КОНЦЕПТУАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ КОМПЛЕКСНОГО ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЯ АГРОГОРОДКА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕСТНЫХ И ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ Содокладчики: Герасимович Л.С., академик, д.т.н., профессор Ланкевич Ю.И. ассистент, Синенький А.В., мл. научн. с-к Минск – Сектор энергетики АПК Института энергетики НАН Беларуси – 2013 г.

Агрогородок – благоустроенный населённый пункт с социальной инфраструктурой, обеспечивающей Государственные социальные стандарты проживающему в нём населению, жителям прилегающих территорий и задачи сопряжённой градообразующей аграрной производственной сферы. Агрогородок 2

Развитие сельских населенных пунктов в Республике Беларусь 3

Разновидности агрогородков 1. Одно градообразующее многопрофильное СХП с населением одного агрогородка на и тыс. га. 2. Градообразующее СХП с наличием: - животноводческих комплексов по откорму КРС. - животноводческого комплекса по откорму свиней. - птицефабрики. - тепличного комбината. - крупных цехов по переработке с.-х. продукции. 3. С населением двух и более агрогородков с одним градообразующим СХП 4

Концептуальное моделирование - это деятельность по обследованию агрогородков, оценке и обработке собранной информации из баз данных для определения технического и экономического потенциала энергосистем агрогородка с использованием МВЭР, имитационного моделирование и отбор наиболее перспективных вариантов для разработки концептуального проекта системы комплексного энергообеспечения агрогородка (СКЭОА)

Концептуальный проект СКЭОА - это комплект технической и экономической документации вне систем СПДС и ЕСКД, предваряющий первую стадию проектирования, который: включает наиболее перспективные и важные с энергоэкономической точки зрения структуры СКЭОА; дает более наглядное представление о проектируем объекте для поддержки принятия решений; содержит обоснование технико-технологической возможности и экономической целесообразности модернизации или реинжиниринга энергосети, нового строительства СКЭОА.

Миссия концептуального проекта СКЭОА высокой энергоэффективности и экологической безопасности создание экосистемы, благоприятной для развития производительных сил и уровня жизнеобеспечения сельского населения; обоснование энергоэффективной, энергобезопасной и надежной структуры СКЭОА обеспечение высокой производительности аграрного труда и социального уровня сельского населения; диверсификация энергетических ресурсов с использованием МВЭР; интеллектуализация управления СКЭОА 7

Сервер База Данных Веб-сайт для редактирования и наполнения БД Программа обработки данных «ENPEP» Другие приложения, использующие БД Состав и структура программного комплекса Пользователи базы данных Администрирование базы данных Программа обработки данных «АРЭП» Первичные данные обследования агрогородка Нормативно - правовая база Работа экспертов 8

Функциональная схема концептуального проектирования с использованием базы данных в среде IDEF0

Действующие документы, определяющие развитие МВИЭ в АПК Республике Беларусь Указ Президента Республики Беларусь от 17 сентября 2007 г. 433 «О Концепции энергетической безопасности Республики Беларусь» Cтратегия развития энергетического потенциала Республики Беларусь (утверждена Постановлением С М РБ 9 августа 2010 г Концепция развития теплоснабжения в Республике Беларусь на период до 2020 года (утверждена Постановлением СМ РБ 18 февраля 2010 г., 225 Национальный проект РБ «Развитие местных, возобновляемых и нетрадиционных энергоисточников на годы» (утвержден Постановлением СМ РБ 10 мая 2011 г., 586) Постановление Комитета по энергоэффективности при Совете Министров в Республике Беларусь 27 января 2004 г. 1 «Об утверждении инструкции о порядке создания и функционирования демонстрационных зон высокой энергоэффективности Республики Беларусь». 10

11 Принципы методологии концептуального моделирования СКЭОА 1 - приоритет энергоэффективности и энергобезопасности производственной сферы агрогородков; 2 - соблюдение минимально допустимых государственных социальных стандартов для населения агрогородков. 3 - комплексное энергообеспечение с использованием МВЭР со сроком окупаемости СКЭОА около 5 лет

