авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 11 |
-- [ Страница 1 ] --

Российская академия сельскохозяйственных наук

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Государственное научное учреждение

Всероссийский научно-исследовательский

институт

электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ)

Московский государственный агроинженерный университет

им. В.П. Горячкина (МГАУ)

ФГНУ "Российский научно-исследовательский институт

информации и технико-экономических исследований

по инженерно-техническому обеспечению АПК"

(ФГНУ "РОСИНФОРМАГРОТЕХ") ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЕ И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ ТРУДЫ 6-й Международной научно-технической конференции (13 - 14 мая 2008 года, г.Москва, ГНУ ВИЭСХ) Часть 4 ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ.

МЕСТНЫЕ ЭНЕРГОРЕСУРСЫ.

ЭКОЛОГИЯ Москва 2008 УДК 621.383+621.548+662.63+631. ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЕ И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ. Труды 6-й Международной науч но-технической конференции (13 – 14 мая 2008 года, г. Москва, ГНУ ВИЭСХ). В 5-ти частях. Часть 4. ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ. МЕСТНЫЕ ЭНЕРГОРЕСУРСЫ.

ЭКОЛОГИЯ. – М.: ГНУ ВИЭСХ, 2008. – 512 с.

РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ:

Д.С. Стребков, академик Россельхозакадемии, доктор техн. наук В.М. Евдокимов, доктор физ.-мат. наук Н.Ф. Молоснов, канд. техн. наук Л.Д. Сагинов, канд. физ.-мат. наук И.И. Тюхов, канд. техн. наук Научный редактор, ответственный за выпуск:

канд. техн. наук, Заслуженный энергетик России Н.Ф. Молоснов ISSN 0131 – © Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрифи кации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ), 2008.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ СТРАТЕГИЯ РОССИИ И РАЗВИТИЕ ВОЗОБНОВЛЯЕМОЙ ЭНЕРГЕТИКИ Канд. физ.-мат. наук А.В. Бажанов (ДВГУ, Владивосток;

Queen’s University, Canada), канд. техн. наук И.И. Тюхов (ГНУ ВИЭСХ) Большая часть России находится в зоне децентрализованно го энергоснабжения. Огромный потенциал возобновляемых источ ников энергии (ВИЭ), экологические проблемы традиционной энер гетики, проблемы глобального изменения климата и энергетической безопасности ставят вопросы о существенно большем внимании к ВИЭ, чем это отражено в официальном документе «Энергетическая стратегия России» (ЭСР), принятом в 2003 г. [1, 2].



В то же время, российские энергетики до сих пор относятся к возобновляемой энергетике как к «маргинальной» отрасли, как буд то они не знают, на какой уровень она поднялась в европейских странах, США, Японии. До сих пор не решена поставленная в нем задача: «Разработать и принять федеральный закон “О возобновляе мых источниках энергии” и соответствующий акт Правительства Российской Федерации».

Уже на самом высоком уровне отмечается, что «нам пока не удалось уйти от инерционного энергосырьевого сценария развития»

и ставятся задачи «формирования современного, лучшего в мире энергетического сектора».

В статье рассматриваются агрегированные сценарии разви тия возобновляемой энергетики в России с учетом планов по увели чению темпов добычи нефти, представленных в ЭСР [1]. Сценарии предполагают устойчивое развитие экономики в смысле неубываю щего потребления на душу населения в долгосрочном периоде. Со гласно правилу Хартвика [10] постоянное во времени потребление в экономике достигается за счет инвестирования ренты от невозоб новляемого ресурса в воспроизводимый капитал. Этот результат был получен для модели Дасгупта-Хила-Солоу-Стиглица (ДХСС) [8, 12, 13] с производственной функцией Кобба-Дугласа и существен ным для производства невозобновляемым ресурсом. Нами предпо лагается, что при фиксированной структуре производства и потреб ления ресурсная рента на правляется не в финансовый фонд, а на развитие техноло гий, использующих возобнов ляемые ресурсы, и, тем са мым, замещающих в произ водстве исчезающий ресурс.

В [3] показано, что реализация планов добычи нефти, предусмотренных ЭСР (Рис. 1), существенно услож нит задачу по безкризисному переходу к устойчивому раз витию экономики и приведет к Рис. 1. Сценарии темпов добычи более низкому уровню по нефти в России, начиная с 2008 г.

[млн.т./млн.чел. в год], t в годах: требления в долгосрочном пе ЭСР (сплошная);

устойчивое риоде. В данной работе срав исчерпание с 2008 г. (пунктир) ниваются траектории нефтя ной ренты (Рис. 2), которая согласно используемой модели может быть получена а) в случае реализации ЭСР и б) в случае перехода к устойчивому развитию экономики с 2008 г. Предположение об инвестировании ренты в альтернативные источники энергии дает соответствующие сценарии развития возобновляемой энергетики.

Модель ДХСС в нашем случае имеет вид q (t ) = f [k (t ), r (t )] = = k (t )r (t ), где q - подушевой валовой продукт 1, k - подушевой капитал и r - темпы добычи нефти в расчете на душу населения, и - константы, такие, что, (0,1);

+ 1;

. Цены f k f / k = k 1r = капитала и ресурса определяются как Мы будем иногда опускать зависимость переменных от времени.

Предполагается, что население и, соответственно, труд L, константы.

Тогда, поделив выражение для производственной функции в абсолютных единицах Q = K R L1 на L, получим выражение в единицах на ду шу населения. В данной работе мы оставляем открытым вопрос о погреш ности «закрытой» модели для российской экономики.

= q / k и f r f / r = k r 1 = q / r. Тогда ресурсная рента рав на r f r = q из чего следует, что предполагаемое правило инвестирования и потребление на душу населения имеют вид:





& & k dk / dt = q и c = q k = (1 )q. То есть, правило Хартвика предполагает, что инвестирование в альтернативные технологии до ли валового продукта, равной эластичности невозобновляемого ре сурса позволяет поддерживать постоянное потребление на душу населения при условии выполнения стандартного правила Хотел & линга: f r / f r = f k. Однако, стандартное правило Хотеллинга подра зумевает экспоненциальный рост цены ресурса и убывающие темпы добычи, начиная с t = 0, что противоречит мировым данным по раз личным видам ресурсов [9]. В нашей работе мы предполагаем, что в экономике присутствуют внешние эффекты, аддитивно модифици & рующие правило Хотеллинга: f r / f r = f k + (t ). Такое обобщение по зволяет использовать стандартную модель ДХСС для численных примеров, основанных на данных из реальной экономики. Кроме того, предположим, что правительство владеет инструментами (на логи, законодательство, образование) способными влиять на внеш ние эффекты и определять траекторию исчерпания ресурса, опти мальную в смысле некоторого заданного критерия, определяющего устойчивое развитие экономики. Как пример экономически устой чивой траектории исчерпания, рассмотрим кривую r (t ), вдоль кото рой подушевое потребление ограниченно растет или, другими сло вами, стремится к некоторой константе в долгосрочном периоде 3. В [7] показано, что в классе рациональных переходных кривых вида r (t ) = r0 (1 + Bt ) /(1 + Ct ) d 1, (1) где B = C (d 2)[r0 C ( d 1) + r0 ] и & Для корректного рассмотрения растущей экономики и упрощения модели предполагается, что имеющийся технический прогресс (совокупная произ водительность факторов производства) в точности компенсирует амортиза цию капитала [6]. Это предположение позволяет рассматривать стандарт ную модель ДХСС для экономики с ограниченным и неограниченным рос том потребления.

r 0. r02 r0 s & C= / s0, + + d 3 (d 3) 2 (d 3)(d 2) такому условию удовлетворяет кривая с параметром d = / + 2.

Зная r (t ), определяем траекторию капитала, решив дифференциаль ное уравнение, задаваемое инвестиционным правилом: k = k r.

& Начальное значение для капитала k 0 выражается в нашей модели в единицах начальных значений для темпов исчерпания ресурса r0, ускорения темпов r0 и процентного изменения ВВП q0 / q0 [5]:

& & { ( )} k 0 = [q 0 q 0 r0 /r0 ] / r 1 /( 1).

& & Рис. 2. Нефтяная рента [млн. долл. США в год] начиная с 2008 г. (врем годах) в случае реализации РЭП (сплошная) и в случае экономически устойчивой добычи с 2008 г. (пунктир): (а) краткосрочный период ( лет);

(b) долгосрочный период.

Следуя Нордхаузу и Бойеру [11] положим = 0.3 и опреде лим = 0.25. Положим q0 / q 0 = 0.06, население – 142 млн. человек, & данные о запасах s 0 и добыче нефти ( r0, r0 ) приводятся в [14].

& Предположив, что темпы добычи нефти в случае реализации ЭСР растут линейно до 2020 года до значения r12 = 520 / 142 = 3.66 (Рис.

1), получим уравнение для капитала k k = (r + r t ), где & & 0 r0 = (r12 r0 ) / 12, решение которого имеет вид & [ ] { } 1 /(1 ) k REP (t ) = (1 ) (r0 + r0 t ) + r0 +1 + k.

& Капитал k (t ) вдоль кривых вида (1) находится численно. То гда для сценариев исчерпания российской нефти (Рис.1) получаем соответствующие траектории ренты (Рис. 2). Начальное значение ренты (0) для нефти марки Urals нормализуем исходя из значения (0) = 10 6 365 [дней] 60 [$US баррель] 9720 [баррель день] = = 212,868 [mln.$US ].

