БУДУЩЕЕ ЭЛЕКТРОСЕТЕЙ.

MicroGrid – будущее электросетей. Кейсы, перспективы, возможности

Стремительный рост населения и развитие промышленности, повышение потребления электроэнергии и при всем этом ограниченные источники энергии – это одна из ключевых проблем, которая стоит перед современной энергетикой.

Инновационным ответом на новые вызовы электроэнергетики стала концепция MicroGrid – малая распределенная энергетика. Основным фактором для возникновения и популяризации технологии MicroGrid стала задача обеспечения энергоэффективности. С самого начала ее решением считался целенаправленный поиск потенциальных источников энергосбережения. В сфере генерирующих мощностей инвесторы охотно поддерживали подход к возобновляемым источникам как логическому дополнению к существующему традиционному топливу.

По данным Отчета Redenex "Макро возможности микрогенерации", возобновляемая энергетика в ближайшие годы должна стать доминирующим направлением в мировых инвестициях в энергетическом комплексе. В первую очередь это касается солнечных и ветряных электростанций. К 2040 г. на ВИЭ будет приходится до 48% от установленной мощности в мире и до 34% производства электроэнергии.

Полную версию Отчета Redenex "Макро возможности микрогенерации" можно скачать после заполнения этой анкеты

Энергосектор долгое время отмечался стабильностью, но и он не устоял: пережил череду кризисов. В результате оказался не приспособлен к новым рыночным условиям, в которых появился еще один фактор – субсидии на возобновляемые источники. Благодаря этим субсидиям возобновляемые источники энергии (ВИЭ) стали все популярнее. Здесь и появилось место для продвижения и реализации концепции микрогридов.

MicroGrid – система, которая включает собственные источники генерации энергии и в кризисные ситуации способна взять на себя задачу удовлетворения спроса потребителей. Это своего рода уменьшенная версия централизованной системы электроснабжения.

Схема работы системы Микрогрид

Микрогрид, как правило, работает при подключении к общей центральной сети, но в любой момент он может отключиться и  работать за счет своей собственной генерации энергии. И самое важное – эти «умные» электросети способны успешно использовать вышеупомянутые  возобновляемые источники энергии.

В локальной изолированной сети микрогрид нет четкой границы мощности. Основные негативные факторы применения ВИЭ и их воздействия на локальную сеть кроются в самом принципе выработки энергии, так как она зависит от климатических условий. Например, исключается чисто островной режим работы: ВИЭ отключаются оператором сети при появлении островного режима, в котором участвуют или участвовали бы только альтернативные источники. Второй важный фактор — это высокая волатильность при выработке самой энергии. Также можно отметить слабую прогнозируемость объема выработанной энергии.

Невзирая на нестабильность ВИЭ, концепция микрогридов уже успешно внедряется в разных уголках мира.

Предлагаем ознакомиться с пятью крупнейшими проектами, где задействованы наиболее продвинутые системы микрогридов.

 

Объект проекта	Технология	Преимущества
1. Gorona Del Viento, Канарские острова	Интеграция ветровых установок 5×2,3 МВт с ГАЭС мощностью 11,32 МВт и дизель-генераторами на 11 МВт	Первая в мире интеграция гидроаккумулирующей станции с возобновляемыми источниками, эффективное управление системой.
2. Ross Island, Антарктика	Интеграция ветровых установок 3×330 кВт с дизель-генераторами 9×125 кВт, установка стабилизатора PowerStore на 500 кВт	Минимизация эксплуатации дизель-генераторов, экономия в топливе 463 000 литров/год, снижение выбросов CO2 на 2800 тонн/год
3. Марбл-Бар, Австралия	Интеграция фотоэлектрической установки 1×300 кВт с дизель-генераторами 4×320 кВт, установка стабилизатора PowerStore на 500 кВт	Минимизация эксплуатации дизель-генераторов, экономия в топливе 405000 литров/год, снижение выбросов CO2 на 1100 тонн/год
4. Медный рудник ДеГросса, Австралия	Интегрированное решение с применением фотовольтаической установки 10,6 МВт с системой накопления с дизель-генераторной установкой, установка стабилизатора PowerStore	Минимизация эксплуатации дизель-генераторов, экономия в топливе 5 млн литров/год
5. Остров Кадьяк, Аляска	Стабилизация островной сети	Стабилизация сети с колебаниями 9 МВт, продление срока жизни аккумуляторных батарей

