134
diesel power plant for a greater number of hours to save fuel. In addition, the analysis of the results revealed an inverse
dependence of the difference in the total discounted costs of the compared technologies on the nominal capacity, which opens up
space for further research on this topic.
Key words:
renewable energy sources, electric power storage systems, hydraulic storage.
I.
В
ВЕДЕНИЕ
Существует немало способов организации накопления
энергии, и для корректного их сравнения используется
показатель LCOS [1], отражающий нормированную
стоимость хранения. Он рассчитывается как дробь, в
числителе которой суммарные затраты на систему
накопления электроэнергии, а в знаменателе – объем
электроэнергии, разряженной накопителем за весь срок
службы.
Примечательно,
что
технология
гидроаккумулирования
отличается
самым
низким
показателем, однако в качестве накопителя в работе с
возобновляемой генерацией практически не используется.
В отечественных и зарубежных источниках приведено
крайне мало подобных примеров. Среди них, например,
островные энергосистемы в Китае в и Греции.
Для сравнения с гидроаккумулирующей установкой в
данной работе была выбрана СНЭЭ на основе литий-
ионных аккумуляторов, так как это техническое решение
по организации хранения электроэнергии на сегодняшний
день является самым распространенным способом.
II.
С
ОПОСТАВЛЕНИЕ ЛИТИЙ
-
ИОННОЙ
СНЭЭ
И
ГАЭС
Для
сравнения
электрохимических
СНЭЭ
и
гидроаккумулирующей
системы
в
работе
с
возобновляемой генерацией необходимо определить:
данные по выработке солнечной генерации и данные по
потреблению (на основе средних типовых данных
электропотребления населенных пунктов на человека) за
некий расчетный период времени – 8760 ч.
Первая из рассмотренных точек – с. Лесогорское,
обладает подходящими географическими условиями как
для сооружения ГАЭС (т.к. рядом река и возвышенность,
напор в 10 м достигается при расстоянии от нижнего до
верхнего бьефа в 0,55 км), так и для СЭС (т.к.
Сахалинская область – регион с одним из самых высоких
показателей инсоляции [2].) Выработка солнечной
электростанции
смоделирована
с
использованием
следующих алгоритмов Python: Solar Position Algoritm,
Extraterrestrial radiation, Clear sky models, Diffuse sky,
Diffuse ground, All sky, DC out, AC out.
Совмещение графика нагрузки потребителя и
смоделированной солнечной генерации показывает, что в
течение всего годового периода существует некоторый
избыток энергии, а значит, и возможность его запасать с
помощью системы накопления.
Для сравниваемых технологий накопления энергии по
[3] были произведены расчеты по формулам процессов
заряда (1) и разряда (2) (то есть изменение емкости на
каждый час) для различных вариантов номинальной
емкости: 80, 60, 40% от максимальной свободной энергии
в сутках.
где С ( )
и
С ( − 1), Вт ∙ ч
– доступная
емкость батареи в час t и t-1 соответственно;
– скорость саморазряда батареи, составляет около
0,14% в день;
– энергия, вырабатываемая солнечными
модулями;
– потребляемая энергия в час t;
– КПД инвертора, составляет около 92%;
– КПД батареи (во время разряда составляет 1, а
во время заряда от 0,65 до 0,85 в зависимости от тока
заряда).
Результаты этих расчетов (сведены в таблицу I) –
число часов отключения дизельной электростанции за
каждые сутки и за весь год для каждого варианта, причем
не предусмотрено одновременное использование ДЭС и
накопителя – с целью минимизации удельного расхода
топлива на ДЭС.
Для
экономического
сопоставления
вариантов
необходимо
определить
величину
суммарных
дисконтированных затрат (3) для каждого из них. На
каждом году расчета она определяется суммой
капиталовложений и эксплуатационных затрат, в которые
входят затраты на дизельное топливо, на амортизацию, на
обслуживание [5].
лет – рассматриваемый период;
– номер года;
– эксплуатационные затраты на t-ом году;
капиталовложения на t-ом году;
–
ставка дисконтирования.
Затраты на топливо определяются числом часов
использования ДЭС, удельным расходом топлива, ценой
за литр для данного региона. Для определения
капитальных вложений в литий-ионную систему
накопления был использован удельный показатель,
капиталовложения в ГАЭС рассмотрены более подробно:
рассчитана стоимость возведения гидротехнических
сооружений для верхнего бассейна, дамбы, водоводов, и
стоимость подходящего гидротехнического оборудования
по каталогу компании ИНСЭТ. Амортизационные
отчисления определяются капиталовложениями и сроком
эксплуатации, а ежегодные затраты на обслуживание