Выводы: Мы рассмотрели гипотетические сценарии финан сирования (и, соответственно, развития) возобновляемой энергетики в России, предположив, что согласно правилу Хартвика нефтяная рента полностью инвестируется в альтернативные технологии. Сце нарии, основанные на модели ДХСС показывают, что увеличение добычи нефти, предусмотренное ЭСР, действительно дает увеличе ние ренты и, соответственно, подушевого потребления 4 в кратко срочном периоде (Рис. 2а). Однако, в силу конечности и существен ности ресурса для экономики, этот рост не является устойчивым и приводит к снижению как ренты так и подушевого потребления в долгосрочном периоде (Рис. 2b). Заметим, что этот вывод, получен ный для = 0.25, качественно совпадает с выводом, полученным в [3] при = 0.05,, что говорит в пользу устойчивости модели ДХСС по отношению к выбору параметров в задачах сравнительного ана лиза.

Литература 1. Официальная энергетическая стратегия России на сайте:

http://www.energypolicy.ru/files/Russian%20energy%20strategy%202003.pdf.

2. Безруких.П.П, Стребков.Д.С. Возобновляемая энергетика: стратегия, ресурсы, технологии. М.: ГНУ ВИЭСХ, 2005. - 264 с.

3. Андреева А.А., Бажанов А.В. Сценарии перехода к устойчивым темпам добычи нефти в России. MPRA Paper No. 5343, October 16, 2007. Online at http://mpra.ub.uni-muenchen.de/5343/ Напомним, что согласно модели ДХСС с инвестиционным правилом Хартвика, качественное поведение инвестируемой ренты и подушевого потребления совпадают.

4. Юсуфов И.В. Стратегия успехов. // Нефть России, 2004, № 3, с. 12-14.

5. Bazhanov A.V. The peak of oil extraction and a modified maximin princi ple. In: Proceedings of the International Conference «Comparative Institu tion and Political Economy: Theoretical, Experimental, and Empirical Analysis», Waseda University, Tokyo, 22-23 December 2006, pp 99-128.

Online at http://mpra.ub.uni-muenchen.de/2019/ 6. Bazhanov A.V. The peak of oil extraction and consistency of the govern ment’s short- and long-run policies. Paper presented at the Seminar of School of Economics, Seoul National University, Seoul, 14 March 2007.

Online at http://mpra.ub.uni-muenchen.de/2507/ 7. Bazhanov A.V. The transition to an oil contraction economy. Ecol. Econ.

2007, 64(1):186-193.

8. Dasgupta P., Heal G. The optimal depletion of exhaustible resources. Rev.

Econ. Stud. 1974, 41:3-28.

9. Gaudet G. Natural resource economics under the rule of Hotelling. Can. J.

Econ. 2007, 40:1033-1059.

10. Hartwick J.M. Intergenerational equity and the investing of rents from ex haustible resources. Amer. Econ. Rev. 1977, 67: 972-974.

11. Nordhaus W.D., Boyer J. Warming the World: Economic Models of Global Warming. MIT Press, Cambridge Mass., 2000. 258 p.

12. Solow R.M. Intergenerational equity and exhaustible resources. Rev. Econ.

Stud. 1974, 41: 29-45.

13. Stiglitz J. Growth with exhaustible natural resources: Efficient and optimal growth paths. Rev. Econ. Stud. 1974, 41: 123-137.

14. Worldwide look at reserves and production. Oil & Gas Journal, 2007, (48): 24-25.

ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОБЛЕМЫ КОМПЛЕКСНОЙ ОЦЕНКИ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ ТЕРРИТОРИЙ Канд. физ.-мат. наук С.В.Киселева, канд. геогр. наук Л.В. Нефедова (НИЛ ВИЭ географического ф-та МГУ им. М.В. Ломоносова) В настоящее время существует большой пласт исследова ний, посвященных оценкам ресурсов различных видов возобновляе мых источников энергии (ВИЭ). Основные трудности таких оценок связаны в первую очередь с природным генезисом этих энергопото ков и высокой пространственно-временной изменчивостью;

особен но это касается ресурсов солнечной, ветровой энергии, энергии ма лых рек. В то же время современные методы наблюдения, междуна родные и национальные базы данных, а также возможности матема тического моделирования открывают новые возможности для полу чения достоверных оценок ресурсов, их анализа, картографирова ния, районирования территорий по обеспеченности ресурсами ВИЭ.

Как видно, характер задач и методы их решения определяют боль шую роль географических исследований.

Для комплексной оценки ресурсов ВИЭ территории необхо димо: 1) собрать и проанализировать современные методы оценки ресурсов ВИЭ;

2) выявить существующие массивы данных натур ных измерений величин, определяющих эти ресурсы;

3) провести сравнительный анализ имеющихся расчетов и выявить наиболее адекватные методы решения поставленных задач;

4) выявить воз можности пополнения исходных массивов данных путем использо вания современных дистанционных методов измерений и математи ческого моделирования;

5) провести картирование ресурсов терри тории;

6) провести районирование территорий по отдельным ресур сам, а также по комплексным параметрам, характеризующим ресур сы ВИЭ.

В соответствии с выбранными подходами в Лаборатории во зобновляемых источников энергии МГУ в течение ряда лет прово дятся исследования в области оценки комплексного потенциала ВИЭ территорий. Разработана методика оценки суммарного норми рованного потенциала (СУНП), исходя из удельной обеспеченности территорий ресурсами солнечной, ветровой, геотермальной энерги ей, а также потенциалом энергии малых рек и биоустановок. Пока зано, что для комплексного районирования территорий необходим учет группы ресурсов ВИЭ, имеющих наиболее высокие удельные значения (по площади или в зависимости от количества потребите лей) в данном регионе. Выполненные нами расчеты СУНП для Юж ного федерального округа показали наиболее высокую обеспечен ность ресурсами Краснодарского края [Нефедова, 2007].

Совместно с Лабораторией возобновляемых источников энергии и энергосбережения Института высоких температур РАН осуществляются работы по всесторонней оценке ресурсов солнеч ной энергии на территории России. При этом было показано, что в условиях ограниченности сети актинометрических станций возмож но использовать базу данных, созданную американским космиче ским агентством (NASA) на основе спутниковых измерений радиа ционного баланса на верхней границе атмосферы, состояния облач ности, концентрации аэрозолей в атмосфере Земли, альбедо земной поверхности, а также математического моделирования особенностей распространения радиации в атмосфере. Полученный массив данных о различных характеристиках падающей солнечной радиации, ме теорологических параметрах и т.д. охватывает всю территорию Зем ли и имеет разрешение 1х1. Для проверки возможности использо вания этого источника актинометрической информации было прове дено сравнение «модельных» данных и данных наземных измерений на 50 российских актинометрическим станциях. Результаты позво лили с достаточным обоснованием использовать массив данных NASA для картографического представления характеристик падаю щей солнечной радиации по территории России [Попель и др., 2007], Наличие в массиве данных NASA результатов моделирова ния ветровых режимов над поверхностью Земли, открывает опреде ленные возможности и для региональных оценок ресурсов энергии ветра. Известно, что для такого рода расчетов важны режимные ха рактеристики, а интегральные оценки являются достаточно услов ными и представляют интерес лишь для некоторых сравнений и ил люстраций масштабов возможных перспектив ветроиспользования.

Поэтому построенные карты распределения средних скоростей вет ра на основе данных NASA носят справочный характер и дают лишь общее представление о ветроэнергетических характеристиках.. Од нако, в этом же массиве данных представлены и другие характери стики ветра: градации скоростей и направлений ветра на уровне м, среднесрочные значения скоростей ветра и др. Кроме того, имеет ся возможность получить данные о скоростях ветра на высоте 100 м с учетом характера подстилающей поверхности, Это дает основу для оперирования функциями распределения скоростей ветра, и, следо вательно, - проведения расчетов мощностей энергопотоков и ряда других характеристик ветропотенцала.

Дальнейшей задачей при составлении комплексных оценок ресурсов ВИЭ должны стать оценки потенциала малых рек, биомас сы и геотермальных источников энергии. В целом распределение энергопотенциала гидроресурсов по территории РФ зависит от ус ловий увлажнения территорий и соответственно водности малых водотоков. Предварительное картирование потенциала малых вод ных потоков на равнинных территориях может быть произведено по картам среднего слоя поверхностного стока. Будут использованы также данные о суммарном валовом и техническом потенциале по регионам [Гидроэлектростанции…, 2004], а также оценки техниче ского гидропотенциала малых рек по федеральным округам России, приведенные в работе [Справочник …, 2007]. Однако экономиче ский и экологический потенциалы, определение конкретных створов МГЭС могут быть оценены только на основании подробных обсле дований водотоков и изучения их режима. Малые реки являются элементами ландшафта, и их изменения может оказать влияние на стабильность всей экосистемы. Поэтому гидроэнергетическое ос воение требует не только знания морфологических особенностей реки и ее режима, но и ландшафтных особенностей территории, возможного подъема уровня грунтовых вод и других последствий;

водохранилище МГЭС должно обеспечивать сохранение экосисте мы. С этой целью предельный объем регулирования реки не должен превышать 20-30% среднего годового стока в устье.

Картографическое представление и районирование террито рии по ресурсам биомассы как наиболее масштабно используемого в настоящее время возобновляемого источника энергии на территории России, проводится на основе подробного анализа и обширного фактического материала, представленного в [Справочник, 2007].

При этом учитываются ресурсы лесной биомассы, отходов лесозаго товок, деревоперерабатывающих и сельскохозяйственных предпри ятий, а также органических отходов населенных пунктов, Комплексные оценки ресурсов возобновляемых источников энергии для территорий различного административного масштаба – от федеральных округов до области и района – представляются весьма важной задачей для определения перспективной роли ВИЭ в топливно-энергетических комплексах регионов и определения уров ня инвестиционной привлекательности.

Литература 1. Гидроэлектростанции малой мощности: Учебн. пособие. / Под ред.

В.В. Елистратова. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2004.

2. Нефедова Л.В. Метод типологии территорий на основе комплексной оценки потенциала ресурсов возобновляемых источников энергии. «Исследовано в России», 146, 1604-1610, http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2007/146.pdf 3. Попель О.С., Фрид С.Е., Киселёва С.В., Коломиец Ю.Г., Терехова Е.Н.

