— —- Аграрный вестник Урала No 10-2 (105), 2012 г. —< иаиаиие= \ Инженерия Д ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ АВТОНОМНЫХ _ СЕЛЬСКОХОЗЯИСТВЕННЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ С ПОМОЩЬЮ МАЛЫХ ГЭС О. С. ПТАШКИНА-ГИРИНА, кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой, аспирант, ассистент, Челябинская государственная агроинженерная академия О. А. ГУСЕВА, 454080, г. Челябинск, пр. Ленина, д. 75; тел.: (351) 265-56-01; е-та!!: е11па2002@тай.ги Положительная рецензия представлена Р. С. Рахимовым, доктором технических наук, деканом Челябинской государственной агроинженерной академии. Первое десятилетие ХХ в. характеризуется уве- личением частоты кризисных явлений в глобальной экономике. За короткий период человечество стол- кнулось с резким и продолжительным ростом цен на сырую нефть, основные продукты питания, а во вто- рой половине 2008 г. — с мощнейшим финансовым кризисом. В такие периоды актуальность проблемы эффективного использования топливно-энергетиче- ских ресурсов (ТЭР) во всех отраслях экономики по- вышается как никогда. В аграрном секторе России удельные расходы энергии на производство единицы продукции, иден- тичной зарубежной, всегда были выше, чем в разви- тых странах. Однако до начала 90-х гг. это компен- сировалось устойчивыми поставками ТЭР по низким ценам. Серьезной проблемой остаются уровень обеспе- ченности и качественное состояние энергетических коммуникаций, объектов энергоснабжения. Напри- мер, автономными источниками электроснабжения располагают лишь 5 % сельхозорганизаций, тепло- снабжения — 16 %. Доступ к сетям газоснабжения име- ют всего 29 % агропредприятий (в том числе 17 % ма- лых), а теплоснабжения — 16 % (10 %). В еще худшем положении находится энергетическая инфраструктура в фермерских хозяйствах и хозяйствах индивидуаль- ных сельских предпринимателей. В сфере диверсификации используемых в сель- ском хозяйстве энергоносителей большие резервы для развития имеют природный газ, а также возоб- новляемые источники энергии (ВИЭ). Необходимость дальнейшего развития нетради- ционной энергетики в России, помимо экономии не- возобновляемых углеводородных ресурсов, опреде- ляется комплексом факторов, среди которых можно выделить экологические (их актуальность возросла после присоединения страны к Киотскому протоко- лу), инновационные (многие направления освоения ВИЭ требуют использования инновационных тех- нологий), социальные (увеличение числа рабочих мест и требуемых специальностей), диверсификация экспорта (например, за счет поставок установок, ис- пользующих ВИЭ, и запасных частей к ним в разви- вающиеся страны) [1]. Цель и методика исследований. Целью исследования является оценка возможно- сти использования существующих напорных гидро- узлов в гидроэнергетике и выявление экономической целесообразности использования малых ГЭС в каче- стве источника электроснабжения автономного сель- скохозяйственного потребителя. 32 При определении гидроэнергетического потен- циала гидроузлов использовались методы стати- стического анализа гидрологического материала о режимах работы напорных гидроузлов и методы математического моделирования транзитного стока водохранилищ в случае отсутствия или недостатка гидрологической информации. Результаты исследований. Одним из перспективных направлений использо- вания ВИЭ, является использование гидроэнергети- ческого потенциала, в том числе и потенциала гото- вых напорных гидроузлов. По результатам исследований в Челябинской об- ласти находится 412 напорных гидроузлов, большин- ство водохранилищ малые и созданы для целей во- доснабжения на реках казахстанского типа, основной сток которых (80 %) проходит в весенний паводок. Большинство водохранилищ области (82 %) исполь- зуются для целей сельского хозяйства (орошение, водопой, рыборазведение и т. д.), использовать эти водохранилища можно и в энергетических целях, пристроив к ним малую гидроэлектростанцию, рабо- тающую на гарантированном расходе, который сбра- сывается вхолостую. Пристрой МГЭС к уже готовым напорным гидроузлам позволит снизить первона- чальные затраты благодаря отсутствию капиталовло- жений на создание напорного фронта. Исследования водохранилищ Челябинской обла- сти позволили определить их гидроэнергетический потенциал, который составил около 200 млн кВт х ч в год, из которых 77,5 млн кВт * ч в год — это потен- циал, определенный по сработке полезного объема водохранилищ, и 157,7 млн кВт * ч в год — потенци- ал естественного транзитного стока [2]. Для небольших водохранилищ, мощность вВодо- тока которых не превышает 10 кВт, оптимальным станет установка мобильных микроГЭС сифонного типа, конструкция которых предложена авторами. МикроГЭС позволяет использовать гидроэнергети- ческий потенциал водохранилища без вмешатель- ства в конструкцию плотины [3]. Принцип работы установки состоит в следующем: питание электростанции осуществляется по сифон- ному трубопроводу, проложенному поверх плотины. В верхнем бьефе конец трубопровода погружается в воду, а в нижнем на конце трубопровода смонтирова- на задвижка, после которой устанавливается гидро- энергетический блок, состоящий из гидротурбины и генератора. В трубопровод на теле плотины вмон- тирована заливочная горловина. В собранном виде перед началом работы задвижка закрыта. Через за- у/иии/. т-ами.пагоа.ги