 

Островные энергетические микросети представляют сейчас 36% от всех объемов хранения энергии Tesla, согласно анализа Bloomberg New Energy Finance. Кроме перечисленных пяти проектов, с ноября 2016 компания установила свои аккумуляторы Powerpack первого или второго поколения на пяти островах, четырех — в Тихом океане: Тау на Американском Самоа, Моноло на Фиджи и Кауаи и Гонолулу на Гаваях. Пятый проект — на одном из островов в Северной Каролине, в Атлантическом океане.

Что касается материка, то Schneider Electric и Engie подписали соглашение по созданию микросетей в Юговосточной Азии, а Electric Vine Industries вместе с той же Engie собираются построить и запустить в действие солнечные сети для 3000 деревень в Папуа, провинции Индонезии.

Если говорить о России, то согласно Энергетической стратегии страны, она не останется в стороне от развития этого направления. Здесь необходимо особенно отметить имеющийся в стране потенциал возобновляемых источников энергии.

Системы микрогридов могут найти свое применение в дальних регионах России. Например, в Сибири и на Дальнем Востоке в расположенных вдали от крупных сетевых объектов сельских населенных пунктах, санаториях и базах отдыха, военных и других закрытых объектах.

Малая «умная» энергетика поможет структурной перестройке энергетики России – переходу от централизованной системы, использующей крупные источники производства электроэнергии, к использованию разнообразных типов источников энергии, наиболее подходящих к данным природным условиям и особенностям конкретных потребителей.

Тема создания интеллектуальных сетей и сетей малого распределения будут активно обсуждаться на потоке "Internet of Energy: на пути ко всеобщей совместимости" в рамках Smart Energy Summit 2018. Чтобы получить полный список спикеров и полную версию программы саммита, заполните эту анкету. Специалисты компании Redenex вышлют всю необходимую информацию на электронный адрес, который вы укажете в анкете. 

РОССИЯ. БУМ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ.

Солнечный рассвет: Россия переживает бум гелиоэнергетики

Если посмотреть на мировые тенденции, то можно увидеть, что солнечная энергетика переживает свой подъем. У такого бума много причин, но главный стимул – цена солнечного киловатта.

Всего за несколько лет во многих странах она вплотную приблизилась к цене электроэнергии, получаемой на угольных и газовых станциях.

Возникает вопрос: а какое место в этих процессах занимает наша страна? Может быть, солнечная энергетика не для России? Все?таки мы северная держава, а стереотипы связывают солнечную энергетику с теми странами, где жарко круглый год. Однако научные данные опровергают это мнение. Так, по данным Института энергетической стратегии, потенциал солнечной энергии, поступающей на территорию России всего за три дня, превышает энергию всего годового производства электроэнергии в стране. Количество солнечной радиации варьируется от 810 кВт-ч на квадратный метр в год в отдаленных северных районах до 1400 кВт-ч на юге. Да и вообще, представление, будто бы Россия является малосолнечной страной, в корне неверно. Во многих регионах, в том числе в Забайкалье и Якутии, использовать солнечную энергию выгодней, чем в Краснодарском крае или Крыму. Здесь больше солнечных дней и солнечной радиации, чем в южных районах!

Неудивительно, что солнечная энергетика является сегодня одним из лидирующих направлений ВИЭ. Только в 2017 г. установленная мощность солнечной генерации, функционирующей на российском оптовом рынке электроэнергии и мощности, достигла 224 МВт. Крупнейшие из построенных в РФ солнечных электростанций (СЭС) расположены в Оренбургской области и в Республиках Башкортостан и Алтай. В период с 2018 по 2023 г. в России будет построено еще 1,5 ГВт солнечной генерации. И это не считая Крыма, где действует пять станций общей мощностью 300 МВт.