Принципы методологии концептуального моделирования СКЭОА (продолжение) 4. Энерго- и ресурсосберегающие технологии конверсии МВЭР 5.Инновационное энергооборудование для производственных и бытовых энергопотребителей 6.Централизованные и локальные системы интеллектуального управления нагрузками и режимами работы энергопотребителей 7.Высокоорганизованное обслуживание и технический сервиc энергосистемы и автономных энергопотредителей 12

Система требований к концептуальному проекту СКЭОА 13

Первичные энергоресурсы и энерготехнологии Тип первичного энергоресурса Вид первичного энергоресурсаТип энерготехнологий Вырабатываемый энергоноситель 1Местные энергоресурсы 1.1Биомасса отходы древесины, солома, щепа, опилки, быстрорастущие растения, злаки, бобовые Непосредственное сжиганиеСмесь горючих газов Газификация, пиролиз Пиротопливо: газообразное, жидкое, твердое, топливный газ Ферментацияэтанол 1.1.4Прессование Топливные гранулы, пеллеты органические отходы, навоз, помет Метановое сбраживаниеметан 2 Возобновляемые энергоресурсы 2.1Солнечная энергия электромагнитное излучение солнца Преобразование солнечной радиации Электроэнергия Нагрев теплоносителяТепло 2.2Энергия ветраконвективное течение воздухаЭлектрогенерацияЭлектроэнергия 2.3Гидроэнергиятечение водыЭлектрогенерацияЭлектроэнергия 2.4Геотермальная энергиятеплые водыНагрев теплоносителяТепло 2.5Низкопотенциальное теплогрунт, вода, воздух Низкопотенциальное тепло земли, воздуха Тепло 3 Централизованные энергоносители 3.1Электроэнергия электроэнергия в виде высоковольтного напряжения Преобразование электроэнергии в низковольтное напряжение Электроэнергия низковольтного напряжения 3.2 Природный газ высокого давления природный газ низкого давленияДросселированиеГаз низкого давления

Энергетические и экономические показатели конверсионных энергоустановок Тип энергоустановки Вид первичного энергоносителя Вид вырабатываемой энергии Мощность установок КПД энерготехнологии % Удельные капиталовложени я долл/кВт Удельные эксплуатационные затраты долл/кВт/год Огневые топки Пиротопливо: газообразное, жидкое, твердое (топливные пеллеты, гранулы), топливный газ смесь горючих газов, метан, торф. тепловая МВт Газогенераторы Отходы древесины, солома, щепа, опилки, быстрорастущие растения, злаки, бобовые. тепловая0,04-10 МВт Огневая миниТЭЦ, и т.д. Пиротопливо: газообразное, жидкое, твердое (топливные пеллеты, гранулы), топливный газ смесь горючих газов, метан, отходы древесины, солома, щепа, опилки, быстрорастущие растения, злаки, бобовые, торф тепловая, электрическая электрической ( кВт) тепловой ( кВт) 90,1 (36,6/53,8) Солнечные батареи (Фотовольтаика) Оптическое излучение солнца электроэнергия Вт (модуль) Гелиотермальные коллекторы Оптическое излучение солнца тепловая Вт (модуль) Ветрогенератор Конвективное течение воздуха электроэнергия кВт Мини ГЭСТечение водыэлектроэнергия кВт Биогазовые установки Органические отходы, навоз, помет метан м 3 раб. об $/ м 3 раб. об $/ м 3 раб. об./год Тепловые насосы Низкопотенциальное тепло земли, воздуха тепловая5-82,5 кВт Коэффициент энергоэффективности

Универсальная расчетная схема комплексной энергосети типового агрогородка (ПО BALANCE) 16