Распределение ресурсов энергии солнечного излучения по территории России // Энергия: экономика, техника, экология. 2007, №1, С.15-23.

4. Справочник по ресурсам возобновляемых источников энергии России и местным видам топлива /показатели по территориям/. – М.: «ИАЦ Энергия», 2007. – 272 с.

ЗАДАЧИ И ПРОБЛЕМЫ СТАНДАРТИЗАЦИИ В ВОЗОБНОВЛЯЕМОЙ ЭНЕРГЕТИКЕ Канд. физ.-мат. наук Н.А. Рустамов, канд. биол. наук Т.И. Андреен ко, К.В. Чекарев (НИЛ ВИЭ Географического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва) По прогнозам Курчатовского атомного центра России по требление энергии в мире к 2030 году возрастет на 60%. Очевидно, что при этом потребуется увеличение производства различных энер гоносителей. В складывающейся на сегодняшний день ситуации по степенного истощения запасов традиционных энергоресурсов и воз растанием озабоченности мирового сообщества проблемой загряз нения окружающей среды важнейшей особенностью решения про блемы энергообеспечения в XXI веке является максимально эффек тивное использование нетрадиционных возобновляемых источников энергии (ВИЭ). По прогнозам, к 2040 году общее потребление энер гии в мире достигнет 13,5 млрд. т. нефтяного эквивалента (н.э.), вклад всех ВИЭ составит 6,44 млрд. т н.э.

Очевидно, масштабное развитие использования ВИЭ нужда ется в государственной поддержке и регулировании, что проявляет ся, в частности, в принятии различных государственных стандартов ([1]) в этой отрасли. Создание стандарта, воплощающего результаты существующего передового опыта и нацеленного на освоение опыта будущего, преследует цель достижения упорядоченности в сферах производства и обращения продукции и тем самым создание усло вий для интенсивного развития отрасли.

Следует отметить, что даже в США и развитых странах Ев ропы, где уделяется большое внимание использованию возобнов ляемых источников энергии, существуют определенные пробелы в создании системы государственных стандартов и известны примеры, когда отсутствие нужных стандартов приводило к торможению раз вития некоторых направлений использования ВИЭ [2].

В России ещё в 1993 году были выявлены неотложные по требности развития ВИЭ и осознана роль стандартизации в этом процессе. По инициативе Минтопэнерго была принята первая про грамма создания стандартов по нетрадиционной энергетике, в реа лизации которой принимали участие сотрудники лаборатории во зобновляемых источников энергии Географического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова. Были разработаны и приняты 8 осново полагающих стандартов РФ по возобновляемым источникам энер гии:

ГОСТ Р 51990-2002. Нетрадиционная энергетика. Ветроэнер гетика. Установки ветроэнергетические. Классификация ГОСТ Р 51991-2002. Нетрадиционная энергетика. Установки ветроэнергетические. Общие технические требования.

ГОСТ Р 51596-2000. Нетрадиционная энергетика. Солнечная энергетика. Коллекторы солнечные. Методы испытаний.

ГОСТ Р 51594- 2000. Нетрадиционная энергетика. Солнечная энергетика. Термины и определения.

ГОСТ Р 51595-2000. Нетрадиционная энергетика. Солнечная энергетика. Коллекторы солнечные. Общие технические условия.

ГОСТ Р 51597- 2000. Нетрадиционная энергетика. Модули солнечные фотоэлектрические. Типы и основные параметры.

ГОСТ Р 51237-98. Нетрадиционная энергетика. Ветроэнерге тика. Термины и определения.

ГОСТ Р 51238-98. Нетрадиционная энергетика. Гидроэнерге тика малая. Термины и определения.

Этих стандартов, безусловно, недостаточно для успешного развития отрасли. После 2002 года вследствие недостаточного вни мания со стороны государственных органов к этим работам насту пил период затишья. Повторный толчок работы по стандартизации получили когда в обеспечение Киотского Протокола согласно зако ну №128- ФЗ от 4 ноября 2004 года «О ратификации Киотского Про токола и Рамочной Конвенции ООН об изменении климата» Феде ральное агентством по техническому регулированию и метрологии запланировало разработку проектов нескольких стандартов по во зобновляемым источникам энергии на 2007- 2009 годы. Первый из этих стандартов «Нетрадиционные технологии. Энергетика биоот ходов. Термины и определения», представляющий собой стандарт взаимопонимания по терминам и определениям в биотехнологии, призванный исключить дублирование и разночтение одних и тех же терминов, которое неизбежно имеет место в новых быстро разви вающихся областях, разработан и находится на стадии принятия в Федеральном Агентстве по техническому регулированию и метро логии России.

Технологии использования биомассы в качестве источника энергии подразделяются на термохимические (прямое сжигание, газификация, пиролиз, быстрый пиролиз) и биотехнологические (производство биогаза из отходов в биогазовых установках и на по лигонах твердых бытовых отходов, производство низкомолекуляр ных спиртов и биодизельного топлива).

В разработанном стандарте установлены термины и опреде ления, относящиеся к биотехнологическим методам преобразования энергии биомассы.

Термины расположены в систематизированном порядке, от ражающем систему понятий в области энергетики биоотходов.

Для каждого термина в стандарте установлено одно опреде ление, которое сопровождается при необходимости примечаниями.

Приведенные определения можно, по мере накопления зна ний, дополнять, вводя в них производные признаки, раскрывая зна чения используемых в них терминов и указывая объекты, входящие в объем определяемого понятия. Изменения не должны нарушать объем и содержание понятий, определяемых в стандарте.

В стандарте приведены алфавитные указатели на русском и английском языках.

В алфавитных указателях термины приведены с указанием номеров статей.

Для сохранения целостности системы терминов в стандарте приведены термины из Распоряжения Европейского парламента и Со вета Европейского союза от 8 мая 2003 г. № 30 «О мерах по стимули рованию использования биологического топлива в транспортном сек торе», отмеченные в тексте знаком «*». Также приведена терминоло гическая статья из другого стандарта, действующего на том же уровне стандартизации, а за ним в квадратных скобках приведена ссылка на данный стандарт с указанием года его утверждения и номера терми нологической статьи.

Разработка этого стандарта, несомненно, будет способство вать дальнейшему развитию биогазовых технологий, способных пе рерабатывать биоотходы в экологически чистое газообразное топли во, тепловую и электрическую энергию и производству высокорен табельных установок, работающих в любой климатической зоне России.

Авторами подготовлен и представлен в Федеральное агент ство по техническому регулированию и метрологии перспективный план создания новых стандартов по возобновляемой энергетике. Эти стандарты нужно считать началом большой работы по обеспечению интенсивно развивающейся области необходимым нормативно правовыми документами, согласованнымы с принятыми в междуна родном сообществе правилами.

Литература 1. Закон Российской Федерации «О техническом регулировании». 2002.

2. Рустамов Н.А., Андреенко Т.И., Чекарев К.В. Стандартизация и нетра диционная энергетика // Энергия, экономика, техника, экология. 2006.

№12. С. 34-39.

ЭКСТРАКЦИЯ НИЗКОПОТЕНЦИАЛЬНОЙ ЭНЕРГИИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ Канд. техн. наук Е.Д. Сорокодум (ГНУ ВИЭСХ, ООО "Вихре-колебательные технологии" г. Москва) Общие принципы Нас интересует возможности переноса энергии от окру жающей среды (источник энергии) к потребителю. Потребитель это наши производственные, домашние и другие потребности в энергии. Энергия может быть любой физической природы. Между источником энергии и потребителем может находиться некий пре образователь, в задачу которого входит экстракция энергии из ок ружающей среды и преобразование характеристик этой энергии до вида, пригодного потребителю. Обобщенные смещения происходят по связям. Под связями подразумеваются степени свободы, по ко торым может происходить перенос энергии между окружающей средой и потребителем. Степени свободы связывают перенос энер гии любой физической природы между различными областями пространства. Границы и связи преобразователя могут взаимодей ствовать с макромиром и микромиром. Под обобщенной силой подразумевается физическая величина, которая производит сило вое воздействие на среду, в результате которого вызывается дви жение в среде. Обобщенная сила для каждой физической среды имеет определенный физический вид. Например, для механических сред - это сила, для тепловых сред - температура, для электриче ских цепей - электрическое напряжение. Движение в среде зависит от величины обобщенной силы. Если величина обобщенной силы в окружающей среде больше, чем величина обобщенной силы у по требителя, то энергия будет переноситься к потребителю (в этом случае в дальнейшем внешнюю среду будем называть высокопо тенциальной). Если величина обобщенной силы в окружающей среде будет меньше, чем имеет величину обобщенной силы потре битель, то энергия в простом случае не будет переноситься от ок ружающей среды к потребителю (в этом случае внешнюю среду будем называть низкопотенциальной). Все источники энергии можно разделить на два типа: высокопотенциальные (эксплозия) и низкопотенциальные (имплозия), см. рис.1.

Рис. 1. Схема уровня энергий внешней окружающей среды и потребителя По сегодняшним научным представлениям простой прямой переход низкопотенциальной энергии из окружающей спокойной среды к потребителю, имеющего потенциал выше окружающей сре ды, невозможен. Это будет противоречить известным законам: ме ханики (передача энергии возможна телу, которое перемещается под воздействием внешней силы, большей, чем сила сопротивления те ла), термодинамики (второй закон термодинамики), электротехники и аналогичным законам в других видах энергии.

На рис. 1 показан способ экстракции низкопотенциальной энергии (сплошная линия в форме деформированной синусоиды), который заключается в следующем. Между окружающей средой и потребителем помещается преобразователь, состоящий из трех час тей: приемной, трансформирующей и передающей. Преобразователь имеет два входа (от низкопотенциальной среды и от источника энер гии потребителя) и один выход - на потребителя. В общем случае, низкопотенциальными могут являться все виды энергии, от макро мира до микромира, от известных видов энергии до еще неизвест ных.

