Проблемы малой энергетики (на примере Приднестровья)

Одним из вариантов снижения энергопотребления может стать наряду развитие малой энергетики, которая вырабатывает, по западной терминологий, «зеленую» энергию – экологически чистый продукт, не загрязняющий окружающую среду вредными выбросами (золой, шлаком, окислами азота, двуокисью углерода и др.). Такая энергия производится с помощью возобновляемых источников: энергии ветра, солнца, рек, тепла земли, геотермальных источников и т. д.

Энергетика является основой существования любого государства. Основу энергетики Приднестровский Молдавской Республики в настоящее время доставляют Молдавская ГРЭС, работающая на органическом топливе (газе, угле, мазуте) и Дубоссарская ГРЭС, работающая на энергии реки Днестр.
Поскольку Дубоссарская ГРЭС не обладает достаточной мощностью для обеспечения всех потребностей региона в энергии, приходится использовать электроэнергию, вырабатываемую Молдавской ГРЭС, которая вынуждена работать на привозном топливе, так как республика не имеет собственных месторождений газа, угля, нефти.

Цена на топливо с каждым годом растет и, по прогнозам специалистов, снижаться уже не будет. Только за 2002 г. цена на газ в РФ возросла на 40%. В Основных положениях энергетической стратегии на период до 2020, года, разработанных Минэнерго России, выдвинуто предложение увеличить цену на газ в 2005 г. в три раза по сравнению с 2002 г., а к 2010 – в 5 раз. Цена на нефть на международном рынке достигла рекордного уровня — 100 дол. за баррель, и снижения ее пока не наблюдается.

Рост цен на топливо, как известно, сопровождается повышением стоимости электроэнергии. Поэтому перед приднестровскими энергетиками стоит сегодня важная цель: снизить энергопотребление за счет применения новых энергосберегающих технологий, как при производстве электроэнергии, так и при ее потреблении. Энергосбережение должно стать приоритетной задачей в развитии хозяйственного комплекса республики.

Одним из вариантов снижения энергопотребления может стать наряду развитие малой энергетики, которая вырабатывает, по западной терминологий, «зеленую» энергию – экологически чистый продукт, не загрязняющий окружающую среду вредными выбросами (золой, шлаком, окислами азота, двуокисью углерода и др.). Такая энергия производится с помощью возобновляемых источников: энергии ветра, солнца, рек, тепла земли, геотермальных источников и т. д.

Во всех странах Европы (Франции, Германии, Норвегии, Швейцарии и др.) на правительственном уровне приняты национальные программы по развитию малой энергетики с использованием возобновляемых источников энергии, при этом в ближайшее десятилетие доля «зеленой» энергии в общем балансе потребления должна составить от 20 до 40%.

Что касается России, то она в этом вопросе значительно отстает от стран Запада. Например, во Всемирной таблице развития ветроэнергетики РФ занимает 35 место и находится в окружении таких слаборазвитых стран, как Тунис, Иран и др. По данным члена-корреспондента РАН Дьякова А. Ф. в России действует всего несколько десятков ветровых и солнечных установок и около 60 малых гидроэлектростанций, общий вклад которых в энергетический баланс государства составляет всего 0,1%. По мнению ведущих российских энергетиков, эта мизерная доля не в состоянии решить ни экологические, ни социальные проблемы.
Особое место занимает малая энергетика в деле повышения энергетической безопасности страны и в чрезвычайных обстоятельствах. Повышение безопасности объясняется, прежде всего, рассредоточением установок малой энергетики по значительной площади, относительной независимостью выработки электроэнергии, а также мобильностью (наплавные микрогидроэлектростанции можно доставить в нужный район за несколько часов).

По расчетам российских энергетиков, потенциал возобновляемых источников энергии РФ (ветра, воды, солнца, тепла земли) составляют 25% внутреннего энергопотребления. А поскольку структура потребляющих предприятий в России и ПМР примерно одинакова, то можно предположить, что и в нашем регионе этот потенциал может составлять такую же величину.

