Некоммерческое
партнерство
инженеров
Инженеры по отоплению, вентиляции, кондиционированию воздуха, теплоснабжению и строительной теплофизике
(495) 984-99-72 НП "АВОК"

(495) 621-80-48 Секретарь (тел./факс) ООО ИИП "АВОК-ПРЕСС"
(495) 107-91-50

АВОК ассоциированный
член

Экономическая целесообразность сооружения гелиоустановок

В развитых странах мира для современной энергетики характерно широкое использование возобновляемых источников энергии (ВИЭ), включая гелиоустановки. При этом повсеместно применяются меры государственной поддержки. Как обстоят дела в России? Насколько оправданно в нашей стране сооружение солнечных установок теплоснабжения?

Приведем пример, как в отдельных странах стимулируется развитие солнечных установок теплоснабжения (гелиоустановок). В Израиле, Испании, на Кипре вновь строящиеся объекты по соответствующим законам должны обязательно оборудоваться гелиоустановками. Италия, Испания и Бразилия применяют государственное субсидирование их стоимости (до 55%). Для США, Израиля, Китая характерно субсидирование производителей солнечных коллекторов (СК), льготные банковские кредиты на сооружение гелиоустановок. В Германии и США применяют тарифные дотации при эксплуатации гелиоустановок.

В России в настоящее время отсутствует федеральный закон об использовании ВИЭ, а законодательство по отдельным видам ВИЭ находится в стадии формирования.

При фактическом отсутствии государственной поддержки, относительно низких стоимостях тепловой энергии, высокой стоимости оборудования в южных регионах России реализовано несколько крупных проектов гелиоустановок. Например, в Краснодарском крае построены гелиоустановка районной больницы площадью 600 м2 в г. Усть-Лабинске [1] и геотермально-солнечная система теплоснабжения в пос. Розовый [2]. Строится гелиоустановка котельной площадью 4400 м2 в г. Нариманове Астраханской области.

Сооружению крупных гелиоустановок предшествуют расчеты экономической окупаемости. Многолетний опыт сооружения гелиоустановок в Краснодарском крае [1] (более 100 шт. общей площадью 7000 м2) показал, что в общем случае при определенных упрощениях срок экономической окупаемости можно рассчитывать по формуле:

(1)

где T – срок экономической окупаемости, лет;
Kp – удельная стоимость гелиоустановки, руб/м2;
Ko – коэффициент эксплуатационных затрат;
SSp – суммарная интенсивность солнечной радиации в плоскости СК, кВт•ч/год;
hГ – коэффициент полезного действия гелиоустановки;
Kэ – поправочный коэффициент режимов работы;
СТ – стоимость замещаемой тепловой энергии (тариф), руб./кВт•ч;
KИ – прогнозный коэффициент роста тарифа.

Удельная стоимость гелиоустановок Кр площадью свыше 50 м2, как правило, вдвое превышает удельную стоимость солнечных коллекторов (СК). На рис. 1 представлена типовая структура сметной стоимости гелиоустановки для условий Краснодарского края. Сопоставление этой структуры с аналогичной для климатических условий Германии [3] не выявило существенных различий.

Структура сметной стоимости гелиоустановок в России

Рисунок 1.

Структура сметной стоимости гелиоустановок в России

При стоимости СК на российском рынке от 5000 руб./м2 (китайское производство) до 25000 руб./м2 (производство Германии) удельная стоимость гелиоустановок составляет от 10000 до 50000 руб./м2. Для гелиоустановок малой площади (до 50 м2), как правило, доля СК в общей сметной стоимости существенно меньше.

Коэффициент эксплуатационных затрат Ko определяется стоимостью электрической энергии на привод насосов и сервисным обслуживанием. Опыт эксплуатации гелиоустановок показал незначительность этих затрат (1–2% сметной стоимости), что позволяет пренебречь этим коэффициентом в дальнейших расчетах.

