Методика расчета экономического ресурса (потенциала).

В соответствии с определением экономический потенциал ветровой энергии региона W_э, кВт ч/год ветроэлектрическими установками при условии, что их экономический эффект положителен:

Э (2.14)

При анализе выполнимости этого условия возможны два варианта.

1 Вариант. Если срок службы установки больше или равен сроку ее окупаемости,

(2.15)

то в силу обычного условия Ц_п экономический эффект использования установок является положительным при любом их числе. Это означает, что в данном случае целесообразно использовать максимально возможную мощность ветроэлетрических станций, так что экономический потенциал ветровой энергии оказывается совпадающим с техническим потенциалом.

W_э=W_т, (2.16)

Вариант 2. Если срок службы установки меньше срока её окупаемости,

, (2.17)

то выполнение условия эффективности (2.15) соответствует следующему ограничению на полную мощность ветроэнергетических систем:

и одновременно,

Таким образом, в этом случае экономический потенциал соответствует наименьшей из двух представленных ниже величин.

Если срок службы близок к сроку окупаемости, точнее, если

то экономический потенциал, как и в случае варианта 1, равен техническому потенциалу.

Если отличие срока службы от срока окупаемости значительно, так что выполняется условие, обратное (2.20), то экономический потенциал определяется выражением:

В различных зонах региона для ветроэнергетических установок даже одного типа могут выполняться различные условия определения экономического потенциала, что в значительной мере зависит от ветровой обстановки. Соответственно этому значения экономических потенциалов зон определяется формулами (2.16) и (2.21). Экономический потенциал региона будет равен их сумме.

Анализ данных по времени окупаемости ветроэлектрических установок, представленных в таблице 2, а также в существующей литературе, показывает, что условие (2.15) в реальных случаях может выполняться, в зависимости от значений коэффициента использования установленной мощности установок К и региональной стоимости электроэнергии из традиционного топлива Ц_т. С использованием выражений (2.10), (2.15) условие эффективности может быть представлено в виде:

где, К – критическое значение коэффициента использования установленной мощности ветроэлектрической установки, определяющей область экономической целесообразности её использования; Т=8760ч/год. Зоны, в которых выполняется условие (2.22), имеют экономический потенциал ветровой энергии, равный их техническому потенциалу. При этом должно учитываться ограничение К 1, так что при К_кр условие (2.22), естественно, не выполняется.

Для типичных величин: r_э=1000долл./кВт; γ=0,05 год^-1, Т_сл=10 лет, Ц_m=0,04 долл./кВт получается значение К_кр=0,43.

Если условие (2.22) не выполняется, то экономический потенциал ветровой энергии сохраняет значение (2.16) при достаточно больших К:

в промежуточной области значений К,

Экономический потенциал равен:

а при малых К:

Экономический потенциал равен нулю:

W_э=0. (2.28)

Условие (2.27) означает, что стоимость энергии производимой ветроэлектрической установкой, настолько большая, что создаваемые с её помощью товары промышленного производства по стоимости не покрывают расходов на электроэнергию, т.е. использование установки не целесообразно.

Таким образом, экономически потенциал ветровой энергии региона W_э имеет растущую зависимость от коэффициента использования установленной мощности К, определяющую тремя параметрами: коэффициентом экономической целесообразности установки К_кр, экономическим параметром дополнительной потребности промышленности региона в энергии, Q/W_m, и ценовым параметром промышленного производства, Ц_п/Ц_э. Конкретные расчеты технического потенциала были приведены для двух территорий. Экономический потенциал принимался равным от 0,5% до 1% от технического в зависимости от среднегодовой скорости ветра и плотности населения в субъектах РК.