Перспективы использования солнечной энергии в Приднестровье весьма благоприятные – ведь Молдавия всегда была одной из самых солнечных республик бывшего СССР. Среднегодовое значение продолжительности солнечного влияния в этом регионе составляет 2330 ч при интенсивности 300-700 Вт/м. Летом здесь почти не бывает дней без солнца: в среднем только два дня в мае и по одному дню в июне, июле, сентябре.
Что касается ветровых ресурсов, то их в нашем крае значительно меньше, чем в России: в ПМР среднегодовая скорость ветра составляет 3,2 м/с. Правда, положительным моментом является то, что более сильные ветры приходятся на зимние месяцы - декабрь, январь и февраль (V= 5,5 м/с), когда энергия, например на отопление жилищ, особенно необходима.
Наиболее приемлемо использовать в ПМР водные ресурсы, поскольку для нашего региона это самый выгодный и дешевый источник возобновляемой энергии. Приднестровье протянулось узкой лентой вдоль Днестра, на берегу которого расположено 53 населенных пункта. Поэтому использовать энергию течения Днестра можно практически на всей территории республики с помощью микро- и малых наплавных гидроэлектростанций. Равнинная местность не приспособлена для строительства на Днестре плотины, из-за которой могут затапливаться большие площади плодородных земель. А значит, именно наплавные гидроэлектростанции малой мощности могли бы частично решить проблему экономии электроэнергии в ПМР, Течение Днестра относительно стабильно, нет здесь и суточных колебаний скорости течения, а сезонные — очень незначительны, поэтому можно предположить, что скачков и пульсаций напряжения здесь не будет. Благодаря этим положительным моментам можно упростить регулирующую аппаратуру и снизить стоимость микрогидроэлектростанций.
Научно-исследовательские работы по разработке устройств, использующих «зеленую» энергию (ветроэлектростанций, малых гидроэлектростанций, солнечных установок) в настоящее время ведутся практически во/ всех странах мира. Поданным ЮНЕСКО, в 1980 г. на исследование только ветроэлектрических станций во всем мире было израсходовано 500 млн. долларов, причем 60% от этой суммы – в США. Вполне очевидно, что эти затраты окупаются в результате создания более совершенной техники для использования «зеленой» энергии.

Если говорить о Приднестровье, то здесь, на наш взгляд, вопросам использования малой энергетики для целей орошения сельскохозяйственных угодий, освещения и отопления частных домов, обеспечения электроэнергией небольших ферм, пекарен, мастерских уделяется недостаточно внимания. Более того, как показали предварительные поиски, в республике не проводились и научно-исследовательские работы по созданию и исследованию устройств, использующих нетрадиционные возобновляемые источники энергии.

Думается, что настало время рассмотреть возможность и целесообразность использования электроэнергии, получаемой альтернативными способами в условиях Приднестровья. В качестве таких альтернативных способов предлагаем использовать биогаз, солнечную энергию, ветровые и водные ресурсы реки Днестр.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БИОГАЗА

Использование биогаза для получения электроэнергии для ПМР не является актуальной проблемой, хотя за рубежом эта технология применяется достаточно широко. Так, в США небольшие электростанции, работающие на биогазе, вырабатывают 10 ГВт мощности, в Швеции — 14% потребляемой электроэнергии [2]. В России, в Новосибирском институте катализа, созданы установки, которые с помощью каталических реакторов позволяют получать тепловую энергию с очень высоким коэффициентом полезного действия и хорошими экологическими характеристиками - практически без выброса вредных веществ. В этих реакторах можно перерабатывать любые органические отходы: дерево, солому, опилки, листья и т. д.
Приднестровье, к сожалению, не обладает достаточным запасом органических отходов для круглогодичного обеспечения реактора, однако осенью в городах скапливается такое количество опавших листьев, что их порой не успевают вывозить на мусорную свалку. В этой связи целесообразно продумать вопрос о разработке небольшой передвижной установки (например, установленной на автоприцепе) для переработки листьев в брикеты. Этот материал, спрессованный под высоким динамическим давлением, может вполне конкурировать по калорийности с деревом, а значит, брикеты могут служить как топливо или как сырье для биореакторов.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ

Количество поступающей на землю солнечной энергии огромно — оно составляет 1,5 10 кВт-ч в год, а мощность солнечной радиации – 70-10 кВт [3]. Теоретический потенциал энергетических потоков в экосистеме земли настолько велик, что превосходит сегодняшнее потребление энергии в много раз.
Если, например, станции солнечной энергии расположить на одном проценте мировых пустынь, то они могли бы обеспечить электроэнергией всю планету.
Солнечная энергия может перерабатываться в электрическую двумя способами:
- с помощью использования солнечной энергии как источника тепла для выработки электроэнергии традиционными способами (например, с помощью паровых труб турбогенераторов).
- непосредственным преобразованием солнечной энергии в электрический
ток в солнечных элементах.

