РусГидро ввело в эксплуатацию уникальный ветродизельный комплекс в арктическом поселке Тикси

Цитата: Slav Rus от 23.12.2020 01:56:17
22.12.2020
В арктическом поселке Тикси в Республике Саха (Якутия) РусГидро ввело в эксплуатацию не имеющий аналогов в России ветродизельный комплекс (ВДК) мощностью 3 900 кВт.

Ветродизельный комплекс состоит из ветроэлектростанции мощностью 900 кВт, дизельной электростанции мощностью 3 000 кВт и системы аккумулирования энергии мощностью 1 000 кВт. Все элементы комплекса объединены автоматизированной системой управления производством и распределением электроэнергии. В год ВДК будет вырабатывать более 12 млн кВт^.ч электроэнергии, обеспечивая надежное энергоснабжение заполярного поселка Тикси с пятитысячным населением. Эксплуатировать ВДК будет АО «Сахаэнерго» (дочернее общество ПАО «Якутскэнерго», входит в Группу РусГидро).



Входящие в состав комплекса ветроэлектроустановки были введены в эксплуатацию в ноябре 2018 года и за два года подтвердили проектные параметры работы. Одновременно велось проектирование и строительство дизельной электростанции и системы накопления энергии. Только по Северному морскому пути в Тикси было доставлено более 10 тысяч тонн грузов.

Использование ветроустановок и современных эффективных дизельных агрегатов позволит снизить расход топлива более чем на 500 тонн в год, что обеспечит существенный положительный как экономический, так и экологический эффект от реализации проекта. Все оборудование ВДК адаптировано к работе в суровых условиях Заполярья. 

Ветроустановки работают при температуре до -50 ºC и способны выдержать ветер скоростью до 70 м/с. Высота каждой из трех ветроустановок — 41,5 м, диаметр лопастей — 33 м. Оборудование произведено японской компанией Komaihaltec.


Три дизельных агрегата японской фирмы Yanmar могут использовать в качестве топлива сырую нефть, которая значительно дешевле дизельного топлива.
«РусГидро реализует программу в области модернизации локальной энергетики в дальневосточных регионах с использованием электроустановок на базе возобновляемых источников энергии, современных дизель-генераторов и накопителей энергии. ВДК в Тикси — первый реализованный проект гибридной генерации, опыт его строительства и эксплуатации дает нам уверенность при переходе к созданию новых энергообъектов гибридной генерации в рамках энергосервисных контрактов», — отметил глава РусГидро Виктор Хмарин, поблагодарив японских партнеров за предоставленное оборудование и глубокую вовлеченность в проект на всех этапах.

Первые такие контракты уже заключены, новые энергокомплексы до конца 2021 года будут построены в шести населенных пунктах Якутии, изолированных от единой энергосистемы России и входящих в Арктическую зону Российской Федерации: поселках Табалах, Мома, Сасыр, Тебюлях и Кулун-Елбют, а также в г. Верхоянске.

«Проект ветродизельного комплекса в Тикси — пример эффективного международного сотрудничества в области внедрения передовых технологий в том числе в условиях пандемии», — сказал чрезвычайный и полномочный посол Японии в России. «Это хороший шаг вперед в деле использования новых энергоэффективных технологий в разных регионах России», — отметил он.

Старт проекту по возведению ВДК был дан в сентябре 2017 года в рамках Восточного экономического форума. В феврале 2018 года РусГидро, Правительство Республики Саха (Якутия) и NEDO подписали соглашение о строительстве ветродизельного комплекса в Тикси. Сразу же после подписания документов начались проектные работы, а в поселке приступили к подготовке площадки.

«Реализация проекта арктического ветродизельного комплекса очень важна для региона. Это уникальный проект, который повысит качество жизни жителей удаленного заполярного поселка Тикси, проживающих в суровых природно-климатических условиях. В Республике десятки населенных пунктов, изолированных от единой энергосистемы, и мы благодарны РусГидро за проводимую большую работу по модернизации локальной энергетики», — подчеркнул глава Якутии.


 http://www.rushydro.ru/press/news/112436.html

Цитата: Slav Rus от 23.12.2020 01:56:17

 

• +0.00 / 0

Цитата: polpol от 14.02.2021 18:41:00Тут интересно только  то, что из себя представляют аккумуляторы.
Аккумулируется что? Тепло или электроэнергия?

