WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Нефедова Л.В. Метод типологии территорий на основе комплексной оценки потенциала ресурсов возобновляемых источников энергии

Научная статья

 

Электронный научный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ»       1604    http://zhumal.ape.relarn.ru/articles/2007/146.pdf

Метод    типологии территорий   на основе

комплексной   оценки потенциала    ресурсов

возобновляемых источников энергии

Нефедова Л.В. fnefludmila@mail.ru) МГУ им. М.В. Ломоносова, Географический факультет

Потенциальные ресурсы возобновляемых источников энергии определяются климатическими характеристиками, условиями подстилающей поверхности и объемом отходов сельскохозяйственного производства и промышленной переработки его продукции. Особенности природных условий и хозяйственной деятельности определяют региональные различия потенциала возобновляемых источников энергии. При анализе возможностей и перспектив использования ВИЭ и оценке их будущей роли в энергокомплексах регионов представляется важным рассматривать не каждый ресурс изолировано, а проводить типологию районов на основе характеристики уровня обеспеченности ресурсами комплекса ВИЭ, имеющих наибольшее значение для данного региона.

Для комплексной оценки ресурсов возобновляемых источников энергии предлагается методика расчета суммарного удельного нормированного потенциала ВИЭ. Оценку обеспеченности регионов ресурсами ВИЭ нам представляется целесообразным проводить в зависимости от количества жителей - потребителей энергии. Таким образом проводится расчет удельных показателей.

В качестве основных показателей потенциала отдельных видов ресурсов ВИЭ могут быть использованы: поступление солнечной радиации на единицу площади, удельный технический потенциал ветроэнергетических ресурсов на тыс. жителей, удельная мощность перспективных МГЭС на тыс. сельских жителей, удельный технический потенциал использованием отходов сельскохозяйственного производства в регионе на тыс. жителей, удельный потенциал использования геотермальной энергии.

При сопоставлении показателей, имеющих разный порядок величин, проводим нормирование значений по каждому показателю потенциала ресурсов, что является модификацией алгоритма разработанного В.С.Тикуновым [3]. Алгоритм нормирования показателей позволяет получать синтетические характеристики оценочного положения


Электронный научный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ»       1605    http://zhumal.ape.relarn.ru/articles/2007/146.pdf

территориальных единиц по единой шкале и ранжировать данные территориальные единицы на основе этих оценок. Нормализация исходных показателей позволяет преодолеть их разноразмерность, сохранив те же соотношения между видами ресурсов по различным штатам. Нормированные значения (агу) удельного потенциала ресурсов рассчитывались по формуле:

=   Хц-х)/ = 1,2,3. ...п

а']'~хТ-х°j = 1,2,3... т

где п - количество территориальных единиц

т - количество показателей потенциала ресурсов (хгу),

х/ - наименьшее значение (по каждому показателю ресурсов) из всех регионов,

хушах- наиболее отличающееся от х°у- значение показателя.

Такая нормировка дает возможность выразить отклонение всей системы показателей от наилучших и наихудших оценочных значений и тем самым более достоверно с содержательных позиций соразмерить их. Она позволяет устранить количественные соотношения между значениями удельного потенциала по разным видам ресурсов для изучаемых территориальных единиц.

Важным представляется характеристика общей обеспеченности территориальных единиц ресурсами ВИЭ. Для этого предлагается определить суммарные значения по всем удельным нормированным потенциалам (УНП) ресурсов по отдельным видам возобновляемых источников энергии.

Величина

s, = Z

хц -х°i = 1,2,3....п

с^-х)у = 1,2,3...*я

была   названа      «Суммарный   удельный   нормированный   потенциал» (СУНП).

Разработанная методика была применена нами для типологии штатов Индии по обеспеченности ресурсами ВИЭ. В целом страна обладает высоким потенциалом ресурсов ВИЭ (табл.1).


Электронный научный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ»       1606    http://zhumal.ape.relarn.ru/articles/2007/146.pdf

Таблица 1. Потенциал ресурсов возобновляемых источников энергии Индии.

Солнечная энергия

5x10  кВт.ч/год

Энергия ветра

452000 МВт

Малые ГЭС

150000 МВт

Термическая энергия океана

50000 МВт

Биомасса

50000 МВт

Бытовые и промышленные отходы

27000 МВт

Бигазовые установки

12000 тыс.шт.

Источник: Annual Report, MNES, 2007.