Падающая на землю энергия имеет малую мощность (160-500 Вт/м) [3], поэтому ее использование довольно проблематично – требуются большие площади, ориентированные на солнце. В настоящее время ученые всего мира работают над созданием солнечных электростанций теплового типа, в которых солнечная энергия концентрируется на поверхности котла с помощью зеркал. В котле вода превращается в пар, который поступает в паровую турбину, вращающую электрический генератор. Опытные солнечные электростанции такого типа были построены в США, Франции, Испании, их мощность составляла 0,25 – 30 Вт.

Еще в советское время в Крыму, в районе Керчи, была сооружена экспериментальная электростанция башенного типа мощностью 5 МВт. Действует она следующим образом: на солнечный цилиндрический парогенератор, размещенный на башне высотой 70 м, направляются солнечные лучи от 1600 плоских квадратных зеркал-гелиостатов, общая площадь которых 40 000 кв.м.». Гелиостаты снабжены системами слежения за положением солнца и оборудованы системой ориентировки таким образом, чтобы поток солнечных лучей попадал на гелиостат под оптимальным углом. Плотность сконцентрированного потока энергии на поверхности приемника-парогенератора достигает 130 кВт/ кв.м.». В парогенераторе вырабатывается 28 т/ч пара при давлении 4 МПа и температуре 250°С. Эта станция выдает 6,0 млн кВт-ч электрической энергии в год. Тем не менее, широкому применению таких солнечных станций, в том числе и у нас в республике, препятствует их высокая стоимость, которая в 5 раз превышает тепловые паросиловые электростанции той же мощности. Капитальные затраты на 1 кВт выдаваемой мощности составляют 6 тыс. долларов [3], а себестоимость электроэнергии - 70 центов за 1 кВт.

Примерно такую же картину можно увидеть при строительстве солнечных станций за рубежом. Солнечная электростанция, построенная в Аризоне (США), показала коэффициент полезного действия 17% при затратах 1500 долларов за I1 кВт выдаваемой мощности: Такая установка - довольно сложное инженерное сооружение, для проектирования и изготовления которого в ПМР нет ни специалистов, ни предприятий, способных, его построить. Большими перспективами обладает второй способ утилизации солнечной энергии - непосредственное преобразование энергии солнечных лучей в электрическую энергию с помощью фотопреобразователей. Наибольшее распространение получили полупроводниковые фотоэлементы из кремния. Однако и они имеют два серьезных недостатка: небольшой коэффициент полезного действия (<10%) и высокую стоимость производства батарей. По некоторым данным [3], стоимость электроэнергии, вырабатываемой при помощи полупроводниковых фотоэлементов, в тысячу раз дороже электроэнергии, вырабатываемой на тепловых электростанциях. Чтобы сделать производство электроэнергии. С помощью фотопреобразователей более рентабельным, необходимо повысить коэффициент полезного действия и, главное, снизить стоимость элементов. Эта работа ведется сегодня во всем мире.

По свидетельству немецких специалистов [4], область эффективных солнечных элементов переживает в настоящее время бурное развитие. К исследованию и производству солнечных элементов в Германии подключились такие фирмы, как «Сименс», «Балер», «Мессершмит-Бельков-Блом», «АЭГ», «Даймлер-Бенц» и др. Уже созданы опытные полупроводниковые фотопреобразователи на базе арсенида галлия с коэффициентов полезного действия 20%.
Что касается Приднестровья, то учитывая высокие капитальные затраты на использование фотоэлектрических преобразователей для прямого превращения солнечной энергии в электрическую, можно предположить, что в этом регионе в ближайшие три-пять лет использование фотоэлектрических преобразователей вряд ли будет экономичным. Чтобы получить ощутимую отдачу от внедрения такого возобновляемого источника энергии, необходимо снизить стоимость его производства в 10 раз, что в настоящее время нереально.