Пока масштабы российской солнечной энергетики – конечно, мизер по сравнению, например, с Китаем, где ее мощности выше почти в 200 раз. Однако отрицать, что у солнечной энергетики в нашей стране есть хорошие перспективы, нельзя. Более того, созданная в России практически с нуля солнечная генерация и предъявляемые к ней требования по локализации дают результат. В стране функционирует уже целый ряд предприятий, выпускающих компоненты для солнечных электростанций – от кремниевых пластин, опорных конструкций и всех видов кабельно-проводниковой продукции до полного цикла производства солнечных модулей. В частности, в России освоено создание одного из ключевых компонентов – инверторов (преобразователей тока для СЭС и ветрогенераторов), наращены необходимые компетенции в проектировании, инжиниринге и строительстве солнечных электростанций. На сегодняшний день Минпромторг России подтвердил степень локализации уже по 16 объектам, функционирующим на основе использования энергии солнца, общей мощностью 165 МВт. Одним из лидеров отрасли является группа компаний «Хевел», и в прошлом году она подтвердила это звание.

Заводы и электростанции

Например, в апреле 2017 г. в Новочебоксарске (Чувашия) завершилась модернизация завода «Хевел». Здесь при поддержке Фонда развития промышленности будут выпускаться по запатентованной технологии гетероструктурные солнечные модули мощностью до 160 МВт в год. Средний КПД фотоэлектрических ячеек составляет более 22 %, что соответствует лучшим мировым стандартам, а значит, данный проект имеет и высокий экспортный потенциал. Как говорят в «Хевел», при его реализации использовались технологии, разработанные Физико-техническим институтом им. А. Ф. Иоффе в Санкт-Петербурге и реализованные при поддержке фонда «Сколково» Научно-техническим центром тонкопленочных технологий в энергетике. Это первый в России центр, специализирующийся на научных исследованиях в области солнечной энергетики. Таким образом, у нас появляются и свои центры НИОКР в области ВИЭ.

Более того, в планах «Хевел» – увеличить производственную мощность завода со 160 до 250 МВт к концу 2018 г. Стоимость нового проекта составляет около 2 млрд руб., из которых 500 млн после подписания договора будут предоставлены Фондом развития промышленности в виде льготного займа. В ноябре 2017 г. Экспертный совет ФРП одобрил предоставление второго займа компании. «Следующий этап расширения производства позволит начать выпуск односторонних и двусторонних гетероструктурных модулей из 72 солнечных ячеек, что позволит увеличить среднюю мощность модуля до более 400 Вт», – отметил генеральный директор группы компаний «Хевел» Игорь Шахрай.

Кстати, именно «Хевел» запустила промышленную СЭС для строящегося в Челябинской области завода по производству высоковольтных электродвигателей АО «РЭД». «Станция построена на высокоэффективных солнечных модулях, произведенных по гетероструктурной технологии на российском заводе «Хевел», – отмечают в группе компаний. Всего на станции установлено 840 солнечных модулей, которые, как утверждают в «Хевел», обладают рекордным для серийного производства КПД. «Эффективность солнечной ячейки такого модуля составляет более 22 %», – говорят в компании. Вся вырабатываемая электроэнергия будет использоваться для нужд завода. Сообщается, что выработка электроэнергии за счет СЭС позволит избежать более 100 тонн выбросов углекислого газа в атмосферу ежегодно.

Первые на рынке

Кроме того, в конце года Администратор торговой системы оптового рынка электроэнергии (АО «АТС») официально уведомил группу компаний «Хевел» о предоставлении с 1 декабря текущего года 6 солнечным электростанциям права участия в торговле электрической энергией (мощностью) на оптовом рынке. «Это означает, что все регламентные мероприятия были завершены в срок и новые солнечные электростанции, построенные «Хевел» в 2017 году, начали плановый отпуск электроэнергии в сеть», – отмечают в ГК.