Цитата: polpol от 14.02.2021 18:41:00

 

• +0.01 / 1

Цитата: ILPetr от 14.02.2021 19:56:27Естественно электроэнергия.

Цитата: ILPetr от 14.02.2021 19:56:27

 

• +0.02 / 2

Цитата: polpol от 15.02.2021 00:02:02Как сказать.

Есть же дизельная электростанция, которая при отсутствии ветра даст энергию.
А избыток энергии от ветрогенерации лучше аккумулировать как тепло, ведь посёлок то тоже отапливать надо.
В этих же теплоаккумуляторах можно аккумулировать тепло и от дизельной электростанции. Летом оно просто будет сбрасываться в атмосферу.
Если электроэнергию аккумулировать в аккумуляторах, то сколько их надо и сколько это будет стоить.
Если же избыток электроэнергии от ветрогенерации превращать в тепло, то в качестве аккумулятора можно использовать просто грунты с соответствующей теплоизоляцией.
Что будет в деньгах на строительство и эксплуатацию, обслуживание  дешевле?
Аккумулятор тепла и преобразователь электроэнергии в тепло от ветрогенерации или же аккумуляторная с сотнями свинцовых аккумуляторов и преобразователем электроэнергии ветрогенераторов в постоянный ток, а затем в переменный?

Когда у нас в посёлке (это 60-е - 70-е годы и это за 70 град. с. ш. в Арктике.) была дизельная электростанция 20 Мвт мощность, то энергетики, охлаждающую дизеля воду, использовали
а) для отопления собственных теплиц и у них в столовой круглый год была свежая зелень, а так же огурцы, помидоры.
б) для отопления собственного детского садика
в) для отопления производственных и административных зданий на своей территории
г) не используемое тепло  сбрасывалось в атмосферу

Летом, т.к. никакого теплоаккумулятора не было - условия расположения ДЭС не позволяли его построить, тепло сбрасывалось в атмосферу полностью.

Цитата: polpol от 15.02.2021 00:02:02

 

• +0.04 / 3

Цитата: ILPetr от 15.02.2021 06:59:01Так и говорить, что утилизация вторичного тепла и аккумуляция электроэнергии - это две разные вещи. А выработка электроэнергии с целью дальнейшего ее превращения в тепло с последующим хранением его в теплоаккумуляторе - это знатное извращение. Берем, к примеру, воду и "гоняем" ее во всем диапазоне температур жидкого состояния при атмосферном давлении. Получим емкость порядка 120 ваттчасов на килограмм, берем обыденный литиевый аккумулятор и получаем вдвое больше. Это мы еще потери при хранении не сравнивали.  
Так что именно электроаккумулятор в буферном режиме, компенсирующий неравномерность работы ветрогенераторов при переменном ветре.

Цитата: ILPetr от 15.02.2021 06:59:01

 

ЦитатаАккумулирование тепла с использованием фазового перехода

Под аккумулированием на основе теплоты фазового перехода в большинстве случаев понимают аккумулирование теплоты плавления. Часто как дополнение к теплоте фазового перехода используется теплота нагрева (внутренняя энергия) жидкости или твердой фазы. Это увеличивает емкость аккумулятора, но лишает возможности использования преимуществ теплоснабжения при постоянной температуре.

Технические решения. Системы аккумулирования тепловой энергии, основанные на использовании теплоты фазового перехода, активно исследуются, но многие из них в настоящее время находятся еще на стадии разработки и внедрения. Их главными преимуществами являются высокая тепловая емкость, постоянная рабочая температура и низкое давление; недостатками — невысокая стабильность большинства ТАМов с фазовым переходом и усложнение конструкции теплового аккумулятора, необходимость решения проблемы теплообмена с аккумулирующей средой.

В последнее время в тепловом аккумулировании в интервале температур до 100 °С для теплоаккумулирующих материалов с фазовым переходом не было предложено никаких новых веществ, кроме кристаллогидратов. Однако в состав кристаллогидратов входит вода и поэтому они недостаточно стабильны; максимальным для кристаллогидратов являются 50 рабочих циклов заряд—разряд. При дальнейшей эксплуатации изменяются их физико-химические и теплофизические характеристики, что приводит к выходу из строя теплового аккумулятора, в котором они применяются .

