким образом, если понятие технического потенциала СЭ в точке А

( j°,y°) - Этехн ( кВВo—- ), как удельной характеристики вполне достаточно, г • ага

2

То для технического потенциала СЭ на территории S (км ) более правильно было бы говорить о технико-экологическом потенциале, в котором должны учитываться разного рода социально-экологические ограничения в данном регионе. Последние, очевидно, и будут определять собой

Допустимую часть территории S (км ), на которой допустимо установка

2

Приемников СИ по социально-экологическим требованиям, т. е. FZ (км),

2

Где FCn < S (км ) и может быть рассчитана по формуле:

FC1 = KZ • S (км2), (3.93)

Где KСЭп, 0 < KСЭп < 1 - допустимая по социально-экологическим требованиям часть территории S (км ) для установки приемников СИ.

С учетом всего сказанного выше удельный технический потенциал СИ, реализуемый на конкретном виде СЭУ в точке А (j°,y°) при его полном использовании автономным потребителем можно определить по общей формуле следующего вида

' А лтАоа Т7

Ooo, = уo o. F гг (3 94)

Oaoi oaoi 11 , W-'' V

УА кВo • - F 2 г т-п-г уАМ кВo • -

Где 1 oaoi, —;--------- , 1 пп, м - общая площадь ПП, а 1 oaoо, —;----------------------

Г • ага г • ага

Определяется по формуле

, _ 8760

Уаcioi = X Rli ' Dti ' KX, (3.95)

I=1

Т? Ь /2 2

Где, Вт/м - интенсивность потока СИ на 1 м произвольно­ориентированной ПП общей площадью ^ПП (м2); Агг=1 ч; к2, о. е. - общий технико-энергетический коэффициент, характеризующий собой энергетические свойства рассматриваемой СЭУ. В нем учитываются все указанные характеристики по следующей формуле:

Т

К 2 = ПК). (3.96)

J =1

Например, коэффициент заполнения фотоэлектрического модуля ПП, КПД отдельных элементов указанного модуля, коэффициент учета влияния температуры окружающей среды на КПД фотоэлектрического модуля, коэффициент запыленности модуля и т. д.

Все указанные коэффициенты или энергетические характеристики разных видов СЭУ будут рассмотрены ниже в главах 4 и 5.

Определение технического потенциала солнечной энергии для территории £ (км ), т. е. Этехт (Б) должно учитывать социально­экологические ограничения по (см. выше и (3.93)).

Очевидно, что и в этом случае можно воспользоваться методами расчета, которые использованы выше для расчетов валового потенциала СЭ для территории £ (км ). Практически это означает, что по всей территории £ (км ) выделяются зоны, в которых могут быть рассчитаны значения

Э^ехн ( Епп) в (кВт-ч/год) для Епп в (м2).

Далее вся территория £ (км ) разделяется на ряд зон, площадью £■ (км2) каждая при условии, что

£ (км 2 )=2 £(км 2). (3.97)

■=1

Для каждой,-й зоны, т. е. £, (км2) рассчитываются допустимые

Части каждой зоны (т. е. £, (км )) по социально-экологическим

Требованиям, т. е.

5" (км2 )= КСЭ - 5,.. (3.98)

Для каждой допустимой зоны рассчитываются средневзвешенные

ПА / сАд - • ч

Значения удельного технического потенциала СЭ, т. е. Этехн (—------------------- ) и

Г - ага

Далее определяется значения технического потенциала СЭ для всей

2

Территории £ (км ) по формуле:

П

Этехн (£ )=2 ЭАехн - £Г -106 , (3.99)

,=1

Где £“ (км2 ), ЭТ, ехн (^), а Этехн £ (^ )•

Г - ага ага

Для городов и жилых поселков разного уровня в качестве £доп (км2) может быть, например, принята площадь крыш всех построек (жилые дома, промпредприятия и т. д.). В "Концепции развития и использования возможностей малой и нетрадиционной энергетики в энергетическом балансе России", разработанной в Минтопэнерго РФ в 1994 г. было

Г^СЭ / сАд - • ч А 1 О/ СЭ

Предварительно принято, что Этехн (--------------- ) составляет 0,1 % от ^вал

Ага

(сАд—^) для всей территории России и её регионов, т. е. К^ = 0,001.

Ага

В современных условиях указанное значение К^ может быть увеличено. В особенности это касается мало населенных удаленных и трудно доступных регионов России.

В качестве экономического потенциала СЭ в точке А (ф°, у°) и для

Территории £ (км2) обычно принимается та часть ЭАехн или Этехн (£),

Использование которой экономически целесообразно в современных

- 154 -

Условиях по сравнению с другими альтернативными источниками энергии, которые могут быть использованы в рассматриваемых сопоставимых условиях. При этом, естественно должны учитываться особенности экономической, социальной и экологической ситуации в каждом регионе и России в целом. Расчет финансово-экономической эффективности должен производится с учетом всех основных четырех его показателей.