КОНЦЕПТУАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ КОМПЛЕКСНОГО ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЯ АГРОГОРОДКА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕСТНЫХ И ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ Содокладчики: Герасимович Л. С. , академик, д. т. н. , профессор Ланкевич Ю. И. ассистент, Синенький А. В. , мл. научн. с-к Минск – Сектор энергетики АПК Института энергетики НАН Беларуси – 2013 г.
Агрогородок – благоустроенный населённый пункт с социальной инфраструктурой, обеспечивающей Государственные социальные стандарты проживающему в нём населению, жителям прилегающих территорий и задачи сопряжённой градообразующей аграрной производственной сферы. 2
Развитие сельских населенных пунктов в Республике Беларусь 3
Разновидности агрогородков 1. Одно градообразующее многопрофильное СХП с населением одного агрогородка на 3 - 7 и тыс. га. 2. Градообразующее СХП с наличием: - животноводческих комплексов по откорму КРС. - животноводческого комплекса по откорму свиней. - птицефабрики. - тепличного комбината. - крупных цехов по переработке с. -х. продукции. 3. С населением двух и более агрогородков с одним градообразующим СХП 4
Концептуальное моделирование - это деятельность по обследованию агрогородков, оценке и обработке собранной информации из баз данных для определения технического и экономического потенциала энергосистем агрогородка с использованием МВЭР, имитационного моделирование и отбор наиболее перспективных вариантов для разработки концептуального проекта системы комплексного энергообеспечения агрогородка (СКЭОА)
Концептуальный проект СКЭОА - это комплект технической и экономической документации вне систем СПДС и ЕСКД, предваряющий первую стадию проектирования, который: • включает наиболее перспективные и важные с энергоэкономической точки зрения структуры СКЭОА; • дает более наглядное представление о проектируем объекте для поддержки принятия решений; • содержит обоснование технико-технологической возможности и экономической целесообразности модернизации или реинжиниринга энергосети, нового строительства СКЭОА.
Миссия концептуального проекта СКЭОА высокой энергоэффективности и экологической безопасности • создание экосистемы, благоприятной для развития производительных сил и уровня жизнеобеспечения сельского населения; • обоснование энергоэффективной, энергобезопасной и надежной структуры СКЭОА • обеспечение высокой производительности аграрного труда и социального уровня сельского населения; • диверсификация энергетических ресурсов с использованием МВЭР; • интеллектуализация управления СКЭОА 7
Состав и структура программного комплекса Первичные данные обследования агрогородка Нормативно правовая база Программа обработки данных «ENPEP» Веб-сайт для редактирования и наполнения БД База Данных Сервер Пользователи базы данных Программа обработки данных «АРЭП» Работа экспертов Другие приложения, использующие БД Администрирование базы данных 8
Функциональная схема концептуального проектирования с использованием базы данных в среде IDEF 0
Действующие документы, определяющие развитие МВИЭ в АПК Республике Беларусь • Указ Президента Республики Беларусь от 17 сентября 2007 г. № 433 «О Концепции энергетической безопасности Республики Беларусь» • Cтратегия развития энергетического потенциала Республики Беларусь (утверждена Постановлением С М РБ 9 августа 2010 г. № 1180 • Концепция развития теплоснабжения в Республике Беларусь на период до 2020 года (утверждена Постановлением СМ РБ 18 февраля 2010 г. , № 225 • Национальный проект РБ «Развитие местных, возобновляемых и нетрадиционных энергоисточников на 2011 -2015 годы» (утвержден Постановлением СМ РБ 10 мая 2011 г. , № 586) • Постановление Комитета по энергоэффективности при Совете Министров в Республике Беларусь 27 января 2004 г. № 1 «Об утверждении инструкции о порядке создания и функционирования демонстрационных зон высокой энергоэффективности Республики Беларусь» . 10
