X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Энергия, как один из самых необходимых продуктов для жизнедеятельности человечества, имеет стремительно повышающуюся тенденцию потребления. Энергия, которую мы получаем в настоящее время - это в основном энергия ископаемого (нефть, уголь, газ и подобные горючие), и ядерного (уран) топлива, которые принято относить к традиционным источникам энергии. Известно, что традиционные источники энергии не возобновляются за короткое время, а их количество из года в год сокращается. Полное истощение этих ресурсов будет иметь устрашающие последствия для всего человечества, если к тому времени не найти альтернативный вариант добычи энергии.

Альтернативой в данном случае могут служить возобновляемые источники энергии (ВИЭ), которые имеют неоспоримые преимущества перед не возобновляемыми источниками энергии. Возобновляемые источники энергии неистощимы, имеют огромный потенциал на планете, они наносят относительно меньший вред экологии и человечеству, а также к ним возможен более широкий доступ во всем мире. В последнее время вопрос необходимости повсеместного и широкомасштабного использования возобновляемых источников энергии звучит и упоминается в самых разных серьезных программах и публикациях. Во всем мире огромное количество ученых работают над проблемой, практически во всех странах ведутся исследования в этом направлении.

За последние два десятилетия учеными всего мира во много раз была снижена стоимость установок ВИЭ, повышена их надежность и эффективность. Но, несмотря на это, во многих местах они еще неконкурентоспособны по отношению к традиционным не возобновляемым источникам энергии. Для решения этой проблемы в последние годы было предложено комплексное использование нескольких видов ВИЭ, которые могли бы дополнить друг друга во время низкого поступления энергии.

Все проблемы, существующие в мире в области энергообеспечения и энергетики в целом не чужды в республике Таджикистан. В республике Таджикистан, где энергетика считается одной из базовых отраслей экономики, ежегодно наблюдается дефицит энергии в размере 4-5,4 млрд. кВт*ч. В стране, где 93% территории - горы, около 70% население проживает в сельской и горной местности. Все существующие электростанции страны ежегодно вырабатывают около 15,4-15,6 млрд.кВтч электроэнергии, а для нормального энергообеспечения стране необходимо 20-22 млрд. кВтч электроэнергии в год. Кроме того, энергосистема Таджикистана на 95% состоит из ГЭС, выработка которых сильно зависит от климатических условий. Существующая ТЭЦ в столице вводится в действие при острой необходимости из-за дефицита топлива. Топливо для ТЭЦ экспортируется из соседних стран, и цена на него из года в год растет. Из-за дефицита топлива все дизельные электростанции в республике, построенные в советское время, давно не эксплуатируются. Единая энергетическая система, которая тоже была построена в советское время, и позволяла своевременно сбалансировать дефицит энергии, была демонтирована и на сегодняшний день не существует. По вышеперечисленным причинам республика Таджикистан ежегодно в период с октября по март терпит дефицит энергии. [1].

Республика Таджикистан (РТ), занимающая площадь 142 тыс. км² и населением более 8,0 млн. человек обладает огромными запасами возобновляемых энергоресурсов [2, 3]. По предварительным расчетным данным, потенциал возобновляемых энергоресурсов Таджикистана составляет: гидроэнергии – 527 млрд. кВтч/год, солнечного излучения – 3103млрд. кВтч/год, энергии биомассы – 2 млрд. кВтч/год, энергии ветра – 25-150 млрд.кВтч/год, геотермальной энергии – 450 млрд. кВтч/год. Даже частичное использование этого потенциала позволит значительно улучшить доступ населения к энергоресурсам, стабилизировать энергобаланс и экологическую ситуацию в стране.

Таджикистан принял инициативу ООН « Доступность энергии для всех» и намерен до 2030 года довести уровень использование ВИЭ до 20% и сократить потери тепловой энергии до 20% и этим обеспечить доступность энергии для населения страны.

Таджикистан богат ресурсами гидроэнергии и солнечной энергии. Самым актуальным направлением развития энергетики страны является широкомасштабное сооружение установок на базе ВИЭ: малых гидроэлектростанций (МГЭС), солнечных фотоэлектрических станций (СФЭС), ветряных электростанций (ВЭС) и т.п.

Три четверти населения Республики Таджикистан (РТ) проживает в сельской местности. В осенне-весенний период вводятся ограничения в подаче электрической энергии (подача осуществляется по 2-3 часа утром и вечером), дефицит энергии в этот период связан со снижением уровня воды на водоемах ГЭС республики.

Поэтому для энергообеспечения сельских и горных населённых пунктов весьма актуальным является комплексное использование ВИЭ на базе мирового опыта.

На сегодняшний день разработаны и реализованы на практике многие варианты исполнения энергокомплексов на базе возобновляемых источников энергии. В Таджикистане наиболее приемлемо использование гидравлической и солнечной энергии. Поэтому в основном будут рассматриваться энергокомплексы, использующие энергию солнечной радиации и энергию потока воды, т.е. энергокомплекс МГЭС-СФЭС (рис. 1).

Рис. 1. Схема энергокомплекса МГЭС-СФЭС

Принцип совместной работы МГЭС-СФЭС можно в краткой форме сформулировать следующим образом. При работе такого энергокомплекса, во время ясной погоды или наименьшего электропотребления СФЭС работает на нагрузку. При этом на агрегаты МГЭС вводится вынужденный режим, часть из них работают на нагрузку, а часть отключены. В это время вода в водохранилище МГЭС накапливается и таким образом происходит аккумулирование первичной энергии. Во время пасмурной погоды, дефицита солнечной радиации или максимального потребления нагрузки, нагрузка покрывается ещё и за счёт МГЭС. При работе СФЭС и МГЭС в составе единого комплекса на общую нагрузку, в качестве гарантированного источника будет выступать МГЭС с водохранилищем. Применение МГЭС в качестве аккумулятора устраняет тепловое загрязнение и требует относительно малых эксплуатационных расходов на аккумулирование. Таким образом, увеличивается гарантированная выработка МГЭС, кроме того, поскольку запасенный объем воды используется на повышенных напорах, обеспечивается дополнительная выработка электроэнергии МГЭС и соответствующая экономия топлива [4].

В республике большая часть населения проживает в сельской местности и адекватное обеспечение экологически чистой энергией является основой устойчивого развития сельских и горных регионов и обеспечивает рациональное использование природных ресурсов. Комплексное использование нетрадиционных возобновляемых источников энергии позволило бы в перспективе успешно решать многие проблемы энергообеспечения и охраны окружающей среды, в том числе, проблемы уменьшения выбросов парниковых газов в атмосферу.

Литература

1. Ахмедов X. М., Каримов X. С., Кабутов К. Возобновляемые источники энергии в Таджикистане: состояние и перспективы развития / Физико-технический институт им. С. У. Умарова Академии наук республики Таджикистан. - Доклад. – Душанбе : - 2010г. – 30 с.

2. Закон Республики Таджикистан«ОБ ЭНЕРГЕТИКЕ». – Душанбе, 2000.

3. Закон Республики Таджикистан « Об использовании возобновляемых источников энергии» Душанбе, 12 января 2010 г.

4. Беззубцева М.М., Юлдашев З.Ш. Исследование энергетических характеристик фотоэлектрического преобразователя солнечной энергии (солнечного элемента) (учебно-методическое пособие) // Международный журнал экспериментального образования. – 2015. – № 5-2. – С. 221-221.

Код для цитирования: Скопировать