Разработка методики оценки потенциала возобновляемых источников энергии и обоснование эффективности их использования в развивающихся странах Латинской Америки: на примере Перу тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.14.10, кандидат технических наук Рохас Лоайза, Кель

• Рохас Лоайза, Кель
• кандидат технических наук
• 1993

Оглавление диссертации кандидат технических наук Рохас Лоайза, Кель

ВВЕДЕНИЕ.

1.АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЗАДАЧИ.

IЛ.Общие положения.

1.2.Общая характеристика республики Перу.

1.3.Современное состояние и перспективы развития экономики Перу.

1.4.Современное состояние и перспективы развития традиционной энергетики Перу.

1.5.Современное состояние развития нетрадиционной энергетики Перу.

Выводы по первой главе.

2.СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ РАСЧЕТА КАТЕГОРИИ ЭНЕРГОПОТЕНЦИАЛА МАЛОЙ ГИДРОЭНЕРГЕТИКИ И ПРЕДЛАГАЕМЫЙ МЕТОД ЕГО ОЦЕНКИ

С УЧЕТОМ СОЦИАЛЬНО-ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ.

2.1.Общие положения.

2.2.Состояние и классификация МГЭ. Основные гидрологические характеристики регионов Перу.

2.2.1.Малая гидроэнергетика мира и Латинской

Америки ( проблемы и перспективы).

2.2.2.Классификация малых ГЭС.

2.2.3.Исследование основных гидрологических характеристик Перу.

2.3.Идентификация потребителей электроэнергии сельско-хозяйственных районов Перу.

2.4.Целесообразность и особенность использования МГЭС, а также НВИЭ(солнце и ветер),как основы для развития сельского хозяйства Перу.

2.5.Оценка существующих методов расчета категорий гидропотенциала( ТЭП).

2.6.Анализ и оценка социально-экологических факторов при использовании МГЭС Ё'ЛБИЭ.

2.7.Предлагаемый процесс принятия решений при оценке категории энергопотенциала водотока с учетом социально-экологических факторов.

Выводы по второй главе.

3.МЕТОДЫ РАСЧЕТА КАТЕГОРИИ ЭНЕРГОПОТЕНЦИАЛА СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ И ВЕТРОВОЙ ЭНЕРГЕТИКИ С УЧЕТОМ СОЦИАЛЬНО-ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ.

3.1. Общие положения.

3.2.Современное состояние и перспективы развития СЭ и ВЭ.

3.3.Методика расчета категорий потенциала солнечной энергетики.

3.3.1.Общие сведения о солнечной радиации.

3.3.2.Метод расчета солнечной радиации по данным актинометрическим измерениям.

3.3.3.Расчет солнечного баланса для территории при отсутствии актинометрических данных.

3.3.4.Методы пересчета солнечной радиации с горизонтальной поверхности на наклонную.

3.3.5.Методика расчета технилеского потенциала солнечной энергетики (ТПСЭ).

3.3.6.Расчет технического потенциала солнечной энергетики при использовании солнечных фотоэлектрических установок (ФЭУ) без концентраторов.

3.3.7.Расчет технического потенциала при использовании с ФЭУ с концентраторами.

3.4.Методика расчета категорииэнергопотенциала ветровой энергетики.

3.4.1.Методика расчета валового потенциала ветроэнергетики (ВПВЭ).

3.4.2.Методика расчета технического потенциала ветроэнергетики (ТПВЭ).

3.5.Методика оценки экономико-экологического энергопотенциала солнечной и ветровой энергетики

Выводы по третьей главе.

4.ПЕРСПЕКТИВЫ КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

НВИЭ да УСЛОВИЙ ПЕРУ?.

4.1.Общие положения.

4.2.Анализ технико-экономических показателей зарубежных МГЭС,ФЭС и ВЭС и пути повышения их эффективности.

4.3.Методика экономического обоснования выбора объекта энергоснабжения регионального и местного значения (МГЭС,ФЭС и ВЭС) с учетом социально-экологических факторов при рыночных отношениях.

Выводы по четвертой главе.

5. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДИКИ РАЗРАБОТКИ СХЕМЫ ИСПОДЫ ЗОВАНИЯ ВОДОТОКА МГЭС. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕК* ТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МГЭС,ФЭС И ВЭС С УЧЕТОМ СОЦИАЛЬНО-ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ.

