Қазақстан республикасы білім және ғылым министрлігі министерство образования и науки республики казахстан
ПЕРСПЕКТИВА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ ВЕТРА КАК
жүктеу/скачать 5,71 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- «Транспортная наука и инновации», посвященная Посланию Президента РК Н.А. Назарбаева «Нҧрлы жол - путь в будущее»
- Материалы XXXIX Республиканской научно-практической конференции студентов
- ДИАГНОСТИРОВАНИЕ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ОБОРУДОВАНИЯ ТЯГОВОЙ ПОДСТАНЦИИ АЛМАТИНСКОЙ ДИСТАНЦИИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
- Тилеуов А.Т. – студент (г. Алматы, КазАТК) Егзекова А.Т. - к.т.н., доцент (г. Алматы, КазАТК)
ПЕРСПЕКТИВА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ ВЕТРА КАК АЛЬТЕРНАТИВА Мұхаділ Ж.Е. - студент (г. Алматы, КазНУ) Купешова Б.К.
Альтернативная энергетика — это совокупность перспективных способов получения энергии, которые распространенны не так широко, как традиционные, однако представляют интерес из-за выгодности их использования при низком риске причинения вреда экологии района. Соответственно, альтернативный источник энергии – это способ или устройство, позволяющие получать электрическую энергию нетрадиционным способом. В зависимости от способа получения энергии альтернативные источники могут
«Транспортная наука и инновации», посвященная Посланию Президента РК Н.А. Назарбаева «Нҧрлы жол - путь в будущее»
149 быть ветряными, геотермальными, солнечными, гидроэнергетическими и биотопливными. Считается, что Казахстан богат двумя природными источниками энергии – солнцем и ветрами. Рассмотрим более подробно оба этих типа с точки зрения перспективного развития в Казахстане. Интерес к развитию ветроэнергетики объясняется следующими факторами: во- первых, отсутствие выбросов вредных веществ и парниковых газов в атмосферу; возможность децентрализованного обеспечения электроэнергией отдаленных районов. Во-первых, альтернативные источники энергии являются возобновляемыми. Да, они сейчас дороже традиционных, но в будущем ситуация может серьезно измениться как благодаря появлению новых ресурсосберегающих технологий (а это один из главных мировых трендов), так и из-за истощения недр. Во-вторых, они гораздо экологичнее, что особенно важно для нас. Например, экономический ущерб от вредных выбросов только угольной энергетики в Казахстане оценивается в сумму порядка 3,4 млрд долларов в год – таковы данные МЭА (Международное энергетическое агентство). И, наконец, в-третьих, существует экономический аргумент: большая протяженность территории страны и низкая плотность населения (5,5 чел/кв.км) приводят к тому, что чрезмерная централизации электроснабжения серьезно снижает рентабельность отрасли из-за значительных потерь энергии при ее транспортировке. К недостаткам ветроэлектростанций относятся: шум (минимальное допустимое расстояние от ветроустановки до жилых домов - 300 м), занятие больших земельных участков, непредсказуемые изменения скорости ветра в течение суток и сезона, требующие резервирования ветровой станции или аккумулирования произведенной энергии, достаточно высокая стоимость – примерно 3000у.