В приемном устройстве создается потенциал энергии ниже, чем имеет соприкасающаяся с ним низкопотенциальная окружающая среда. Тогда, благодаря этому, определенная величина энергии из окружающей среды Qe будет переходить в потенциальную яму (на рис. 1 нижний участок синусоиды). Затем характеристики экстраги рованной энергии изменяются (трансформируются) с низкого по тенциала до потенциала выше, чем имеет потребитель (на рис. часть синусоиды между впадиной и вершиной). Передающая часть (на рис. 1 верхняя часть синусоиды) передает энергию потребителю Q. В этих трех частях преобразователя энергии необходимо соз дать физические процессы в соответствии с поставленными выше задачами. На это необходимо расходовать определенное количество энергии от электросети потребителя E p. Энергия, поступающая по требителю - Q Qe + E p - будет всегда меньше, чем сумма энер гий, поступающих на входы преобразователя (из-за потерь в прием ной, трансформирующей и передающих частей преобразователя).

Тогда коэффициент полезного действия преобразователя энергии Q всегда будет = 1.

Qe + E p Этот преобразователь выполняет функцию экстрактора энер гии низкопотенциальной окружающей среды (усилитель энергии, энергетический насос, инвертор и др. названия). Для оценки эффек тивности его работы можно использовать коэффициент усиления Q (преобразования) n =.

Ep Коэффициент усиления может быть как больше, так и мень ше единицы. Естественно, что практический интерес будут пред ставлять преобразователи с коэффициентом усиления намного больше единицы. Потребитель платит только за энергию E p, а по лучает энергии в n раз больше, чем получил от электросети.

Если коэффициент усиления достаточно велик, то энергию для работы преобразователя можно брать не от сети, а как часть экс трагированной энергии. В этом случае источник энергии будет ав тономным, т.е. работать без специального источника энергии и обеспечить потребителя надежной и дешевой электрической и теп ловой энергией.

В публикациях, особенно в газетных, часто встречаются за явления, что кем-то придуман или даже сделан источник энергии с коэффициентом полезного действия намного большим единицы.

Этого не может быть. Эти заявления можно объяснить следующим:

или изобретатель ошибается при определении кпд, или при подсчете кпд не учитывает поступление энергии от микромира (вид энергии, который может быть даже неизвестен сегодня), или путает понятия кпд и коэффициент усиления, или информация ложная.

Экстракция тепловой энергии окружающей среды Величина низкопотенциальной тепловой и энергии давления воздушного и водяного столба окружающей среды огромная. Ни чтожной доли этой энергии достаточно, чтобы текла вода во всех реках мира, бушевали ураганы и торнадо и т.п. Отбор ее небольшой части достаточен для удовлетворения всей потребности человечест ва в энергии сейчас и на будущее. Экстракция этой энергии не со провождается загрязнением и повышением температуры окружаю щей среды.

Экстракцию низкопотенциальной тепловой энергии и энер гии давления можно производить по общим принципам преобразо вателя энергии, изложенным выше (см. рис.1). Для экстракции низ копотенциальной тепловой энергии необходимо, чтобы преобразо ватель энергии имел: приемное устройство, создающее потенциаль ную тепловую яму на входе, устройство трансформирующее харак теристики экстрагированной энергии от низкого потенциала до по тенциала выше, чем имеет потребитель и устройство, передающее энергию потребителю (см. рис. 2).

Рис. 2. Схема отбора тепловой энергии от низкопотенциальной окружающей среды и перенос ее потребителю Создание потенциальной тепловой «ямы». В случае теп ловой низкопотенциальной энергии окружающей среды для получе ния тепловой «ямы» уже известны различные способы. Информация о них имеет разрозненный характер, поэтому на рис. 3 сделана по пытка систематизировать ее.

Способы создания низкопотенциальной тепловой ямы Движение Испарение Кавитация, Акустиче жидкости жидкости разрывы ские волны или газа сплошности и т.п.

Струя Вихрь Химиче- Электрические ские реак- эффекты ции Гравитацион- Электромагнитные ные силы эффекты Центробежные Другие эффекты силы Рис. 3. Способы создания низкопотенциальной тепловой ямы Одним из устройств по экстракции низкопотенциальной теп ловой энергии окружающей среды является известный тепловой на сос. Тепловой насос отбирает низкопотенциальную энергию от ок ружающей среды и передает ее потребителю (процесс показан на рис. 2). В приемной части преобразователя энергии (теплового насо са) с помощью компрессора и других устройств создаются физиче ские условия (потенциальная яма, в которой температура ниже, чем в окружающей низкопотенциальной), когда рабочее тело (фреон, хладон) испаряется, при этом забирает тепловую энергию из низко потенциальной окружающей среды. Затем характеристики рабочего тела изменяются до уровня потенциала выше, чем имеет потреби тель и переносится в передающий часть преобразователя (тепловой нагреватель), где рабочее тело конденсируется и при этом выделяет тепловую энергию, которая отдается потребителю. Чтобы этот про цесс происходил, надо создать температуру в приемном преобразо вателе ниже окружающей холодной среды, а в передающем преоб разователе выше, чем имеется у потребителя. Для поддержания это го процесса используется энергия от внешнего источника энергии (от электросети). Выгода потребителя заключается в том, что он платит только за электроэнергию, а получает тепловую энергию, равную сумме энергий (с учетом потерь) от сети и тепловой энергии от окружающей среды. Тепловая энергия от окружающей среды по лучается «даром» и может в несколько раз превышать величину электрической энергии, необходимой для поддержания физического процесса. Таких устройств уже изготовлено в мире более 12 млн.

штук. Общепринятое название этого устройства - тепловой насос (подразумевается качание тепловой энергии из окружающей среды) - камуфлирует физический процесс происходящего. Это устройство является усилителем мощности (усиливает энергию от электриче ской сети благодаря структуре устройства и поступления в устрой ство внешней энергии от окружающей среды). Коэффициент усиле ния энергии n (отношения полученной тепловой мощности к элек трической энергии внешнего источника) составляет 2-4 раза. Таким образом, за полученную тепловую энергию потребитель платит в 2- раза меньше, чем он платил бы при прямом преобразовании элек трической энергии в тепло.

В последнее десятилетие сделаны серьезные попытки поиска других способов и устройств для экстракции низкопотенциальной тепловой энергии окружающей среды. Было обнаружено, что в аку стических волнах высокой интенсивности образуются зоны с низкой и высокой температурой и между ними возможен перенос энергии.

Это процесс аналогичен тепловому насосу. Эти устройства назвали термоакустическими тепловыми насосами.

Экстракция энергии давления окружающей среды Для экстракции низкопотенциальной энергии давления ок ружающей среды необходимо, чтобы преобразователь энергии имел:

приемное устройство создающее потенциальную «яму» давления на входе, устройство, трансформирующее характеристики экстрагиро ванной энергии от низкого потенциала до потенциала выше, чем имеет потребитель и устройство, передающее энергию потребителю (см. рис.1).

Давление атмосферы или водяного столба связано с гравита ционными силами. При определенных физических условиях (см.

рис. 1) возможна экстракция низкопотенциальной энергии давления окружающей среды. Способы создания области потенциальной энергии давления атмосферы и водяного столба среды представлены на рис. 4.

Способы создания низкопотенциальной ямы давления Кавитация, Конденсация Движение Акустические разрывы влаги жидкости или волны сплошности и газа Электрострикцион Наружная Определен ные поверхность ные поверх эффекты (магнито, струи ности вихря ) Другие эффекты Гравитационные силы Центробежные силы Рис. 4. Способы создания низкопотенциальной ямы для давления Вихревой преобразователь энергии Функции преобразователя энергии может выполнить вихрь со структурой, специально созданной для выполнения этих задач (см. рис. 5). Специальные вихри могут исполнять роль усилителей энергии в полях любой физической природы. Естественно, что для каждого физического поля будут использоваться свои преобразова тели энергии со специфическими элементами.

Рис. 5. Схема экстракции низкопотенциальной энергии с помощью вихря Вихревое движение является одним из наиболее перспектив ных направлений. Но вихри в известных устройствах создаются с помощью вращения различных тел, компрессора и т.п. Коэффициент полезного действия этих приводов невелик. Поэтому нет положи тельных результатов. Нами создан привод, в котором с помощью колебаний специальной формы создаются очень интенсивные вихри при очень малых затратах энергии (вихре-колебательный преобразо ватель энергии). Это достигается тем, что генерация вихря происхо дит с помощью колебаний (это отличается от малоэкономичных способов генерации вихря с помощью различных вращений, ком прессора, трубки Ранка и т.п.). См. наш сайт http://www.vortexosc.com/modules.php?name=Content&pa=showpage&pid= http://www.vortexosc.com/modules.php?name=Content&pa=showpage&pid= http://www.vortexosc.com/modules.php?name=Content&pa=showpage&pid= Эксперименты подтвердили эти эффекты и очень низкие энергетические затраты на генерацию вихря. Следует подчеркнуть, что наши исследования опираются на классическую фундаменталь ную физику и являются продолжением работ Константина Циолков ского, Никола Тесла, Виктора Шаубергера, профессора Александра Предводителева, нобелевского лауреата Ильи Пригожина и многих других.

Торнадо, ураганы и ряд других физических явлений возмож но вначале рождаются как крупномасштабное и относительно мало мощное вращение, генерируемое в атмосфере при определенной комбинации волн. Затем, при определенных условиях, это враща тельное движение экстрагирует низкопотенциальную энергию ок ружающей среды (тепловую, энергию давления атмосферы и других физических полей). И получаются мощные ураганы, торнадо и др.

Само существование торнадо и ураганов подтверждает реальность получения энергии из окружающей среды с помощью вихревого движения, объединяющего в себе аэродинамические, тепловые про цессы и другие процессы многофазных сред.