Аккумуляторы на основе теплоты фазового перехода относятся к системам с постоянным давлением и массой; изменения объема ТАМов с фазовым переходом, которые происходят в процессе проведения циклов плавление—затвердение, как правило, достаточно незначительны.

Эффективная аккумулирующая среда на основе фазового перехода должна иметь следующие свойства:

• высокую энтальпию фазового перехода и плотность;
  


• удобную для эксплуатационных условий температуру плавления;
  


• высокую теплоемкость в твердой и жидкой фазах;
  


• высокую теплопроводность в твердой и жидкой фазах;
  


• отсутствие тенденции к расслоению теплоаккумулирующего материала и температурную стабильность;
  


• отсутствие возможности переохлаждения при затвердении и перегрева при плавлении;
  


• низкое термическое расширение и незначительное изменение объема при плавлении;
  


• слабую химическую активность, что позволяет использовать недорогие конструкционные материалы для изготовления тепловых аккумуляторов и вспомогательного оборудования;
  


• безопасность (отсутствием отравляющих паров, а также опасных реакций с рабочей или теплообменной средой);
  


• большие ресурсы работы. Теплоаккумулирующие материалы, способные накапливать тепло за счет фазовых переходов и их основные теплофизические и энергетические характеристики. Основные теплофизические и энергетические характеристики ТАМов-кристаллогидратов приведены в соответствующей таблице.
  

Употребляемое в таблицах понятие «удельная энергия» — это удельный показатель энергоемкости на единицу массы или объема, который учитывает теплоту фазового перехода и теплоту, накопленную за счет теплоемкости в процессе нагрева до температуры плавления. В качестве теплоаккумулирующих материалов с фазовым переходом используются как моносоставные, так и полисоставные (в том числе бинарные) материалы.

Применение бинарных систем обеспечивает некоторые преимущества:

• точку плавления можно выбирать изменением количественного соотношения солей в смеси;
  


• высокая плотность энергии может быть достигнута даже при низких температурах плавления;
  


• дорогостоящие вещества с высокими теплоаккумулирующими свойствами могут быть использованы в смеси с дешевыми, при этом тепловая емкость остается почти неизменной. Бинарные системы при их использовании в аккумуляторах должны плавиться и затвердевать аналогично гомогенному чистому веществу. Этому условию отвечают два типа специальных составов смесей — эвтектическая и дистектическая. Эвтектический состав смеси ТАМов представлен нижней точкой на диаграммах плавления; дистектический состав представляет собой смесь, которая ведет себя почти как чистое вещество.
  

Результаты анализа известных теплоаккумулирующих материалов показывают, что наиболее эффективными для применения в ТА с невысокой рабочей температурой являются: парафин — вследствие высокой энтальпии и неагрессивности, вода — из-за низкой стоимости и высокой теплоемкости, тяжелый бетон — благодаря конструкционным свойствам и хорошей теплопроводности. Низкотемпературное аккумулирование. Аккумулирование с использованием энергии фазового перехода (замораживание воды при О °С) является очень эффективным методом низкотемпературного аккумулирования. Во многих государствах разработаны и применяются различные системы аккумулирования с замораживанием воды. Аккумулирование энергии посредством использования льда особенно выгодно в климатических зонах, где нагрузки на охлаждение в летнее время можно сравнить с нагрузками обогрева зимой, что предполагает годовое циклирование, т. е. эффективное двойное использование системы аккумулирования.

http://nacep.ru/novosti-energetiki/alternativnaya-energetika/akkumulirovanie-tepla-s-ispolzovaniem-fazovogo-perexoda.html

На этой странице, кроме этой публикации, есть ссылки на практику применения таких веществ.

• -0.02 / 1

Цитата: polpol от 16.02.2021 20:23:28Сравни не ёмкость, а деньги.
Деньги, которые понадобятся на хранение тепла в грунтах и деньги, которые понадобятся на хранение эд/энергии в литий-тонных аккумуляторах.
А так. Да.
Литий-ионные аккумуляторы хороши.
А вот деньги где взять?
И потом.
Механическую энергию ветра можно напрямую преобразовать в тепло.

