Разработка технико-экономического обоснования внедрения инновационного продукта в области энергетики на примере фирмы ООО «EcoHydro»
|
Введение 4
1. Содержание и особенности инновации 7
2. Техническое обоснование 15
2.1 Анализ существующих подходов к гидроэнергетике 15
2.2 Анализ существующих турбин для мини и микрогэс 23
2.3 Сравнительный анализ технических характеристик предлагаемого
технического решения с аналогами 25
3. Экономическое обоснование 31
3.1 Условия эффективного внедрения микрогэс с ортогональной турбиной.. 31
3.2 Сравнительный анализ цен 35
3.3 Анализ альтернативных источников энергии 36
3.4 Зарубежный опыт 39
Заключение 40
Список использованных источников 42
1. Содержание и особенности инновации 7
2. Техническое обоснование 15
2.1 Анализ существующих подходов к гидроэнергетике 15
2.2 Анализ существующих турбин для мини и микрогэс 23
2.3 Сравнительный анализ технических характеристик предлагаемого
технического решения с аналогами 25
3. Экономическое обоснование 31
3.1 Условия эффективного внедрения микрогэс с ортогональной турбиной.. 31
3.2 Сравнительный анализ цен 35
3.3 Анализ альтернативных источников энергии 36
3.4 Зарубежный опыт 39
Заключение 40
Список использованных источников 42
Мы живем на переломе двух эпох — эпохи углеводородного топлива и эпохи альтернативной энергетики. Углеводородное топливо человечество интенсивно использует уже второе столетие, которое очевидно будет последним. В условиях экономического кризиса доля его будет зависеть от того, насколько быстро до начала исчерпания запасов углеводородного топлива будут разработаны новые технологии в альтернативной энергетике. Иными словами многое зависит от нас, в том числе и наше здоровье, здоровье и благополучие наших детей. Поэтому вполне понятно стремление многих стран в современных условиях к максимальному использованию, но на новых принципах, возобновляемых источников энергии - ветра, солнца, биомассы и т.д. На данный момент энергоэффективность возводится в нашей стране в ранг государственной политики [1]. Принят закон об энергосбережении и повышении энергетической эффективности и одобрены программы,
способствующие его реализации.
Одним из вариантов альтернативного источника получения энергии есть мобильная микроГЭС. К микрогидроэлектростанциям относят ГЭС с установленной мощностью до 100 кВт. МикроГЭС используют
кинематическую энергию водяного потока в его естественном состоянии. Мобильными МГЭС считают ГЭС, конструктивное исполнение которой предусматривает возможность ее перемещения на другое место без нарушения готовности ее основных узлов.
На существующих в настоящее время низконапорных ГЭС и приливных электростанциях применяются осевые турбины, у которых напорный поток воды движется вдоль оси турбины. Несколько десятилетий эксплуатации и исследований позволили довести конструкцию осевых турбин до высокой степени совершенства, но они дороги и их изготовление возможно лишь на специализированных турбостроительных заводах.
К тому же наиболее просто делать бесплотинные ГЭС, так как сооружение плотины достаточно сложное и дорогое дело и часто требует согласования с местными властями или, по крайней мере, с соседями. В том случае, когда аналоги микроГЭС требуют предварительных работ по изменению русла реки и возведению плотины, у установки микроГЭС с ортогональной турбиной в этом надобности нет.
Ортогональные турбины имеют широкий потенциал для их использования в микро- и мини- ГЭС, приливных электростанциях, волновых морских электростанциях и ветроэнергетических установках [2]. При использовании установки с ортогональной гидравлической турбиной будет достигнуто:
- снижение стоимости изготовления гидроагрегата электростанции по сравнению с существующими аналогами;
- быстрая организация серийного производства, не требующего специализированного оборудования, и обеспечивающего возможность изготовления турбин широкого диапазона мощностей;
- снижение стоимости гидротехнических сооружений;
- отсутствие экологического давления на окружающую среду.
Цель выпускной квалификационной работы - разработать техникоэкономическое обоснование внедрения инновационного продукта в области энергетики (на примере компании ООО «EcoHydro»).
Объектом исследования является ООО «EcoHydro», предметом - установка микроГЭС с ортогональной турбиной.