5.1. Общие положения.

5.2.Разработка програмного обеспечения для расчета основных категорий ГЭП водотока.

5.3.Анализ результатов практической реализации програмного комплекса для оценки категорий ГЭП водотока (на примере р.Лаурикоча) и оценки эколого-экономической целесообразности строительства МГЭС,ФЭС или ВЭС.

Выводы по пятой главе.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методики оценки потенциала возобновляемых источников энергии и обоснование эффективности их использования в развивающихся странах Латинской Америки: на примере Перу»

Перу- аграрно-промышленное государство центральной части Южной Америки. Численность населения составляет 23 млн.чел.,из которых около 40% составляет сельское население. Экономика страны находится на стадии восстановления после глубокого экономического кризиса 80-х годов всего хозяйства в целом. Потребление первичной энергии в основном ориентировано на нефть и биомассу. Удельное электродотребление по стране составляет 658 кВт.ч/чел. при уровне электрификации по стране в 46% (в сельских районах 16%),

Из-за острой нехватки электроэнергии в сельском хозяйстве особую актуальность приобретает использование нетрадиционных возобновляемых источников энергии (НВИё) с помощью малых энергоустановок. Этому способствует большое количество малых населенных пунктов, расположенных в основном в удаленных и труднодоступных регионах страны, энергообеспечение которых традиционными путями становится неэффективным в настоящее время, а также значительные запасы возобновляемых источников энергии в этих регионах( вода, солнце, ветер).

Использование нетрадиционных видов электростанций в сельской местности Перу вполне доступно для сегодняшнего состояния экономики страны, так как они не требуют больших капиталовложений. Кроме того, их использование позволит полностью изменить социально-экономический уровень деревень страны.

При этом для решения вопроса о перспективах использования НВИЭ, необходимо иметь современную оценку потенциала этих источников и обоснование эффективности и конкурентоспособности их объектов, а также новые современные подходы, учитывающие не только технико-экономические,но и особенно, социально-экологические аспекты.

В связи с этим решение задачи определения возможностей освоения энергопотенциала НВИЭ (вода,солнце, ветер) для энергоснабжения удаленных районов с помощью малых энергоустановок является актуальным в современных условиях.

Основной целью данной работы является разработка современной методики обоснования перспектив использования НВИЭ (вода, солнце, ветер) Перу с учетом социально-экологических факторов.

В соответствии с поставленной целью решались следущие задачи:

-оценка развития экономики и топливно-энергетического хозяйства страны до 2010 г. :

-оценка рынка потребителей электроэнергии в сельском хозяйстве: -классификация источников потенциала малой гидроэнергетики(МГЭ) для характерного региона страны :

-идентификация социально-экологических факторов в НВИЭ для условий Перу и разработка их учета в энергетике : -разработка методик оценки основных категорий энергопотенциала НВИЭ и их эффективность в условиях рыночной экономики с учетом СЭФ :

-практическая реализация результатов для характерного региона страны.

Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Научная новизна работы состоит в следующем: -впервые для условий Перу классифицирована нагрузка сельских потребителей на уровне 2007 г. с учетом разработки проекта типового дома :

Заключение диссертации по теме «Гидроэлектростанции и гидроэнергетические установки», Рохас Лоайза, Кель

Выводы по пятой главе

1. Разработан и реализован програмный комплекс на ПЭВМ типа IBM PC XT/AT на алгоритмическом языке Турбо-Бейсик (Та/? в 0 .ЪйьЩ с целью оценки основных категорий ГЭП водотока и эффективности МГЭС, ФЭС и ВЭС с учетом социально-экологических факторов.

2. На основе разработанного програмного комплекса произведена оценка категории ГЭП р.Лаурикоча и эффективности МГЭС по сравнению с ДЭС дая одного из сельских поселков, находящегося в бассейне этой реки.

3. Определены области изменения значения предельно-допустимых удельных капвложений МГЭС, ФЭС и ВЭС с учетом социально- экологических факторов и рыночных отношений, в зависимости от их основных энергетических параметров. Полученные результаты могут служить основой дая идентификации оптимальных проектов на ранних стадиях проектирования.