е. за 1 кВт выходной электрической мощности. Никакие тарифы на электроэнергию не могут компенсировать затраты, связанные с электроснабжением отдаленных сел. Гораздо выгоднее использовать там альтернативные источники, в первую очередь, ветровые станции. Пока ветровая и солнечная энергетика практически не представлены в энергетическом балансе Казахстана. Между тем потенциал солнечной энергии в южных районах страны достигает 2500-3000 солнечных часов, а возможная к использованию энергия ветра составляет порядка трех млрд. киловатт-часов в год. Строительство ветряных электростанций в Казахстане призвано обеспечить энергией прежде всего удаленные районы, не подключенные к сетям. Громадная территория нашей страны, удаленность многих населенных пунктов от крупных электростанций, приводит к необходимости иметь линии электропередачи значительной протяженностью. Это, в свою очередь, ведет к большим технологическим потерям при транспортировке электроэнергии (около 14 %) и к зависимости электроснабжения от электросетевых повреждений. Перспективы использования ветроэнергетики в Казахстане определяются наличием соответствующих ветроэнергетических ресурсов. В этом смысле нашей стране очень повезло - порядка 50% территории Казахстана имеет среднегодовую скорость ветра 4-5 м/с, а ряд районов имеет скорость ветра 6 м/с и более. В целом наша республика занимает первое место в мире по количеству ветроэнергетических ресурсов на душу населения. В рамках программы ФИИР в 2014-м запланировано получить 1 млрд кВт/ч электроэнергии в год из возобновляемых источников. А к 2015-му доля альтернативной электроэнергии должна превысить один процент. Другим перспективным направлением низкоуглеродной экономики будущего является развитие возобновляемых источников энергии – ветра, солнца и горных рек. Потенциал этих источников, судя по мнению специалистов, в Казахстане огромен, однако «Транспортная наука и инновации», посвященная Посланию Президента РК Н.А. Назарбаева «Нҧрлы жол - путь в будущее»
150 в силу объективных и субъективных причин он почти не используется. Например, потенциал ветровой энергии Джунгарского коридора равен по меньшей мере 100 тысячам мегаватт электроэнергии. Казахстанские специалисты утверждают, что при оптимальном использовании этого потенциала можно было бы не только обеспечить юг Казахстана электричеством, но и экспортировать излишки ресурсов на рынки других стран. Основная загвоздка в том, что такая энергия будет стоить примерно в 5-6 дороже обычной, а проекты ветроэнергетики, учитывая, что это только начинающая отрасль, потребуют огромных расходов. Но Казахстану все равно придется осваивать и развивать это направление, поскольку перспективы энергетической отрасли предполагают к 2030 году замещение определенной части производства альтернативными источниками. То есть, из 30 гигаватт электроэнергии, ежегодно потребляемых Казахстаном, на мощности ветроэлектростанций будет приходиться до 2 тысяч мегаватт. В Казахстане несколько лет назад на реке Иссык в Алматинской области была открыта малая гидроэлектростанция, построенная компанией «ЭнергоАлем» совместно с одним из банков. Малая гидростанция, использующая безграничную энергию горно- каскадного потока, производит электроэнергию в 5-6 раз дешевле той, что производится ТЭЦ. Причем, для ее эксплуатации требуется в 10 раз меньше работников, чем для стандартной ТЭЦ. [1] Общий потенциал возобновляемых энергетических ресурсов (гидроэнергия, ветровая и солнечная энергия) в Казахстане превышает 1 трлн кВт.ч в год, а наиболее перспективными являются следующие виды возобновляемых источников энергии (ВИЭ): 1) ветроэнергетика; 2) малые гидроэлектростанции; 3)солнечные установки для производства тепловой и электрической энергии. Тема EXPO-2017 – ―Энергия будущего‖ – таким образом, отражает самые актуальные цели мирового сообщества в этой сфере. Президент страны Нурсултан Назарбаев поставил задачу сделать Казахстан 2030 года ―зеленой страной‖. По оценке МИНТ РК, вложение одного доллара в энергосбережение даст прибыль в два доллара. А потенциал возобновляемой энергетики в Казахстане колоссален – страна реально может к 2030 году 20% всей энергии получать из газа, а 15% – от возобновляемых