Вихре-колебательный преобразователь может экстрагиро вать низкопотенциальную энергию спокойной окружающей среды двух типов: тепловую и энергию давления атмосферы или воды рек и океанов.

Для экстракции тепловой энергии необходимо внутри вихря создать потенциальную тепловую яму (вокруг центральной зоны), создать зону с температурой ниже, чем имеет окружающая среда.

Это реально, т.к. такие понижения температуры уже известны, на пример, в трубке Ранке, в интенсивных вихревых циклонах. Затем не представляет принципиальных проблем пропускать через эту хо лодную зону окружающий воздух или воду, которые будут отдавать свою тепловую энергию еще более охлаждаясь (см. рис. 5). Затем эта экстрагированная энергия переносится частицами вихря во внешнюю область вихря, где, благодаря высоким давлениям, вы званным центробежными силами, можно поднять температуру вы ше, чем имеет потребитель. Затем эту, уже высокопотенциальную тепловую энергию, можно известными способами передать потре бителю. В основе описанного выше вихре-колебательного преобра зователя энергии положен принцип теплового насоса созданный с помощью колебаний (без компрессора, без фреона, без лопастей, без дисков).

Для экстракции энергии давления атмосферного воздуха или воды водоемов необходимо создать физические условия, чтобы че рез деформацию внешней или внутренней поверхности вихря про исходила экстракция энергии давления внешней среды.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ ДЛЯ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ АКВАКУЛЬТУРЫ Канд. техн. наук В.Е. Молотков, А.В. Волков (ИПМТ ДВО РАН, г. Владивосток) Опыт искусственного культивирования морских гидробионтов в России, в частности в Дальневосточных морях, в промышленных масштабах находится в стадии становления.

Индустриализация морской аквакультуры определяет развитие новых инженерно-технических решений для создания заводов, цехов, различных подводных технических систем, искусственных рифов и модульных установок для культивирования биообъектов на берегу и акваториях. При этом разрабатываемые гидротехнические системы должны иметь широкий спектр автоматизированного контроля и управления параметров водного технологического потока (температура, соленость, рН, содержание О2 и др.) [1].

Условия климата Дальневосточного региона (прибрежье Японского и юга Охотского морей) определяют ряд проблем развития марикультуры, важнейшей из которых является энергообеспечение современных технологий воспроизводства и выращивания морских организмов в технических сооружениях, расположенных на берегу и прибрежье.

Значительную роль в обеспечении теплом и электричеством технических систем марикультуры могут сыграть солнечная и ветровая энергии.

В мировой практике накоплен опыт использования солнечной энергии для выработки как тепловой, так и электрической энергий. В частности, солнечная энергия широко используется в средних широтах для теплоснабжения бытовых, производственных и сельскохозяйственных объектов (Великобритания, Канада, Италия, Франция, США, Швеция). В Германии эксплуатируются открытые плавательные бассейны емкостью 2100 и 3500 м3 с солнечными нагревателями, установленными на крыше раздевалок, в США более 60 % плавательных бассейнов обогревается за счет солнечной энергии, [2].

По данным Глобального совета по ветровой энергии (GEWC www.gwec.net ) мировое состояние по ветровой энергетике на конец 2006 год по установленной мощности ветроэнергетических станций в мире составила более 74223 МВт против 59091 МВт в 2005 году.

Южные районы Дальнего востока, являются перспективными районами использования солнечной и ветровой энергии для энергообеспечения потребителей различного назначения. Приморский край имеет значительный потенциал возобновляемых источников энергии [3] и относится к регионам России, где солнечную и ветровую энергии целесообразно использовать для целей энергообеспечения и в частности аквахозяйств марикультуры расположенных, как правило, вдали от традиционных энергокоммуникаций (прибрежные и островные территории). Число солнечных дней в году в среднем по краю составляет 310 дней. Наибольшая продолжительность солнечного сияния отмечена для районов акваторий б. Восток, б. Находка, побережья от м. Поворотного до м. Островной, зал. Посьета, о-ва Русский, Попова, Рейники и районы Амурского и Уссурийского заливов в пригородной зоне г. Владивостока. Так продолжительность солнечного сияния в указанных районах акваторий составляет 2300-2400 количество часов в год. В прибрежных районах Приморского края и островных территориях зал. Петра Великого среднемесячное значение скорости ветра составляет для прибрежья 5,1-7,8 м/с., а для островных территорий 4,8-12,4 м/с., среднегодовые значения составляют 5,7 м/с. и 7,1 м/с.

соответственно [4, 5].

В Приморском крае разработаны различные типы водонагревательных установок (СВНУ), преобразующие солнечную энергию в тепловую, которые применяются для круглогодичного теплоснабжения индивидуальных домов, коттеджей и административных зданий [6]. Научные и конструкторские разработки по практическому использованию ветроэнергетических установок в Приморье для обеспечения электроэнергией социальных объектов и производственных предприятий только начинаются [7].

В наиболее простом варианте разработана функциональная схема гидротехнической системы цеха марикультуры для круглогодичного культивирования морских организмов (ракообразных и иглокожих), в которую входят модульные системы тепло- и электрообеспечения, использующие возобновляемые источники энергии рис 1.

СВНУ Э 7 8 6 4 10 9 6 Рис. 1. Функциональная схема водо и энерго обеспечения цеха марикультуры:

1 - станция управления, 2 - СВНУ, 3 - ВДЭУ, 4 - резервная емкость морской воды, 5 - емкость подготовки морской воды, 6 – регулировочные клапаны, 7 -элементы нагрева воды, 8 - бассейны культивирования морских организмов, 9 - модули очистки, 10 циркуляционные насосы оборотного водообеспечения, 11 - насос подачи морской воды, 12 - устройство забора морской воды Удельные тепловые потери объекта рассчитаны по стандартным методикам, и составили:

через ограждающие элементы здания:

Qогр = Q t = 0,290 t, кВт/ 0С, на нагрев вентиляционного воздуха:

Qвен = n c p (tвн tн ) FП, кВт/ 0С, где: tн - среднемесячная температура наружного воздуха, °С;

tвн температура воздуха в помещении принята равной температуре воды в бассейнах, °С;

n – кратность воздухообмена на м отапливаемого помещения, м3/(ч·м2);

cp – теплоемкость воздуха, кДж/кг·°С.

Среднемесячная температура морской воды в прибрежной полосе на глубине 10 м (б.б. Находка и Восток по [8]) и необходимый температурный режим бассейнов с морской водой по месяцам представлены в таблице 1.

Таблица 1. Температурные режимы в бассейнах и в море Месяц I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII tС воды в 10.. 10.. 10.. 12.. 14.. 20.. 20.. 16.. 14.. 12.. 10.. 10.. бассейнах t0C в море 13, -0, 1, 1, 2, 4, 2, 16, 14, 10, глубина 10 м Затраты энергии на подогрев морской воды, кВт.ч Тепловые потери объекта с учетом ограждения и вентиляции (воздухообмен в помещении принят 0,5 м3/(м2 час.)) составляет 12,2 кВт. Тепловая мощность источника при наличие коэффициента запаса К=1,5 составит N=18 кВт.

Среднемесячная тепловая производительность СВНУ, при установки солнечных коллекторов на стене здания, зависит от сезона года и изменяется от 777 в июле до 1934 кВт.ч/месяц.

Вклад СВНУ в теплоснабжении объекта, с учетом подогрева морской воды в бассейнах (из расчета 200 л/сут. на один бассейн), составляет до 30 % в отопительный сезон, а средний за год ~ 40 % (рис. 2). При применении системы вентиляции с регенерацией теплоты затраты тепловой энергии на вентиляцию можно снизить на 70-90 %.

Используя тепловую энергию сбрасываемой морской воды из бассейнов для подогрева свежей морской воды, можно дополнительно уменьшить затраты тепловой энергии на теплоснабжение, включив систему теплоснабжения тепловой насос.

Также для повышения доли солнечной энергии в теплоснабжении здания возможно последовательное увеличение площади солнечных коллекторов.

Рис. 2. Вклад солнечной энергии в теплоснабжении цеха На данном объекте для теплоснабжения, согласно расчетам возможно применение солнечной водонагревательной установки с площадью солнечных коллекторов 32 м2 и электроподогревом.

Система работает круглогодично в автоматическом режиме. В отопительный период, при недостатке теплоты поступающей от СВНУ, вода в баке водоподготовки догревается электроэнергией, вырабатываемой ВДЭУ. Рассмотренная система теплоснабжения реально осуществима и способна обеспечить круглогодичные потребности объекта. Автоматическое управление работой систем не требует вмешательства, кроме экстренных случаев. Современные солнечные и ветроэнергетические системы рассчитаны на длительный срок эксплуатации. Для повышения доли солнечной энергии в отопительной нагрузке объекта возможно последовательное увеличение площади солнечных коллекторов.

Выводы Модельные расчеты рассмотренной схемы теплоснабжения здания цеха с круглогодичным обогревом бассейнов в гидротехнической системе культивирования морских гидробионтов показали, что возобновляемые источники энергии могут быть использованы для обеспечения энергетических потребностей промышленного цеха марикультуры в климатических условиях прибрежья южной части Приморского края. При использовании вентиляции с регенерацией теплоты затраты тепловой энергии на вентиляцию можно снизить до 70-90 %, что в свою очередь увеличит долю солнечной энергии в теплоснабжении объекта.

Расширение выше указанной схемы энергоснабжения от возобновляемых источников энергии возможно, включив дополнительно, наряду с перечисленными нетрадиционными источниками энергии, теплонасосную установку. В качестве источника тепловой энергии служит грунтовый теплообменник или сбросовые подогретые воды из бассейнов.

Литература 1. Молотков В.Е. Модели оценок выживаемости морских беспозвоночных в гидротехнических системах марикультуры // Мат. межд. конф.