Цитата: polpol от 16.02.2021 20:23:28

 

• +0.11 / 5

Цитата: ILPetr от 16.02.2021 20:32:43В грунтах ничего не сохранить. Теплоизоляции нет, а водоносные слои есть. 1000 кВт в литиевых аккумуляторах же это всего 4 тонны таких аккумуляторов. Если делать в параллепипедном формфакторе - примерно 1 кубометр. Вот и вся недолга...

Цитата: ILPetr от 16.02.2021 20:32:43

 

• -0.02 / 3

Цитата: polpol от 06.03.2021 23:16:30Почему?
Водоносные слои внутри сопки в условиях Крайнего Севера отсутствуют. Внутри мёрзлые горные породы на 
глубину 200-500 метров. Базальт, гранит, известняк.
Вырыть котлован.
Сделать теплоизоляцию дна и стенок этого котлована, проложить внутри трубы для теплоносителя и засыпать его опять тем же грунтом, положив опять же сверху теплоизоляцию
Вот тебе и будет аккумулятор.
Можно использовать другой материал аккумулирующий тепло - вода, глауберова соль, парафин и т.д.
Но экономику надо считать в сравнении со стоимостью завозимого тепла в угле, мазуте, дизтопливе и т.д.
Можно по другому.
На севере  можно устроить систему радиаторов и летом растапливать вечную мерзлоту на площади в несколько квадратных километров, а зимой соответственно забирать энергию ее промерзания.
В такой теплоаккумулятор можно запасать и энергию ветра и энергию солнца.

Цитата: polpol от 06.03.2021 23:16:30

 

• +0.09 / 3

Цитата: Фёдор144 от 07.03.2021 12:17:44не, така вещь технически реализуема ... вопрос именно в экономике и балансе энергии ... на постройку, эксплуатацию и потери ... на кВтч сохраненной энергии ... в сравнении с другими системами ...
 
имхо, эффективность будет низкой на затраты ...
 
большая масса перемещенных грунтов,
большая масса и стоимость уложенных бетонных конструций,
большой объем и стоимость теплоизолирующего материала,
тепловые потери ... температурная дельта будет сильно больше 100°С,
 
единственным более-менее работающим вариантом является тот, в котором накопитель находится внутри отапливаемого сооружения ...

Цитата: Фёдор144 от 07.03.2021 12:17:44

 

• +0.00 / 0

Цитата: polpol от 09.03.2021 21:41:59имхо, эффективность будет низкой на затраты ... 

Это то откуда такие домыслы?
На потолок посмотрел?

Цитата: polpol от 09.03.2021 21:41:59

 

• +0.06 / 2

Цитата: Фёдор144 от 10.03.2021 11:31:02да не, тупо посчитал такой накопитель для собственного дома ... не на чукотке ... в германии ... зимние температуры около нуля ...
 
у нас они даже продаются ... типа конструктор ...

Цитата: Фёдор144 от 10.03.2021 11:31:02

 

• +0.00 / 0

Цитата: polpol от 16.03.2021 15:03:39Приведи из чего исходил  и как считал.

Цитата: polpol от 16.03.2021 15:03:39

 

• +0.13 / 5

Цитата: Фёдор144 от 18.03.2021 00:12:57для рассчета взял полный расход газа за отопительный сезон ... 2500 кубов
теплотворная способность газа известна ... 33,5 МДж
поскольку речь о жилом доме, теплоноситель - вода ...
температурная дельта теплоностеля мин-макс составляет в лучшем случае 50 градусов ...
теплоемкость воды известна ... 4,2 кДж:кг*град
внутренний объем дома - 720 кубов ...
 
перемножил-поделил ...
 
2500 кубов газа х 33,5 МДж = 83750 МДж
 
4,2 кДж:кг*град х 50град х 1000 литров = 210 МДж куб. м.
 
83750 : 210 = 398 кубов (9х9х5 метров)
 
398 : 720 = 55%
 
в результате ... если расположить тепловой аккумулятор внутри контура дома, он займет 55% внутреннего объема нашего дома ... ну и его стоимости тоже ... поскольку все системы тоже будут стоить не мало ... на сегодняшний день это примерно 375 тыс евро ... в наших условиях разумеется ...
 
