Совершенствование методов обоснования и оптимизации автономных энергокомплексов на базе теплового насоса, солнечных коллекторов и фотоэлектрических модулей

• Автор: Афонин, Вячеслав Сергеевич
• Шифр специальности: 05.14.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 113 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ТЭК В РОССИИ И ЗАРУБЕЖОМ

1.1 Современное состояние и перспективы развития ТЭК в мире

1.2 Современное состояние ТЭК в России

1.3 Недостатки использования традиционного топлива

1.4 Основные выводы

2 МЕТОДИЧЕСКАЯ, РЕСУРСНАЯ И ТЕХНИЧЕСКАЯ БАЗА ПО ВИЭ В РОССИИ

2.1 Обзор основных публикаций по теме работы

2.2 Методическое обеспечение расчетов энергокомплексов ВИЭ

2.3 Обзор оборудования ВИЭ, представленного в России
2.4 Основные выводы
3 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
3.1 Выбор объекта
3.2 Постановка задачи
3.3 Основные исходные данные
4 МЕТОДИКА ОБОСНОВАНИЯ СТРУКТУРЫ И ПАРАМЕТРОВ АВТОНОМНОЙ СИСТЕМЫ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ НА БАЗЕ ТНУ, СК И СФЭМ
4.1 Алгоритм расчета прихода солнечной радиации
4.2 Алгоритм расчета тепловой нагрузки объекта
4.3 Алгоритм расчета источника низкопотенциального тепла ГНУ
4.4 Методика обоснования структуры и параметров ГЭК
4.5 Применение методики расчета дисконтированных затрат в рассматриваемые

5 МЕТОДИКА ОПТИМИЗАЦИИ СТРУКТУРЫ И ПАРАМЕТРОВ АВТОНОМНОЙ СИСТЕМЫ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ НА БАЗЕ ТНУ, СК И СФЭМ
5.1 Оптимизация гибридного энергокомплекса
5.2 Оптимизация угла наклона СК и СФЭМ
5.3 Разработка новых типов ГЭК и оптимизация их параметров
5.4 Расчет гибридного энергокомплекса
5.5 Расчет экономической эффективности ГЭК

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
а, м2/с - температуропроводность
ав, o.e. - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности
ан, o.e. - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности
Aß, град - шаг изменения угла наклона
ß, o.e. - добавочные потери теплоты
ßCK, град - угол наклона СК
/?Сфэм! гРаД _ Угол наклона СФЭМ
S, град - склонение Солнца
£, o.e. - холодильный коэффициент преобразования ТНУ
т], o.e. - тепловой коэффициент преобразования (СОР) ТЕГУ
г], o.e. - идеальный КПД СФЭМ
т]ск, o.e. - КПД солнечных коллекторов
г]0, o.e. - идеальный КПД солнечных коллекторов
ЦсфЭм, o.e. - фактический КПД солнечных фотоэлектрических модулей
Цддг, o.e. - КПД, определяющий потери мощности при последовательной
коммутации СФЭМ
77Д{/, o.e. - КПД, определяющий потери напряжения в сети при передаче энергии от СФЭМ к потребителю у, град - азимут
Я, Вт/м-°С - расчетный коэффициент теплопроводности
р, o.e. - альбедо поверхности
р, кг/м3 - плотность воздуха в помещении
р, кг/м3 - плотность грунта
р, кг/л - плотность воды
ср, град - широта местности
гр, град - долгота местности
w, % - влажность

дятся работы по обеспечению надежности и безопасности АЭС. Однако в случае снижения выработки АЭС по каким-либо причинам недобор мощности должен покрываться за счет ТЭС, для чего потребуется колоссальное количество органического топлива. [24, 30]
1.3 Недостатки использования традиционного топлива
Развитие электро- и тепловой энергетики базируется на использовании различных природных источников энергии. Особое место среди них в течение длительного времени (несколько столетий) занимают органические топлива. Так, в середине 1990-х годов доля ископаемых топлив в мировом потреблении составляла примерно 90%. В связи с этим существует серьезное опасения, что если существующие темпы роста потребления топлива сохранятся, то к следующему столетию окажутся израсходованными и разведанные и прогнозные запасы.
Рассмотрим общую классификацию недостатков использования ТЭР (топливно-энергетических ресурсов), к которым отнесем каменный уголь, нефть, природный газ и ядерное топливо. [30, 33]
Технологические факторы.
1. Удаленность центров добычи от центров потребления традиционных ТЭР. Так, месторождения дешевых энергетических углей расположены в Восточной Сибири, но при этом они содержат высокий процент влаги и требуют дорогостоящей перевозки железнодорожным транспортом.
2. Отчуждение территории под центры добычи топлива, переработки, золо-отвалы, захоронения радиоактивных отходов.
3. Ограниченность запасов ТЭР. Так, различных запасов органического топлива хватит на 50-200 лет (в зависимости от вида топлива). Однако здесь не учитывается, что на одной и той же станции зачастую невозможно использовать альтернативное топливо без серьезной реконструкции объекта и дорогостоящей замены оборудования.