Другой многообещающий путь в этом направлении – использование нового солнечного материала - аморфного кремния. В отличие от кристаллического аморфный кремний не обладает «решеткой», от которой отскакивают неиспользованные частицы энергии солнечного света. Абсорбция света, а значит, и коэффициент полезного действия аморфного кремния соответственно 'выше. Еще одной очень важной особенностью таких преобразователей является то, что слой аморфного кремния может быть в 600 раз тоньше (0,5 мкм) кристаллического той же мощности. Специалисты фирмы «Сименс» считают, что применение аморфного кремния открывает «невероятные возможности для экономики», а технологии тонких слоев – радужные перспективы.

В настоящее время фирма «Телефункен-систем-техник» производит высококачественные монокристаллические солнечные элементы с коэффициентом полезного действия 16%. Эффективное развитие солнечной энергии в Германии подтверждается г следующим примером: если в 1975 г. капиталовложения на 1 кВт электрической мощности от солнечных батарей составляли 180 тыс. немецких марок; то спустя десять лет они уже достигли 20 тыс., т; е. снизились в 9 раз и продолжают снижаться. Уже созданы солнечные электростанции промышленного назначения (300 кВт – в курортном центре на острове Пельворм, 500 кВт— на острове Мозель и др.), которые на деле доказали свою эффективность.
Учитывая динамику развития производства фотоэлектрических систем, ведущие фирмы ряда стран сделали вывод, что себестоимость фотоэлектрических систем снизится в ближайшее время до 3 тыс. дол/кВт, что значительно расширит зону эффективного использования автономного электроснабжения, особенно в солнечном поясе Земли, богатом солнечными ресурсами.

ПМР расположена именно в таком поясе. Средняя продолжительность солнечного сияния за год публике составляет 2330ч. Для сравнения: Германия, интенсивно эксплуатирующая солнечную энергию, получает всего 1700 солнечных часов в среднем за год. А значит, в перспективе фотопреобразователи могут быть пользованы для получения энергии и в Приднестровье.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВЕТРОВОЙ ЭНЕРГИИ

За рубежом нетрадиционная энергетика начала всерьез развиваться после нефтяного кризиса. По данным Международного агентства, сегодня производство электроэнергии за счет возобновляемых источников более чем в 200 млрд. кВт-ч (около 2% производимой в мире энергии). По последним сведениям, к концу 2003 г. мощность веторэлекторстанций достигла 35 тыс. МВт, в том числе в маленькой Данин — 3400, в Германии - 14.600 МВт, при этом она ежегодно увеличивается на 500-800 МВт.
За рубежом ветроэнергетика уже выделилась в самостоятельную отрасль, которая развивается быстрыми темпами. Дания, например, в 2030 г. планирует довести долю ветроэнергетики в общих энергетических балансах до 50%, Германия - до 30, США —. до 24, Китай — до 15%. При этом Германия за счет развития ветроэнергетики предполагает закрыть все свои 18 атомных электростанций по мере выработки ими своего ресурса и уже приступила к реализации этого плана. Россия же, обладая огромным ветровым потенциалом, до сих пор не имеет программы развития (а следовательно, и финансирования) ветроэнергетики. Нет такой программы и в нашей республике.

Бурный рост ветроэнергетики можно объяснить следующими ее преимуществами:
- экологической чистотой (ветроэнергетика не загрязняет окружающую среду);
- возобновляемостью (эта энергия не исчерпаема, она «вечна»);
- широкой возможностью распространения (ветроэлектростаиции можно ставить там, где ветер дует со скоростью 3 – 5 м/с продолжительное время);
- относительной дешевизной (в некоторых случаях стоимость электроэнергии, полученной от ветроэлектростаиции, может быть ниже, чем от тепловых).
По прогнозам Всемирного энергетического совета, капитальные вложения на 1 кВт мощности, ветроэлектростанций снизятся в 2006 г. с 1000 до 400 долларов, что даст возможность этому возобновляемому источнику энергии еще больше совершенствоваться.