конечно же можно закопать в саду бак с утеплителем метровой толщины ... иначе тепловые потери будут слишком высокие ... но все одно перекрытие, а следовательно и фундамент и стены строить нужно ... ну будет чуть дешевле строительство, но потери компенсируют ...
 
а заморачиваться с более сложными теплоносителями ... в частном домовладении ... да ну его нахрен ...
 
это конечно же грубая прикидка и нужно бы учесть еще кпд котла и все такое ... ну так у системы хранения тоже свои заморочки и доп затраты энергии на прокачку и все такое ...

Цитата: Фёдор144 от 18.03.2021 00:12:57

 

• +0.03 / 1

Цитата: polpol от 18.03.2021 09:36:09При строительстве нового дома.
Теплоаккумулятор надо делать прямо под домом.
Стены теплоаккумулятора одновременно будут фундаментом.\n\nУтеплять надо будет только стены теплоаккумулятора и под его дном.
А можно и совсем не утеплять, если тепло достаётся бесплатно и его много. 
Сбросовое тепло или топливо тоже бесплатное.
Тогда  можно в качестве аккумулятора использовать естественные грунты
В общем всё надо считать в деньгах.
Кстати. 
На Севере вечная мерзлота имеет температуру минус 7 Цельсия, а наружные температуры зимой, к примеру, по данным метеостанции г. Билибино http://rp5.ru./Погода_в_Билибино в ноябре- марте 25-30 минус среднемесячные.
Дельта 18-23 градуса в среднем.
Вполне можно использовать тепловой насос.
А если сопку подогреть за лето, нагнетая во внутрь тёплый воздух, используя старые горные выработки, то температуру горных пород можно поднять и до плюсовых.

В качестве источника энергии для нагнетающих вентиляторов и насосов в этом случае можно и условия позволяют  использовать ветрогенераторы.

На Севере так холод запасают на лето. Только нагнетающие вентиляторы запитаны от сети или от дизельгенератора.
Для хранения мяса, рыбы, ягод, грибов в замороженном виде.
Это всё располагается в штольнях. Там вечная мерзлота минус 7. Для создания более низкой температуры в штольню зимой постоянно нагнетают наружный воздух и температура к концу зимы понижается до минус 25-30.

Летом же штольня всё равно используется, ворота открываются и закрываются, тёплый наружный воздух туда проникает и температура там постепенно повышается до 12-15 минус к началу времени с более низкими температурами снаружи.
Опять включают вентиляторы, и опять туда загоняют холод.

Точно так же летом можно теплом сопку и зарядить.

Цитата: polpol от 18.03.2021 09:36:09

 

• +0.11 / 4

Цитата: Фёдор144 от 19.03.2021 17:36:02да можно делать и под домом ... просто это ни экономически, ни энергетически не целесообразно ... мне фактически нужно возвести еще один дом только для целей отопления ... капитальные затраты слишком велики ... и затраты на поддержание и само накопление тоже слишком велики ... на условный МДж ...
 
мои нынешние затраты на отопление и горячее водоснабжение составляют примерно 2000-2100 евро в год ... плюс амортизация и обслуживание котла еще 300-350 евро ... сумма-сумарум 2500 ... за 50 лет это будет 125 тыс евро ...
 
а возведение только теплового аккумулятора будет стоить 375 тыс евро ... и еще где-то нужно брать это избыточное тепло ... допустим солнечные панели ... не электрические ... допустим пол года запасать и пол года отапливать ... 83750 МДж на нашей широте это примерно 45 кв.м. панелей .. такой пакет стоит еще порядка 10 тыс евро (что вдвое дороже газового котла) ... плюс доп затраты электроэнергии на прокачку теплоносителя ... плюс амортизация и обслуживание далеко не самой простой системы ... евро 500 в год будет точно ... если не больше ... сумма-сумарум за 50 лет 400+ тыс евро ...
 
и нужно еще решать вопрос с горячей водой ... 
 
125 против 400+ ... я думаю, долго думать не о чем ...
 