источников энергии. К 2050 году эти показатели могут достичь 40 и 30% соответственно. Сегодня у нашей страны хватает проблем в сфере энергосбережения и развития альтернативной энергетики. В РК высок удельный расход энергии – 0,5 кг топлива в нефтяном эквиваленте на производство одного доллара ВВП. Для сравнения: в странах Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР) доллар обходится всего в 0,13 кг. Несложно подсчитать, что наша экономика в 3,85 раз более затратная, чем в ведущих странах. Если ситуация кардинально не изменится, то наши товары будут абсолютно неконкурентоспособными по себестоимости. К тому же Казахстан в дальнейшем может угодить под экологические санкции. И в то же время спрос на ―зеленую‖ продукцию быстро растет во всем мире: в 2011 году инвестиции в альтернативную энергетику достигли рекордных 302,3 млрд долларов. Наибольший объем инвестиций в прошлом году привлекла солнечная энергетика – 142 млрд долларов. Второе место досталось ветру – 78,3 млрд долларов. Согласно данным Bloomberg New Energy Finance (BNEF), по итогам 2012-го Китай опередил США с точки зрения объема инвестиций в альтернативную энергетику. EXPO-2017 даст возможность продемонстрировать лучшие достижения в области энергосбережения, новейшие технологии использования возобновляемой энергии. [2] В мире на возобновляемые источники энергии (ВИЭ) приходится всего около 1% мировой выработки электроэнергии. В Казахстане удельный вес альтернативных энергоресурсов не более 0,5% суммарной выработки электроэнергии. «Транспортная наука и инновации», посвященная Посланию Президента РК Н.А. Назарбаева «Нҧрлы жол - путь в будущее»
151 13 января 2012 г. Президент страны Нурсултан Назарбаев подписал закон об энергосбережении и повышении энергоэффектиности, в котором говорится также о необходимости развития и использования ВИЭ. Эксперты оценивают потенциальную мощность возобновляемых источников энергии в Казахстане в 1 трлн. кВт часов в год. Глава АО «Самрук-Энерго» Алмасадам Саткалиев прогнозирует к 2030 году снижение доли выработки энергии ТЭЦ, рост доли газотурбинных мощностей и существенное увеличение доли ВИЭ с 0,5 до 11%. В последнее время многие страны расширяют использование ветроэнергетических установок. Больше всего их в странах Западной Европы (Дания, ФРГ, Великобритания, Нидерланды), в США, в Индии, Китае. Дания получает 25 % энергии из ветра. В качестве топлива в Бразилии и других странах все чаще используют этиловый спирт. Развитие возобновляемых источников энергии – это инновационный вектор развития энергетической отрасли мира. И чем раньше Казахстан подключится к этому вектору, тем дольше мы сохраним за собой титул энергетической державы. С другой стороны, Казахстан имеет огромные запасы топлива, что, возможно, на несколько десятков лет отсрочит энергетический кризис в стране. Но не стоит забывать и об альтернативных источниках энергии, применение которых поможет избежать экологической катастрофы в будущем. Главными причинами, обусловившими развитие ВИЭ, выступают обеспечение энергетической и экологической безопасности, сохранение окружающей среды, завоевание мировых рынков возобновляемых источников энергии, сохранение запасов собственных энергоресурсов для будущих поколений, а также увеличение потребления сырья для неэнергетического использования топлива. В соответствии со Стратегическим планом развития РК до 2020 года доля ВИЭ в общем объеме электропотребления должна составить 1,5% к 2015-му и более 3% – к 2020- му. Приоритеты, поставленные государственной программой форсированного индустриально-инновационного развития на 2010-2014 годы, предусматривают увеличение объема выработки возобновляемой энергии до 1 млрд кВт.