Технические проблемы освоения мирового океана. ИПМТ ДВО РАН, 2005. С.280-282.

2. Solar thermal technologies for buildings /THE STATE OF THE ART.

Published by James & James (Science Publishers) Ltd 2-12 Camden High Street, London, NW1 0JH, UK, 2003. 240 p.

3. Ильин А.К., Ковалев О.П. Нетрадиционная энергетика в Приморском крае: Ресурсы и технические возможности. Владивосток: ДВО РАН, 1994. 41 с.

4. Научно-прикладной справочник по климату СССР Серия 3, части 1–6, выпуск 26 Приморский край. Приморское территориальное управление по гидрометеорологии, 1988. 417 с.

5. Справочник по климату СССР / Вып. №26. Ветер. Л.: Гидрометеоиздат, 1967. – 189 с.

6. Ковалев О.П., Волков А.В., Лощенков В.В. Использование солнечной энергии в Приморском крае // Вестник ДВО РАН, №5, 2001. С. 92-98.

7. Ковалев О.П., Волков А. В., Лощенков В.В., Фунтусов В.В. Энергия ветра в энергосбережении островных территорий Приморского края (на примере о. Попова) // Тр. Межд. науч. чтен. «Приморские зори-2007», Владивосток, ТАНЭБ, 2007. С. 249-253.

8. Лучин В.А., Тихомирова Е.А., Круц А.А. Океанографический режим вод залива Петра Великого (Японское море) // Известия ТИНРО, 2005, т. 140. С. 130-169.

ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ СЕВЕРО-ЗАПАДА РОССИИ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В СЕЛЬХОЗПРОИЗВОДСТВЕ Академик РАСХН В.Д. Попов, канд. техн. наук В.Н. Судаченко, канд. техн. наук Э.А. Папушин (ГНУ СЗНИИМЭСХ) На территории Северо-Запада России, даже в районах с раз витой электроэнергетической системой, имеется значительное коли чество мелких изолированных потребителей, электроснабжение ко торых осуществляется от автономных энергоисточников. [2]. У изо лированных потребителей Севера-Запада России проблемы энерго снабжения стоят наиболее остро. Главными причинами являются плохое техническое состояние энергоисточников, дальний транспорт топлива и зависимость от его поставок. В наиболее труднодоступных районах эта проблема усугубляется ограниченностью сроков сезонно го завоза. У наиболее удаленных потребителей транспортная состав ляющая стоимости привозного топлива достигает 70—80 % [3].

В последние годы тенденция роста использования возобнов ляемых источников энергии (ВИЭ) на территории Северо-Запада Рос сии становится достаточно явной. Использование возобновляемых источников энергии обусловлено:

- экономической нецелесообразностью (в отсутствие господ держки) строительства линий электропередач на территориях с малой плотностью электрических нагрузок;

- дороговизной завоза в отдаленные от промышленных цен тров и низкий коэффициент использования жидкого топлива и угля;

- необходимостью сохранения экологии среды обитания чело века и производства продуктов питания[1].

На территории Северо-Запада России имеются достаточные для практического использования в сельхозпроизводстве запасы всех видов возобновляемых источников энергии.

Наиболее перспективными для освоения ветроэнергетических ресурсов являются арктическое побережье, острова морей Северного Ледовитого океана, а также горные районы и возвышенные места континентальной части, имеющие особые ветровые режимы;

побере жье Финского залива, острова Ладожского и Онежского озер.

В дореволюционной России действовало более 20 тыс. ветря ных мельниц общей мощностью 1 млн кВт. Еще до второй мировой войны ветровые электрогенераторы успешно использовались для энергоснабжения гидрометеостанций на побережье и островах морей Северного Ледовитого океана, характеризующихся высокой интен сивностью и стабильностью ветра [4].

В 1950-е годы отечественными заводами выпускалось до тыс. ветроэнергетических установок (ВЭУ) в год, правда, сравнитель но небольшой мощности (до нескольких десятков киловатт). Более поздний период характеризуется снижением интереса к ветроэнерге тике, и только в конце 1980-х годов разработки ВЭУ возобновились.

На территории Европейского Севера находятся относительно крупные ветроэлектростанции: Заполярная мощностью 8 МВт (г. Воркута), Морская — 30 МВт (Карелэнерго) [5, 6].

Мелкие ВЭУ единичной мощности несколько десятков кило ватт пока не находят у нас широкого применения вследствие невоз можности приобретения их частными владельцами из-за высокой стоимости и отсутствия поддержки со стороны государства.

Гидроресурсы малых рек на территории региона значитель ны, но они практически не используются в целях энергетики. Так, на пример, валовой гидроэнергетический потенциал незарегулирован ных рек Мурманской области равен 1119.7 МВт, валовая энергия 9.808 ТВт.ч.

Валовые гидроэнергетические ресурсы Архангельской облас ти всего в 1.2—2 раза превышают аналогичные ресурсы Мурманской области. При этом удельная насыщенность гидроресурсов в Архан гельской области самая низкая на европейском Севере России (около 4000 кВт ч/км2 в год). Однако до начала 70-х гг. в области существо вало более 60 малых ГЭС, которые затем были заменены на более дешевые (для условий бывшего СССР) дизельные энергоустановки [7].

В последнее время в стране возобновились работы по проек тированию и строительству малых и микроГЭС. Например, в Респуб лике Карелия в дополнение к существующим с середины 1990-х годов эксплуатируются новые МГЭС: 60 кВт в Киви-Койву и 5 кВт в Лах денпохском районе.

Запасы геотермальной энергии подразделяются на запасы термальных вод, которые могут быть использованы для отопления и горячего водоснабжения, и запасы пароводяной смеси, которые могут быть использованы для производства электроэнергии на геотермаль ных электростанциях (ГеоТЭС). В районах Европейского Севера со средоточено 10 % перспективных геотермальных ресурсов России [3].

Особое место среди ВИЭ занимает древесина, внимание к ко торой как к топливу для производства не только тепла, но и электро энергии заметно усиливается с начала 1990-х годов. На практике же среди энергоисточников, использующих в качестве топлива древеси ну, широко распространены лишь печи индивидуального жилого сек тора и мелкие котельные. Однако эффективность бытовых отопи тельных печей не превышает 10 %.

Вместе с тем лесные ресурсы Севера велики, здесь находятся до 50 % общих запасов древесины и более 40 % всех запасов эксплуа тационного лесного фонда страны. Прирост древесины в лесистых районах колеблется от 0,8 до 1,4 м3/га. Доля древесины хвойных по род в общих ее запасах составляет 80—95 % [8].

Промышленные запасы торфа сосредоточены в основном в Карелии и Архангельской области.

Запас торфа Архангельской области в границах промышлен ной залежи по данным «Торфяного фонда РСФСР» [10] оценивается в 47.5 млрд. м3 торфа-сырца или в 7180.2 млн. т топливного торфа 40 процентной влажности.

В районах Северо-Запада России применение энергоустано вок, использующих солнечную энергию, может быть целесообразно только в локальных зонах особого природопользования при отсутст вии других видов ВИЭ. Солнечная энергия эффективно используется в летнее время в сельскохозяйственном производстве как источник лучистой и низкопотенциальной тепловой энергии. [9] С учетом наличия возобновляемых энергоресурсов и сущест вующих систем автономного энергоснабжения сельских территорий Северо-Запада России возможны три основных варианта автономно го энергоснабжения объектов сельхозпроизводства:

дизель-электрическая станция (ДЭС) для электроснабжения и печей (водогрейных котлов) для теплоснабжения;

использование ВИЭ (ВЭС, Микро ГЭС, Мини ТЭЦ и т.д.);

гибридной энергоустановки, которая включает какие-либо ВИЭ, которые работают совместно с традиционными (ДЭС, печи).

ВИЭ отличаются неравномерным графиком выработки энергии.

Для обеспечения гарантированного энергоснабжения целесообразно использовать третий вариант, то есть комбинировать ВИЭ с традици онными энергоисточниками.

На сельскохозяйственных объектах имеются следующие основ ные потребители тепловой энергии: системы отопления, микроклима та, сушки, горячего водоснабжения и т.п.

В общем случае потребитель может использовать все имеющие ся на его территории ВИЭ с экономическим потенциалом достаточ ным для целей энергообеспечения его объектов.

Наиболее общий вариант энергоустановки, сочетающей тради ционные и возобновляемые энергоисточники, приведен на рис.1 [11].

Рис. 1. Схема энергоустановки, сочетающей нетрадиционные и традиционные энергоисточники В данном случае осуществляется централизованное тепло снабжение всех потребителей. В схеме имеется теплоаккумулирую щий бак. От солнечного коллектора вода нагревается при помощи теплообменника, расположенного в нижней части бака. От ВЭУ и МикроГЭС вода нагревается при помощи ТЭНов, которые находятся в средней части бака. Для нагрева воды от печи имеется дополни тельный контур. Вода забирается из бака проходит через печь и воз вращается обратно в бак. Из теплоаккумулирующего бака забирает ся вода с температурой 50-60° для нужд отопления, микроклимата и сушки. Внутри теплоаккумулирующего бака имеется бойлер горя чей воды. Подобное размещение бойлера позволяет понизить потери тепловой энергии, так как вода в бойлере имеет высокую температу ру – 70-80°С. Из бойлера вода забирается на нужды горячего водо снабжения. Печь может работать на твердом топливе (дрова, уголь) и жидком (биотопливо, дизельное топливо). Для хранения дизельно го топлива и биотоплива, которое производиться пиролизной уста новкой, имеются 2 резервуара.


ВЭУ и МикроГЭС через выпрямитель заряжают аккумуля торную батарею. Инвертор преобразует энергию, запасенную в АКБ, в стандартное трехфазное напряжение 380В/50Гц. Когда АКБ разря диться ниже допустимого уровня, инвертор переключает нагрузки на ДЭС. При наличии биотоплива ДЭС работает на биотопливе, при отсутствии биотоплива ДЭС работает на дизельном топливе. ДЭС имеет мощность равную пиковой мощности электропотребления.

