УДК 631.223.4:641.94.618 ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЕ СЕЛЬСКОГО

УДК 631.223.4:641.94.618
ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЕ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
ОТ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ
Абдимуратов Ж.С.,
Темирбаева Н.Ы.,
Нарымбетов М.С.
Кыргызский Национальный Аграрный университет им. К.И. Скрябина
Ключевые слова: возобновляемые
ветроустановка, биогаз, биоудобрение.
источники
энергии,
солнечный
коллектор,
Резюме:Анализированы пути энергообеспечения сельхоз формирований с использованием
нетрадиционных возобновляемых источников энергии.
В мировой практике 85% энергии производится при использовании органического
топлива-угля, нефти и природного газа. На гидроэнергетику и атомные электростанции
приходится около 15% [1]. Известно, что использование органического топлива наносит большой
ущерб окружающей среде, поскольку сопровождается выбросами парниковых газов в атмосферу.
Проблема состоит не только о вреде использования органического топлива, но и в их
исчерпаемости. Вместе с тем, непрерывно растёт потребность человечества в энергии.
Задача будущего это расширение применения возобновляемых источников энергии
(Солнца, ветра, биомассы и т.д.) и повышение эффективности их использования. В 2000 году ООН
принял Декларацию тысячелетия, в которой обозначены 8 целей, 7 из которых связаны с
использованием возобновляемых источников энергии.
Многие страны мира уделяют большое внимание к развитию альтернативной энергетики,
сделав это направление важной сферой. В Дании доля этого вида энергетики в общем
энергобалансе составляет до 50%, в Испании 30%.
Свыше 50 государств мира приняли законы о возобновляемых источниках энергии.
Соответственно приняты государственные программы в сфере использования возобновляемых
источников энергии.
В Кыргызстане также приняты законы: «О возобновляемых источниках энергии» (2008г) и
«О государственной политике в сфере использования нетрадиционных возобновляемых
источников энергии» (2010г). Приняты государственные программы: «Биотопливо» и
«Энергоэффективность и энергообеспечение в строительном секторе на 2011-2015 годы».
Имеющиеся ресурсы возобновляемых источников энергии в нашей республике могут
покрыть 50% потребной энергии. При этом технические возможности на сегодняшний день
составляют 20%, экономически оправданные-5, 6% , а практическое использование сейчас
находится на уровне менее чем 1% [1].
Возобновляемые источники энергии у нас имеются практически повсеместно, запасы
восполняются естественным образом и в перспективе будут увеличиваться (особенно биомасса).
Появление новых технологий будут повышать конкурентоспособность нетрадиционной
энергетики на базе возобновляемых источников энергии.
Географическое положение и климатические условия Кыргызстана является самыми
благоприятными для использования солнечной энергии. Это наглядно видно из данных СНиП
«Строительная климатология Кыргызской Республики» (табл.1)[2].
Таблица 1.
Суммарная солнечная радиация в Кыргызстане в зависимости от географической широты
местности, МДж/(м2месяц)
Месяцы
Январь
Февраль
40
44
322
417
261
365
Географическая широта, град. с.ш.
48
52
56
60
207
324
164
270
113
220
68
169
64
68
35
134
112
Март
Апрель
Май
Июнь
Июль
Август
Сентябрь
Октябрь
Ноябрь
Декабрь
639
757
893
897
891
803
654
510
358
218
603
724
872
889
886
768
614
465
304
234
565
702
862
881
877
736
584
406
254
184
528
678
850
880
882
719
540
344
194
126
467
650
840
873
875
695
486
267
127
84
406
612
825
877
856
660
454
208
84
47
405
585
824
864
855
641
400
173
56
-
282
567
809
865
889
639
355
122
34
-
На высоте до 2000 м над уровнем моря, в зоне постоянного проживания населения, прямая
2
2
2
радиация колеблется от 0,3 до 0,4 кВт/м (зимой), доходит до 0,6 кВт/м летом. 1 м солнечного
теплового коллектора может дать 500-600 Вт/час летом, 300-400 Вт/час зимой и может
генерировать в год 1028-1278 кВт·ч (3700-4600 МДж) энергии. На продолжительность солнечного
сияния существенно влияют облачность и состояние закрытость горизонта.
По данным метеостанций Кыргызстана за многолетний период среднегодовая
продолжительность солнечного сияния для Кыргызстана составляет 2630 час.
Одним из путей использования солнечной энергии для нужд сельского хозяйства в
качестве автономного тепло-и электроснабжения является разработка и совершенствование
солнечных фотоэлектрических систем. В таких системах остро нуждаются животноводы,
особенно в пастбищных условиях, где отсутствует линии электропередач.
