Труды КНЦ (Технические науки вып. 2/2024(15))

Для улучшения сложившейся ситуации нужно повысить полноту полезного использования топлива, осуществить энергосберегающие мероприятия, расширить объемы использования местных топливных ресурсов, возобновляемых источников энергии, таких как энергия ветра и гидроэнергия малых рек [51-54]. Мурманская область располагает высоким потенциалом ветра, особенно в прибрежных районах Баренцева и Белого морей. Среднегодовые скорости ветра на высоте 10 м составляют в этих районах 6-8 м/с. Число часов использования в году установленной мощности ВЭУ достигает 3000-4000 ч. Предпосылками для успешного применения ВЭУ являются: высокий потенциал ветра, совпадение сезонного максимума интенсивности ветра в зимнее время с максимумом потребности в электрической и тепловой энергии, взаимодополняющий характер сезонного поступления ветровой энергии и энергии рек. Использование ветровой энергии для электроснабжения децентрализованных потребителей и участие ВЭУ в теплоснабжении потребителей представляются весьма перспективными. На Кольском полуострове имеет место длинный отопительный сезон (около 9 месяцев), зимний максимум скоростей ветра совпадает с максимумом потребности в тепловой энергии. Применение ВЭУ позволяет превратить ветер из климатического фактора, определяющего повышенные теплопотери, в полноценный источник энергии, обеспечивающий именно в эти периоды активное поступление энергии на нужды отопления. При таком использовании ветра на отопление не обязательны высокие требования к качеству энергии, вырабатываемой ВЭУ. Непостоянство ветра сглаживается за счет аккумулирующей способности самой системы теплоснабжения и отапливаемых зданий, а также резервной котельной. Расчеты, выполненные применительно к ветровым условиям побережья Баренцева моря, показали, что оптимальной является мощность ВЭУ около 0,5-0,7 от мощности котельной. Применение ВЭУ способствует снижению приведенных затрат и себестоимости вырабатываемой тепловой энергии на 20-35 % и вытеснению до 50-70% органического топлива, расходуемого котельной. Для выполнения технико-экономической оценки перспектив использования ветровой энергии для энергоснабжения децентрализованных потребителей была разработана методика, базирующаяся на расчете приведенных затрат. Ее применение показало, что наращивание мощности ВЭУ в целях увеличения экономии топлива целесообразно до определенного предела, соответствующего минимуму приведенных затрат, после которого излишние капиталовложения начинают брать верх над эффектом от экономии топлива, и суммарные затраты возрастают. Дополнительная оценка технико-экономической эффективности на основе определения чистого дисконтированного дохода (ЧДД) позволила оценить возможности снижения тарифов на электрическую и тепловую энергию за счет применения ВЭУ. Установлено, что в ветровых условиях побережья Баренцева моря дисконтированный срок окупаемости ВЭУ составляет 5-6 лет. По истечении этого срока тарифы на электрическую и тепловую энергию могут быть снижены на 50 %. На побережье Белого моря эти показатели несколько ниже — около 25-30 %. В числе первоочередных потребителей, перспективных для применения ВЭУ, можно назвать населенные пункты Цып-Наволок, Остров Харлов и Терско-Орловский, в которых находятся метеостанции и маяки. Площадки для ВЭУ мощностью около 20 кВт имеются в непосредственной близости от указанных объектов и имеют высокую степень открытости на местности. Вблизи пограничных застав Гаврилово и Восточная Лица на побережье Баренцева моря есть подходящие площадки для размещения ВЭУ мощностью около 100 кВт. Наконец, для сёл Чаваньга и Чапома на южном побережье Кольского полуострова могут быть предложены ВЭУ мощностью 250 кВт. Площадки для них расположены на близлежащих возвышенностях с отметками около 20 м над уровнем моря. В 2004 г. были изучены перспективы использования энергии ветра и стока реки Вудъяврйок для электроснабжения Полярно-альпийского ботанического сада-института КНЦ РАН, расположенного в Хибинском горном массиве в районе г. Кировска [55]. По итогам этого исследования выбрана площадка для сооружения ВЭУ мощностью 150 кВт, способной покрыть годовую Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2024. Т. 15, № 2. С. 5-47. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2024. Vol. 15, No. 2. P. 5-47. © Минин В. А., 2024 27