ч в год, что превысит 1% в энергобалансе Казахстана. В долгосрочной же перспективе наибольший потенциал имеет ветроэнергетика. На территории 50 тыс. кв. км, что составляет 2% площади Казахстана, среднегодовая скорость ветра превышает 7 м/с. Возможностей только этих территорий достаточно для выработки 1 трлн кВт.ч в год, что во много раз перекрывает потребности республики в электроэнергии. Суммарный годовой энергетический потенциал ветра в Казахстане оценивается на уровне 1,8 трлн кВт.ч, причем его плотность в ряде мест составляет 10 МВт на кв. км. В частности, значительным ресурсом обладают районы Северного, Центрального, Западного и Юго-Восточного Казахстана, особенно Джунгарские ворота и Шелекский коридор, где среднегодовая скорость ветра составляет 7-9 м/с и 5-9 м/с соответственно, а также Астана, форт Шевченко и Аркалык. Их возможности с точки зрения использования в генерации электроэнергии воздушных потоков можно назвать уникальными. До 2020-го в республике введут в эксплуатацию 34 объекта, использующих возобновляемые источники энергии. Общая мощность новых электростанций составит 1362,34 мегаватта. Больше всего энергии будут вырабатывать 13 ветроэлектростанций – 1081 мегаватт. 17 ГЭС будут давать 205,45 мегаватта, а четыре солнечные электростанции – 76 мегаватт. В нынешнем году будут введены ветроэлектростанции в Восточно-Казахстанской и Северо-Казахстанской областях, в следующем году энергия ветра будет использоваться двумя станциями в пригороде Ерементау (Акмолинская область). В Алматинской области в период с 2014 по 2018 год появятся три ветроэлектростанции, две из которых – в Шелекском коридоре, а еще одна – в знаменитых Джунгарских воротах. «Транспортная наука и инновации», посвященная Посланию Президента РК Н.А. Назарбаева «Нҧрлы жол - путь в будущее»
152 Самая мощная электростанция (300 мегаватт) будет построена в Карагалинском районе Актюбинской области. В Жамбылской области в 2015 году будет введена в эксплуатацию Кордайская ВЭС, в Сарысуском районе построят ВЭС мощностью 100 мегаватт. В 2015 году заработают ветряные электростанции в Карагандинской и Костанайской областях. Также ВЭС будет построена в городе Форт-Шевченко в Мангистауской области. Ряд проектов уже активно финансируется. Так, ТОО ―Первая ветровая электрическая станция‖ (дочерняя организация ТОО Samruk-Green Energy) и Евразийский банк развития подписали договор на открытие кредитной линии на сумму 14,2 млрд тенге с целью финансирования проекта строительства ―под ключ‖ первой крупной в Казахстане ветровой электрической станции на площадке Ерементау в Акмолинской области мощностью 45 МВт. Выработка электрической энергии в объеме более 172 млн кВт.ч в год без расхода углеводородного топлива позволит сэкономить более 60 тыс. тонн угля и повысить надежность поставок электроэнергии в регионе. В рамках проведения предстоящей EXPO-2017 планируется обеспечить электроснабжение объектов выставки за счет энергии, которая будет вырабатываться данной ветроэлектростанцией. [3] Роль ВИЭ в энергетике будущего будет определяться возможностями разработки новых технологий, материалов и конструкций для создания конкурентоспособных энергетических станций. Сегодня стоимость ВИЭ остается высокой, однако при последовательном развитии и удешевлении альтернативная энергетика займет свое место в мировом энергобалансе.
CПИCOК ИCПOЛЬЗOВAННOЙ ЛИТЕPAТУPЫ 1.
Досжан Нургалиев: «Энергия будущего» - главная тема ЭКСПО-2017. Электронный ресурс: http://vechastana.kz/expo2017/energiya-budushchego-glavnaya-tema- ekspo-2017/ 2.
Марк Айсберг: «Энергия будущего рождается в настоящем» Электронный ресурс: Электронный ресурс: http://old.camonitor.com/archives/9054 3.