Три электростанции – Пугачевская СЭС (Саратовская область, 15 МВт), Орлов-Гайская СЭС (Саратовская область, первая очередь – 5 МВт), Исянгуловская СЭС (Республика Башкортостан, 9 МВт) – начали поставки электроэнергии в первой ценовой зоне оптового рынка электроэнергии и мощности («Европа»). Майминская СЭС (Республика Алтай, две очереди по 10 МВт), Онгудайская СЭС (Республика Алтай, 5 МВт) и Бичурская СЭС (Республика Бурятия, 10 МВт) поставляют электроэнергию во второй ценовой зоне («Сибирь»).

Таким образом, в настоящее время на ОРЭМ выведены сетевые солнечные электростанции под управлением «Хевел» общей мощностью 129 МВт.

Неудивительно, что именно группа компаний «Хевел» первой в России начала продавать солнечную генерацию. В 2017 г. группа заключила соглашение с ПАО «Фортум» по продаже трех солнечных электростанций общей установленной мощностью 35 МВт. Предметом сделки стали Плешановская СЭС мощностью 10 МВт и Грачевская СЭС мощностью 10 МВт, расположенные в Оренбургской области, а также Бугульчанская СЭС мощностью 15 МВт в Республике Башкортостан.

Все три солнечные электростанции работают на оптовом рынке электроэнергии и мощности и получают платежи за мощность в рамках договоров на предоставление мощности (ДПМ ВИЭ) на протяжении примерно 15 лет после ввода в эксплуатацию. СЭС были введены в эксплуатацию в 2016?2017 гг. Операционное обслуживание станций продолжит осуществлять «Хевел».

Что касается ближайших планов «Хевел», то в них – пять новых солнечных электростанций. Новые СЭС собираются ввести в строй в Оренбургской области к 2019 г. Общая мощность станций составит 90 МВт. В той же Оренбургской области еще две солнечные электростанции к 2020 г. планирует построить ПАО «Т Плюс», их общая мощность составит 105 МВт. Напомним, что в декабре 2015 г. «Т Плюс» запустила первую солнечную электростанцию на территории Оренбургской области в городе Орске мощностью 25 МВт. В августе 2017 г. были открыты вторая и третья очереди СЭС, которые позволили увеличить мощность Орской СЭС до 40 МВт. Между компанией и правительством Оренбургской области было подписано инвестиционное соглашение, согласно которому в энергетику Оренбургской области в ближайшие три года будет вложено 15 млрд руб.

Распределенная солнечная генерация

Наконец, если говорить о солнечной энергетике в России, нельзя забывать, что солнечная генерация может быть не только сетевой, но и автономной или распределенной. Для энергоснабжения небольших поселков или объектов солнечная энергетика уже обходится намного дешевле, чем дизельные электростанции, зачастую зависящие от сложного северного завоза. Подобные решения, в частности, активно внедряются в Якутии.

Кроме того, в России параллельно с вводом в эксплуатацию крупных СЭС наращивается производство мобильных солнечных установок. Такие фотоэлектрические станции уже работают, например, на железнодорожных вокзалах Сочи и Анапы, на острове Валаам. Объем рынка солнечных крышных установок средней и малой мощности превысил в прошлом году в России 1 млрд руб. Ежегодно частные потребители приобретают солнечные электростанции суммарной мощностью от 6 до 10 МВт. Конечно, дальнейший спрос со стороны домохозяйств на солнечные панели зависит от изменения цен на электроэнергию и соответствующие комплекты оборудования, а также от эффективности реализации госпрограмм стимулирования микрогенерации.

В заключение можно вспомнить, что в рамках действующей системы поддержки развития возобновляемой энергетики в России до 2024 г. будет построено более 1,7 ГВт солнечной сетевой генерации и порядка 50 МВт автономных гибридных солнечных установок. Так что если говорить о потенциале развития, то в ближайшие 7?10 лет общая установленная мощность солнечной генерации может достичь 10 ГВт. По крайней мере, все основания к этому у солнечной энергетики в России есть.

