Глава 3 рассматриваемые способы электроснабжения автономного фермерского дома.

В предлагaемой рaботе рассмaтриваются следующие способы электрификации автономного сельского жилища: подключение к централизованной системе электроснабжения посредством ЛЭП автономные системы на базе жидко-топливных электрогенераторов (ЖТЭ), ветроэлектрических установок и фотоэлектрических (ФЭУ и ВЭУ, соответственно) и их различные комбинации (комбинированные электрические системы).

Подключение кцентрализованный энергетической сети, в настоящее время, является приемлемым способом электроснабжения жилища, разумеется, при выполнении условии экономической целесообразности и технической выполнимости проекта, поскольку предоставляет максимум удобств потребителю. Однако себестоимость получаемой при этом электроэнергии для удаленных фермерских хозяйств оказывается чрезмерно высокой, что обусловлено следующими причинами:

• фермеры вынуждены оплачивать проектирование и строительство линии электропередачи, включая оборудование точки присоединения к системе и понижающую (10/0,4 кВ) трансформаторную подстанцию.

• тарифы на электроэнергию увеличиваются более быстро, чем закупочные цены на продукцию растениеводства.

Кроме того имеющейся низкой нагрузке (до 10 кВт) весьма невыгодными оказываются трансформаторные подстанции, рассчитанные на более высокую нагрузки.

Электроснабжение фермерских хозяйств и других небольших, с точки зрения электропотребления, объектов может быть осуществлено поразным альтернативным вариантом (Рисунок 1.1).

Варианты электроснабжения

Сетевое

Комбинированное

Автономное

Однопроводное

Трехпроходное

Стационарное

Мобильное

Ветро

электростанции

Солнечные

электростанции

Топливные

электростанции

Традиционное

топливо

Биотопливо

Комбинированные

электростанции

Рисунок 1.1 – Альтернативные варианты электроснабжения автономных сельскохозяйственных объектов

Для рассматриваемых объектов более приемлемыми оказываются варианты автономного электроснабжения. Однако их многообразие требует тщательного технико-экономического анализа.

Топливные электростанции, бензиновые или дизельные, в настоящее время являются основными средствами автономного электроснабжения. Они давно прошли стадию опытного производства, и их серийный выпуск налажен отечественными предприятиями и зарубежными компаниями в большом диапазоне мощностей, от 100 Вт до 50 кВт [20,99,122,124]. Выпускаются и более мощные автономные электростанции, но они здесь не рассматриваются, как не соответствующие исследуемым объектам электроснабжения.

Достоинствами топливных электростанций, определяющими их высокую конкурентоспособность, являются:

• очень высокая (около единицы) надежность электроснабжения, эквивалентная надежности сетевого электроснабжения;

• источником электроэнергии в автономных топливных электростанциях является синхронный генератор, что гарантирует высокое качество напряжения;

• электростанция с синхронным генератором легко автоматизируются и могут использоваться как дублирующие при совместном использовании с централизованной системой электроснабжения;

• приводом генератора служат двигатели внутреннего сгорания или дизельные (последние для автономного электроснабжения малых объектов применяются крайне редко), которые не вызывают трудностей в эксплуатации среды фермеров;

• двигатели внутреннего сгорания могут быть легко переведены на работу с газообразным топливом, а значит, в перспективе можно использовать биогаз;

• передвижные электростанции доведены до коммерческого уровня использования, то есть, выпускаются отечественной и зарубежной промышленностью в виде, готовым к практическому использованию.

Недостатки использования топливных электростанций в основном порождены проблемами использования ископаемого углеводородного топлива и заключаются в постоянном опережающем росте цен на нефтепродукты. Так за последние четыре года цена на нефти увеличилась в 15 раз, и продолжает расти, чего нельзя сказать о цене на зерно и другую продукцию растениеводства. Рост цен на нефтепродукты объясняется реальными возможностями истощения ее запасов, которые по самым оптимистическим прогнозам будут израсходованы к концу этого столетия [2, 8, 22, 25, 27, 43]

Высокая стоимость электроэнергии, вырабатываемой автономными топливными электростанциями, вынуждает фермеров искать альтернативные варианты.

Постоянный рост цен на органическое топливо, уменьшение его запасов и, наконец, угроза глобального потепления диктуют необходи­мость максимального использования местных возобновляемых источ­ников энергии (ВИЭ)

Что касается этих двух вариантов электроснабжения, то определение их технических характеристик выходит за рамки интересов предлагаемой работы, поскольку основное внимание будет сосредоточено на системах на основе ВИЭ.