Размещено на http://www.allbest.ru/

Основные факторы окупаемости гелиоустановок в российских условиях

В.А. Бутузов,

Е.В. Брянцева,

Для современной энергетики характерно широкое использование возобновляемых источников энергии (ВИЭ). При этом широко применяются меры государственной поддержки. На рис. 1 на примере солнечных установок теплоснабжения (гелиоустановок) показано, как в отдельных странах стимулируется их развитие. В Израиле, Испании, Кипре вновь строящиеся объекты по соответствующим законам должны обязательно оборудоваться гелиоустановками. Другие страны применяют государственное субсидирование их стоимости (до 55%): Италия, Испания, Бразилия. Субсидирование производителей солнечных коллекторов, льготные банковские кредиты на сооружение гелиоустановок характерны для США, Израиля, Китая. Тарифные дотации при эксплуатации гелиоустановок применяют Германия и США. В России в настоящее время отсутствует федеральный закон об использовании ВИЭ, а законодательство по отдельным видам ВИЭ находится в стадии формирования.

При фактическом отсутствии государственной поддержки, относительно низкой стоимости тепловой энергии, высокой стоимости оборудования в южных регионах России реализовано несколько крупных проектов гелиоустановок. Гелиоустановка районной больницы площадью 600 м2 (рис. 2) построена в городе Усть-Лабинске Краснодарского края [1]. Геотермальносолнечная система теплоснабжения сооружена в поселке Розовый Краснодарского края [2]. Гелиоустановка котельной площадью 4400 м2 строится в городе Нариманове Астраханской области.

Сооружению крупных гелиоустановок предшествуют расчеты экономической окупаемости. Многолетний опыт сооружения гелиоустановок в Краснодарском крае [1] (более 100 шт. общей площадью 7000 м2) показал, что в общем случае при определенных упрощениях срок экономической окупаемости целесообразно рассчитывать по формуле:

Т=(Кг(1+Ко))/(?Sр*Кэ*зг*Ст*Ки),

где T - срок экономической окупаемости, лет; Кг - удельная стоимость гелиоустановки, руб./м2; Ko - коэффициент эксплуатационных затрат; УSp - суммарная интенсивность солнечной радиации в плоскости солнечного коллектора, кВт.ч/год; Кэ - поправочный коэффициент режимов работы, зг - коэффициент полезного действия гелиоустановки; Ст - стоимость замещаемой тепловой энергии (тариф), руб./кВтч; Ки - прогнозный коэффициент роста тарифа.

Удельная стоимость гелиоустановок Кг площадью свыше 50 м2, как правило, вдвое превышает удельную стоимость солнечных коллекторов. На рис. 3 представлена типовая структура сметной стоимости гелиоустановки для условий Краснодарского края. Сопоставление этой структуры с аналогичной для условий Германии [3] не выявило существенных различий.

При стоимости солнечных коллекторов на российском рынке от 5 тыс. руб./м2 (производство - Китай) до 25 тыс. руб./м2 (производство - Германия) удельная стоимость гелиоустановок составляет от 10 до 50 тыс. руб./м2. Для гелиоустановок малой площадью (до 50 м2), как правило, доля солнечных коллекторов в общей сметной стоимости существенно меньше.

Коэффициент эксплуатационных затрат Ko определяется стоимостью электрической энергии на привод насосов и сервисным обслуживанием. Опыт эксплуатации гелиоустановок показал незначительность этих затрат (1-2% сметной стоимости), что позволяет пренебречь этим коэффициентом в дальнейших расчетах. теплоснабжение солнечный коллектор гелиоустановка

Суммарная интенсивность солнечной радиации в плоскости солнечного коллектора УSр определяется по известным методикам [1] на основе данных климатических справочников или компьютерных баз данных. Поправочный коэффициент режимов работы Кэ учитывает нецелесообразность работы гелиоустановок при низких значениях интенсивности солнечной радиации в утренние и вечерние часы, когда автоматика отключает циркуляцию теплоносителя через солнечный коллектор. Данный коэффициент оценивается в 10-15%. С учетом аналогичной погрешности при обработке значений интенсивности солнечной радиации этим коэффициентом можно пренебречь.

Стоимость замещаемой гелиоустановкой тепловой энергии Ст изменяется в широком диапазоне. Ее значение минимально при использовании природного газа и максимально при замещении электрической энергии. Значение КПД гелиоустановки зг определяется эффективностью применяемой конструкции солнечного коллектора и составляет от 60 до 75%.

С учетом изложенного формулу (1) можно записать в следующем виде:

Ф=КГ/(?Sр*зг*Ст)

На основе формулы (2) на рис. 4 представлены графики для предварительного определения сроков окупаемости гелиоустановок.

Из рисунка следует, что приемлемые сроки окупаемости (до 7 лет) имеют гелиоустановки южных регионов страны с удельной стоимостью до 15 тыс. руб./м2, с круглогодичным режимом работы при замещении тепловой энергии стоимостью от 2 руб./кВт.ч. Для примера рассмотрен вариант круглогодичной гелиоустановки с удельной сметной стоимостью 10 тыс. руб./м2 с суммарной солнечной радиацией в плоскости солнечных коллекторов 1000 кВтч/м2 в год с КПД солнечного коллектора 70% при замещении тепловой энергии стоимостью 3 руб./кВтч (электроэнергия). Срок окупаемости такой гелиоустановки составляет 4,8 года. Для гелиоустановки с более дорогими солнечными коллекторами и более высокой удельной сметной стоимостью при остальных аналогичных параметрах срок окупаемости увеличивается до 7,1 года. Существенно увеличивает срок окупаемости менее дорогая замещаемая тепловая энергия. При удельной сметной стоимости гелиоустановки 10 тыс. руб./м2, стоимости замещаемой энергии 2 руб./кВтч. (теплоноситель котельной), при остальных аналогичных параметрах, срок окупаемости составит также 7,1 года. Для сезонной гелиоустановки с вдвое меньшей солнечной радиацией в плоскости солнечного коллектора (500 кВт.ч/м2 в год) и тарифе 2 руб./кВтч срок окупаемости возрастет вдвое, до 14,2 лет.

Литература

1. Бутузов В. Солнечное теплоснабжение в России. Проектирование, строительство, эксплуатация. Lambert Academic Publishing. SaarbrUcken. Германия. JSBN 9783-659-12579-9. 2012.

2. Бутузов В., Томаров Г. Геотермальное энергоснабжение южного региона России. Ресурсы, использование, перспективы. Lambert Academic Publishing. Германия. JSBN 987-3-659-18964-7. 2012.

3. Remmers К.-Н. Groвe Solaranlagen. Solarpraxis, Berlin. 2001.

Размещено на Allbest.ru