Розподілене виробництво енергії

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Вітрогенератор, що виробляє енергію для подачі в розподілену мережу, Іспанія

Розподілене виробництво енергії (англ. Distributed power generation) — концепція будівництва джерел енергії та розподільчих мереж, яка має на увазі наявність безлічі споживачів, які виробляють теплову і електричну енергію для власних потреб, а також спрямовуючих надлишки в загальну мережу ( електричну або теплову).

Енергетика сьогодні[ред.ред. код]

В даний час промислово розвинені країни виробляють основну частину електроенергії централізовано, на великих електростанціях, таких як теплові електростанції, атомні електростанції, гідроелектростанції. Потужні електростанції завдяки «ефекту масштабу» мають чудові економічні показники і зазвичай передають електроенергію на великі відстані. Місце будівництва більшості з них зумовлено безліччю економічних, екологічних, географічних і геологічних факторів, а також вимогами безпеки та охорони навколишнього середовища. Наприклад, вугільні станції будуються далеко від міст для запобігання сильного забруднення повітря, що впливає на жителів. Деякі з них будуються поблизу вугільних родовищ для мінімізації вартості транспортування вугілля. Гідроелектростанції повинні знаходитися в місцях з достатньою енергомісткістю (значний перепад рівнів на витрати води).

Низьке забруднення навколишнього середовища — критичне перевага комбінованих енергостанцій, що працюють на природному газі. Це дозволяє їм перебувати досить близько до міста для централізованого теплопостачання.

Тому в традиційній енергетиці за функціональним призначенням і територіальним розташуванням можна чітко виділити три сегменти:

  1. Центри виробництва електроенергії
  2. Лінії електропередач великої потужності
  3. Зони споживання електроенергії та місцеві розподільні мережі

Атомні і теплові електростанції крім електричної енергії виробляють значну кількість тепла. На відміну від електроенергії, теплову енергію неможливо передавати на великі відстані через різке зростання втрат з ростом відстані. Одночасно, через зазначені вище фактори, багато енергостанцій занадто далеко розташовані, щоб використовувати їх побічне тепло для обігріву громадських і житлових будівель. В результаті, невикористана на самій станції теплова енергія розсіюється в навколишньому середовищі (втрачається без корисного застосування).

Розподілене виробництво електроенергії[ред.ред. код]

Дана концепція передбачає будівництво додаткових джерел електроенергії в безпосередній близькості від споживачів. Потужність таких джерел вибирається виходячи з очікуваної потужності споживача з урахуванням наявних обмежень (технологічних, правових, екологічних і т. д.) і може варіювати в широких межах (від двох-трьох до сотень кіловат). При цьому споживач не відключається від загальної мережі електропостачання.

Як додаткові джерела електроенергії можуть застосовуватися як засоби альтернативної енергетики (сонячні батареї, вітрові генератори, паливні елементи), так і традиційні когенераційні установки (КГУ) малої і середньої потужності, що працюють на природному газі (як на найбільш чистому виді палива). В останньому випадку завдяки розташуванню когенераційних установок безпосередньо у споживачів, стає можливим використання не тільки вироблюваної електроенергії, але і побічної теплової енергії на потреби опалення, гарячого водопостачання або абсорбційного холодопостачання самого власника КГУ або сторонніх споживачів, розташованих поблизу. Це дозволяє добитися високої ефективності використання палива (до 90% від потенційної енергії).

При цьому в системі «споживач — місцеве джерело енергії» регулярно виникають дисбаланси між виробництвом і споживанням енергії або між потребою в її видах, наприклад:

  • Потужність сонячних батарей і вітрогенераторів змінюється в залежності від погодних умов, а споживання електроенергії від погоди може не залежати або змінюватися в протилежний бік.
  • У зимовий час споживання теплової енергії залишається постійно високим, а споживання електроенергії змінюється за часом доби.

Наявність підключення до загальної електричної мережі дозволяє компенсувати нестачу електроенергії за рахунок її споживання від загальної мережі, а в разі надлишкового виробництва електроенергії власним джерелом — видавати її до мережі, з отриманням відповідного доходу.

Такий підхід дозволяє:

  • Знизити втрати електроенергії при транспортуванні через максимальне наближення електрогенераторів до споживачів електрики, аж до розташування їх в одній будівлі.
  • Зменшити число, протяжність і необхідну пропускну здатність магістральних ліній електропередачі.
  • Пом'якшити наслідки аварій на центральних електростанціях і головних лініях електропередач за рахунок наявності власних джерел енергії.
  • Забезпечити взаємне багаторазове резервування електрогенеруючих потужностей (частково).
  • Знизити вплив на навколишнє середовище за рахунок застосування засобів альтернативної енергетики, більш повного використання потенційної енергії викопного палива.

Для реалізації концепції розподіленої енергетики необхідне виконання низки умов, у тому числі:

  1. Технічних: наявності систем двостороннього обліку, узгоджена робота місцевих та центральних генераторів, відповідні системи захистів для всіх варіантів роботи місцевих та центральних генераторів, підтримка стабільності напруги і частоти в загальній мережі.
  2. Організаційних: має бути налагоджена взаємодія між усіма учасниками щоб уникнути перевантажень генеруючих потужностей або будівництва зайвих, які будуть простоювати.
  3. Правових та економічних: повинна бути передбачена юридична можливість продажу споживачами надлишків енергії власного виробітку, повинен існувати розвинений ринок електроенергії або встановлено економічно привабливі для всіх учасників тарифи на генерацію, споживання і транзит електроенергії.
  4. Технологічних: повинні бути доступні економічно ефективні пристрої для місцевого виробництва енергії (сонячні батареї, вітрогенератори, когенераційні установки).

Повна відмова від потужних центральних електростанцій і остаточна децентралізація електрогенерації в даний час неможлива як з економічних міркувань, так і в зв'язку зі складністю управління безліччю об'єктів та їх технічного обслуговування, необхідністю постійного підтримання балансу генерації і споживання, необхідністю наявності резервних потужностей.

Схоже поняття[ред.ред. код]

За наявності відповідних коштів автоматичного віддаленого управління об'єднання розподілених генераторів енергії може виступати як віртуальні ТЕЦ.

Як синонім може використовуватися термін «децентралізоване виробництво енергії», який не відображає специфічної особливості — наявність загальної мережі обміну електро- і теплової енергії. В рамках концепції децентралізованого виробництва електроенергії можлива наявність загальної мережі електроенергії і системи місцевих котелень, які виробляють виключно теплову енергію для потреб населеного пункту/підприємства/кварталу.

Див. також[ред.ред. код]

Ресурси Інтернету[ред.ред. код]

Розподілені джерела енергії[ред.ред. код]