Отечественный и зарубежный опыт в энергоснабжении

Альтернативная энергетика — совокупность перспективных способов получения энергии, которые распространены, не так широко, как традиционные, однако представляют интерес из-за выгодности их использования при низком риске причинения вреда экологии.

Альтернативный источник энергии — способ, устройство или сооружение, позволяющее получать электрическую энергию (или другой требуемый вид энергии) и заменяющий собой традиционные источники энергии, функционирующие на нефти, добываемом природном газе и угле [5, с. 2].

В нашем случае это тема является особенно актуальной, т.к. вся экономика России в целом построена на топливно-энергетическом комплексе. Согласно характеристике запасов топлива на территории Российской Федерации при такой же интенсивной добыче, запасов хватит:

• · каменного и бурого угля примерно на 521 год;
• · нефти примерно на 20 лет;
• · природного газа примерно на 67 лет.

Т.к. данное топливо является невозобновляемым ресурсом, то стоит задуматься о переходе на альтернативные источники энергии, ведь они являются возобновляемыми. На альтернативные источники энергии приходится всего лишь 2% мировой выработки электроэнергии.

Теперь перейдем к рассмотрению основных видов альтернативной энергетики и опыта их применения в России и за рубежом.

Виды альтернативной энергетики:

• · солнечная энергетика;
• · ветроэнергетика;
• · волновая энергетика;
• · геотермальная энергетика;
• · биомассовая энергетика;
• · градиент-температурная энергетика [5,с. 3].

Остановимся более подробно на самых распространенных видах альтернативной энергетики и рассмотрим, где в наибольшей степени они распространены.

Солнечная энергетика — отрасль науки и техники, разрабатывающая основы, методы и средства использования солнечного излучения или солнечной радиации для получения электрической, тепловой и других видов энергии и использования их в народном хозяйстве [4, с. 385].

Солнечная энергетика — преобразование солнечной энергии в электроэнергию фотоэлектрическим и термодинамическим методами. Для фотоэлектрического метода используются фотоэлектрические преобразователи (ФЭП) с непосредственным преобразованием энергии световых квантов (фотонов) в электроэнергию.

Термодинамические установки, преобразующие энергию солнца вначале в тепло, а затем в механическую и далее в электрическую энергию, содержат «солнечный котел», турбину и генератор. Однако солнечное излучение, падающее на Землю, обладает рядом характерных особенностей:

• · низкой плотностью потока энергии;
• · суточной и сезонной цикличностью;
• · зависимостью от погодных условий.

Поэтому изменения тепловых режимов могут вносить серьезные ограничения в работу системы. Подобная система должна иметь аккумулирующее устройство для исключения случайных колебаний режимов эксплуатации или обеспечения необходимого изменения производства энергии во времени. При проектировании солнечных энергетических станций необходимо правильно оценивать метеорологические факторы [5, с.7].

Солнечная энергетика наиболее распространена:

• · в Испании и Италии — 3%;
• · в Германии — 2%.

Имеющиеся солнечные электрические станции (СЭС):

• · СЭС «Перово» в Крыму, мощностью 105,56 МВт;
• · СЭС «Сарния» в Канаде, мощностью 97 МВт;
• · СЭС «Эберсвальде» в Германии, мощностью 84,7 МВт.

В России первая солнечная электростанция запущена в сентябре 2010 года в Белгородской области мощностью — всего 100 кВт.

Геотермальная энергетика — способ получения электроэнергии путем преобразования внутреннего тепла Земли (энергии горячих пароводяных источников) в электрическую энергию.

Этот способ получения электроэнергии основан на факте, что температура пород с глубиной растет, и на уровне 2−3 км от поверхности Земли превышает 100 °C. Существует несколько схем получения электроэнергии на геотермальной электростанции:

• · прямая схема: природный пар направляется по трубам в турбины, соединенные с электрогенераторами;
• · непрямая схема: пар предварительно (до того как попадает в турбины) очищают от газов, вызывающих разрушение труб;
• · смешанная схема: неочищенный пар поступает в турбины, а затем из воды, образовавшийся в результате конденсации, удаляют не растворившиеся в ней газы.

Стоимость «топлива» такой электростанции определяется затратами на продуктивные скважины и систему сбора пара и является относительно невысокой. Стоимость самой электростанции при этом невелика, так как она не имеет топки, котельной установки и дымовой трубы.

К недостаткам геотермальных электроустановок относится возможность локального оседания грунтов и пробуждения сейсмической активности. А выходящие из-под земли газы могут содержать отравляющие вещества. Кроме того, для постройки геотермальной электростанции необходимы определенные геологические условия [5, с.11].

