3.3 Электрические и тепловые нагрузки и способы их регулирования

По видам потребления различают пять групп электрических и тепловых

нагрузок:

- промышленная нагрузка;

- коммунально-бытовое потребление;

- электрический транспорт;

- уличное освещение;

- сельскохозяйственные нужды.

Промышленная нагрузка за счет одно- и двухсменных режи-мов работы предприятий снижается в ночное и вечернее время. Комму-нально-бытовое потребление значительно в утреннее и вечер-нее время, вечерний пик более продолжительный. Транспортные пере-возки имеют пики в утренние и вечерние часы. Уличное освещение имеет максимум в ночные часы. Сельскохозяйственные графи-ки потребления достаточно равномерны с сезонным изменением его величины.

В связи со значительной неравномерностью электрической нагрузки в течение суток важной задачей является рациональное покрытие относительно кратковременных, но значительных пиков нагрузки. Суммарный график нагрузок получают путем почасового сложения нагрузок всех потребителей для типично зимних и типично летних месяцев. Зимний график имеет два пика (рисунок 11), летний - один (рисунок 12), что объясняется более длинным световым днем (освещение включается после окончания работы на односмен-ных предприятиях и снижения транспортных перевозок).

Рисунок 11 - Суммарный график нагрузок в зимние сутки

Рисунок 12 - Суммарный график нагрузок в летние сутки

По числу часов максимальных нагрузок различают базовые, полупиковые и пиковые агрегаты. Для базовых электростанций максимум нагрузки составляет в год 6000-7500 ч, для полупиковых и пиковых - соответственно 2000-6000 и 500-2000 ч.

Основными способами покрытия пиков электрической нагрузки являются:

1 Эксплуатация гидроэлектростанций благодаря простоте пуска, останова, регулирования, возможности изменения нагрузки.

2 Использование резерва мощности обычных паротурбинных энергоблоков, работающих в режиме частых пусков и остановов.

3 Применение высокоманевренных агрегатов, таких, как пиковые и полупи-ковые паротурбинные, газотурбинные, парогазовые и гидроаккумулирующие электростанции. Гидроаккумулирующие электростанции в период мини-мальных электрических нагрузок перекачивают воду из нижнего водо-хранилища в верхнее, потребляя энергию из сети, а в период максимальных нагрузок работают, как ГЭС.

4 Использование временной перегрузки паротурбинных ТЭС за счёт режимных мероприятий (изменение параметров пара перед турбиной, отключение ПВД и т. д.).

5 Аккумулирование энергии путем заполнения газохранилищ сжатым возду-хом, используемым затем в газотурбинных установках, накопление теплоты в виде горячей воды и электроэнергии в электрических аккумуляторах.

6 Использование ТЭЦ, как наиболее экономичного способа получения тепловой энергии.

3.4 Прямое преобразование солнечной энергии в тепловую и электрическую

Основным направлением использования солнечной энергии является теплоснабжение. Для прямого преобразования солнечной энергии в тепловую разработаны и широко используются на практике установки солнечного теплоснабжения (СТО) для различных целей (горячее водоснабжение, отопление и кондиционирование воздуха в жилых, общественных, санаторно-курортных зданиях, подогрев воды в плавательных бассейнах и различных процессах сельскохозяйственного производства).

По данным метеорологов в Республике Беларусь 150 дней в году пасмурно, 185 дней - с переменной облачностью и 30 - ясных, а всего число часов солнечного сияния в Беларуси достигает 1200 часов на севере страны и 1300-на юге.

Солнечная электростанция представляет собой сооружение, состоящее из множества солнечных коллекторов, ориентирующихся на Солнце. Каждый коллектор передает солнечную энергию жидкости-теплоносителю, которая, превратившись в пар, от всех коллекторов собирается в центральной энергостанции и поступает на турбину энергогенератора.

Основным элементом солнечной нагревательной системы является приемник, в котором происходит поглощение солнечного излучения и передача энергии жидкости. На рисунке 13 схематически изображены различные варианты приемников солнечной энергии. Опыт эксплуатации этих установок показывает, что в системах солнечного горячего водоснабжения может быть замещено 40-60 % годовой потребности в органическом топливе в зависимости от района расположения при нагреве воды до 40 ... 60 °С.

а) открытый резервуар на поверхности земли; б) открытый резервуар, теплоизолированный от земли; в) черный резервуар; г) черный резервуар с теплоизолированным дном; д) закрытые черные нагреватели,

е) металлические проточные нагреватели со стеклянной крышкой;

ж) металлические проточные нагреватели с двумя стеклянными крышками; з) то же, с селективной поверхностью; и) то же, с вакуумом.

Рисунок 13 - Последовательность приемников солнечного излучения