Задачи работы:
- произвести анализ существующих подходов к гидроэнергетике;
- произвести сравнительный анализ технических характеристик предлагаемого технического решения с аналогами;
- проанализировать опыт зарубежных стран;
- проанализировать альтернативные источники энергии;
- выявить условия эффективного внедрения микроГЭС с ортогональной турбиной;
- произвести сравнительный анализ экономических характеристик предлагаемого технического решения с аналогами.
способствующие его реализации.
Одним из вариантов альтернативного источника получения энергии есть мобильная микроГЭС. К микрогидроэлектростанциям относят ГЭС с установленной мощностью до 100 кВт. МикроГЭС используют
кинематическую энергию водяного потока в его естественном состоянии. Мобильными МГЭС считают ГЭС, конструктивное исполнение которой предусматривает возможность ее перемещения на другое место без нарушения готовности ее основных узлов.
На существующих в настоящее время низконапорных ГЭС и приливных электростанциях применяются осевые турбины, у которых напорный поток воды движется вдоль оси турбины. Несколько десятилетий эксплуатации и исследований позволили довести конструкцию осевых турбин до высокой степени совершенства, но они дороги и их изготовление возможно лишь на специализированных турбостроительных заводах.
К тому же наиболее просто делать бесплотинные ГЭС, так как сооружение плотины достаточно сложное и дорогое дело и часто требует согласования с местными властями или, по крайней мере, с соседями. В том случае, когда аналоги микроГЭС требуют предварительных работ по изменению русла реки и возведению плотины, у установки микроГЭС с ортогональной турбиной в этом надобности нет.
Ортогональные турбины имеют широкий потенциал для их использования в микро- и мини- ГЭС, приливных электростанциях, волновых морских электростанциях и ветроэнергетических установках [2]. При использовании установки с ортогональной гидравлической турбиной будет достигнуто:
- снижение стоимости изготовления гидроагрегата электростанции по сравнению с существующими аналогами;
- быстрая организация серийного производства, не требующего специализированного оборудования, и обеспечивающего возможность изготовления турбин широкого диапазона мощностей;
- снижение стоимости гидротехнических сооружений;
- отсутствие экологического давления на окружающую среду.
Цель выпускной квалификационной работы - разработать техникоэкономическое обоснование внедрения инновационного продукта в области энергетики (на примере компании ООО «EcoHydro»).
Объектом исследования является ООО «EcoHydro», предметом - установка микроГЭС с ортогональной турбиной.
Задачи работы:
- произвести анализ существующих подходов к гидроэнергетике;
- произвести сравнительный анализ технических характеристик предлагаемого технического решения с аналогами;
- проанализировать опыт зарубежных стран;
- проанализировать альтернативные источники энергии;
- выявить условия эффективного внедрения микроГЭС с ортогональной турбиной;
- произвести сравнительный анализ экономических характеристик предлагаемого технического решения с аналогами.
В данной работе выявлены условия эффективного внедрения микроГЭС с ортогональной турбиной, произведен сравнительный анализ экономических характеристик предлагаемого технического решения с аналогами. Также были рассмотрены технические характеристики заявляемого технического решения с аналогами, выявлены преимущества.
На основании проделанной работы можно сделать вывод о том, что установка микроГЭС с ортогональной турбиной не уступает своим конкурентам по экономическим и техническим характеристикам, и даже в некоторых вопросах превосходит аналоги. Например она более экономична в цене, затратах во времени и материалах на изготовление чем конкуренты. Не требует возведения плотины и изменения русла реки.
Конечно если есть возможность нужно подключиться к линиям энерго передач и получать энергию от ГЭС, так как она самая дешевая, но еще в России полно отдаленных районов, в которых нет электричества и нет возможности даже протянуть линии энерго передач, поскольку это слишком дорого. В некоторых районах даже нет дорог, и соответственно дизельные электростанции не подходят, потому что топливо быстро кончается, а привезти новое возможности нет. На эти районы и нацелен данный проект.
Огромным плюсом так же является тот факт, что гидроресурсы являются возобновляемыми. К тому же большое значение имеет:
- изношенность линий электропередач;
- сложность и высокая стоимость прокладки новых линий и в обеспечении качества электроснабжения, связанные со спецификой рельефа, транспортными проблемами;
- трудности в организации сервисного обслуживания, связанные с наличием большого количества малонаселенных труднодоступных районов, обслуживание которых не окупается.
