Разработка вопросов энергосбережения за счет использования ветроэнергетической установки (стр. 13 из 16)
где hэл – КПД электрического нагревателя (ТЭНы), принимается равным единице; Qп – потребное количество энергии.
В мае ветроустановка АВЭУ6-4М может обеспечить 63% потребной энергии, установка BTH8-8 –100%:
%Для полного обеспечения потребителя необходимой энергией в январе можно предложить две установки АВЭУ6-4М или одну BTH8-8. Результаты расчетов для остальных месяцев приведены в табл.3.14.
Анализ полученных результатов показывает, что установка АВЭУ6-4М обеспечивает потребность в энергии в среднем на 65%, и для полного обеспечения в зависимости от месяца их потребуется две или три. Установка ВТН8-8 в среднем обеспечивает потребность в энергии на 100%. Таких установок требуется одна или две.
3) Определение энергетических показателей ВЭУ
Для этого определяются коэффициенты использования ВЭУ и обеспеченности потребителя необходимой энергией.
3.1) Коэффициент использования вырабатываемой энергии определяется для каждого месяца и рассматриваемого варианта. Например, в январе при использовании двух установок АВЭУ6-4М количество энергии WВЭУ = 8155·2 = 16310МДж. При потребной энергии Qп = 3180 МДж полезно используемая энергия согласно принимается равной потребной (Qпол = Qп), так как тепловая энергия получаемая от ВЭУ больше потребной энергии:
.Таблица 10.3─Определение количества ветроустановок
| ВЭУМесяц | АВЭУ6-М | ВТН8-8 | ||
| % | Кол-во | % | Кол-во | |
| Январь | 65 | 2 | 100 | 1 |
| Февраль | 100 | 1 | 100 | 1 |
| Март | 48 | 3 | 75 | 2 |
| Апрель | 70 | 2 | 100 | 1 |
| Май | 63 | 2 | 100 | 1 |
| Июнь | 53 | 2 | 83 | 2 |
| Июль | 44 | 3 | 66 | 2 |
| Август | 40 | 3 | 64 | 2 |
| Сентябрь | 39 | 3 | 63 | 2 |
| Октябрь | 60 | 2 | 95 | 2 |
| Ноябрь | 63 | 2 | 99 | 1 |
| Декабрь | 63 | 2 | 100 | 1 |
,где
-количество ветроустановокПри использовании одной ветроустановки АВЭУ6-М в январе месяце:
Коэффициент использования вырабатываемой энергии
, %Результаты расчетов сведены в табл.3.14.
3.2) Коэффициент обеспеченности потребителя оцениваем также для каждого месяца в зависимости от вида и количества ВЭУ. Так, в мае при использовании одной и двух ветроустановок типа АВЭУ6-4М соответственно
, % (10.14) 
Результаты расчетов для других месяцев заносим в табл.3.15.
Значит, для полного удовлетворения потребности в энергии нужны три ветроустановки типа АВЭУ6-4М или две установки BWC-3. Коэффициент их использования составляет 0,67 и 0,71.
Таблица 10.4─Энергетические показатели
| Кол-во | Январь | Февраль | Март | Апрель | Май | Июнь | ||||||
| Кi | Ко | Кi | Ко | Кi | Ко | Кi | Ко | Кi | Ко | Кi | Ко | |
| АВЭУ6-М | ||||||||||||
| 1 | 1 | 0.65 | 0.6 | 1 | 1 | 0.48 | 1 | 0.7 | 1 | 0.63 | 1 | 0.53 |
| 2 | 0.77 | 1 | 0.3 | 1 | 1 | 0.95 | 0.7 | 1 | 0.8 | 1 | 0.95 | 1 |
| 3 | 0.51 | 1 | 0.2 | 1 | 0.7 | 1 | 0.5 | 1 | 0.5 | 1 | 0.6 | 1 |
| ВТН8-8 | ||||||||||||
| 1 | 0.96 | 1 | 0.4 | 1 | 1 | 0.75 | 0.9 | 1 | 0.78 | 1 | 1 | 0.83 |
| 2 | 0.48 | 1 | 0.2 | 1 | 0.6 | 1 | 0.45 | 1 | 0.48 | 1 | 0.6 | 1 |
| Кол-во | Июль | Август | Сентябрь | Октябрь | Ноябрь | Декабрь | ||||||
| Кi | Ко | Кi | Ко | Кi | Ко | Кi | Ко | Кi | Ко | Кi | Ко | |
| АВЭУ6-М | ||||||||||||
| 1 | 1 | 0,44 | 1 | 0,4 | 1 | 0.39 | 1 | 0,6 | 1 | 0.63 | 1 | 0.63 |
| 2 | 1 | 0,9 | 1 | 0,8 | 1 | 0.78 | 0.84 | 1 | 0,78 | 1 | 0.78 | 1 |
| 3 | 0.76 | 1 | 0,8 | 1 | 0,85 | 1 | 0.56 | 1 | 0.5 | 1 | 0,5 | 1 |
| ВТН8-8 | ||||||||||||
| 1 | 1 | 1 | 0.4 | 0.64 | 1 | 0.63 | 1 | 0.95 | 1 | 0,99 | 1 | 1 |
| 2 | 0,5 | 1 | 0,77 | 1 | 0.8 | 1 | 0.52 | 1 | 0.51 | 1 | 0.5 | 1 |
Согласно режиму повторяемости скорости ветра (см. прилож.1) рабочий режим наступает с соответствующей вероятностью. Обеспеченность рабочей скорости ветра p(v), когда v > vmin, и средняя продолжительность работы ВЭУ (N дней) в течение месяца приведены в табл.10.5.