Если АКБ полностью заряжена, ВЭУ и МикроГЭС переключаются на ТЭН, который нагревает воду в теплоаккумулирующем баке, а цепь ФЭП размыкается.

Для реализации данной методики оптимизации проектиро вания энергоустановок с использованием ВИЭ разработана матема тическая модель оптимизации.

Целевая функция при оптимизации – срок окупаемости ус тановки по сравнению с базовым вариантом, в котором отсутствуют возобновляемые источники энергии. Варьируемые параметры – ус тановленная мощность ВЭУ, площадь фотоэлектрической панели, площадь солнечного коллектора. Параметры микроГЭС определя ются исходя из географического обследования реки. Параметры пи ролизной установки выбираются исходя из годового запаса биомас сы.

Исходные данные для оптимизации – годовой график энер гопотребления объекта по месяцам и параметры возобновляемых энергоресурсов для каждого месяца: среднемесячная скорость ветра, приход солнечной радиации, расход воды для микроГЭС.

В результате оптимизации определяются проектные пара метры всех энергоисточников и определяются экономические пока затели энергоустановки – стоимость сооружения, срок окупаемости, экономия традиционного топлива.

Литература 1. Васильев Ю.С., Хрисанов Н.И. Экология использования возобнов ляющихся энергоисточников. Л.: ЛГУ,1991, 343 с.

2. Ресурсы и эффективность использования возобновляемых источ ников энергии России. Под общей ред. П.П. Безруких. - Санкт Петербург: Наука, 2002, 314 с.

3. Иванова И.Ю., Тугузова Т.Ф., Попов С.П., Петров Н.А. Малая энергетика Севера: Проблемы и пути развития.- Новосибирск:

Наука,2002,-188 с.

4. Безруких П.П., Церерин Ю.А. Нетрадиционная энергетика: Прил. к науч.-техн.журн. «Экономика топливо-энергетического комплекса России».- М.:ВНИИОЭНГ,1993.- 63 с.

5. Перминов Э.М. Ветроустановки на Северо- Западе страны // Энер гетик.-1999.-№5.-С.22.

6. Благородов В.Н. Проблемы и перспективы использования нетра диционных возобновляемых источников энергии // Энергетик. 1999.-№ 10.-С.16-19.

7. Степанов И.Р., Дмитриев Г.С. Перспективы использования малых ГЭС в районах Европейского Севера СССР //Энергетика Севера.

Серия «Проблемы Севера». - М.: Наука, 1988,-Вып. 23.- С. 59-66.

8. Регионы России: Стат. Сб.: В 2т.-М.: Госкомстат России,1999,-Т.2. 861 с.

9. Кошелев А.А., Попов С.П., Иванова И.Ю., Тутузова Т.Ф. Возоб новляемые природные источники энергии: предпосылки и эффек тивность использования // Топливо-энергетический комплекс Рос сии: современное состояние и взгляд в будущее / Под ред. А.П.

Меренкова.- Новосибирск: наука,1999,- С. 279-298.

10. Торфяной фонд СССР. М.: Гл. упр.торф. фонда при СМ РСФСР,1957.774 с.

11. Судаченко В.Н., Зуев Н.В.Методика оптимального сочетания тра диционных и возобновляемых источников энергии. ECOLOGICAL ENERGY RESOURCES IN AGRICULTURE. Proceedings of the 9- th International Conference. LITHUANIA, Kaunas, 2004, p.28- ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РИСКИ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ВОЗОБНОВЛЯЕМОЙ ЭНЕРГЕТИКИ В ЗАПАДНОЙ СИБИРИ В.А. Загорулько, канд. геогр. наук А.В. Хон, канд. биол. наук Д.А. Демидко (ЭЛВЭЭЛ, ИМКЭС СО РАН, г.Томск) Энергетические риски, как проявление экологического кризиса, имеют крайне актуальны для современной Западной Сибири. Они ставят под угрозу устойчивое развитие урбанизированных экосистем (геотех носистем) и заставляют обратить внимание на диверсификацию источ ников энергопотребления, перепрофилирование топливно энергетического комплекса и сопряженных с ним отраслей экономики. В связи с этим, очевидна актуальность следующих мер: 1) использование – в качестве альтернативы традиционным – собственно возобновляемых источников энергии (ВИЭ);

2) разработка методов непрямой оценки энергоресурсного потенциала;

3) введение в кадастры земельных ресур сов такого пункта комплексной оценки бонитета и стоимости участка, как «энергоресурсный потенциал»;

4) создание действующей правовой основы всесторонней государственной и местной административной поддержки альтернативной энергетики.

Россия, несмотря на давнее использование возобновляемых ис точников энергии, приоритеты в технических разработках и большое число научно-производственных объединений по выпуску специализи рованных энергоустановок, до сих пор не имеет единой национальной программы развития и стимулирования роста возобновляемой энергети ки, подобной тем, что есть за рубежом. «Закон об использовании локаль ных нетрадиционных возобновляемых источников энергии в Томской области» (единственный пока в России!) абсолютно не изменил ситуа цию и остается декларативным. Предполагается, что проводниками раз вития альтернативной должны стать частные землепользователи и зем левладельцы, желающие автономизировать свое существование, снизить долгосрочные затраты на пользование электроэнергии, повысить ком фортность и экологичность условий существования, и общую эффектив ность землепользования.

Труднодоступность ряда территорий Сибири, наряду со слабым развитием местной инфраструктуры, предполагает точечное освоение регионов, как правило, с привязкой к существующим малым населенным пунктам, эксплуатируемым месторождениям полезных ископаемых, гео логоразведочным базам, сезонным поселкам скотоводов и лесорубов.

Вмещающие их экосистемы обладают иногда гораздо бльшим энерге тическим потенциалом. В стратегии освоения здесь актуальны прежде всего небольшие мобильные энергоустановки, с минимумом затрат и максимумом производительности в ходе эксплуатации.

В условиях недоступности подробной метеоклиматической ин формации для большинства заинтересованных частных лиц, представля ется некорректным делать обобщающие заключения о эффективности применения того или иного вида возобновляемой энергии. Выбор аль тернативного источника энергии в данной ситуации должен основывать ся, в частности, на следующих принципах.

1) Применение полевого и геотопологического подходов для оценки условий эффективности и рациональности использования энер гоустановок. Первый предполагает общую оценку энергопотенциала региона, и заключается в получении обобщенных (косвенных) про странственных климатических данных и экстраполяции их к конкретно му географическому пункту [1, 2]. Второй позволяет провести прямую оценку метеоданных в конкретном пункте на текущий период, с коррек цией первоначальных обобщенных (косвенных) данных [3];

он более доступен, но получаемые результаты могут отличаться от средних мно голетних, что повышает экономический риск землепользователя (факти чески он же - и энергопользователь).

2) Землепользователи классифицируются по продолжительности использования (или потребности в использовании) ими энергоресурсов в течение года (временные, сезонные и постоянные). В зависимости от этого, может быть выбран тот или иной источник возобновляемой энер гии. Невозможность постоянного использования одного отдельно взято го источника возобновляемой энергии, предполагает эксплуатацию ком бинированных энергоустановок и накапливающих генераторов.

Данная работа посвящена рассмотрению отдельных методиче ских особенностей оценки потенциала возобновляемой энергетики в Томской области и Республике Алтай, имеющих схожие географические особенности экономического развития и проблемы развития возобнов ляемой энергетики. Акцент сделан на гидро- и биоэнергетике, менее все го зависящих от изменчивости метеоклиматических показателей, опре деляемых удачным сочетание ландшафтных условий и приуроченно стью очагов освоения к речным долинам. Совместное использование гидро- и биоэнергетики позволяет продлить отопительный сезон и уве личивает общий энергопотенциал территории.

Существенная доля грунтового питания в режиме рек рассмат риваемых регионов, определяет потенциальную возможность использо вания здесь микроГЭС. В качестве проблем их использования назовем следующие.

1. Большая амплитуда хода уровня воды на малых реках создает необходимость сезонного изменения положения водозаборного устрой ства, сглаживаемую мобильностью микроГЭС. 2. Для горных рек Алтая с бурным потоком, характерным является интенсивное движение вблизи дна обломков размером 5-20 мм, что приводит к механическому повреж дению (или быстрой кольматации) водозаборного устройства. 3. Реки с постоянным стоком за счет подпитки грунтовыми водами, характерные для Томской области, имеют, как правило, малые уклоны и скорости течения в прибрежных областях. Увеличение уклонов хотя бы на ло кальном участке может быть достигнуто с помощью устройства полуза пруд с отверстием для водонапорной трубы. 4. Отсутствие полного за пруживания и минимальное вмешательство в естественный ход русло вых процессов может привести к необходимости переноса оборудова ния. Интенсивные плановые деформации речных русел и связанное с ними изменение очертания меженного русла наиболее характерны для равнинных рек с берегами, сложенными легко размываемым песчаным материалом (0,17-0,75 м/с [4]);

устойчивость же малых рек горных об ластей зависит от того, насколько подвержены дроблению породы, сла гающие склоны и ложе долин. 5. Продолжительность ледостава на си бирских реках составляет в среднем около 5 месяцев (ноябрь-март), что делает невозможным круглогодичную эксплуатацию микроГЭС.

Положения 1, 5 и, отчасти, 3 могут быть исправлены устройст вом технологических камер в русле реки, внутри которых условия экс плуатации остаются оптимальными большую часть года Большинство больших и средних рек северной и центральной частей Томской области характеризуется меньшей изменчивостью вод ности меженного периода (12-22% величины среднего многолетнего значения расхода осредненного за меженный период) и достаточностью меженного стока для использования в гидроэнергетических целях. Но высокие меженные скорости (0,8-1 м/с) в вершинах их излучин, из-за рисков береговой эрозии (5-25 м/год [5, 6]) делают невозможной стацио нарную эксплуатацию микроГЭС даже в течение сезона.