ПОЕЗД НА СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ

Первый в мире поезд на солнечной энергии запускается в Австралии



Первый в мире поезд, работающий на солнечной энергии, теперь скользит по дорожкам в Байрон-Бей, Австралии.
Компания Byron Bay Railroad отреставрировала ранее нерабочий участок трассы, а также мост между городом Байрон-Бей, и восстановила старый поезд, оснастив его массивом солнечных батарей мощностью 6,5 киловатт и гибкими солнечными панелями.

Солнечные батареи будут собирать энергию для бортового аккумулятора на 77 кВт-ч, который дополнительно может заряжаться на станции, также оборудованной солнечными панелями.
По опубликованным данным, установленный аккумулятор примерно такой же емкости, что и у модели Tesla Model S, но для поезда на солнечной энергии достаточно всего около 4 кВт-ч для покрытия расстояния между станциями, поэтому он может проезжать «12-15 станций с одной зарядкой», а функция рекуперативного торможения позволит поезду вернуть «около 25% отработанной энергии каждый раз, когда он применяет тормоза».

Первоначально поезд был запланирован для ввода в эксплуатацию в качестве дизельного агрегата, но после «справедливой поддержки сообщества», компания изучила возможность использования системы электропривода в сочетании с солнечной зарядной станцией, и нашла что приемлемую альтернативу.
Оригинальный вагон, который были построен в 1949 году железнодорожной мастерской Chullora в Сиднее с использованием легких алюминиевых авиационных технологий (объект использовался с 1942-1945 года для строительства бомбардировщиков), был восстановлен железнодорожной мастерской Lithgow.

Все системы поезда, включая тяговое усилие, освещение, цепи управления и воздушные компрессоры, питаются от солнечной энергии (через батарею), что, по мнению компании, квалифицирует его как «первый в мире».
В солнечный поезд Байрон-Бей также находится один из двух оригинальных дизельных двигателей в качестве аварийного резерва в случае неисправности в электроприводной системе.

1/3 ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ОТ ВЕТРА.

Ветропарки Литвы в 2017 году произвели 1/3 всей энергии в стране

• Энергетика. 

Генерация энергии с помощью ветряных парков в Литве в 2017 году превысила 1,3 тераватт-час.

Треть всей сгенерированной в Литве электроэнергии поступило от ветряных парков. Такой информацией делится Ассоциация ветряных электростанций Литвы, сообщает regnum.ru
Доля ветроэнергетики в стране за год выросла на 20%. Оощий объем генерации превысил 1,3 тераватт-час, что является абсолютным рекордом для страны.
В Литве всего в настоящий момент действует 21 парк ветряных установок, а основной прирост дал конец 2017 года, который выдался в стране чрезвычайно ветряным.
При этом страна продолжает оставаться энергодефицитным регионом. В декабре 2017 года Литва импортировала 82% от нужд страны. На фоне других стран Прибалтики Литва также является самой энергодифицитной: в декабре 2017 года в странах Прибалтики было произведено 1866 гигаватт-часов электроэнергии. 48% было произведено в Эстонии, 40% в Латвии, и только 12% в Литве

БЕСПЛАТНОЕ ПОСЕЩЕНИЕ ВЫСТАВКИ ОТОПЛЕНИЕ, ВОДОСНАБЖЕНИЕ

Выставка состоится с 6 по 9 февраля 2018 года в Москве, МВЦ «Крокус Экспо».

Для бесплатного посещения выставки, получите электронный билет, указав ПРОМОКОД atm18iRTEC

Посетив Aquatherm Moscow, Вы сможете за короткий срок:

- обеспечить постоянное наличие востребованного оборудования и материалов для бесперебойной работы отопления, водоснабжения и водоочистки
- определить ассортимент продукции для планируемых ремонтно-строительных работ
- выбрать энергоэффективные технологии и продукцию для экономного расходования воды и теплоэнергии на предприятии
- изучить новые предложения от российских и зарубежных производителей для дальнейшей разработки проекта
- найти варианты менее затратных и более прибыльных закупок

Aquatherm Moscow 2018:

- более 750 отечественных и зарубежных производителей и поставщиков
- порядка 20 0 компаний, которые впервые представят свою продукцию на выставке
- ведущие производители и поставщики оборудования для отопления и водоснабжения: Baxi, Berke, Bosch, De Dietrich, Dizayn, Herz Armaturen, Kiturami, Meibes, Navien, Oventrop, Reflex, Rehau, ROLS Isomarket, Unipump, Vaillant, Valtec, Viessmann, Wavin, Wilo, Дюйм, Рифар, Ростурпласт, Русклимат, Русский Радиатор, Сантехкомплект, Терем, Терморос, Топол-Эко, Хогарт, Эго Инжиниринг и многие другие.