Солнечные фотоэлектрические системы просты в обращении и не имеют движущихся
механизмов, однако сами фотоэлементы содержит сложные полупроводниковые устройства с
интегральными схемами. В основе действия фотоэлементов лежит физический принцип, при
котором электрический ток возникает под воздействием света между двумя полупроводниками с
различными электрическими свойствами, находящимся в контакте друг с другом. Совокупность
таких элементов образуют фотоэлектрическую модуль. Эти модули вырабатывают постоянный
ток который с помощью инвертора преобразуется на переменный ток. Фотоэлектрическую
систему можно увеличить или уменьшить в зависимости от потребности в электроэнергии. Эти
системы разборно-переносимые, размещать их можно близко к потребителю, при этом не
требуется протягивать линии электропередач на большие расстояния. Недостатком автономных
фотоэлектрических систем является использование аккумуляторных батарей для хранения
электроэнергии, где происходить потери энергии. В лучшем случае эффективность заряда-разряда
аккумуляторов составляет 90%. Эффективность аккумуляторов зависит от температуры, при
старении подает ихКПД заряд-разряд. Аккумуляторные батареи требуют регулярной замены,
причём нужно менять все сразу. Существует фотоэлектрические системы, где солнечная батарея
просто отключается, когда аккумуляторы полностью заряжены или избыток энергии направляется
на балластную нагрузку. Использование солнечных коллекторов при наличии сети позволяет
избежать недостатков автономных систем. Сеть может принять все излишки электроэнергии,
является большим аккумулятором с 100% КПД.
Ветроэнергетический потенциал Кыргызстана по обобщенным статистическим данным
5
метеостанций составляет 49,2·10 т у.т. В зоне постоянного проживания населения
среднемесячные и годовая скорости ветра изменяется в пределах 2-2,5 м/с. Устойчивые ветры со
скорости 4 м/с и более наблюдается в г. Балыкчы и севере Тюа-Ашу. Наибольшая амплитуда
колебания средних годовых значений скорости ветра не превышать 0,8 м/с. Вцелом потенциал
энергии ветровых потоков Кыргызстана технически обоснованными являются не более 140млн.
кВт·ч.
Для
анализа
ветроэнергетического
потенциала
местности
составляется
ветроэнергетический кадастр, который представляет собой районированную систему численных
характеристик режима ветра. Кинетическая энергия, переносимая потоком ветра в единицу
2
времени через площадь в 1 м (удельная мощность потока), пропорциональна кубу скорости ветра.
Поэтому использование ветроэнергетических установок целесообразно только в тех местах, где
среднегодовые скорости ветра достаточно велики (более 5-7 м/с) [3].
Ветроэнергетический кадастр Кыргызстана определен
климатология Кыргызской Республики» и представлен в таблице 2.
в
СНиП
«Строительная
Таблица 2.
Средняя скорость ветра за отопительный период по регионом
Кыргызской Республики, м/с
Место положения
Средняя скорость
Место положения
Средняя скорость
метеостанций
ветра м\с
метеостанций
ветра м\с
Чуйская область
Таласская область
Бишкек
1,9
Талас
2,1
Бишкек
1,6
Ак-Таш
3,2
Нарынская область
Жалал-Абадская область
Кочкор
2,0
Чаткал
2,2
Кара-Кужур
2,0
Пача-Ата
2,0
Нарын
2,0
Рават
1,8
Иссык-Кульская область
Ошская и Баткенская область
Чолпон-Ата
2,5
Ош
2,6
Балыкчы
9,0
Хайдаркан
2,9
Тянь-Шань
3,0
Сары-таш
3,8
Тарагай
5,0
Дароот-Коргон
3,8
Данный кадастр показывает, что в Кыргызстане использование ветровой энергии
возможно в горной местности, где средняя скорость ветра более 5 м/с. Такие местности
Кыргызстане отнесены к сельскохозяйственным угодьями и относится к категории пастбища, где
проходит жизнедеятельность животноводов. Поэтому развитие ветровой энергии в нашей
республике является перспективными для энергоснабжения животноводов.
В настоящее время в мире накоплен значительный теоритический и практический
материал по использованию технологий анаэробной переработки сельскохозяйственных и
бытовых отходов для получения биогаза и биоудобрения.
Технически допустимый энергетический потенциал биомассы в Кыргызстане приведен в
таблице 3.
Таблица 3
Энергетический потенциал биомассы в Кыргызстане (за однин год)
Леса и отходы от
Биомасса
деревообрабатывающей
сельского
Сумма
промышленности
хозяйства
2292
9732
12024
Энергетический
потенциал
Ежегодно масса отходов животноводства составляет более 4 млн. тонн, из которых в
фермерских хозяйствах накапливается около 2,6 млн. тонн. Энергетический потенциал данной
массы может покрыть тепловые запросы сельских потребителей. Получение газа из биомассы
должна рассматриваться как наиболее подходящая технология для Кыргызстана. Учитывая
климатические условия биогазовые установки должны иметь систему обогрева реактора и
изоляцию для повышения эффективности их работы.
В целом В Кыргызстане, на базе возобновляемых источников энергии можно произвести в
3
год следующее оборудование: биогазовых установок 70-100млн·м (по объему реактора)
2
солнечных коллекторов 100-150 тыс.м ; ветроагрегатов 250-300кВт. Освоение данных видов
оборудований в настоящее время находится начальной стадии и составляет лишь около 0,15%
энергоемкости страны [1].
Литература
1. Путь к инновационной экономики, благополучной экологии / под науч. рук.акад. Т.
Койчуева. – Б.: Илим, 2013.-264с.
2. СНиП «Строительная климатология Кыргызской Республики» 2000.
3. Ветроэнергетика. Руководств по применению ветроустановок малой и средней
мощности. ИСЦ. – М, - 62с.