4. Практическая реализация разработанного програмного обеспечения подтвердила эффективность использования МГЭС, ФЭС и ВЭС дая условий Перу.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Обоснована актуальность исследования перспектив использования нетрадиционных возобновляемых источников энергии в Перу на основе анализа современного состояния топливно-энергетического баланса и экономики страны на период до 2010 г.

2. Разработана аналитическая зависимость связи количества осадков от высоты местности для горного района Перу, в том числе установлена функциональная зависимость с аналитическим выражением между водосборной площадью I и дайной реки L дая типового горного района.

3. Разработаны функциональные связи зависимости электро-лотребления пользователей разных секторов поселка от его количества пользователей.

4.Разработана методика оценки электрической нагрузки сельских потребителей Перу с использованием метода типового электропотребления пользователя регионов - аналогов страны.

5. Впервые предложена методика научного обоснования использования МГЭС , в том числе НВИЭ ( ФЭС и ВЭС ) дая условий Перу.

6. Разработана методика учета СЭФ при оценке эффективности энергообъекта местного назначения (МГЭС, ФЭС и ВЭС ) в Перу.

7. Разработано и реализовано на ПЭВМ математическое и програмное обеспечение основных результатов диссертации.

8. Проведены расчеты дая характерного сельскохозяйственного региона Перу , в которых показана эффективность использования НВИЭ , в первую очередь - МГЭС.

9. Для условий Перу впервые получены рекомендации по оценке эффективности МГЭС , ФЭС и ВЭС с использованием понятия предельно- допустимых капвложений с учетом СЭФ.

10. В целом полученные в работе результаты , доказывают перспективность развития НВИЭ (в том числе МГЭС ) в Перу и являются методической основой для проведения более глубоких исследований для конкретных проектов объекта энергоснабжения местного значения .

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Рохас Лоайза, Кель, 1993 год

1.Алферов 1.И., Андреев В.М. Перспективы фотоэлектрического метода преобразования солнечной энергии . Сб.М. 1981.-е.7-20.

2. Ахмедов Р.Б. Перспективы использования НВИЭ. М: Информэнерго, 1985т 64 с.

3. Баранов В.К. Новые концентраторы излучения и перспективы их применения в оптике и гелиотехнике. Труды ТОЙ.Том 45. Выпуск 179. Л.1979.-250с.

4. Баранов В.К., Левин М.В. Люминисцентные концентраторы. Состояние разработки и пути их использования в гелиотехнике. Гелиотехника №. 1989.-с.18-25.

5. Бун Наритх.Исследование перспектив использования малой гидроэнергетики Камбоджи с учетом социально-экологических факторов. 1992.- 280с.

6. Васильев Ю.С. Экология использования возобновлящихся энергоисточников. Л.:Издательство Лен.Ун-та. I99I.-344C.

7. Васильев Ю.С.Дрисанов Н.И. Экологические аспекты гидроэнергетики.- Л.:Изд-во Лен.Ун-та. 1984.-248с.

8. Ветроэнергетика (под ред. Д.Рензо пер).В.В.Зубарева. М.О. Франкфурта -Н.Мир. 1982.-256с.

9. Витт М.Б. Экономическая оценка земли при строительстве.-М.1984.

10. П.Гарф Б.А.Механизм вращения подвижных и солнечных установок. Сб.использования солнечной энергии.Сб.I.AM.СССР-М,1987.-С.62-64

11. Гидромелиоративные работы и исследования в Нидерландах. Обзорная информация.1971.-с.10-12.

12. Гидроэнергетика:учебник для ВУЗов /А.Ю.Александровский, М.И. Кнеллер, Д.Н.Коробова и др./ под ред.В.И.Обрезкова 2-е изд., перераб. и доп.-М: Энергоатом.издат.1988.-512с.

13. Гоберидзе М.И. Перспективы строительства малых ГЭС и экологические аспекты.ГрузНИИНТИ-Тбилиси,1987.-60с.

14. Григорович Н.А. Гидроэнергетический кадастр.Кадастровая мощность водотоков и ее использование.-М.Гидроэнергопроект,1937.-31с.

15. Григорьев С.В» Потенциальные энергоресурсы малых рек СССР. Гидрометеоиздат., 1946. -П5с.

16. Даффи Д.Ж.,Бекман У.А. Тепловые процессы с использованием солнечной энергии.-М.,1977.-424с.18.3аколий С. Солнечная энергия и строительство.-М.бтроиздат. 1979.-е.12-14.