Суммарная интенсивность солнечной радиации в плоскости СК SSP определяется по известным методикам [1] на основе данных климатических справочников или компьютерных баз данных.

Поправочный коэффициент режимов работы KЭ учитывает нецелесообразность работы гелиоустановок при низких значениях интенсивности солнечной радиации в утренние и вечерние часы, когда автоматика отключает циркуляцию теплоносителя через СК. Данный коэффициент оценивается в 10–15%. С учетом аналогичной погрешности при обработке значений интенсивности солнечной радиации этим коэффициентом можно пренебречь.

Стоимость замещаемой гелиоустановкой тепловой энергии СТ изменяется в широком диапазоне. Ее значение минимально при использовании природного газа и максимально при замещении электрической энергии.

Значение КПД гелиоустановки hГ определяется эффективностью применяемой конструкции СК и лежит, как правило, в интервале от 60 до 75%.

С учетом вышеизложенного формулу (1) можно упростить:

(2)

На основе формулы (2) построим графики для предварительного определения сроков окупаемости гелиоустановок (рис. 2).

График окупаемости гелиоустановок

Рисунок 2 (подробнее)

График окупаемости гелиоустановок

Анализируя рис. 2, мы можем видеть, что приемлемые сроки окупаемости (до 7 лет) имеют гелиоустановки южных регионов страны с удельной стоимостью до 15000 руб./м2 и круглогодичным режимом работы при замещении тепловой энергии стоимостью от 2 руб./кВт•ч. Для примера рассмотрен вариант круглогодичной гелиоустановки с удельной сметной стоимостью 10000 руб/м2 с интенсивностью суммарной солнечной радиации в плоскости солнечных коллекторов (СК) 1000 кВт•ч/м2 с КПД гелиоустановки 70% при замещении тепловой энергии стоимостью 3 руб./кВт•ч (электроэнергия). Срок окупаемости такой гелиоустановки составляет 4,8 года.

Для гелиоустановки с более дорогими СК и удельной сметной стоимостью при остальных аналогичных параметрах срок окупаемости увеличивается до 7,1 года.

Существенно увеличивает срок окупаемости менее дорогая замещаемая тепловая энергия. При удельной сметной стоимости гелиоустановки 10000 руб./м2 и стоимости замещаемой энергии 2 руб./кВт•ч (теплоноситель котельной) при остальных аналогичных параметрах срок окупаемости составит также 7,1 года.

Для сезонной гелиоустановки с вдвое меньшей интенсивностью солнечной радиации в плоскости СК (500 кВт•ч/м2) при тарифе 2 руб./кВт•ч срок окупаемости возрастет вдвое, до 14,2 года.

Аналитическая зависимость (2) и график (рис. 2) позволяют на предварительной стадии оценить экономическую целесообразность сооружения гелио­установки для любого региона России, а также выявить влияние основных параметров установки на срок окупаемости.

Литература

  1. Бутузов В. Солнечное теплоснабжение в России. Проектирование, строительство, эксплуатация. Lambert Academic Publishing. Saarbrücken. Германия. JSBN 978–3-659–12579–9. 2012.
  2. Бутузов В., Томаров Г. Геотермальное энергоснабжение южного региона Росси. Ресурсы, использование, перспективы. Lambert Academic Publishing. Saarbrücken. Германия. JSBN 987–3-659–18964–7. 2012.
  3. Remmers К.-Н. Groβe Solaranlagen. Solarpraxis, Berlin. 2001.
купить online журнал подписаться на журнал
Поделиться статьей в социальных сетях:

Статья опубликована в журнале “Энергосбережение” за №8'2012

распечатать статью распечатать статью


Реклама
Реклама на нашем сайте
Rambler's Top100 Rambler's Top100 Яндекс цитирования



Кондиционирование, отопление, вентиляция

Подписка на журналы

АВОК
АВОК
Энергосбережение
Энергосбережение
Сантехника
Сантехника
Онлайн-словарь АВОК!


Реклама на нашем сайте