Круговорот воды в природе

• Название: Круговорот воды в природе
• Дата: 06.03.2022
• Размер: 3.82 Mb.
• Имя файла: 310797.rtf
• Тип: Документы; #384664
• страница: 7 из 7

3.2 Оценка экономической эффективности устройства системы солнечного горячего водоснабжения (ССГВ)

Вариант 1. В летний сезон работает ССГВ.

3.2.1 Определение общих капитальных вложений (К_n^ск) в устройство системы солнечного горячего водоснабжения (ССГВ)

3.2.2 Определение удельного расхода топлива (b^тэс) для традиционной энергетической установки

η_тэс - КПД традиционной энергетической установки,η_тэс =0,35;

123 - теоретический эквивалент условного топлива, г у. т. /кВт-ч.

3.2.3 Определение удельной экономии затрат на топливе (∆Ст) при устройстве ССГB вместо традиционной энергетической установки

где Рт = 215 долл. /т у. т. - стоимость единицы условного топлива.

∆Ст - рассматривается как нижняя граница тарифа на электроэнергию, которая в отсутствии ССГВ была бы выработана традиционной энергоустановкой. С учетом мировых цен на органическое топливо принимаем из условия K_с^ск ≥ 0,08 долл. /кВт·ч.

Принимаем K_с^ск=0,12долл. /кВт·ч

3.2.4 Определение значений предельно допустимых удельных (∆К^пр) и общих (К_n^пр) капитальных вложений в устройство ССГВ

n=0,12

Сравним К_п^пр > К_п^ск

Вывод: Капитальные вложения в устройство ССГВ меньше предельно допустимых значений.

3.2.5 Определение эксплуатационных издержек при устройстве ССГВ (норма издержек эксплуатации λ= 0,05) (И_эк^ск)
долл. /год
3.2.6 Определение годового экономического эффекта (Э_ф^ск) при устройстве CCГВ
.
3.2.7 Определение срока окупаемости (Т_ок^ск) капитальных вложений в устройство ССГВ


Т_ок^пр =8.3 года
Вывод. Устройство ССГВ окупится в течение допустимого срока, т.к. Т_ок^пр >Т_ок^ск

Вариант 2.

Вместо ССГВ устраивается традиционная энергетическая установка с такими же энергетическими показателями (N_уст^тэс = N_уст^ск, Е_с^тэс = Е_с^ск, K_с^тэс =K_с^ск)

3.2.8 Определение общих капитальных вложений (К _n^тэс) в устройство традиционной энергетической установки

3.2.9 Определение потребности в топливе для традиционной энергетической установки

3.2.10. Определение эксплуатационных затрат (И_эк^тэс) с учетом доставки топлива
долл. в год
где K_эк^тэс =1,3…3,0 - коэффициент повышения эксплуатационных издержек с учетом доли доставки топлива

3.2.11. Определение годового экономического эффекта в случае устройства традиционной энергетической установки

3.2.12. Определение срока окупаемости (Т_ок^ТЭС) капитальных вложений в устройство традиционной установки
> Т_ок^пр=8.3 года
Вывод. Устройство альтернативной установки вместо ССГВ неэффективно, т.к. срок окупаемости ниже предельно допустимого.

Заключение. Результаты выполненного технико-экономического расчета подтверждают целесообразность устройства ССГВ вместо традиционной установки.

IV. Определение основных энергетических и конструктивных параметров биогазовой энергетической установки (БГУ)

Основной характеристикой биогаза, как топлива, является теплотворная способность, выражаемой в МДж/кг, ккал/кг.

Биотопливо служит источником получения биогаза. Биогаз является продуктом сбраживания биомассы в анаэробных условиях в специальных устройствах - метатенках (биореакторах).

К основным параметрам БГУ относятся следующие показатели:

потребность населенного пункта в электроэнергии

E_c^п, кВт·ч в год

потребность населенного пункта в тепловой энергии

Q_с^п, ккал в год

требуемый объем производства биогаза

V₀^БГ, м³ б. г. в год

число установок (ИБГУ), работающих параллельно в одной батарее

m^БГУ, шт

объем производства органических удобрений

∑Уд, т. в год

установленная общая (суммарная) мощность

N_уст^БГУ, кВт

годовая экономия условного топлива

В^БГУ, т у. т.