За рубежом ветроэнергетика развивается по двум направлениям.
Один путь развития – это создание ветроэлектростанций большой мощности. Наблюдается тенденция роста единичной мощности ветроагрегатов от 600 кВт в 1980 г. до 2 МВт в 2003 г. Фирма «Боинг» предполагает принять участие в строительстве ветроэлектростанций мощностью 7 МВт с ветроколесом диаметром 100 м и башней высотой 120 м. Такие установки предназначены для работы на сеть и представляют собой очень сложные инженерные сооружения, поскольку снабжаются системами ориентирования на ветер, регулирования скорости вращения ротора, двойной системой торможения, системой охлаждения подшипников ротора и др. По данным зарубежных источников, стоимость ветроустановки мощностью 0,6 МВт составляет более 1 млн. долларов.
Преимущество таких больших ветроэлектростанций видится, прежде всего, в том, что себестоимость вырабатываемой на них электроэнергии доходит до 4—6 центов за киловатт при расчетном сроке эксплуатации 20 лет.
В конце 80-начале 90-хгодов прошлого столетия в России также проводилась работа по введению в строи крупных опытно-экспериментальных ветроэнергетических станций: началось строительство дагестанской на 0,6 МВт, ленинградской – на 2,5 МВт, приморской на 3,0 МВт, карельской, калмыкской, магаданской и ряда других [2]. Однако в настоящее время все эти стройки заморожены из-за отсутствия средств.

Как правило, ветроэлектростанций объединяются по несколько штук, образуя так называемые «ветропарки». В Англии, к примеру, в одном месте сосредоточено 56 ветроэлектростанций, мощностью по 0,6 MBт, что обеспечивает электроэнергией 25 тыс. частных домов. При этом выброс в атмосферу углекислого газа сократился на 80 тыс. т. окислов серы — на 1200 т, что в значительной мере снизило возможность появления кислотных дождей и улучшило экологическую обстановку в регионе, По данным Европейской ассоциации ветроэнергетики, объем рынка именно таких электростанций удваивается каждые 2,9 года. Одна только датская фирма «Wind Technology» с начала 80-х годов установила по всему миру 10 тысяч ветролектростанций. Интересно, что на установку и запуск одного такого источника энергии мощностью 0,6 МВт тратится всего 7 дней [6].

Подтверждают выгодность их использования и заказы: Бельгия затребовала 86 единиц, Корея – 66, Канада — 90, Индия – 28 штук и. т., д. Что касается Приднестровья, то вполне понятно и объяснимо, что покупка или производство у нас таких ветроэлектростанций пока невозможны.
Другой путь развития ветроэнергетики состоит в создании ветроэлектростанций малой (0,25-10 кВт) и средней (20-250 кВт) мощности, применяемых в основном для бытовых целей. Электроэнергия, вырабатываемая бытовыми ветроэлектростанциями более дорогая, чем стоимость электроэнергии от больших ветроэлектростанций, однако в условиях ПМР они вполне могут быть рентабельными. В Европе в связи с густой населенностью, отсутствием необжитых мест,, а также достаточно развитой сетью электропередач такие ветроэлектростанций не пользуются спросом, хотя и производятся несколькими предприятиями по специальным заказам. Бытовые электростанции зарубежного производства слишком дороги: станция с установленной мощностью 1 кВт стоит порядка 2 тыс. долларов. В России около десяти предприятий производят электростанции по той же цене, но мощностью 4-5 кВт. Московский институт теплотехники разработал в ветроэлектрическую станцию мощностью 60 кВт (ВЭУ-60) по цене 100 тыс. что для Приднестровья является высокой ценой.
Ветроэлектростанции бытового назначения представляют собой крыльчатые ветроагрегаты с генераторами постоянного тока напряжением 12—110 В. При необходимости они снабжаются буферными батареями на 200 – 300 А-ч. Зарядка аккумуляторных батарей производится через контроллер, который выдает зарядный ток даже тогда, когда выходное напряжение генератора намного меньше напряжения батарей. Далее ток проходит через конвертер (инвертор), дающий напряжение 220 В.