я понимаю, что у вас другие масштабы цен, но конкретная сумма не суть важна .. важны затраты труда на единицу чего-то там ... и у вас в билибино они существенно выше, чем у нас в германии ... просто в силу транспортного плеча и более суровых условий ...
  
тем более, что у вас же есть атомка ... нахрена вам заморачиваться ... там у вас того не отопительного сезона от силы полтора месяца ... 

Цитата: Фёдор144 от 19.03.2021 17:36:02

 

• +0.00 / 0

Цитата: polpol от 06.03.2021 23:16:30Почему?
Водоносные слои внутри сопки в условиях Крайнего Севера отсутствуют. Внутри мёрзлые горные породы на 
глубину 200-500 метров. Базальт, гранит, известняк.

Цитата: polpol от 06.03.2021 23:16:30

 

• +0.08 / 3

Цитата: Luddit от 09.03.2021 23:31:30...и при нагреве вечная мерзлота замечательно преобразуется в водоносный слой.

Цитата: Luddit от 09.03.2021 23:31:30

 

• +0.00 / 0

Цитата: polpol от 16.03.2021 15:02:18Ага. Сопка из базальта и гранита становится водоносным слоем

Цитата: polpol от 16.03.2021 15:02:18

 

• +0.00 / 0

Цитата: polpol от 16.03.2021 15:02:18Ага. Сопка из базальта и гранита становится водоносным слоем

Цитата: polpol от 16.03.2021 15:02:18

 

• +0.11 / 6

Цитата: ILPetr от 18.03.2021 15:21:07И еще как - на Среднем Урале дохрена водоносных слоев в трещиноватых гранитах. Снизу их изолирует монолитная или слаботрещиноватая гранитная плита, сверху - глинистые отложения. Кое где такие трещиноватые слои разрабатыапют на плитняк:

Ето естественный вид камня, только уложен на поддоны.

Цитата: ILPetr от 18.03.2021 15:21:07

 

• +0.00 / 0

Цитата: polpol от 19.03.2021 13:34:51И как это повлияет на способность горных пород накапливать тепло?
Если гранит в каком-то объёме будет растеплён и окружён мерзлым, непроницаемым для воды.

Цитата: polpol от 19.03.2021 13:34:51

 

• +0.03 / 2

Цитата: ILPetr от 20.03.2021 12:42:10За счет естественной конвекции эффективно работают безнапорные системы отопления, в которых вода циркулирует только за счет разницы плотностей горячей и теплой воды. Вот в растепленном слое и начнется эта естественная конвекция, которая вместо накопления тепла будет его использовать для расширения расплавленной зоны. Формально, с точки зрения произошедшего фазового перехода лед-вода, тепло там будет запасено, но воспользоваться им еще та инженерная задача. 

Цитата: ILPetr от 20.03.2021 12:42:10

 

• +0.00 / 0

Цитата: polpol от 20.03.2021 18:49:05Есть же решения.
Я это вижу так.
Часть ветроустановок сразу преобразуют энергию ветра в тепло. Тепло циркуляционными насосами закачивается в аккумулятор.
Другая часть ветроустановок обеспечивает электроэнергией циркуляционные и тепловые насосы.
Как резервный источник электричества - дизельэлектрогенератор(ы) необходимой мощности.
Надо всё считать в рублях.
Или завозить все топливные ресурсы на Север с "материка" или использовать местные.

Цитата: polpol от 20.03.2021 18:49:05

 

• +0.01 / 1

Цитата: ILPetr от 20.03.2021 21:33:02Я выделил главное в технико-экономическом расчете или как сейчас модно говорить: в обосновании инвестиций.

Цитата: ILPetr от 20.03.2021 21:33:02

 

• +0.00 / 0

Цитата: polpol от 16.03.2021 15:02:18Ага. Сопка из базальта и гранита становится водоносным слоем

Цитата: polpol от 16.03.2021 15:02:18

 

• +0.00 / 0

Цитата: polpol от 14.02.2021 18:41:00Тут интересно только  то, что из себя представляют аккумуляторы.
Аккумулируется что? Тепло или электроэнергия?

Цитата: polpol от 14.02.2021 18:41:00

 

• +0.00 / 0