К сожалению, ГЭС остается только ремонтировать, так как постройка новых требует значительных финансовых средств, к тому же нет подходящего места для новых ГЭС, также решатся проблемы затопления земель и загрязнения окружающей среды. Деривационные ГЭС возможно построить лишь на реках с большим уклоном, а для ГЭС должно быть огромное водохранилище. Другое дело, когда речь идет о совсем маломощных станциях, которые относятся к микроГЭС, или станциях меньше 1 МВт. В этих случаях начинает работать фактор масштаба - станции оказываются существенно более дорогими, чем крупные, причем не только на этапе строительства, но и на всех стадиях жизненного цикла. И это - главный «тормоз» развития малой гидроэнергетики.
Данная установка с инновационной ортогональной турбиной может работать на речке, ручье, технологических водотоках итд. Очевидны преимущества данной разработки, так как она выгодна по нескольким параметрам:
- простота изготовления;
- мобильность;
- относительно дешевая энергия;
- меньшее загрязнение окружающей среды и тд.
Проект будет востребован, так как он превосходит аналоги по нескольким критериям, и если полагаться на опыт конкурентов и просмотреть статистику продаж аналогов, то за 2016 год было реализовано по разовым договорам более 120 микроГЭС мощностью 10 кВт фермерам, агрофирмам, представителям местных администраций. Так же в страны дальнего зарубежья, в том числе Швецию, Финляндию, Японию, Южную Корею, Панаму, Францию, Бразилию, Афганистан поставлено более 50 гидроагрегатов для малых и микро ГЭС фирмой конкурентом.
На основании проделанной работы можно сделать вывод о том, что установка микроГЭС с ортогональной турбиной не уступает своим конкурентам по экономическим и техническим характеристикам, и даже в некоторых вопросах превосходит аналоги. Например она более экономична в цене, затратах во времени и материалах на изготовление чем конкуренты. Не требует возведения плотины и изменения русла реки.
Конечно если есть возможность нужно подключиться к линиям энерго передач и получать энергию от ГЭС, так как она самая дешевая, но еще в России полно отдаленных районов, в которых нет электричества и нет возможности даже протянуть линии энерго передач, поскольку это слишком дорого. В некоторых районах даже нет дорог, и соответственно дизельные электростанции не подходят, потому что топливо быстро кончается, а привезти новое возможности нет. На эти районы и нацелен данный проект.
Огромным плюсом так же является тот факт, что гидроресурсы являются возобновляемыми. К тому же большое значение имеет:
- изношенность линий электропередач;
- сложность и высокая стоимость прокладки новых линий и в обеспечении качества электроснабжения, связанные со спецификой рельефа, транспортными проблемами;
- трудности в организации сервисного обслуживания, связанные с наличием большого количества малонаселенных труднодоступных районов, обслуживание которых не окупается.
К сожалению, ГЭС остается только ремонтировать, так как постройка новых требует значительных финансовых средств, к тому же нет подходящего места для новых ГЭС, также решатся проблемы затопления земель и загрязнения окружающей среды. Деривационные ГЭС возможно построить лишь на реках с большим уклоном, а для ГЭС должно быть огромное водохранилище. Другое дело, когда речь идет о совсем маломощных станциях, которые относятся к микроГЭС, или станциях меньше 1 МВт. В этих случаях начинает работать фактор масштаба - станции оказываются существенно более дорогими, чем крупные, причем не только на этапе строительства, но и на всех стадиях жизненного цикла. И это - главный «тормоз» развития малой гидроэнергетики.
Данная установка с инновационной ортогональной турбиной может работать на речке, ручье, технологических водотоках итд. Очевидны преимущества данной разработки, так как она выгодна по нескольким параметрам:
- простота изготовления;
- мобильность;
- относительно дешевая энергия;
- меньшее загрязнение окружающей среды и тд.
Проект будет востребован, так как он превосходит аналоги по нескольким критериям, и если полагаться на опыт конкурентов и просмотреть статистику продаж аналогов, то за 2016 год было реализовано по разовым договорам более 120 микроГЭС мощностью 10 кВт фермерам, агрофирмам, представителям местных администраций. Так же в страны дальнего зарубежья, в том числе Швецию, Финляндию, Японию, Южную Корею, Панаму, Францию, Бразилию, Афганистан поставлено более 50 гидроагрегатов для малых и микро ГЭС фирмой конкурентом.