По данным гидрометеослужбы ПМР за последние двадцать лет, среднемесячная скорость ветра в этом регионе составляет 3,2 м/c. Так, в Тирасполе за последние 30 лет среднемесячная скорость ветра в январе составила 3,4 м/с, в феврале - 3,7, в маг апреле - 3,6, в мае - 3,4, в июле - 2,7, в августе - 2,4, в - 2,8, в октябре - 3,2, в ноябре – 3,0, в декабре - 3,2 м/с. Роза ветров показывает, что практически все направления ветров представлены равномерно с небольшим преимуществом северо-западного направления.. Скорость ветра менее 1,5 м/c редко превышает более 4 ч в сутки, а полностью безветренные дни бывают очень редко. С другой стороны, среднедневная скорость ветра составляет 5,9 м/с. Таким образом, создание ветроэлектростанции, работающей на скоростях 3-11 м/с, для отопления жилища, привода насоса и других бытовых нужд вполне реально.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ РЕКИ ДНЕСТР

В довоенные годы в России деревни и села снабжались электроэнергией в основном от малых гидроэлектростанций, мощность которых составляла 100-250 кВт. Они ставились стационарно на небольших реках, где плотины обеспечивали напор 2-9 м. В настоящее время таких гидроэлектростанций в России осталось около 60. Остальные не выдержали конкуренцию с большими электростанциями (например, Братской ГЭС), электроэнергия которых была исключительно дешевой и составляла менее 1,5 копеек за 1 кВт.

В последние годы резко изменившиеся экономические условия привели к удорожанию электроэнергии, причем так стремительно (5 центов за 1 кВт), что мини- и малые гидроэлектростанции становятся, все более рентабельными. Это давно поняли в Китае, где. наряду со строительством крупнейших в мире ГЭС функционирует 100 тыс. минигидростанций мощностью от 1 до 30 кВт и суммарной мощностью 20 ГВт [2]. Стоимость их составляет от 300 до 700 долларов за 1 кВт; установленной мощности и вполне сопоставима (в условиях Китая) со стоимостью обычной тепловой электростанции. По мнению китайских специалистов-энергетиков, эта область является очень доходной и развивается достаточно эффективно.
Приднестровье обладает исключительно благоприятными географическими условиями для развития «малой» гидроэнергетики, а использование гидроресурсов Днестра - особенно актуально для нашей республики.

Во-первых, ее территория расположилась узкой лентой вдоль Днестра,
и этот фактор можно использовать для получения энергии практически повсеместно. Кроме того, Днестр имеет практически неисчерпаемые запасы надежного возобновляемого источника энергии – воды.

Во-вторых, минигидроэлектростанции наплавного или погружного типа могут выдавать энергию круглый год в том числе и в зимний период. Лед на Днестре держится недолго, и незначительная его толщина не будет захватывать рабочую часть ГЭС — гидротурбину, находящуюся на глубине 0,5-1,0 м от поверхности воды.

В-третьих, относительно стабильное течение реки (в наиболее быстрых местах — 7 км/ч) даст высокое качество электроэнергии. Здесь нет значительных суточных и сезонных колебаний скорости течения воды, а значит, не будет и пульсаций напряжения электроэнергии, которые необходимо компенсировать механическими или электрическими мерами. Этот фактор упрощает установку миниэлектростанций в целом и делает ее дешевле.

В-четвертых, плотность воды составляет I -103 кг/м3, а плотность воздуха - 0,125кг/м3, т.е. плотность водяного потока в 8 тыс. раз выше плотности воздушного потока. При одинаковой скорости водяной поток несет значительно больше энергии, чем воздушный, поэтому установка, использующая энергию течения реки, будет более компактной и менее материалоемкой, чем ветроэлектростанция, а значит, более дешевой.