Вы можете ознакомиться с предварительным списком участников в онлайн каталоге
Предварительный список участников


Для бесплатного посещения выставки, получите электронный билет, указав ПРОМОКОД atm18iRTEC

Направьте приглашение коллегам>>>

II ВСЕРОСИЙСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ "ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЕ"

С 19 по 21 февраля 2018 года состоится II Всероссийская Конференция «Энергоснабжение. Критерии развития инвестиционной привлекательности СКФО»

На базе горнолыжного курорта «Архыз», в Республике Карачаево-Черкессия, Северо-Кавказского федерального округа (КЧР СКФО) с 19 по 21 февраля 2018 года  состоится II Всероссийская Конференция «Энергоснабжение. Критерии развития инвестиционной привлекательности СКФО». Мероприятие проводится с 2017 года на регулярной основе. ЭнергоСовет.Ru оказывает информационную поддержку мероприятию.
Миссия Конференции - достижение стратегических целей устойчивого развития и обеспечения национальной безопасности Российской Федерации на территориях, входящих в состав Северо-Кавказского федерального округа.
Цели Конференции:

• выработка рекомендаций к программам стратегического развития СКФО, отвечающим за ресурсосбережение и повышение энергетической эффективности;
• стимулирование реализации новых инвестиционных проектов в СКФО и повышение инвестиционной привлекательности регионов;
• развитие эффективного взаимодействия государственных и коммерческих структур СКФО с представителями бизнеса и власти РФ, заинтересованных в реализации совместных проектов;
• Поддержка и продвижение отечественного производителя в СКФО.

Регистрация по ссылке.
На сегодняшний день СКФО является наиболее привлекательной площадкой для реализации проектов топливно-энергетического комплекса и инновационных технологий и проявляет неподдельный интерес к отечественным разработкам в области ресурсосбережения и повышения энергетической эффективности. СКФО и другие регионы РФ заинтересованы в сотрудничестве с организациями, работающими в направлениях IT-технологий, smart-технологий, кибербезопасности и устойчивого развития ТЭК.         
Большим подспорьем в продвижении отечественного производителя и вытеснения с рынка некачественной продукции является разработка и внедрение национальных стандартов, в разработке которых огромную работу проводит Министерство промышленности и торговли РФ и Ростест. Важнейшим направлением вытеснения некачественной продукции является работа испытательных центров и лабораторий. Обсуждение данных вопросов легло в основу деловой программы Конференции 2018 года.
Место проведения мероприятия – Республика Карачаево-Черкессия Северо-Кавказского федерального округа РФ, выбрано не случайно. Как отмечает  Министерство промышленности и торговли КЧР СКФО:  «В Республике намечается рост потребления электрической энергии, обусловленный развитием туристических комплексов Архыз, Пхия и Домбай, а также строительством крупных промышленных объектов, цементного завода, горнообогатительного комбината и других объектов, в связи с этим необходимо развитие сетей и генерации в регионе». Правительством Карачаево-Черкесской Республики совместно с копаниями топливно-энергетического комплекса разработаны и реализуются инвестиционные проекты по развитию электрических и газовых сетей.    
Организаторами Второй Всероссийской Конференции в Архызе выступают: Международный Центр поддержки предприятий промышленности (МЦПП) и Международный Проект «Диалог бизнеса и власти» совместно с представителями  Федеральных и региональных органов власти, отвечающих за формирование региональной энергетической политики РФ. Мероприятие пройдёт при поддержке Совета Федерации и Государственной Думы Федерального Собрания Российской Федерации, Правительства СКФО, Российской ассоциации малой энергетики,  НП «НАМИКС», Национального Союза Энергосбережения, Национального Объединения организаций в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности.
В интересах повышения надёжности и жизненного цикла приборов и оборудования и технологий в ТЭК приглашаются к участию представители бизнеса и власти СКФО и других регионов РФ.
Участники открытого диалога бизнеса и власти обсудят актуальные вопросы и проблемы отрасли, внесут предложения изменений в действующее законодательство РФ, отвечающие интересам отечественных производителей и потребителей энергии. Решения, принятые на мероприятии, направятся в профильные министерства и ведомства РФ.
В Программе Конференции:

• Государственная и региональная политика энергосбережения и повышения энергетической эффективности;
• Стратегия развития энергетической эффективности в СКФО РФ;
• Особенности региональной тарифной политики РФ;
• Особенности энергоснабжения горно-лыжных курортов СКФО РФ;
• Национальные стандарты как механизм поддержки и продвижения отечественного производителя;
• Презентация современных ... Читать далее

ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ В СИСТЕМЕ ВОДОПРОВОДА

Гидроэлектростанция в системе городского водопровода

Идея гидроэлектростанции в системе водопровода, казалось бы, лежит «на поверхности». Действительно, для установки мини-ГЭС необходим только естественный водный поток, а он в трубах всегда есть.

Однако мысль таким образом получить энергию лишь несколько лет назад пришла южнокорейскому дизайнеру Райану Джон Ву Чою. Ее он представил на выставке промышленных проектов «International Design Excellence Awards». Его система «ES Pipe Waterwheel» – миниатюрная гидроэлектростанция, которая может быть установлена в любой квартире. Чой оснастил водопроводные трубы системой мини-турбин, очень простых в установке. Они могут быть вмонтированы по всей длине водопровода, существенно сокращая счета за электроэнергию.

По типу деривационных ГЭС

Но не только Чою пришла эта идея. Американские инженеры из компании Lucid Energy предложили установить в системе водопровода города Портленда штата Орегон мини-турбины, которые вращались бы за счет течения по трубам питьевой воды в местах естественного склона.

За основу был взят принцип работы деривационных гидроэлектростанций безнапорного типа, где поток воды за счет естественного уклона реки приводит в движение лопасти турбины и заставляет вращаться ее вал, соединенный с вырабатывающим электроэнергию генератором. Такие турбины и предложили установить в системе городского водопровода инженеры из Lucid Energy.

Главным достоинством технологии является полное отсутствие негативного воздействия на окружающую среду, а также невысокая себестоимость полученной электроэнергии. Разумеется, мощность одной установки невелика, учитывая диаметр трубы, однако несколько мини-ГЭС способны полностью взять на себя снабжение небольшого учреждения, а также снизить расходы на электроэнергию местных жителей.

Кроме того, размещение в водопроводе связки мини-агрегатов поспособствует снижению тарифной стоимости питьевой воды за счет уменьшения затрат на электроснабжение устройств по ее очистке. Вдобавок разработки оснащаются специальными датчиками для определения основных параметров воды на обозначенном участке, что должно упростить работу коммунальным службам. При этом вставки из специальных секций труб с размещенной в них турбиной лишь незначительно повлияют на скорость течения воды и не потребуют внесения корректировок в штатный режим функционирования всей системы городского водоснабжения.

Количество генерируемой установками Lucid Energy электроэнергии за счет монтажа секций с турбинами и генераторами полностью обеспечит электроэнергией порядка 250 домов.

Поскольку в трубах вода практически не прекращает движение, вырабатываться электроэнергия может круглосуточно, невзирая на неблагоприятные внешние погодные условия, которые влияют на работу солнечных батарей и ветроагрегатов. Размещать мини-ГЭС предлагается лишь на тех участках трубопровода, где для этого имеется подходящий наклон и вода движется под действием силы тяжести, а не прокачивается насосом. В противном случае эффективность установки окажется не столь высокой и финансово неоправданной.