предотвращенная эмиссия углекислого газа

V_уг^БГУ, т

количество голов КРС у изолированного потребителя

N_крс^БГУ, гол. КРС

В расчете предполагается использование биогаза на производство электрической (освещение, бытовые приборы) и тепловой (отопление) энергии в равных долях. Производство электроэнергии осуществляется с помощью базогенераторной станции (ГГС), марку которой нужно определить.

Расчет энергетических и конструктивных параметров БГУ для получения биогаза.

1. Определение годовой потребности населенного пункта в энергии (электрической или тепловой):
электрической (E_c^п); кВт·ч в год

тепловой (Q_с^п): ккал в год
где: 1 кВт ч = 860 ккал;

1 ккал = 1,16 * кВт·ч

2. Определение марки газогенератора
кВт·ч в год
η_ак =0,9 - КПД аккумулятора в пределах 0,8…0,9



С учетом данных таблицы 4.1 принимаем 2 газогенераторные станции марки ГГС-4000 со следующими параметрами:

установленная мощность ,

расход топлива (природный газ) ,

годовая выработка электроэнергии в годпри коэффициенте

использования установленной мощности ,

стоимость станции 37000руб. или 1480 долл.

3. Определение фактического коэффициента использования установленной мощности (K_ис^Ф) газогенераторной станции марки ГГС-400:

4. Определение фактического времени работы ГГС-4000 в течение года:

5. Определение части годового объема производства биогаза, идущего на производство электроэнергии ( ),при условии, что 1м³ биогаза соответствует 0,6м³ природного газа:

6. Определение части годового объема производства биогаза, идущего на производство тепловой энергии ( ),при условии, что 1м³ биогаза эквивалентен 5160 ккал тепловой энергии:

где: η_тп = 0,6 - осредненное значение КПД для устройств, использующих тепловую энергию

7. Определение общего годового объема производства биогаза ( )

8. Определение числа установок ИБГУ (m^БГУ), если максимальная производительность одной установки (V_max^БГУ) составляет 4380 м³ б. г. в год:

9. Определение среднесуточной производительности одной установки ( ), если установка работает в течение года τ =365 и при этом соблюдается условие
(3 м³б. г. ср^БГУ< 12 м³б. г.),
Условие соблюдается.

10. Определение среднесуточной нормы отходов (биомассы) ( ) для загрузки одного метантенка, если 1кг биомассы дает 0,06м³ б. г.

11. Определение среднесуточного объема органических удобрений, если из 100кг биомассы получается 95,9кг жидких органических удобрений:

12. Определение годового объема производства органических удобрений (∑Jq)
кг в год =674,96т в год
13. Определение общей (суммарной) установленной мощности батареи (блока) ( ), если время работы установки в течение года составляет

14. Определение установленной мощности единичного реактора ( )

15. Определение годовой экономии условного топлива ( )

где: - низшая рабочая теплота сгорания условного топлива,

;

-КПД традиционной энергетической установки,

16. Определение объема предотвращенной эмиссии углекислого газа ( ) при условии, что выработка 1 кВт·ч электрической энергии на органическом топливе сопровождается выбросом 0,5кг СО₂

17. Определение количества голов КРС у изолированного потребителя ( ), если 1 голова КРС производит навоза в сутки в количестве, достаточном для получения 1,7м³б. г. ( )
КРС
У изолированного потребителя должно быть в хозяйстве не менее 68 голов КРС.

Результаты расчета:

1. Потребность населенного пункта в электроэнергии:

Е_с^п=78000кВт·ч в год

2. Потребность населенного пункта в тепловой энергии:

Q_с^п=67.08·10⁶ккал в год

3. Требуемый объем производства биогаза:

V₀^БГУ=42246,69 м³

4. Число установок ИБГУ-1, работающих параллельно в одном блоке:

m^БГУ=10шт.

5. Объем производства органических удобрений:

∑Уд= 674.96 т. в год

6. Установленная мощность блока (батареи) БГУ:

N_уст^БГУ=8,91 кВт

7. Годовая экономия условного топлива:

В^БГУ= 27,4 т у. т.

8. Предотвращенная эмиссия углекислого газа:

V_уг^БГУ=39 т

9. Количество голов КРС у изолированного потребителя:

N_крс^БГУ= 68 голов КРС

10. Газогенераторная станция марки ГГС-4000, N_уст^ГГС= 3,8 кВт, расход топлива (природный газ) q₀= 1,32 м³/ч, годовая выработка электроэнергии Е_с^ГГС= 26630 кВт·ч в год, стоимость установки равна 37000 руб. или 1480 долл.

Оценка экономической эффективности инвестиций. Получение биогаза из органических отходов.

