Повышение надежности энергоснабжения сельских территорий с использованием возобновляемых источников энергии

Тимофеев Е.В., Эрк А.Ф., Судаченко В.Н., , Размук В,А., ФГБНУ«Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяй-ственного производства» (ИАЭП)

Специфические особенности энергообеспечения  сельских территорий, удаленных от промышленных центров:

• рассредоточенность  энергопотребителей;
• низкая плотность энергетических нагрузок (порядка 30 Гкал / км2 и 4 тыс. кВт·ч / км2); 
• невысокие энергетические нагрузки у отдельных потребителей (суммарный объем энергопотребления на одно поселение составляет 2 тыс. т.у.т., средняя тепловая нагрузка одной котельной составляет 0,5 – 1,5 Гкал / ч);
• имеет место преобладание децентрализованных систем теплоснабжения;  
• автономными источниками потребляется около 2 млн. тонн жидкого топлива;
• у наиболее удаленных потребителей транспортная составляющая стоимости привозного топлива достигает 70-80 %;

почти каждая вторая тонна сжигаемого топлива расходуется непроизводительно. В настоящее время фермерские (крестьянские) хозяйства, индивидуальные предприниматели и  население на сельских территориях в основном получают электроэнергию от централизованной системы энергоснабжения. На балансе РКС и ОАО энергетики и электрификации находится 1,1 млн.км. воздушных линий электропередачи (ВЛ) 6-10 кВ, 840 тыс. км. ВЛ 0.38 кВ. В основном  эти ВЛ  сельских территорий.  

На территории России, находится более 60% ВЛ 0,38 кВ с истекшим сроком амортизации. Потери в протяженных радиальных сетях на сельских территориях во многих случаях превышают нормативные. Количество отключений электроэнергии  почти в 10 раз превышает количество отключений на сельских территориях  стран Западной Европы.

Реконструировать и вести новое строительство  ВЛ 0,38 кВ на сельских территориях в многих случаях экономически не оправдано из-за низкой плотности нагрузок.  Все изложенное не способствует обеспечения сельских территорий качественной энергией. Из результатов энергетических обследований фермерских (крестьянских) хозяйств и сельхозпредприятий, проведенных ИАЭП, следует увеличение потребностей в дополнительных объемах электроэнергии и повышение требований к качеству электроэнергии [1].

В разработанной ИАЭП концепции создания демонстрационной зоны высокой энергоэффективности в Ленинградской  области [2,3] предлагается компенсировать дефицит электроэнергии за счет использования местных и возобновляемых источников энергии (ВИЭ).

Концепция при реализации таких проектов: не делать из сельскохозяйственного предприятия энергоснабжающую организацию, а по возможности снизить долю затрат на энергоносители в стоимости сельскохозяйственной продукции. Перед принятием решения об использовании дополнительно  к имеющемуся централизованному энергоснабжения возобновляемые источники энергии, необходимо реализовать все высокоэффективные методы энергосбережения [4].

Несколько объективных причин способствовали тому, что возобновляемые источники энергии до настоящего времени не находили широкого применения в  на сельских территориях России.   

Причина номер один – относительная доступность и  относительная дешевизна традиционных видов топлива (газа, нефтепродуктов, угля), изначальная ориентированность российской энергетики на централизованное энергоснабжение населения.

Вторая причина – отсутствие законодательства, поощряющего использование возобновляемых энергоресурсов. Серьезным препятствием в развития малой энергетики является отсутствие инвестиционных ресурсов у собственников объектов малой энергетики. Для периферийных и сельских районов проблема инвестиционных ресурсов на развитие инфраструктуры практически неразрешима без поддержки из федерального и региональных бюджетов.

Третья проблема, препятствующая развитию малой энергетики,– недостаточная развитость рынка оборудования и системного сервиса, связанная с ограниченностью спроса. В регионах практически отсутствуют сервисные центры по проектированию, поставкам, строительству и эксплуатации автономных энергетических установок. Поставщикам часто предлагается оборудование опытных образцов, недостаточно апробированное, особенно в условиях российского Севера.  

В настоящее время в мире и  в нашей стране наиболее широко используемый возобновляемый источник энергии становится Солнце. Этому способствовало серийное производство в мире, в том числе в нашей стране сравнительно дешевых  фотоэлектрических панелей и солнечных коллекторов. способных преобразовывать энергию Солнца в электроэнергию и тепло  в любую погоду теплого времени года. Многолетние спутниковые  наблюдения и исследования позволили сделать заключение, что даже в самых северных районах страны имеются значительные ресурсы  для эффективного использования солнечной энергии, по крайней мере, в летнее время [5,6]. Солнечные коллекторы и фотоэлектрические батареи обычно устанавливают без систем слежения за Солнцем  с ориентацией приемной поверхности на юг. При этом  в зависимости от широты местности и периода эксплуатации солнечных коллекторов и фотоэлектрических батарей существует оптимальный угол наклона приемника к горизонту, равный при круглогодичной эксплуатации примерно широте, а  при сезонной (теплый период года)- широте минус 10-15⁰.

Литература

1. Бровцин В.Н., Эрк А.Ф., Бычкова О.В. Прогноз энергопотребления сельскохозяйственными предприятиями молочного направления/ Бровцин В.Н., Эрк А.Ф., Бычкова О.В.  // Теоретический и научно-практический журнал «Механизации и электрификации сельского хозяйства» - 2014 № 4 Стр. 24-26
2. Эрк А.Ф.,Судаченко В.Н. Концепция создания демонстрационной зоны высокой энергоэффективности в Ленинградской  области /А.Ф. Эрк, В.Н.Судаченко// Межд. агропромышленная выставка-ярмарка «Агрорусь»- СПб,2015.- С.6-7
3. Эрк А.Ф.,Судаченко В.Н.Концепция энергосбережения и повышения энергоэффективности сельскохозяйственного производства животноводческого направления Северо-Западного региона России./А.Ф.Эрк,В.Н.Судаченко// Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства/ ИАЭП.– С-Пб,2015.– №87.– С.225-233
4. Эрк А.Ф.,Судаченко В.Н. Методы энергосбережения и повышения энергоэффективности сельскохозяйственного производства /А.Ф.Эрк,В.Н.Судаченко// Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства / ИАЭП.– С-Пб,2015.- № 87.– С.233-239.