Таблица 10.5─Показатели за сезон
| Количество | Ки | Ко |
| АВЭУ6-М | ||
| 1 | 0,97 | 0,59 |
| 2 | 0,83 | 0,95 |
| 3 | 0,58 | 1 |
| ВТН8-8 | ||
| 1 | 0,93 | 0,87 |
| 2 | 0,53 | 1 |
Значит, для полного удовлетворения потребности в энергии нужны две ветроустановки типа АВЭУ6-4М или одна установка ВНТ8-8.
4) Определение экономической эффективности ветроустановки
4.1) Рассчитываем количество полезно используемой энергии за сезон и количество сэкономленного топлива:
(10.15)или
(10.16)При использовании двух установок АВЭУ6-4М:
Результаты расчетов занесены в табл.10.6.
Таблица 10.6─Экономия топлива
| АВЭУ6-М | Кол-во | Полезная энергия | Экономия топлива |
| 1 | 89355 | 6,8 | |
| 2 | 144000 | 11 | |
| 3 | 262470 | 20 | |
| ВТН8-8 | 1 | 133000 | 10 |
| 2 | 146000 | 12 |
4.2) Оцениваем эффективность ветроустановки по энергетическим затратам и определяем срок окупаемости.
Энергозатраты на установку АВЭУ6-4М составляют 89355 МДж, на единицу площади, ометаемой ветроколесом – 1400 Мдж/м2.
Эффективность энергозатрат при использовании двух установок АВЭУ6-4М
;срок окупаемости
летРезультаты расчетов занесены в табл.10.7.
Таблица 10.7─Срок окупаемости по энергетическим показателям
| Показатели | АВЭУ6-4М | ВТН8-8 | ||||||||
| 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | ||||||
| Энергозатраты, МДж | 48000 | 96000 | 144000 | 78471 | 157000 | |||||
| Полезная энергия, МДж | 89355 | 144000 | 262470 | 133000 | 146000 | |||||
| Эффективность энергозатрат | 1,7 | 1,5 | 1,8 | 1,7 | 0,9 | |||||
| Срок окупаемости, лет | 0,5 | 0,6 | 0,5 | 0,6 | 1,1 | |||||
Таким образом, расчет показывает, что наиболее эффективным является вариант с использованием двух установки типа АВЭУ6-4М. При этом потребитель обеспечивается энергией на 95%.
4.3) Оценка сравнительной эффективности ветроустановки по стоимостным показателям
Для каждого рассматриваемого варианта определяются годовые издержки и экономия органического топлива. Условие эффективного использования ветроустановки:
.При использовании одной установки BHT8-8 годовые издержки составят 8400 рублей, если Куд=1500руб./м2 и а=0,05; выручка от экономии топлива – 6800 рублей, если
Т=4000 руб./т у.т. Выбранная ветроустановка работает эффективно. Результаты расчета сведены в табл.3.19. Полученные данные показывают, что для рассматриваемого потребителя при принятых условиях выгодно отличается установка BWC-3. Сравнительная эффективность ее составляет 300 рублей, другие варианты энергоснабжения являются неэффективными.Таблица 10.8─Экономический эффект
| Варианты | Годовые издержки, руб. | Экономия топлива, руб. | Сравнительная эффективность, руб. | |
| АВЭУ6-М | 1 | 5100 | 8840 | +3740 |
| 2 | 10200 | 14830 | +4630 | |
| 3 | 15300 | 26000 | +10700 | |
| ВТН8-8 | 1 | 8400 | 6800 | -1600 |
| 2 | 16800 | 15600 | -1200 | |
Себестоимость энергии от ветроустановки
СВЭУ = ИВЭУ /Qпол = 10200 /144000 = 0,14 руб./МДж = 0,5 руб./кВт·ч.
При изменении первоначальных условий, т.е. удельных капиталовложений, стоимости топлива следует ожидать изменения сравнительной эффективности и себестоимости вырабатываемой энергии. Однако ясно, что вариант использования ветроустановки BWC-3 предпочтительнее, чем АВЭУ-6-4М.
Оценка экономической эффективности ВЭУ по энергозатратам и стоимостным показателям также говорит в пользу ветроустановки BHT8-8, причем вырабатываемая электроэнергия должна идти только на нагрев воды.
10.6 Выводы по использованию ветроустановки
Использование ветроустановки для нагрева горячей воды на Агрофирме «Гарант» Кунашакского района даёт не только экономический эффект, но и позволяет сохранять окружающею среду, что в настоящее время очень актуально.