Зміст (стр. 5 )

Основними шляхами і способами розв’язання проблем сонячної енергетики в Україні є:

– проведення наукових фундаментальних і прикладних досліджень;

– науково-дослідних і проектно-конструкторських розробок та організації їх впровадження;

– здійснення підготовки фахівців;

– створення профільної інфраструктури на основі вже існуючих навчальних, проектно-конструкторських та науково-дослідницьких організацій;

– розробка нормативно-правової бази, що сприятиме впровадженню розробок на основі використання сонячної енергії, в тому числі щодо доступу об’єктів сонячної електроенергетики до електричних та теплових мереж енергокомпаній;

– створення сертифікаційної та метрологічної бази;

– розвиток вітчизняного промислового виробництва та створення бази для виготовлення технічних пристроїв та обладнання, монтажу, експлуатації, ремонту та сервісу;

– впровадження обов’язкового державного регулювання (управління і контроль) процесів збереження профілю, переорієнтації і використання наявних виробничих потужностей після реконструкції підприємств та їх нарощування відповідно до сучасних вимог;

– формування законодавчого простору надання податкових пільг для вітчизняних підприємств-виробників з експорту елементів сонячної енергетики та застосування жорсткої цінової та податкової політики щодо імпорту елементів сонячної енергетики в Україні;

– забезпечення пріоритетного фінансування науково-конструкторських робіт з сонячної енергетики, що виконуються на замовлення в межах державних і галузевих програм усіх рівнів;

– залучення передових технологій у галузі сонячної енергетики на основі взаємовигідних інвестиційних вітчизняних та зарубіжних проектів;

– створення ефективної державної системи ціноутворення, спрямованої на збільшення частки заробітної плати в ціні продукції та збільшення реальної заробітної плати працівників в галузі сонячної енергетики.

3 МАЛА ГІДРОЕНЕРГЕТИКА

Мала гідроенергетика, яка є найбільш освоєною з нетрадиційних відновлювальних джерел електроенергії, дозволяє використати значний гідроенергетичний потенціал малих рік і приток, систем водопостачання, а в багатьох випадках забезпечити локальне електропостачання віддалених районів або населених пунктів, особливо в недостатньо розвинених країнах і в країнах, що розриваються, з обмеженою системою централізованого електропостачання.

Переваги малої гідроенергетики:

– достатні наявні обсяги реконструкції та будівництва малих ГЕС;

– значний термін служби та висока надійність експлуатації;

– передбачуваність та забезпеченість режимів роботи;

– висока маневреність і коефіцієнт готовності;

– можливість повної автоматизації процесу експлуатації;

– низькі амортизаційні витрати;

– мінімальний вплив на навколишнє середовище;

– мінімальний вплив на ландшафт та незначне відчуження земельних ділянок

– додаткові можливості для ведення рибного господарства, зрошення, водопостачання, керованого захисту територій від повеней.

3.1  Методи та засоби перетворення і споживання енергії малих водотоків

Малі гідроелектричні станції є високо ефективними генераторами електроенергії. У більшості випадків вони використовуються як об’єкти комплексного призначення, що забезпечують потреби електроенергетики та інших галузей народного господарства: меліорації земель, водного транспорту, водопостачання, рибного господарства тощо.

Мала гідроелектрична станція – це комплекс споруд і устаткування, за допомогою яких енергія водотоку перетворюється в електричну енергію. ГЕС складається з гідротехнічних споруд, що забезпечують концентрацію потоку води і створення необхідного напору, та енергетичного устаткування, що перетворює енергію потоку води в електричну енергію.

В Україні за потужністю малі гідроелектростанції умовно поділяються таким чином [8]:

– мікроГЕС – потужністю до 100 кВт (0,1 МВт). Вони призначені для енергозабезпечення окремих підприємств, віддалених селищ. Радіус дії цих станцій до 1 (інколи 2-5) км. Розподіл енергії здійснюється напругою до 10кВ, найбільш вживаною є напруга 0,2-0,4 кВ. Будівельна частина відрізняється простотою конструкції, гідромеханічне обладнання складається з однієї або двох турбін.

– мініГЕС – від 100 до 1000 кВт (0,1-1 МВт). Призначені для групи споживачів, що розташовані в радіусі 20-25 км, або для енергопостачання відносно великого підприємства. Розподіл електроенергії проводиться напругою до 10 кВ. Гідромеханічне обладнання складається з двох-трьох турбін. Працюють найчастіше паралельно із центральною енергосистемою;

– маліГЕС – від 1000 до 10000 кВт (1-10 МВт). Призначені для енергозабезпечення споживачів у радіусі до 50-60 км. Працюють паралельно з центральною енергосистемою.

За величиною використання напору малі ГЕС класифікують наступним чином:

– низьконапірні (мікроГЕС – до 15 м, мініГЕС – до 20 м, малі – до 25 м);

– середньонапірні (мікроГЕС – 15-50 м, міні ГЕС – 20-100 м, малі – 25-130 м);

– високонапірні (мікроГЕС – більше 25 м, мініГЕС – більше 100 м, малі – більше 130 м).

За способом створення напору гідроелектростанції споруджуються за наступними схемами:

– пригребельні;

– дериваційні;

– гребельно-дериваційні (змішані).