Принципы методологии концептуального моделирования СКЭОА 1 - приоритет энергоэффективности и энергобезопасности производственной сферы агрогородков; 2 - соблюдение минимально допустимых государственных социальных стандартов для населения агрогородков. 3 - комплексное энергообеспечение с использованием МВЭР со сроком окупаемости СКЭОА около 5 лет 11
Принципы методологии концептуального моделирования СКЭОА (продолжение) 4. Энерго- и ресурсосберегающие технологии конверсии МВЭР 5. Инновационное энергооборудование для производственных и бытовых энергопотребителей 6. Централизованные и локальные системы интеллектуального управления нагрузками и режимами работы энергопотребителей 7. Высокоорганизованное обслуживание и технический сервиc энергосистемы и автономных энергопотредителей 12
Система требований к концептуальному проекту СКЭОА 13
Первичные энергоресурсы и энерготехнологии 1 Тип первичного энергоресурса Местные энергоресурсы 1. 1 Биомасса 1. 1. 1 отходы древесины, солома, щепа, опилки, быстрорастущие растения, злаки, бобовые Непосредственное сжигание 1. 1. 2 Газификация, пиролиз 1. 1. 3 Ферментация № Вид первичного энергоресурса 1. 1. 4 Вырабатываемый энергоноситель Тип энерготехнологий Смесь горючих газов Пиротопливо: газообразное, жидкое, твердое, топливный газ этанол Топливные гранулы, пеллеты Прессование 1. 1. 5 органические помет отходы, навоз, 2 Возобновляемые энергоресурсы 2. 1 Солнечная энергия электромагнитное солнца 2. 2 2. 3 2. 4 Энергия ветра Гидроэнергия Геотермальная энергия конвективное течение воздуха течение воды теплые воды 2. 5 Низкопотенциальное тепло грунт, вода, воздух 3 Централизованные энергоносители 3. 1 Электроэнергия Преобразование электроэнергия в виде электроэнергии высоковольтного напряжения низковольтное напряжение 3. 2 Природный газ высокого природный газ низкого давления метан излучение Метановое сбраживание Преобразование солнечной радиации Нагрев теплоносителя Электрогенерация Нагрев теплоносителя Низкопотенциальное тепло земли, воздуха Дросселирование Электроэнергия Тепло Электроэнергия в низковольтного напряжения Газ низкого давления
Энергетические и экономические показатели конверсионных энергоустановок Удельные КПД эксплуатационные капиталовложени затраты энерготехнологии % я долл/к. Вт/год Тип энергоустановки Вид первичного энергоносителя Вид вырабатываемой энергии Мощность установок Огневые топки Пиротопливо: газообразное, жидкое, твердое (топливные пеллеты, гранулы), топливный газ смесь горючих газов, метан, торф. тепловая 0. 1 -10 МВт 82 -95 420 -498 180 -410 Газогенераторы Отходы древесины, солома, щепа, опилки, быстрорастущие растения, злаки, бобовые. тепловая 0, 04 -10 МВт 80 -92 420 -498 176 тепловая, электрическая электрической (43 -380 к. Вт) тепловой (72 -551 к. Вт) 90, 1 (36, 6/53, 8) 3040 -5770 183 -404 8 -43 1000 -3000 45 -66 45 -96 2000 -2300 250 -300 2 -1000 к. Вт 15 -45 1500 -2300 52 -60 10 -200 к. Вт 800 -2000 м 3 раб. об. 73 60 -85 2500 -2700 420 -1200 $/ м 3 раб. об. 110 -120 210 -560 $/ м 3 раб. об. /год 2000 -6000 350 -480 Пиротопливо: газообразное, жидкое, твердое (топливные пеллеты, гранулы), топливный газ Огневая мини. ТЭЦ, смесь горючих газов, метан, и т. д. отходы древесины, солома, щепа, опилки, быстрорастущие растения, злаки, бобовые, торф Солнечные батареи (Фотовольтаика) Гелиотермальные коллекторы Ветрогенератор Мини ГЭС Биогазовые установки Тепловые насосы Оптическое излучение электроэнергия солнца Оптическое излучение тепловая солнца Конвективное течение электроэнергия воздуха Течение воды электроэнергия Органические отходы, навоз, метан помет Низкопотенциальное тепло земли, воздуха тепловая 12 -300 Вт (модуль) 250 -360 Вт (модуль) 5 -82, 5 к. Вт Коэффициент энергоэффективности 3 -4 15