17. Зубарев В.В.,Минин В.А.Степанов И.Р. Использование энергии ветра в районах Севера.-Л.Наука,1989.-208с.

18. Использование солнечной энергии при космических исследованиях. Сб.с татис.-М.Мир.-1986.

19. Када Г.Ф. и др. Малая гидроэнергетика в развивающихся странах. Методика выбора площадок с учетом охраны окружающей среды.-Л. 1985.-30с.

20. Калачев Н.С« Методика учета потенциальных водноэнергетических ресурсов речных бассейнов.-Алма-Ата:изд.АН.КАз.ССР 1950.-153с.

21. Карелин В.Я.,Волшаник В.В. Сооружение и оборудование малых гидроэлектростанций.-М.:Энергоатомиздат.1986.-200с.

22. Кенисарин М.М.,Ткаченкова Н.П.,Шаваев А.И. Статистическое сравнение корреляций между солнечной радиацией и продолжительностью часов солнечного сияния.Гелиотехника,1990.-^-2:с.7-Н.

23. Кенисарин М.М. и др. Соотношение между диффузной и суммарной солнечной радиацией.Гелиотехника.19906.-с.3-9.

24. Клопов С.В. Изучение и использование гидроэнергетических ресурсов горных районов.-М: Изд-во АН СССР. 1952.-136с,

25. Кошелев А.А.,Ташкинова Г.В.,Чебаненко Б.Б. и др. Экологические проблемы энергетики. Саб.отд-ниет Новосибирск:Наука,1989.-322с.

26. Лобознова М.Р.,Малинин Н.К. Классификация источников потенциала малой гидроэнергетики и разработка основ САПР малых ГЭС.-Тр./МЭИ,1988.-вып.186.-с.II3-I24.

27. Лобознова М.Р. Разработка современных методов оценки энергетического потенциала малой гидроэнергетики с учетом социально-экологических факторов. Ташкент,1989.-с.13-14.

28. Лидоренко Н.С.,Евдокимов В.М.,Стребков Д.С. и др. Фотоэлектрические преобразователи концентрированного излучения, солнечная фотоэнергетика. Ашхабад, 1983.-с.3-12.

29. Малая гидроэнергетика. Л.П.Михайлов, Б.Н.Фельдман,Т.К.Марканов и др. /под ред. Л.П. Михайлова / М.:Энергоатомиздат, 1989.-184с.

30. Малинин Н.К. Теоретические основы гидроэнергетики. М.: Энерго-атомиздат.,1985.-312с.

31. Малинин Н.К.,Илларионов В.М.,Мащеев Р.Я. Современное состояние и классификация малых ГЭС СССР мощностью до 30 МВт.//Сб.Научн. труд № 46.-М.,МЭИ,1986.-с.188-198.

32. Малинин Н.К., Тягунов М.Г. Малая гидроэнергетика за рубежом //Гидротехн. стр-во,1983.-№ 6-с.49-52.

33. Мостков М.А. Основы теории гидроэнергетического проектирования. -Госэнергоиздат.,1948.-351с.

34. Обзор методов обоснования эффективности капвложений, используемых фирмами США . Меркин P.M., Шаина Л.В. Коммерческий научно-производственный центр "ГЕФЕСТ". М.,1991.-56с.

35. Проект методики экономического обоснования выбора систем энергоснабжения регионального и местного значения . М.П. Берзу-ких.-М.1993.-40с.

36. Раушенбах Г. Справочник по проектированию солнечных батарей. М.:Энергоиздат.,1983.-205с.

37. Рекомендация по определению климатических характеристик ветроэнергетических ресурсов. Л.: Гидрометеоиздат.,1989.-60с.

38. Рихтер А.А. ,Кормилицин ВЛ1А,Тупов В.Б. Определение уровня шума от оборудования ТЭС. Определение эффективности мероприятий по снижению ущерба от выбросов ТЭС в атмосферу . М. МЭИ, 1991.- 50с.

39. Рихтер А.А., Тупов В.Б. Охрана окружающей среды от шума ТЭС.- М. МЭЙ.1990.-96с.

40. Руководство по экономическому обоснованию параметров гидроэнергетических объектов, проектируемых для зарубежных стран.-М. : Министерство Энергетики и Электрификации СССР, 1984.-64с.

