Принцип организации микрогридов в изолированных поселениях

70% территории России, где проживает 10% населения, до сегодняшнего дня не имеет сетевого электроснабжения. Причем эти территории практически совпадают с территориями с высокой ветровой нагрузкой (Камчатка, Магаданская область, Чукотка, Сахалин, Якутия, Бурятия, Таймыр и др.).

Климатические особенности этих территорий делают малопригодным использование традиционных ВЭУ мегаватного класса и ветропарков на их основе. Причины этого понятны: сочетание резких перепадов температур, высокой влажности и порывистых разнонаправленных ветров, свойственных российскому приполярью, приводит к выходу ветроустановок из строя в течение одного года из-за обледенения лопастей и нарушения их балансировки, а также из-за замерзания подшипников и редукторов при их остановке при сильных ветрах, либо профилактических работах. Использование солнечной энергии также проблематично из-за климатических и географических особенностей.

Проблема остается весьма актуальной, поскольку в этих регионах себестоимость электрической энергии из самого распространенного источника – дизель-генераторов, может доходить до 50-100 рублей и более за 1 кВт/ч.

По утверждению Алексея Текслера, первого заместителя министра энергетики, в 2018 г. будут приняты поправки в ФЗ № 35-ФЗ «Об электроэнергетике» в части введения обязанности гарантирующего поставщика электрической энергии по приобретению электрической энергии, выработанной с использованием объектов микрогенерации ВИЭ мощностью до 15 кВт, установленных у потребителя электрической энергии и порядка ее ценообразования; внесены изменения в законодательство Российской Федерации о налогах и сборах с целью исключения возникновения налоговых обязательств у физических лиц, осуществляющих операции по реализации электрической энергии, выработанной с использованием объектов микрогенерации ВИЭ; внесены коррективы в сопутствующие законодательные акты и регламенты. Таким образом, создаются предпосылки изменения принципов организации энергоснабжения на изолированных территориях. Это позволяет использовать современную модель технологического управления рынком энергопотребления — энергетический кластер на базе местных топливных и возобновляемых ресурсов, масштаб которого закрывает потребности отдельного населенного пункта.

Рассмотрим принцип построения энергетического кластера (Microgrid ).

Ядром кластера является дизельная электростанция (ДЭ), обеспечивающая электроснабжение всех потребителей населенного пункта и промышленный накопитель энергии, рассчитанный на обеспечение автономной работы нагрузки в течение 24 часов.

Каждый потребитель имеет ВЭУ мощностью 2-15 кВт, собственный накопитель и инвертор, синхронизируемый по частоте, фазе и мгновенному напряжению с общей сетью. Собственный накопитель и инвертор должны обеспечить работу при кратковременном пиковом увеличении нагрузки, например – одновременное включение электрочайника, микроволновки и утюга. Учитывая, что суточное потребление крайне неравномерно, а выработка электроэнергии белее-менее постоянна, возникает избыток энергии, который используется другими потребителями и обеспечивает подзарядку промышленного накопителя. Каждый инвертор снабжен двунаправленным счетчиком электроэнергии, данные с которого в автоматическом режиме по существующей распределительной сети передаются в систему учета энергобаланса. Поэтому каждый потребитель в режиме реального времени знает сколько энергии потреблено из общей сети и сколько в нее отдано и сколько он должен заплатить или получить от гарантирующего поставщика электроэнергии.

При недостатке из-за безветренной погоды энергии, для обеспечения всех потребителей кластера, расходуется энергия из общего накопителя. При снижении уровня заряда накопителя до 50%, запускается дизельная электростанция.

Возможны включения в кластер и других генерирующих систем, например, солнечных, биоэнергетических и т.п.

Дизельной электростанцией, промышленным накопителем, распределительной сетью и системой контроля энергобаланса владеет и управляет гарантирующий поставщик. Он же обеспечивает взаиморасчеты между всеми абонентами, получая комиссию со всех транзакций. Абонентскими системами владеют или распоряжаются — домовладельцы.

Таким образом, время непрерывной работы дизельной электростанции, требующей постоянного обслуживания, и расход топлива снижается в несколько раз. При этом надежность электроснабжения кластера возрастает, т.к. выход из строя одного или нескольких генерирующих компонентов не скажется на общей работоспособности кластера. Снижается зависимость как от погодных условий, так и от работоспособности дизельной электростанции. Расходы государства на дотирование выработки электроэнергии сокращаются в несколько раз.

В настоящее время государству выгодно перераспределение инвестиционных потоков в возобновляемую энергетику от институциональных инвесторов к частным инвесторам и привлечение средств населения, замороженных во вкладах и наличности. Это составляет, в соответствие с официальной статистикой Центробанка РФ, около 29,5 трлн. руб. Главное - запустить «зеленые тарифы» с целью приобретения электроэнергии от возобновляемых источников малой мощности, предоставлять льготные кредиты или лизинговые инструменты для желающих установить системы микрогенерации на возобновляемых ресурсах на конкретных территориях, оказывать помощь в выборе технологического оборудования (генерирующие системы, инверторы, накопители энергии) способного обеспечить эффективную работу в конкретных климатических условиях. Гарантирующий поставщик в этих условиях выполняет функцию системного интегратора и расчетного центра.

На практике разработкой необходимого для энергокластера оборудования и подготовкой его производства занимается Институт К-технологий, являющийся резидентом Фонда «Сколково». В настоящий момент Институт готовит к производству ветрогенератор уникальной конструкции, способный работать при ветрах от 2 до 60 м/с, температурах -60 ÷ +60°С, практически бесшумный и не требующий обслуживания в течение гарантийного срока, составляющего 20 лет. Также завершается разработка инвертора, способного автоматически синхронизироваться с сетью для работы на внешнюю нагрузку, а также вести двунаправленный учет электроэнергии с передачей информации по существующим электрокоммуникациям.

Принцип создания энергетических кластеров применим и в зонах с развитой сетевой инфраструктурой. Это позволяет населению снизить расходы на электроснабжение и даже получать дополнительные доходы. Например, установка ветрогенератора мощностью 15 кВт в зоне с со среднегодовой скоростью ветра 4-5 м/с, позволит получать с него 7 кВт/ч. мощности.

Считаем: 7 кВт/ч * 24 ч * 30 дн. = 5040 кВт/ч электроэнергии в месяц.

Семья из 3-4 человек в месяц потребляет 450 кВт (без экономии).

Итого: 5040-450 = 4590 кВт/ч. - выработанная избыточная энергия для получения дополнительных доходов владельцом ВЭУ.

Даже без «Зелёных» тарифов ежемесячный доход, например, в Подмосковье составит: 4590 кВт/ч х 4,04 руб. = 18543,60 руб.

Тематика Энергопрорыв-2018: «Microgrid vs. линии электропередач (Технологии прорыва)»

Рейтинг проекта 0

Команда

+ Вступить в команду
Показать еще

Обсуждения

В чем нуждается проект

Материальные и компетентностные ресурсы

Комментарии

Комментариев пока нет.

Добавление комментария