Жизненно важной характеристикой энергетики в экстремальных природно-климатических условиях является надежность работы всех звеньев системы топливо - и энергообеспечения. В зависимости от этого находится не только эффективность функционирования отраслей народного хозяйства, но и здоровье, и жизнь людей. В России, всего насчитывается около 12,8 млн. человек, проживающих в областях, для энергоснабжения которых используются дизельные или бензиновые электростанции, привозной керосин или газ в баллонах, древесное топливо, а часть сезонных потребителей вообще не имеют современных средств энергоснабжения.
Сибирский регион, и Томская область в частности, является типичным примером энергоснабжения удаленных потребителей. Наличие большого количества рассредоточенных потребителей, электроснабжение которых может осуществляться только от автономных источников энергии, и проблемы в существующей децентрализованной системе энергообеспечения требует решения актуальных вопросов развития и оптимизации электроснабжения изолированных потребителей. Таким образом, оптимизация систем энергообеспечения децентрализованных районов Томской области, с повышенными требованиями к надежности работы источников энергии и транспорта, является весьма актуальной задачей. Внедрение технологий возобновляемой энергетики, при рациональном использовании, может оказать помощь в энергообеспечении районов со слабой топливной базой и плохими транспортными условиям; решить проблему эффективного использования потребляемых ресурсов и вовлечения в энергетический баланс регионов неиспользуемых источников энергии и ресурсов; улучшить экологическую обстановку в местах производства электрической энергии, что будет способствовать ускоренному экономическому развитию регионов и улучшению социально-бытовых условий жизни населения.
Для решения вопросов оптимизации электроснабжения изолированных потребителей требуется проведение ресурсных, технико-экономических, экологических и других обоснований целесообразности использования ВИЭ в децентрализованном электроснабжении и масштабов их внедрения в систему электроснабжения области.
Представленная работа выполнена в рамках г/б темы 9.10 ЕЗН ТПУ и является частью научно-практических исследований и разработок, ведущихся в ТПУ в соответствии с Федеральной программой “Энергообеспечение районов Крайнего Севера и приравненных к ним территорий, а также мест проживания малочисленных народов Севера, Сибири и Дальнего Востока за счет использования нетрадиционных возобновляемых источников энергии и местных видов топлива на 1996-2000 гг". В Томском политехническом университете диссертация выполнялась по индивидуальному гранту ТПУ на проведение научных исследований молодыми учеными.
Целью диссертационной работы является исследование комплекса систем децентрализованного электроснабжения районов Томской области и разработка методики выбора наиболее эффективных вариантов энергообеспечения, учитывающей имеющиеся возобновляемые энергоресурсы области, энергобаланс, сложившуюся инфраструктуру электроснабжения потребителей. Разработка рекомендаций по повышению энергоэффективности систем децентрализованного электроснабжения области, путем вовлечения в энергобаланс области альтернативных источников энергии.
Для достижения поставленной цели в диссертационной работе поставлены и решены следующие задачи:
1. Проведен анализ структуры системы электроснабжения потребителей Томской области.
2. Произведена оценка объемов и условий электроснабжения изолированных потребителей, и рассмотрены задачи по совершенствованию комплекса систем децентрализованного электроснабжения.
3. Произведено исследование потенциала возобновляемых энергоисточников в зоне размещения объектов электрификации и выделены приоритетные виды ВИЭ, целесообразные для использования в целях генерации электроэнергии.
4. Показана целесообразность внедрения электротехнических комплексов с применением ВИЭ в децентрализованных зонах электроснабжения.
5. Рассмотрены варианты выбора систем генерации электроэнергии с участием приоритетных на данной территории энергоисточников.
6. Сформулированы региональные требования к электротехническим комплексам и системам на ВИЭ, и проведена оценка масштабов их применения на территории области.
Предметом исследования является повышение энергоэффективности децентрализованных систем генерирования электрической энергии Томской области с применением альтернативных энергоисточников.
Объектом исследования является комплекс децентрализованных систем электроснабжения районов Томской области с учетом технических, экономических, экологических условий и потенциала ВИЭ на территории области.
1. Коновалова Л.П. Использование биомассы и геотермальной энергии в децентрализованном энергоснабжении Томской области // Х Международная научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых ”Современная техника и технологии” Труды. В 2х. Т.– Томск: Изд-во ТПУ, 2004. Т.1
2. Коновалова Л.П. Исследование потенциала возобновляемых энергоресурсов территории Томской области (энергия биомассы лесов и торфяников) // Материалы докладов всероссийской научной конференции молодых ученых «Наука. Технологии. Инновации». – Новосибирск: Изд-во НТГУ, 2002
3. Коновалова Л.П. Анализ топливно-энергетического баланса децентрализованных зон Томской области. // XI Международная научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии». Труды. В 2-х т. – Томск: Изд-во ТПУ, 2005. – Т.1.
4. Коновалова Л.П. Эффективность энергосбережения децентрализо-ванных потребителей с использованием возобновляемых источников энергии. // XII Международная научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии». Труды. В 2-х т. – Томск: Изд-во ТПУ, 2005. – Т.1.
5. Коновалова Л.П., Лукутин Б.В.,Обухов С.Г. Перспективы развития биоэнергетики в Томской области. // Ресурсы регионов России» №6, - 2005г
6. Коновалова Л.П. Исследование ресурсов биомассы Томской области применительно к энергетическим задачам. // XIII Международная научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии». Труды. В 2-х т. – Томск: Изд-во ТПУ, 2006. – Т.1.
7. Коновалова Л.П. Оценка возможности внедрения газогенераторных установок для энергообеспечения удаленных потребителей Томской области // Сборник докладов Международной научно-технической конференции, посвященной 50-летию ЛГТУ «Энергетика и энергоэффективные технологии» – Липецк: Изд-во ЛГТУ, 2006.
8. Коновалова Л.П. Оценка возможности использования энергии ветра для электроснабжения удаленных потребителей Томской области.// Тезисы докл. XIII Всероссийского студенческого научно-практического семинара «Энергетика: экология, надежность, безопасность». – Томск: Изд-во ТПУ, 2006
9. Коновалова Л.П., Лукутин Б.В. Эффективность возобновляемой энергетики в децентрализованных зонах Деп. в .ВИНИТИ 26.03.07 №310-В2007
10. Коновалова Л.П.Оценка возможности использования возобновляемой энергетики в удаленных районах томской области. // XIII Международная научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии». Труды. В 2-х т. – Томск: Изд-во ТПУ, 2007. – Т..
11. Коновалова Л.П. Эффективность электроснабжения удаленных потребителей Томской области с использованием энергии ветра. // Материалы VII Междунар. Науч.-практич. Конф., г.Новочеркасск. В 2-х ч. – Новочеркасск : Изд-во ЮРГТУ, 2007. – Ч.2.
12. Коновалова Л.П. Лукутин Б.В., Сурков М.А. Эффективность де-централизованного электроснабжения районов Томской области с использованием энергии ветра // Научный вестник НГТУ. - 2007. - № 2.