Штаты Индии значительно различаются как по общей численности населения, так и числу сельских жителей. В связи с этим для получения картины, соответствующей фактическим условиям обеспеченности населения ресурсами ВИЭ, при анализе потенциала использовались удельные показатели, отнесенные к численности населения в штате. При этом при расчете удельного потенциала ресурсов малой гидроэнергетики расчет проводился в отношении к численности сельского населения, поскольку именно оно является потребителем энергии, которая может быть получена на автономных МГЭС. Аналогично и для потенциала создания сельских биогазовых установок в расчетах участвовало число сельских жителей штата. Для ресурсов ветроэнергетики и энергетики с использованием биомассы расчеты проводились по данным о численности всего населения штата, поскольку электроэнергия от объектов, уже действующих в Индии на основе данных ресурсов, поступает в энергосистемы штатов и может быть использована всеми жителями. Таким образом, при типологии по обеспеченности ресурсами ВИЭ были использованы следующие показатели:

  1. Удельный технический потенциал ветроэнергетических ресурсов в штате на тыс. жителей.
  2. Удельный технический потенциал мощности электростанций с использованием отходов сахарного производства в штате на тыс. жителей.
  3. Удельная мощность перспективных МГЭС (<3 МВт) на тыс. сельских жителей.
  4. Потенциал количества биогазовых установок в штате на тыс. сельских жителей.

Электронный научный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ»       1607    http://zhumal.ape.relarn.ru/articles/2007/146.pdf

5. Среднее по территории штата значение среднегодового прихода суммарной солнечной радиации на единицу площади за сутки.

Наибольшие значения СУНП характеризуют штаты, где все пять или четыре вида возобновляемых источников энергии имеют достаточно высокий потенциал. А штаты, где при современном техническом уровне возможно эффективно использовать только два источника энергии и потенциал их невелик, имеют значении СУНП менее 1,0.

На основании анализа исходных данных и значений СУНП автором были выделены следующие уровни потенциала ресурсов ВИЭ в штатах Индии: очень высокий (СУНП >2,5), высокий (СУНП = 2,0-2,5), средний (СУНП = 1,0-2,0) и низкий (СУНП<1,0).

Наибольшей обеспеченностью ресурсами ВИЭ характеризуются Южная и Юго-Западная Индия кроме штата Керала и союзных территорий. В четырех штатах -Тамилнад, Гуджарат, Махараштра и Карнатака имеется возможность развивать использование всех видов ВИЭ. Из них штат Тамилнад имеет очень высокий потенциал ветроэнергетических ресурсов (более 3,3 тыс. МВт) и хорошие условия инсоляции. Наиболее высокое значение потенциала ресурсов в расчете на душу населения отмечено для штат Гуджарат (СУНП = 2,78). Здесь имеется максимальный по стране удельный потенциал ветроэнергетических ресурсов (более 75 Вт/чел.). Высок потенциал гелиоэнергетических ресурсов при среднегодовом суточном приходе суммарной солнечной радиации около 5,7 кВт.ч/м . В штате есть потенциал сооружения станций когенерации электроэнергии на багассе (200 МВт), который пока практически не освоен. В штатах Махараштра и Карнатака также возможно использование всех видов ВИЭ. При этом штат Махараштра имеет самый высокий потенциал ресурсов когенерации с использованием биомассы (около 1000 МВт) и средние потенциалы ветроэнергетики и малой гидроэнергетики. Для штата Карнатака расчеты показали значения удельных нормированных показателей потенциала по всем видам ВИЭ выше среднего, однако ни по одному из источников не отмечено максимальных значений для страны. В сумме с использованием ВИЭ здесь может быть установлено электростанций суммарной мощностью около 3 тыс. МВт, преобладают здесь ресурсы ветра и малой гидроэнергетики (в сумме около 70 кВт/тыс. чел.).

Как имеющие высокий уровень ресурсов ВИЭ были определены штаты со значениями СУНП от 2,0 до 2,5. В эту группу выделены штаты Раджастхан, Пенджаб, Мадхья-Прадеш и Андхра-Прадеш. Из этих четырех штатов лишь в Андхра-Прадеше есть    возможность    использовать    все    виды   ВИЭ,    причем    потенциал   ресурсов


Электронный научный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ»       1608    http://zhumal.ape.relarn.ru/articles/2007/146.pdf

ветроэнергетики, гелиоэнергетики и биогазовых установок достаточно высок (УНП более 0,6), однако ресурсы использования биомассы и энергии малых рек невелики (УНП соответственно лишь 0,24 и 0,01). Общая установленная мощность может составить до 55 кВт/тыс.чел.

Раджастхан также отнесен к группе с высоким суммарным потенциалом ресурсов ВИЭ, хотя потенциал ресурсов, которые могут использоваться на современном этапе, незначителен, за исключением БГУ (более 27шт./тыс.сел.жителей). Однако этот штат получает максимум инсоляции по стране (до 7,8 кВт.ч/м .сут) при среднегодовом значении более 6 кВт.ч/м сут. По мере развития технологий использования гелиоресурсов энергоустановки на этом источнике смогут вносить ощутимую долю в производство электроэнергии в штате. Этот процесс уже начат строительством электростанции комбинированного типа в Матхапе близ Джайпура мощностью 140 МВт, с солнечной составляющей в 40 МВт.