В-пятых, большим преимуществом минигидроэлектростанций является их мобильность: поскольку они установлены на понтоне, их можно транспортировать в любое необходимое место. В случае природных катаклизмов (например, обледенения проводов и обрушения линий электропередач) мобильные наплавные ГЭС можно быстро доставить в нужное место и обеспечить энергоснабжение небольшого поселка. Такая возможность повышает энергетическую безопасность республики.
И последнее. Вдоль Днестра на : левом берегу расположились 53 населенных пункта, часть потребностей в электроэнергии которых можно было бы удовлетворить за счет использования мини- и малых ГЭС наплавного или погружного типа, установленных на Днестре в непосредственной близости от места потребления. Это, прежде всего, снизило бы потери на передачу электроэнергии по электросетям, которые достигают 20%. От таких мини - и малых гидроэлектростанций можно снабжать электроэнергией и поливные.
Длина Днестра 1352 км, исток находится на высоте 900 м выше уровня моря. В горной части скорость течения превышает 2,5 м/с, в равнинной области (территория ПМР) она колеблется от 1,1 до 2 м/с в зависимости от места замера. Сток в районе г. Бендеры составляет 310 м7с [7]. Согласно расчетам, полный энергетический потенциал реки составляет 2,7 МВт энергии, а средний напор на 1 км – 0,6 м.
Известно, что Днестр равнинная, сильно петляющая река. Поэтому если подобрать рядом стоящие петли с расстоянием по руслу 3—5 км, то в этом месте вполне можно cтpoить деривационную (работающую на отводном рукаве) гидроэлектростанцию с располагаемым напором 3-5 м, что достаточно для станции небольшой мощности (до 50 кВт). А чтобы увеличить мощность, станции можно ставить параллельно, так как расход одной мини-ГЭС составляет менее 1 % стока реки.
Деривационные минигидростанции используют потенциальную энергию реки, а наплавные – кинетическую, поэтому энергия, вырабатываемая наплавной минигидростанцией, пропорциональна кубу скорости течения воды. Значит, чтобы увеличить мощность минигидростанции, нужно стремиться к повышению скорости потока воды искусственными мерами: с помощью установки дополнительных водяных насосов, создающих напор в заборном конусе турбины, устройстве коаксиальных нагнетателей, а также благодаря применению конусных, отсасывающих воду из турбины устройств и т. д.

Анализ альтернативны получения энергии показал, что в условиях ПМР в настоящее наиболее перспективным направлением развития энергетики являются наплавные или погружные гидростанции большой мощности, которые могут использовать энергию реки Днестр.
Разработкой и выпуском энергетического оборудования для микро - и малых гидроэлектростанций занимается несколько российских фирм: «РАНД», МНТО, «ИНСЭТ», АО «ТЯЖМАШ» и др. Они выпускают разных видов, деривационные микрогидроэлектростанции с гидротурбинами, которые комплектуются синхронными и асинхронными генераторами различной мощности, а также системами автоматического управления, обеспечивающими возможность работы на индивидуального потребителя (на нагрузку). Минимальный напор для нормальной работы деривационной микрогидроэлектростанции мощностью 50 кВт составляет 3,7 м при расходе всего. 1м3/с. Опасения экологов, что установка микро-ГЭС ухудшит экологию, не имеют под собой никаких оснований, так как такая станция (деривационная или наплавная) забирает всего 1-5% стока реки, что никаким образом не может отразиться на окружающей среде.
ВЫВОДЫ

1. За рубежом возобновляемая энергетика переживает бурное развитие. Доля ее в общем балансе стран (Дания, Германия, США) достигает 20%; планируется к 2010 г. довести эту величину до 30 и даже до 40%.

2. В нашем регионе имеются все возможности для развития возобновляемой энергии, Наиболее перспективны: гидроэнергетика, использующая течение реки Днестр (наплавные, деривационные, погружные микро-ГЭС); ветроэнергетика, использующая роторные ветроэлектростанции малой мощности; в меньшей степени - фотопреобразователи и установки получения биогаза.

3. Необходимо усилить работу по исследованию и внедрению установок возобновляемой энергии в хозяйство ПМР. Чем раньше начнется этот процесс, тем быстрее будут достигнуты результаты.

4. Возможный путь – закупка одного-двух агрегатов ВИЭУ (например,
ветроэлектростанции мощностью 4 и 20 кВт, микро-ГЭС мощностью 12 и 24
кВт), монтаж и опытная эксплуатация их в течение года, после чего – решение вопроса о целесообразности применения установок возобновляемой энергии в Приднестровье.

5. При удачном эксперименте следует разработать республиканскую программу, в которой поручить изготовление агрегатов ВИЭУ заводам Приднестровья («Электромашу», «Литмашу» заводу электроаппаратуры и др.) |Новое производство даст дополнительные рабочие места и улучшит экономику республики.

В.И. ЮРЧЕНКО,
кандидат технических наук, доцент
В.А. ЮРЧЕНКО,
ст. преподаватель
(кафедра «Технологии машиностроения»
ПГУ им. Т.Г. Шевченко)

Обсудить