Наоборот, хотя вариация водности меженного периода у рек юго-востока больше (рр. Яя и Томь – 37-48%), они имеют более значи тельные уклоны и более благоприятны для работы микроГЭС. Средние углы наклона земной поверхности достигают здесь 3-5°, что при малых расходах воды (0,5-15 м3/с) и скорости её течения на перекатах до 0,7 м/с достаточно для малой гидроэнергетики. Эти условия позволяют исполь зовать, например, все агрегаты компании ИНСЕТ (С-Петербург) мощно стью до 100 кВт включительно. Необходимо отметить, юго-восток Том ской области - наиболее освоенный и обжитой регион.

Ориентировочная оценка гидроэнергетического потенциала гор ного водотока проводится с использованием методики определения средней величины стока при отсутствии данных наблюдений [7]. Так, норма стока р. Кочеш (модельный объект, Северо-Восточный Алтай) определена в 4,1 м3/с. Такая водность характерна для большого количе ства малых рек Горного Алтая, и пригодна для микроГЭС небольшой мощности (например, агрегаты «ЛМВ Ветроэнергетика», Хабаровск).

Активные рубки леса в Томской области и в Горном Алтае про водятся в основном по речным долинам. Они не всегда выдерживаются в технологическом плане, особенно если являются этапом обеспечения иного вида природопользования (разработка недр и т.п.). Неправильная организация лесопользования способствует деградации и гибели огром ных площадей лесов от целого ряда последовательных факторов. По врежденные деревья становятся добычей насекомых-вредителей, после чего приходят в полную негодность;

поражённые в сильной степени де ревья становятся очень восприимчивыми к воздействию ветра. Обра зующаяся захламлённость, массивы буреломников и ветровальников также служат субстратом для развития стволовых вредителей, плодовых тел трутовых грибов. В сухие годы такие участки особенно опасны в по жарном плане, так как на них накапливаются значительные запасы сухой древесины. Более того, очаги роста численности насекомых служат ис точником их инвазий в соседние, неповреждённые насаждения. Гибель деревьев на равнинах Томской области ведет к прогрессивному забола чиванию, деградации лесов, смене таежной растительности болотной и невозможностью какого-либо дальнейшего природопользования вообще.

Ослаблению даже ненарушенных лесов способствует одновре менно целый ряд факторов. Так в субальпийском поясе Северо Восточного Алтая механические повреждения имеют до 29,5% деревьев кедра сибирского, стволовыми вредителями повреждается при жизни в среднем 5,5%, гнилями около 50% [8]. Поражённость гнилями некото рых других пород, например, осины, может составлять практически 100 %, и даже относительно устойчивой сосне нередко наносится значи тельный ущерб [9]. Болезни в той или иной степени поражают все наса ждения, усиливая своё воздействие по мере увеличения возраста деревь ев. Потери деловой древесины из-за гнилей достигают десятков процен тов от общего её объёма. Вспышка численности сибирского шелкопряда, и последовавшее за ней массовое размножение черного пихтового усача на Кеть-Чулымском водоразделе Томской области (в середине 1950-х гг.), вызвала гибель темнохвойных лесов на площади свыше 1 млн. га.

Очаги вредителей на равнинах образуются преимущественно в пре делах подзоны южной тайги (юг Томской области), а в горах, при отсутствии пожаров, – в низкогорье и в среднегорье (большая часть Республики Алтай).

Данная ситуация обуславливает с экономической и экологиче ской точек зрения возможность и необходимость максимальной утили зации отходов лесной промышленности и древесины погибших деревь ев, в частности - для получения биогаза. Это поможет косвенно компен сировать экономические потери из-за гибели леса, ускорит процессы ре конструкции насаждения и мелиорации ландшафта, и обеспечит биоло гическую и пожарную безопасность соседних участков леса. Отсутствие постоянного населения предполагает использование преимущественно мобильных биогазовых установок (на сезонных базах, метеостанциях и др.), и, ограниченно, стационарных газогенераторных (на щепе), легко демонтируемых при необходимости.

Для развития биогазовой энергетики в таежных районах Сибири представляют интерес ландшафтно-ресурсные карты [10]. Создаваемые на основе ведомственных материалов лесохозяйственных предприятий и иной априорной информации, они отражают в частности лесораститель ную и лесотипологическую информацию в рамках отдельных лесохозяй ственных ячеек (лесных выделов). Эти сведения, в соответствии с поряд ком функционирования Лесной службы РФ и ведения лесных карт, фик сируют пространственное распределение запасов деловой древесины и недревесных ресурсов, что дает возможность произвести расчет пору бочных остатков подлежащих уничтожению на месте, а также участки леса, который крайне желательно использовать в кратчайшие сроки (т.е.

– потенциал использования биогазовых установок). Производные ланд шафтно-ресурсные карты позволяют планировать не только дежурные лесохозяйственные мероприятия, но и иные виды природопользования, где необходимо автономное энергоснабжение. Такой поход позволяет рассматривать биогазовую энергетику в качестве одного из направлений лесопользования, и соответствует концепции полифункционального ле сопользования и ресурсопользования вообще.

Литература 1. Севастьянов В.В. Климат высокогорных районов Алтая и Саян. Томск: ТГУ, 1998.- 201 с.

2. Методические рекомендации по выбору мест размещения ветроэлектриче ских установок с оценкой возможной выработки энергии. М.: ГНУ ВИЭСХ, 2003.- 36 с.

3. Ласточкин А.Н. Системно-морфологическое основание наук о Земле (Гео топология, структурная география и общая теория систем). СПб.: НИИХ СпбГУ, 2002.- 762 с.

4. Хон А.В. Саморегуляция в динамике взаимодействия речного потока и рус ла. Автореф. дис… канд. географ. наук. Томск, 2003.- 23 с.

5. Крутовский А.О. Способы повышения эффективности геоэкологического мониторинга при исследовании деформаций берегов рек у населенных пунктов (на примере крупных рек Томской области). Автореф. дис… канд.

географ. наук. Томск, 2002.- 147 с.

6. Ресурсы поверхностных вод СССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1972. Т.15, вып. 2.

– 407 с.

7. Паромов В.В. Норма стока бассейна Верхней Оби // Вопросы географии Сибири. Томск: Изд-во ТПУ, 1999. Вып.23. С.140-150.

8. Демидко Д.А. Роль некоторых факторов в ослаблении деревьев кедра и пих ты на Северо-Восточном Алтае // Контроль и реабилитация окружающей среды: Мат. симпозиума. Томск, 2004. С.97-98.

9. Семенкова И. Г., Соколова Э. С. Фитопатология: Учебник. – М.: Академия, 2003. – 480 с.

10. Загорулько В.А., Хамарин В.И., Хромых В.С. Использование лесотаксационных данных при оценке ландшафтной структуры горно таежной территории // Вопросы географии Сибири. Томск: Изд-во ТПУ, 1999. Вып.23. С.215-224.

О ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКАХ ЭНЕРГИИ И МЕСТНЫХ ВИДАХ ТОПЛИВА РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ Академик РАСХН И НАН Беларуси М.М. Севернев, д-р техн.

наук В.В. Кузьмич (РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства, г. Минск), Г.В. Кузьмич (УО «Республиканский институт профессионального образования», г. Минск) Потенциал использования возобновляемых источников энер гии (ВИЭ) в РБ составил в 2003 году 1,6 % валового потребления, в 2012 году предполагается, что ВИЭ составят 2,9 % от валового по требления энергии [1].

Солнечная энергия. В научно-практическом центре по механи зации НАН Беларуси созданы гелиовоздухоподогреватели ГПВ-240, которые позволяют при досушивании сена активным вентилирова нием увеличить производительность технологического процесса в раза и заготовить сено с содержанием кормовых единиц на 15 % больше, чем в сене вентилируемым неподогретым воздухом. При этом расход электроэнергии снижается на 45 %, что при объеме до сушивания сена в республике около 600 тыс. тонн, позволит ежегод но экономить около 27 млн.кВт.ч. Эти гелиовоздухонагреватели мо гут использоваться в технологиях сушки семенного зерна, пряно ароматических растений и для подогрева теплоносителя при ком плексном воспроизведении и подращивании молоди рыб в рыбхозах РБ.

Разработаны гелиосистемы для нагрева воды для горячего во доснабжения молочно-товарных ферм ГВП-20, ГВП-10 для объектов коммунального бытового назначения ГВП-30, ГДУ-20, ГВК-3, ГДМ 2,4, Гелекс-150.

В Беларуси существующие индивидуальные дома имеют теп лопотребление более 250 кВт.ч/м2. Если проектирование и строи тельство зданий проводить с учетом энергетического потенциала климата, условий для саморегулирования теплового режима зданий и использования накопленного тепла от солнечной энергии, то рас ход энергии по теплоснабжению можно сократить на 30-40 %.

Строительство зданий на принципах «солнечной архитектуры» по зволит снизить величину годового теплопотребления при увеличе нии капвложений в строительстве на 5-6% на 75-100 кВт.ч/м2. Такие дома строятся в Швеции, Финляндии, Германии. Проекты таких до мов имеются и в Беларуси.

При годовых приходах солнечной энергии в 1100-1200 кВт ч/м2, что характерно для географических условий Беларуси, каждый 1 м2 активной площади гелиоколлектора только за сезон апрель сентябрь позволяет экономить 270-400 кВт-ч электроэнергии. Ос нащение гелиоводонагревательным оборудованием усадебных до мов 1480 планируемых по республике агрогородков требует изго товления около 1 млн. м2 гелиоколлекторов, что позволит эконо мить ежегодно около 100 тыс. т условного топлива.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 11 |
 

Похожие работы:





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.