финансовый центр по поддержке возобновляемых источников энергии" Электронный ресурс: http://www.rfc.kegoc.kz/vozmozhnosti-vozobnovlyaemyx-istochnikov-energii-v- kazaxstane/
ДИАГНОСТИРОВАНИЕ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ОБОРУДОВАНИЯ ТЯГОВОЙ ПОДСТАНЦИИ АЛМАТИНСКОЙ ДИСТАНЦИИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ Тилеуов А.Т. – студент (г. Алматы, КазАТК) Егзекова А.Т. - к.т.н., доцент (г. Алматы, КазАТК)
Системы тягового электроснабжения (СТЭ) образуют значительное количество устройств, длительная эксплуатация которых без надлежащего диагностирования технического состояния может привести к выходу их из строя и значительному экономическому ущербу. Для реализации эффективного диагностирования устройств тягового электроснабжения необходимы методики контроля и современные технические средства. В настоящее время в эксплуатацию помимо традиционных испытаний все более широкое применение находят такие современные методы, как высокоэффективная жидкостная и газовая хроматография, определение фракционного состава механических «Транспортная наука и инновации», посвященная Посланию Президента РК Н.А. Назарбаева «Нҧрлы жол - путь в будущее»
153 примесей и характера загрязнений при помощи автоматических счетчиков частиц и устройств мембранной фильтрации, инфракрасная спектроскопия, определение электрической проводимости трансформаторных масел. При оценке состояния трансформаторов, прежде всего с длительным сроком службы, а также вызывающих «беспокойство», в связи с отрицательной динамикой изменения диагностических параметров целесообразно проводить комплексные диагностические обследования, привлекая для этого специализированные организации. Решение задач диагностирования электрооборудования тяговых подстанций (ТП) может быть выполнено на основе тепловизионных обследований (ТВО). Современные инфракрасные камеры имеют значительное оптическое разрешение, широкий диапазон измеряемых температур, не требуют охлаждения термочувствительного элемента жидким азотом. Эти приборы позволяют автоматически отсчитывать температуру в центре визирного перекрытия, выстраивать профиль температуры в режиме реального времени, вести непрерывную запись изображения на гибкий магнитный носитель. Вместе с приборами поставляются программные продукты, обеспечивающие эффективную компьютерную обработку получаемых термограмм Тепловизионное диагностирование позволяет решать актуальные практические задачи, такие как: 1) массовое обследование огромного объема электрооборудования одной бригадой из трех человек с одной тепловизионной камерой; 2)выявление значительного количества аппаратов, находящихся в предаварийном состоянии (дефектные контактные соединения, трансформаторы тока, конденсаторы связи, вентильные разрядники и ОПН); 3)выявление таких дефектов, которые не могут быть выявлены никакими другими методами, например, местный перегрев конструктивных элементов баков силовых трансформаторов, нагрев соединительных болтов в поддерживающих металлических конструкциях шинопроводов или перегрузки отдельных элементов вентильных разрядников 110 кВ и выше. Тепловизор - устройство для наблюдения за распределением температуры исследуемой поверхности. Распределение температуры отображается на дисплее ( или в памяти ) тепловизора как цветовое поле, где определѐнной температуре соответствует определѐнный цвет. Как правило, на дисплее отображается диапазон температуры видимой в объектив поверхности. Тепловидение можно назвать универсальным способом получения различной информации об окружающем нас мире. Тепловизионная диагностика позволяет обнаруживать не только дефектные элементы разрядников и ОПН, но и такой дефект как перегрузка по величине напряжения на отдельных элементах разрядников, а для ОПН по блокам. Этот дефект, приводящий к ускоренному выходу из строя или снижению защитных характеристик разрядников и ОПН, не было возможности выявлять до изобретения дистанционного способа измерения распределения напряжения в зависимости от температуры поверхности элементов этих аппаратов. Место прохождения практики ―Тяговая подстанция Отар ЭЧЭ-1901‖ Построено и начала работы 2005 году. Новейшие оборудовании трансформаторы 25000 кВА Украина, Коммутационные элегазовые 220 кВ.
методы диагностирования силовых трансформаторов, такие как метод определения 4-х фурановых производных методом газожидкостной хроматографии, фотометрическая методика определения фурфурола, экспресс-методика визуального определения фурфурола в трансформаторных маслах, и др. Которые в настоящее время входят в эксплуатацию, помимо традиционных испытаний.
«Транспортная наука и инновации», посвященная Посланию Президента РК Н.А. Назарбаева «Нҧрлы жол - путь в будущее»
154 CПИCOК ИCПOЛЬЗOВAННOЙ ЛИТЕPAТУPЫ 1)
Бузаев В.В.,
Львов Ю.Н.,
Смоленская Н.Ю.,
Сапожников Ю.М.
газохроматографический анализ трансформаторного масла на содержание в нем ионола.- Электрические станции, 2001. 2) РД 34.46.302-89 Методические указания по диагностике развивающихся дефектов по результатам хроматографического анализа газов, растворенных в масле силовых трансформаторов. - М., Союзтехэнерго, 2008. 3) РД 34.43.206-94 Методика количественного химического анализа, определение содержания производных фурана в
маслах методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. - М., ОРГРЭС,2011. |