Вариант 1. Биогаз является единственным источником энергии для изолированного потребителя (тепловой и электрической).

1. Определение капитальных вложений ( ) в устройство установки для получения биогаза (БГУ), если один модуль стоит

2. Определение общих капитальных вложений ( ) в устройство установки для получения биогаза (БГУ) с учетом приобретения газовой генераторной станции

3. Определение удельного расхода топлива ( ) для традиционной энергетической установки

где - КПД традиционной энергетической установки, =0,35;

123 - теоретический эквивалент условного топлива.

4. Определение удельной экономии затрат на топливе ( ) при устройстве

БГУ вместо традиционной энергетической установки

где: - нижняя граница тарифа на электроэнергию, которая в отсутствии БГУ была бы выработана традиционной энергоустановкой. С учетом мировых цен на органическое топливо рекомендуется принимать

5. Определение эксплуатационных издержек ( ) при устройстве БГУ (норма издержек эксплуатации λ = 0,1)

6. Определение эксплуатационных издержек при работе газогенераторной станции (ГГС) ( ),если капитальный ремонт станции стоит ,техобслуживание долл. в год, а фактическое время работы ГГС :
долл в год
7. Определение суммарных эксплуатационных издержек ( ):
долл. в год
8. Определение дохода от реализации органических удобрений ( ), если закупочная цена удобрений составляет =5 руб. за 1кг, а 1 долл. равен Ц_дол=25 руб.

9. Определение годового экономического эффекта ( ) при устройстве БГУ, если , а тариф на тепловую энергию

10. Определение срока окупаемости ( ) капитальных вложений в устройство БГУ


-
предельно допустимый срок окупаемости капитальных вложений (инвестиций).

Вывод. Устройство БГУ окупится в течение допустимого срока.

Вариант 2. БГУ не используется, вся необходимая энергия поступает от традиционной энергетической установки, которая имеет такие же энергетические показатели
( )
11. Определение общих капитальных вложений ( ) в устройство традиционной энергетической установки

12. Определение потребности в топливе для традиционной энергетической установки

гидротехнический ветроэлектрическая энергетический оборудование


13. Определение эксплуатационных издержек (затрат) для традиционной энергетической установки ( ) с учетом доставки топлива
т в год
где - коэффициент повышения эксплуатационных издержек с учетом доли доставки топлива в общих затратах на эксплуатацию традиционной установки  =1,3…3,0.

Принимаем =1,3

14. Определение годового экономического эффекта в случае устройства традиционной энергетической установки

15. Определение срока окупаемости (X

) капитальных вложений в устройство традиционной установки

Вывод: Устройство альтернативной установки вместо БГУ не окупится в течение допустимого срока.

Заключение

Результаты выполненного технико-экономического расчета подтверждают целесообразность использования БГУ для производства биогаза и получения на его основе электрической энергии и органических удобрений. В качестве базовой установки принимается ИБГУ-1 конструкции ВИЭСХ (г. Москва), количество установок - 10, для выработки электрической энергии на основе биогаза используется газогенераторная станция ГГС-4000.

Список использованной литературы

1. 
   Дж. Трайделл, А. Уей "Возобновляемые источники энергии". М: Энергоиздат, 1990г.
   
2. 
   Беляев Ю. М." Концепция альтернативной экологически безопасной энергетики". Краснодар: "Сов. Кубань", 1998г.
   
3. 
   Ревель П., Ревель Ч. "Среда нашего обитания". Кн.3 " Энергетические проблемы человечества". Москва: "Мир", 1985г.
   
4. 
   "Малая гидроэнергетика" (под редакцией Л.П. Михайлова) М: "Энергоиздат", 1989г.
   
5. 
   "Ресурсы и эффективность использования возобновляемых источников в России". "Наука", 2000г.
   
6. 
   Потапов В.М., Ткаченко П.Е., Юмманов О.А. "Использование водной энергии" М: "Колос", 1972г.
   
7. 
   "Ветроэнергетика". Руководство по применению ветроустановок малой и средней мощности". ИСЦ. М.: 2001г.
   
8. 
   Виленский П.Л., Ливишц В.Н., Смоляк С.А. "Оценка эффективности инвестиционных проектов: теория и практика" (учебное пособие). 2-е издание М: "Дело", 2002г.
   
9. 
   Серебренников Ф.В. "Расчет основных энергетических конструктивных параметров ветроэлектрической установки" (учебное пособие). М: МГУП, 2007г.
   

Размещено на Albest.ru