41. Солиёва Р.Б. Разработка гелиотехнического кадастра. Гелиотехника, 1976 № 6.

42. Справочник по климату СССР. Часть 3. Ветер. Гидрометеоиздат.,1965.-1966гг.

43. Стребков Я.С. и др. Температурная зависимость электрофизических параметров фотогенераторов из Германии при высокой освещенности. Гелиотехника, 1984. № 5 с. 7-Ю.

44. Такомбаев К.А. Местные энергоресурсы на службе ирригации и оттогонного животноводства. Фрунзе :Киргызтан, 1979.-128с.

45. Твайделл Д.М., Уэйр А. Возобновляемые источники энергии.

46. Перевод с англ. М.: Энергоатомиздат, 1990.-392с.

47. Тверянович Э.В. Оптико концентрирующие системы для солнечных станций. Гелиотехника, 1989.ЖЗ- с.18-21.

48. Тверянович Э.В. и др. Фотоэлектрические модаи с концентраторами. Гелиотехника, 1990, № 2 с.69-71.

49. Тепловые установки для солнечной радиации. М.Наука,1966.

50. Файн И.И. Предельно-допустимые удельные капвложения в строительстве МГЭС // Сб. научн.тр.: Гидропроект, 1985, № 99.-с.66-69.

51. Фаренбух А.,Богоб Р. Солнечные элементы,теория и эксперимент. Энергоатомиздау, 1987.

52. Фельман Б.Н. Малая гидроэнергетика и перспективы ее развития // Сбд Науч:.тр. : Гидропроект, 1982.-J^ 81. с. 71-77.

53. Ферт А.Р. и др. Методы расчета теплотехнических характеристик солнечных коллекторов . Гелиотехника, 1984, М -с.5-7.

54. Харченко Н.В. Индивидуальные солнечные установки.-М.:Энергоатомиздат, I99I.-208C.

55. Хачатуров Т.С. Об экономической оценке природных ресурсов // Вопросы экономики, 1969» Л I,

56. Чевотарев А.И. Общая гидрология.Л.: Гидрометеоиздат,1975.-544с

57. Шефтер Я.И. Использование энергии ветра .М.:Энергоатомиздат, 1983.- 201 с.

58. Энергетика Мира: переводы докладов XIII Конгресса МИРЭК.-М.: Энергоатомиздат, 1989.- 432с.

59. Энергетика сегодня и завтра/под р.А.Ф.Дьякова/. М.Энергоатомиздат, 1990. 344 с.

60. Энергетические ресурсы СССР.Гидроэнергетические ресурсы. АН СССР М.:Наука, 1967.-600с.

61. П III Г. I I I . I 1 I . I 1 I « I I If 11. Г I I . f 1 ! III!4 ППЛ1.. I . I w .1. PR D -> 71.Л ЛПЛЛЛ1г; i

62. M M . II M I M M I . Г ИГ П1П Wlfl I I till I ИГ hfl V llli Iтт4- ч 7 П.-,,4 nORr I II I . I 11«I

63. R 1 D "t 1 n n Л л плл! itninnw

64. S • f . ! !? 1 ! M M I . Г ! H Г I ! Ill ! I!!1l7 -i 17 л л n л m t -t

65. M I . I . I I II I Mil t Mи rm n —% 4 О О P ОЛ1ЛЬ4П

66. Г Г". I I ! r 1 I I I 1 . ! . I I ! » I . I ! I ! I Г ! s I I Ii п г л P m n i i

67. I I I I I I III I 1 I « 1 V I I1. RO РГПЛТ1. Mil . 1Л.Г П 1 .1. T -> i. r i1 ti-irti лг> «4 л 1v».-»Vi 7r vn i urn. i mi nr i in 1111 i n in r i ii7 —V .*) .1 7 Т Л rt If Л W n n

68. Г 1 nr lllin П Л I« П I S IГ 1i I —»4- * —«nil fill! П I I I.ft I . I 1 I j I I I Mr r <-»7 P1. С -s n ^ 1 —V /4000 « 44

69. I III nnini.bl I 1.ИЛ . I.l.l.li I l\UP f.l\ll .1 . П . W I Л . I . I I I I I . — «1Г-.111n Аt l. t i I I I I II n I1. Г) T TU,