Возобновляемая энергетика Поморью!

В Архангельской области, как и в других северных регионах России, имеется множество населенных пунктов, не охваченных центральным энергоснабжением (это 30% потребителей). Их жизнеспособность зависит от регулярных поставок дизельного и котельного топлива.

Мы решили узнать, возможно ли уйти от традиционной энергетики в таких населенных пунктах и провели исследование в деревне Лопшеньга. Таких результатов мы не ожидали!

Исследование было проведено выпускницей Национального исследовательского университета «МЭИ» в г. Волжском Пономаренко Дарьей весной 2019 года. С полным текстом научной работы можно ознакомиться здесь.

Деревня Лопшеньга из окна АН-2

Деревня Лопшеньга находится на Онежском полуострове Архангельской области. Соседствует с Лопшеньгой другая деревня — Яреньга, в общем их население составляет около 300 человек. Обе деревни находятся прямо на берегу Белого моря. До ближайшего крупного города – Северодвинска, 160 км заболоченного леса. Прямого дорожного сообщения нет.

Лопшеньга и Яреньга не подключены к централизованной энергосистеме. Единственный источник электроэнергии – дизельная электростанция, одна на две деревни. Топливо для нее завозится один раз в год, морским путём в летнее время.

Поэтому экономически-обоснованный тариф на электроэнергию составляет 27 рублей за кВтч! Конечно жители платят меньше — тариф для них составляет 3,39 рублей за кВтч, а разница покрывается за счет бюджета.

Из-за того что экономически обоснованный тариф на электроэнергию весьма высок, разработка возобновляемых источников энергии для этой территории может оказаться экономически целесообразна. Кроме этого возобновляемые источники энергии оказывают сравнительно меньшее воздействие на окружающую среду — отсутствуют вредные выбросы в атмосферу, их работа сопровождается меньшим шумом.

В период исследований потребляемая мощность составила 50кВт. Что касается потребляемой тепловой энергии, по приблизительным оценкам пиковая потребляемая мощность – 3,8 кВт.

Проведение исследования с использованием анемометра

Использование энергии ветра (ВЭС)

Среди доступных и рассмотренных альтернативных источников энергии наиболее эффективным оказался ветер. Лопшеньга располагается на берегу моря и окружена холмами. Подобные условия идеальны для установки ветрогенераторов.

Для обеспечения нужд деревень необходима установка ветроэлектростанции установленной мощностью 150 кВт. Например, состоящей из пяти ветрогенераторов по 30 кВт. При этом годовая выработка составит около 440 МВт∙ч.

Ветрогенератор 30 кВт

При существующем тарифе доход от продажи такого количества электроэнергии составит 12 миллионов рублей, а срок окупаемости проекта не более трёх лет.

График выработки ВЭС в течение года не имеет выраженных сезонных максимумов:

График выработки электроэнергии одним ветрогенератором за период с 01.06.2018 г. по 31.05.2019 г.

Использование энергии солнца (СЭС)

В летнее время имеет смысл использование энергии солнца. Близость к Полярному кругу даёт сразу два преимущества для применения фотоэлектрических панелей: длинный день и низкая температура.

Чтобы полностью покрыть нужды деревни в сезон с апреля по август, необходима солнечная электростанция установленной мощностью 500 кВт. Для компоновки СЭС можно использовать панели по 300 Вт. Открытой площади для установки панелей достаточно в окрестностях деревень.

Солнечные панели (пример)

Годовая выработка СЭС составит около 325 МВт∙ч, а доход от продажи 8,8 миллионов рублей. Срок окупаемости проекта больше, чем для ветроэлектростанции – около шести лет.

На графике выработки наблюдается значительное смещение выработки летом относительно зимы. Солнечные электростанции в этой местности могут быть эффективны, например, для людей, которые приезжают только в весеннее-летний период.

Предположительный график выработки электроэнергии СЭС установленной мощностью 500кВт в течение года

Наличие действующей дизельной электростанции и системы распределения электроэнергии – ещё одно преимущество установки ВЭС или СЭС в этой местности.

Выработка электроэнергии предложенными альтернативными источниками значительно зависит от погодных условий. Чтобы обеспечить бесперебойность электроснабжения, необходимо либо устанавливать большой банк аккумуляторных батарей, либо пользоваться резервным источником – дизельным генератором. В распоряжении посёлков сейчас четыре таких генератора. При постройке электроэнергии на альтернативных источниках, достаточно будет оставить один, который покроет провалы выработки, вызванные погодными условиями.

Мы учли, что дизельная электростанция создает рабочие места в поселках. Не стоит опасаться, что введение в эксплуатацию возобновляемых источников энергии лишит поселки рабочих мест, ведь любым энергогенераторам требуется техническое обслуживание.

Какой можно сделать вывод? Возобновляемая энергетика в поморских деревнях действительно способна стать полноценной заменой традиционной энергетики. Более того, это чистая энергия, которая не зависит от поставок топлива с «большой земли» и снижает нагрузку на региональный бюджет.

Результаты исследования нас так воодушевили, что мы уже пофантазировали о том, как возобновляемая энергетика может вписаться в ландшафт поморских деревень!

Лопшеньга

Мы надеемся, что Министерство энергетики Архангельской области примет во внимание результаты исследования