17 Универсальная структурно- функциональная IDEFO-модель СКЭОА

Обобщенные результаты концептуального моделирования СКЭОА С учетом тренда цен на различные энергоресурсы при расчетном сроке эксплуатации энергсистемы агрогородков в течение 20 лет и сроке окупаемости до 5- ти лет, целесообразно: 1.Сооружение централизованных автономных биогазовых комплексов, принадлежащих предприятию, или за счет средств специальной энергокомпании, на арендуемой производственной территории агрогородка: с когенерационной установкой и продажей электроэнергии государственной энергосистеме, а тепловой - потребителям агрогородка; с газоразделительным оборудованием и автогазозаправочной станцией и продажей биогаза различным энергопотребителям. 18

Обобщенные результаты концептуального моделирования СКЭОА (продолжение) 2.Сооружение собственных автономных фотоэлектро- станций (ФЭС) на крышах: производственных помещений и зданий жилищно-коммунальной сферы или аренда этих площадей энергокомпаниям-собственникам этих станций, в т. ч. иностранным. 3.Индивидуальные автоматизированные комплексные энергосистемы зданий и усадеб, включая котлы на различных видах ТЭР, фотоэлектрические батареи, солнечные гелиоколлекторы, тепловые насосы, например,VIESSMANN и других иностранных фирм. 4.Ускоренное развитие НИОКР в области создания отечественного полнокомплектного автоматизирован- ного энергооборудования с использованием МВЭР. 5.Организация развитого регионального технического сервиса энергооборудования в агрогородках. 19

Укрупненный расчет стоимости сооружения СКЭОА «Торгуны» Докшицкого р-на (без таможенного сбора и НДС ) ОбъектПеречень оборудования Стоимость оборудования ЕВРО Стоимость проект. работ ЕВРО Стоимость СМР и ПНР ЕВРО Итого ЕВРО Биогазовый комплекс метантенки 2700 м³ (2 шт), коге- нератор 400 кВт. Эл/445 кВт.тепл., ФЭС мощностью 370 кВт панели Vitovolt шт. мощностью 240 Вт каждая Детский садКаскад из 2 тепловых насосов Vitocal 300-G общей мощностью 86 кВт, Vitosol 200-T, (3 шт по 3 м2), Vitocell 360-M950 л ШколаКаскад из 2 тепловых насосов Vitocal 300-G общей мощностью 128 кВт, Vitosol 200-T, (3 шт по 3 м2), Vitocell 360-M 950 л Дом механизатора Vitosolar 300-F 35 кВт, Vitocell 100-V 300 л, Vitosol 200-T (2 шт по 3 м2), Vitovolt кВт (60 панелей) Жилой дом Vitotwin 300-W 20 кВт, Vitocell 360-M 750 л, Vitosol 200-T (2 шт по 3 м2) Итого:

Технологическая схема автономного БГК ОАО «Торгуны» Докшицкого р-на 21

Структура ФЭС на крыше фермы комплекса КРС ОАО «Торгуны» 22

Энергокомплекс для индивидуальных жилых домов Газ Солнечная энергия Горячее водоснабжение и отопление

Презентация книги диплом Международной ассоциации Академий наук Энергоэффективность аграрного производства / В. Г. Гусаков [и др.]; Нац. акад. наук Беларуси, Ин-т экономики; Ин-т энергетики; под общ. ред. академиков В. Г. Гусакова, Л. С. Герасимовича. – Минск : Беларус. навука, –776 с. 24 Энергоэффективность аграрного производства / В. Г. Гусаков [и др.]; Нац. акад. наук Беларуси, Ин-т экономики; Ин-т энергетики; под общ. ред. академиков В. Г. Гусакова, Л. С. Герасимовича. – Минск : Беларус. навука, –776 с. Энергоэффективность аграрного производства / В. Г. Гусаков [и др.]; Нац. акад. наук Беларуси, Ин-т экономики; Ин-т энергетики; под общ. ред. академиков В. Г. Гусакова и Л. С. Герасимовича. – Минск : Беларус. навука, –776 с.

Благодарим за внимание! ВОПРОСЫ, КОММЕНТАРИИ, СУЖДЕНИЯ конт. тел