Необхідно відмітити, що впровадження малих ГЕС практично не створює негативного ефекту, тоді як ГЕС великої потужності, при спорудженні яких із землекористування вилучаються значні площі продуктивних земель, можуть негативно впливати на стан в економічній, екологічній та соціальній сферах регіонів, де вони впроваджуються.

3.2  Робота ГЕС в енергосистемах

Робота ГЕС в енергосистемі має певні особливості, викликані залежністю від річкового стоку та від режимів роботи водоймищ комплексного призначення, а також обмеженнями за умовами нижнього б'єфа та охорони навколишнього середовища. Водоймища ГЕС залежно від корисної ємності можуть здійснювати добове, тижневе, сезонне та багаторічне регулювання. При цьому, однак, у несприятливий за водністю рік (зазвичай у якості розрахункового приймається маловодний рік з 90–95% забезпеченості) ГЕС повинні забезпечити розрахункову гарантовану енерговіддачу для покриття своєї зони графіка навантажень енергосистеми [9].

Водоймище добового регулювання дозволяє перерозподілити природний добовий стік для забезпечення нерівномірного режиму роботи ГЕС із метою покриття пікової частини графіку навантажень.

В умовах зниження електричних навантажень в енергосистемі у вихідні дні при тижневому регулюванні зменшуються потужність і вироблення електроенергії ГЕС, а невикористаний стік акумулюється у водоймищі й використовується у робочі дні тижня, забезпечуючи підвищення енерговіддачі ГЕС.

При сезонному і багаторічному регулюванні водоймища в маловодний період ГЕС забезпечує покриття пікової частини добового графіку навантажень за рахунок природного припливу води у водоймище протягом доби та спрацювання корисного обсягу, раніше накопиченого водоймищем.

В умовах комплексного використання водоймища облік вимог інших водокористувачів у певній мері може впливати на режим роботи ГЕС. При наявності обмежень, наприклад пов'язаних із забезпеченням постійного гарантованого мінімального попуску у нижній б'єф, ГЕС буде також частково працювати у базовій частині графіку навантаження з потужністю, обумовленою цим попуском. 

У паводковий період для максимального енергетичного використання води й зменшення її холостих скидань зазвичай всі агрегати ГЕС працюють із повною потужністю безупинно, виробляючи максимально можливу кількість електроенергії без ведення добового регулювання, покриваючи базову частину графіка навантажень енергосистеми. Це дозволяє одержати в цілому економію палива, хоч у даний період частина ТЕС змушені працювати у нерівномірному режимі, у тому числі у піковій частині графіка навантажень.

На ГЕС із водосховищем, що має значну корисну ємність, доцільно розміщувати аварійний резерв системи із тривалим часом роботи. На ГЕС також розміщуюють навантажувальний резерв системи для підтримки частоти в енергосистемах. Наприклад, в ОЕС України ГЕС Дніпровського каскаду, Дністровська ГЕС є аварійним резервом, однак комплексне використання їх водоймищ накладає певні обмеження на режими роботи ГЕС в якості резерву ОЕС. Тому їх використання в аварійних ситуаціях може заподіяти збитки іншим галузям, у першу чергу рибному господарству. Більшість ГЕС також працюють у режимі синхронного компенсатора для вироблення реактивної потужності.

Робота об'єднаних енергосистем з більшою питомою вагою ГЕС залежить від регулювання стоку водоймищами, а також від регулювання енерговіддачі при спільній роботі в енергосистемі каскадів ГЕС внаслідок природної асинхронності стоку рік. 

ГЕС є важливим системоутворюючим фактором. Створення великих каскадів ГЕС і високовольтних ліній електропередачі для видання їх потужності у багатьох випадках ставали основою утворення об'єднаних енергосистем.

Робота ГЕС характеризується високою надійністю, імовірність аварійних ситуацій на ГЕС значно нижча, ніж на ТЕС, в яких аварійні ситуації пов'язані з використанням у технологічному циклі надзвичайно високих температур і тисків, більшими запасами палива й ін.

3.3  Ресурси малої гідроенергетики

Методи визначення енергетичних ресурсів малих водотоків базуються на визначенні енергетичного потенціалу кожного з них та подальшому узагальненні даних щодо енергетичного потенціалу малих водотоків у межах району, регіону, країни.

Вихідними даними при проведенні розрахунку енергетичного потенціалу малої річки є інформація щодо середньобагаторічного стоку.

Енергія води малих рік використовується для отримання електричної енергії при застосування гідротурбін малої потужності. Основою роботи гідроенергетичної установки є перетворення енергії падаючої води в механічну. На відміну від інших енергетичних установок, ніякі принципові обмеження (термодинамічні або динамічні) не заважають енергії падаючої води із турбіни. При заданому місці розташування гідростанції висота падіння води – відома постійна величина, і витрата води при заповнених водоводах може бути практично постійною. Реальна потужність гідротурбіни близька до теоретичної, що забезпечує максимальну потужність необхідного енергетичного устаткування. Місцеположення гідростанції повинне забезпечувати достатньо високу витрату води і висоту її падіння. Для цього необхідний річний рівень опадів не менше 40 см, що випадає достатньо рівномірно впродовж року, визначений рельєф місцевості і територія для водоймища. Якщо ці умови виконуються, то гідроенергія буде ефективним джерелом для отримання електроенергії.