Для остальных штатов Индии - северная, северо-восточная часть, а также штат Керала - значения СУНП составляют менее 2,0. В этих штатах ветроэнергетические ресурсы пока определены как незначительные. В ряде горных штатов приход солнечной радиации более 5,3 кВт.ч/м .сут (Аруначал-Прадеш, Джамму и Кашмир). При современном уровне фотоэлектрических гелиоустановок применение их для энергообеспечения отдаленных населенных пунктов носит преимущественно демонстрационный характер.

В северо-восточных штатах вследствие синоптической обстановки приход солнечной радиации низок (порядка 4,7-4,8 кВт.ч/м .сут), однако в этих штатах ресурсы малой гидроэнергетики столь значительны, что могут позволить проводить электрификацию отдаленных населенных пунктов лишь с использованием этого ресурса. Так, в штатах Сикким, Мизорам, Химачал-Прадеш и Аруначал-Прадеш удельный потенциал составляет более 120 кВт/тыс. сел.жителей. Штаты Манипур, Нагаленд, Мегхалая, также обеспечены ресурсами для малой гидроэнергетики, но в меньшей степени - около 30-40 кВт/тыс.сел.жит. Необходимо отметить, что, поскольку территории, отнесенные к этой градации, менее изучены в плане потенциала ресурсов, чем центральные штаты, то, возможно, по мере экономического развития этих районов могут быть открыты новые перспективы для использования ВИЭ.

Проведенная типология штатов Индии на основании расчетов предложенного суммарного удельного нормированного потенциала ВИЭ позволила составить карту обеспеченности населения страны ресурсами для создания объектов возобновляемой энергетики (рис.1).


Электронный научный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ»       1609    http://zhumal.ape.relarn.ru/articles/2007/146.pdf

Потенциал ресурсов и использование возобновляемых источников энергии в Индии


 


flcfre«jMwi ресурсов ВМЭ

нормированного noT&«jV3w ЕИЭ

йЧ?МЬ ВШМЛ

ЕЕ]     Сюл«:.5

шескый

ЕВ]   ^

СГнЩНИЙ

И   тл-эд

ннзпчй

?%%¦]   «»1» '0

Сйсгйвпзно па данным MINES. Annual Heporis ?S96, 139Я. 2000


на ВИЗ   ЕЗСЙ0г..Мег

© о

»4ii*fi20              2D-100               dcjK*10O

  1. МГЭС
  2. ВЭС ?    БЭС

Ког»1чество бюгэзоеы* установок, тъе. шт-

|ыи. UJI

I

hJ№№5     5-IQQ     100- 2QQ     СкшрсЯЮ


Рис.     1.        Типология    штатов    Индии    по    значению    суммарного    удельного

нормированного        потенциала                и        уровню        использования        ВИЭ.


Электронный научный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ»       1610    http://zhumal.ape.relarn.ru/articles/2007/146.pdf

Анализ уровня использования потенциальных ресурсов ВИЭ показывает, что уже на настоящий момент данные энергоисточники заняли устойчивое положение в топливно-энергетическом комплексе страны. Суммарная мощность станций и автономных установок, использующих ВИЭ для выработки электроэнергии, составила на 2000 г. более 1880 МВт - около 2% общей мощности электростанций страны. Более половины установленных энергомощностей на ВИЭ приходится на штаты Тамилнад (864 Мвт) и Гуджарат (170 Мвт) и составляет для них из общей установленной мощности электростанций около 14% и 3% соответственно. Суммарная мощность в штатах Индии электростанций, использующих ВИЭ, показана на карте.

Литература

    • Алексеев  В.В.,   Нефедова  Л.В.   Ветроэнергетические   программы  Индии.   -   Сб. научных трудов «Возобновляемая энергетика». - М.: Изд-во МГУ, 1999. - с. 154-163.
    • Безруких П.П. Нетрадиционная энергетика. // Российский химический журнал. -1997.-т.41,№6.-с. 134-146.
    • Тику нов   B.C.   Классификации   в   географии:   ренессанс   или   увядание?   (Опыт формальных классификаций).- Москва-Смоленск, 1997.
    • Annual Reports 1995-1996, 1999-2000. Ministry   of Non-Conventional Energy Sources. Government of India. - New Delhi, 1996, 2000.
    • Annual Report 2006-2007 Ministry of Non-Conventional Energy Sources. Government of India. - New Delhi, 2007.
    • India 2000. A Reference Annual./ Publication Division, Ministry of Information and Broadcasting. Govt. of India.-New Delhi.-2001.
     



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.