Универсальная расчетная схема комплексной энергосети типового агрогородка (ПО BALANCE) 16
Универсальная структурнофункциональная IDEFO-модель СКЭОА 17
Обобщенные результаты концептуального моделирования СКЭОА С учетом тренда цен на различные энергоресурсы при расчетном сроке эксплуатации энергсистемы агрогородков в течение 20 лет и сроке окупаемости до 5 ти лет, целесообразно: 1. Сооружение централизованных автономных биогазовых комплексов, принадлежащих предприятию, или за счет средств специальной энергокомпании, на арендуемой производственной территории агрогородка: • с когенерационной установкой и продажей электроэнергии государственной энергосистеме, а тепловой - потребителям агрогородка; • с газоразделительным оборудованием и автогазозаправочной станцией и продажей биогаза различным энергопотребителям. 18
Обобщенные результаты концептуального моделирования СКЭОА (продолжение) 2. Сооружение собственных автономных фотоэлектростанций (ФЭС) на крышах: производственных помещений и зданий жилищно-коммунальной сферы или аренда этих площадей энергокомпаниям-собственникам этих станций, в т. ч. иностранным. 3. Индивидуальные автоматизированные комплексные энергосистемы зданий и усадеб, включая котлы на различных видах ТЭР, фотоэлектрические батареи, солнечные гелиоколлекторы, тепловые насосы, например, VIESSMANN и других иностранных фирм. 4. Ускоренное развитие НИОКР в области создания отечественного полнокомплектного автоматизированного энергооборудования с использованием МВЭР. 5. Организация развитого регионального технического сервиса энергооборудования в агрогородках. 19
Укрупненный расчет стоимости сооружения СКЭОА «Торгуны» Докшицкого р-на (без таможенного сбора и НДС) Объект Перечень оборудования Биогазовый комплекс метантенки 2700 м³ (2 шт), когенератор 400 к. Вт. Эл/445 к. Вт. тепл. , панели Vitovolt 200 -1530 шт. мощностью 240 Вт каждая ФЭС мощностью 370 к. Вт Детский сад Каскад из 2 тепловых насосов Vitocal 300 -G общей мощностью 86 к. Вт, Vitosol 200 -T, (3 шт по 3 м 2), Vitocell 360 -M 950 л Школа Каскад из 2 тепловых насосов Vitocal 300 -G общей мощностью 128 к. Вт, Vitosol 200 -T, (3 шт по 3 м 2), Vitocell 360 -M 950 л Дом Vitosolar 300 -F 35 к. Вт, механизатора Vitocell 100 -V 300 л, Vitosol 200 -T (2 шт по 3 м 2), Vitovolt 200 11 к. Вт (60 панелей) Жилой дом Vitotwin 300 -W 20 к. Вт, Vitocell 360 -M 750 л, Vitosol 200 -T (2 шт по 3 м 2) Итого: Стоимость оборудования проект. работ СМР и ПНР ЕВРО Итого ЕВРО 1 700 000 85 000 600 000 2 385 000 475 267 15 000 40 000 530 267 31 500 6 000 50 000 87 500 55 125 6 000 60 000 121 125 52 763 7 000 10 000 69 763 23 625 4 000 5 000 32 625 2 338 280 123 000 765 000 20 3 226 280
Технологическая схема автономного БГК ОАО «Торгуны» Докшицкого р-на 21
Структура ФЭС на крыше фермы комплекса КРС ОАО «Торгуны» 22
Энергокомплекс для индивидуальных жилых домов Газ Солнечная энергия Горячее водоснабжение и отопление
Презентация книги диплом - 2012 Международной ассоциации Академий наук Энергоэффективность аграрного производства / В. Г. Гусаков [и др. ]; Нац. акад. наук Беларуси, Ин-т экономики; Ин-т энергетики; под общ. ред. академиков В. Г. Гусакова, В. Г. Гусакова и В. Г. Гусакова, Л. С. Герасимовича. – Минск : Беларус. навука, 2011. – 776 с. 24
Благодарим за внимание! ВОПРОСЫ, КОММЕНТАРИИ, СУЖДЕНИЯ конт. тел. 8 -029 667 55 27 25
Скачать презентацию КОНЦЕПТУАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ КОМПЛЕКСНОГО ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЯ АГРОГОРОДКА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
e2765180ddcf90b924e98a7ff806705d.ppt