Авторы идеи уверены, что перспективность внедрения их детища в таких штатах, как, например, Калифорния, где 20 % от общего количества потребленной электроэнергии приходится на работу системы центрального водоснабжения, бесспорно высока.

Простая альтернатива

Мини-гидроэлектростанции – вообще одно из лучших решений по вопросу альтернативных источников получения электричества. Их можно установить в загородном доме, на даче. Минус подобных сооружений в том, что их возведение возможно только в определенных условиях – необходимо наличие водяного потока. К тому же возведение данной конструкции у себя во дворе требует разрешения местных органов власти.

Принцип работы мини-гидроэлектростанции для дома достаточно прост. На турбину падает вода, заставляя вращаться лопасти. Они, в свою очередь, за счет крутящего момента или перепада давления приводят в движение гидропривод. От него передается полученная мощность на электрогенератор, который и вырабатывает электричество.

В настоящее время схема ГЭС чаще всего укомплектовывается системой управления. Это позволяет конструкции работать в автоматическом режиме. В случае необходимости (к примеру, аварии) имеется возможность перехода на ручное управление.

Для строительства ГЭС достаточно даже небольшого ручья, протекающего по участку.

Но, как видим, инженеры придумали электростанцию и в бытовом водоводе.

Кстати, мини-гидроэлектростанции можно установить даже в канализационной трубе. Но их строительство требует создания определенных условий. Помимо естественного уклона необходим подходящий диаметр трубы.

Виды мини-ГЭС

Мини-гидроэлектростанции чаще всего относятся к одному из следующих типов, которые различаются принципом работы: водяное колесо (традиционный тип, наиболее простой в исполнении), пропеллер (для потока шириной более десяти метров), гирлянда (для рек с несильным потоком; усиление скорости течения воды дают дополнительные сооружения, ротор Дарье (чаще – для промышленных предприятий). Преимущество этих вариантов в том, что они не требуют строительства плотины.

Водяное колесо – это классический вид ГЭС, который наиболее популярен для частного сектора. Мини-гидроэлектростанции данного типа представляют собой большое колесо, способное вращаться. Его лопасти опускаются в воду. Вся остальная часть конструкции находится над руслом, заставляя двигаться весь механизм. Мощность передается через гидропривод генератору, вырабатывающему ток.

Пропеллерная станция – на раме в вертикальном положении располагается ротор и подводный ветроагрегат, опускаемый под воду. Ветряк имеет лопасти, которые вращаются под воздействием потока воды. Лопасти приводятся в движение за счет возникающей подъемной силы, а не за счет давления воды. Направление движения лопастей перпендикулярно направлению течения потока. Этот процесс похож на работу ветровых электростанций, только работает под водой.

Гирляндная ГЭС – представляют собой трос, натянутый над руслом и закрепленный в опорном подшипнике. На нем в виде гирлянды навешены и жестко закреплены турбины небольшого размера и веса (гидровингроторы). Они состоят из двух полуцилиндров. За счет совмещения осей при опускании в воду в них создается крутящий момент. Это приводит к тому, что трос изгибается, натягивается и начинает вращаться. В данной ситуации трос можно сравнивать с валом, который служит для передачи мощности. Один из концов троса соединен с редуктором. На него и передается мощность от вращения троса и гидровингроторов. Недостаток данного вида – создаваемая им опасность для окружающих. Подобного рода станции допустимо использовать только в безлюдных местах.

Ротор Дарье – мини-гидроэлектростанция, названная в честь ее разработчика Жоржа Дарье, – представляет собой ротор, на котором находятся лопасти. Для каждой из лопастей в индивидуальном порядке подбираются нужные параметры. Ротор опускается под воду в вертикальном положении. Лопасти вращаются за счет перепада давления, возникающего под действием протекания по их поверхности воды. Этот процесс подобен подъемной силе, заставляющей самолеты взлетать. Здесь направление потока не имеет значения, но конструкция достаточно сложна для монтажа.
Построить водяную станцию для получения электроэнергии можно даже самостоятельно. Тем более что для частного дома количество необходимой энергии невелико.