Геотермальная энергетика наибольшее распространение получила в:

• · в Исландии — 30%;
• · на Филиппинах — 27%
• · в Коста-Рика и Сальвадоре — 14%;
• · в Новой Зеландии и Никарагуа — 10%.

Имеющиеся геотермальные электрические станции:

• · Паужетская ГТЭС на Камчатке, мощностью 12 МВт;
• · Мутновская ГТЭС на Камчатке, мощностью 50 МВТ;
• · Менделеевская ГТЭС на острове Кунашир, мощностью 3,6 МВт.

Ветроэнергетика — отрасль науки и техники, разрабатывающая теоретические основы, методы и средства использования энергии ветра для получения механической, электрической и тепловой энергии (ветротехника) и определяющая области и масштабы целесообразного использования ветровой энергии в народном хозяйстве.

Ветроэнергетическая установка (ВЭУ) — это комплекс технических устройств для преобразования кинетической энергии ветрового потока в какой-либо другой вид энергии. ВЭУ состоит из:

• · ветроагрегата (ветродвигатель в комплекте с одной или несколькими рабочими машинами);
• · устройства, аккумулирующего энергию или резервирующего мощность, в ряде случаев дублирующего двигателя (большей частью теплового);
• · систем автоматического управления и регулирования режимов работы установки.

Различают ветросиловые установки и ветроэлектрические станции (ВЭС) [4, с. 178].

Ветроэлектрическая станция — установка, преобразующая кинетическую энергию ветра в электрическую энергию. Состоит она из ветродвигателя, генератора электрического тока, автоматического устройства управления работой ветродвигателя и генератора, сооружений для их установки и обслуживания.

Производство ветряных электростанций очень дешево, но их мощность мала, и их работа зависит от погоды. К тому же они очень шумны, поэтому крупные ветряные электростанции даже приходится на ночь отключать. Помимо этого, ветряные электростанции создают помехи для воздушного сообщения, и даже для радиоволн. Применение ветряных электростанций вызывает локальное ослабление силы воздушных потоков, мешающее проветриванию промышленных районов и даже влияющее на климат. Наконец, для использования ветряных электростанций необходимы огромные площади, много больше, чем для других типов электрогенераторов [5, с. 7].

Ветровая энергетика наиболее распространена:

• · в Дании — 28%;
• · в Испании и Португалии — 20%.

Имеющиеся ветровые электростанции:

• · Анадырская ВЭС в Чукотском автономном округе, мощностью 2,5 МВт;
• · Зеленогородская ВЭУ в Калининградской области, мощностью 5,1 МВт.

Заканчивая написание данного параграфа, следует отметить, что использование альтернативных источников энергии в России по сравнению со многими зарубежными странами находится на низком уровне. Сложившуюся ситуацию можно объяснить многообразием и доступностью традиционных топливно-энергетических ресурсов.

Один из основных барьеров для строительства крупных электростанций на возобновляемых источниках энергии — отсутствие положения о стимулирующем тарифе, по которому государство покупало бы электроэнергию, производимую на основе возобновляемых источниках энергии [1, с. 9].

Согласно мнению специалистов в области энергетики «Россия может получать 10% энергии из ветра» [17, с. 2].

Таким образом, Россия обладает мощным потенциалом в области альтернативных источников энергии, но со стороны государства не хватает поддержки для их развития. Для выхода из этой ситуации государство может выработать ряд стимулирующих факторов для развития электростанций на возобновляемых источниках энергии.

Таким образом, следует отметить следующее: электроснабжение города — это отрасль городского хозяйства, осуществляющая генерирование, преобразование, распределение и использование электрической энергии во всех системах жизнеобеспечения. Основной целью функционирования городской системы электроснабжения — это надежное обеспечение потребителей электрической энергией стандартных параметров и в необходимом объеме (основные параметры тока для России: напряжение — 220 В, а частота — 50 Гц). Городская система электроснабжения объединяет в себе электроснабжающую, распределительную и внутреннюю подсистемы. В состав городской СЭС входят такие элементы как: центры питания энергосистемы, распределительные устройства, подстанции, распределительные пункты, трансформаторные пункты, линии электропередачи, электроприемники потребителей. Основными потребителями электроэнергии в городском хозяйстве являются: промышленные предприятия, жилые и общественные здания, коммунально-бытовые предприятия, электротранспорт, уличное освещение. Что касается уровней электрификации бытовых процессов, то их на сегодняшний момент выделяют три — I, II, III. Россия обладает мощным потенциалом в области альтернативных источников энергии, но со стороны государства не хватает поддержки для их развития. Для выхода из этой ситуации государство может выработать ряд стимулирующих факторов для развития электростанций на возобновляемых источниках энергии.