АКТУАЛЬНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ КОМБИНИРОВАННЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ НА БАЗЕ СЭС И ГТУ

АННОТАЦИЯ

Цель работы состоит в рассмотрении преимуществ и перспектив интеграции солнечных электростанций и газотурбинных установок. В статье рассматривается актуальность применения комбинированных энергетических систем на базе солнечных электростанций и газотурбинных установок как эффективного решения для повышения энергетической независимости и устойчивости энергоснабжения. В условиях роста энергопотребления, необходимости снижения углеродного следа и нестабильности традиционных источников энергии комбинированные системы позволяют оптимизировать генерацию электроэнергии, повысить ее надежность и экономическую эффективность.

ABSTRACT

The purpose of the work is to consider the advantages and prospects of integrating solar power plants and gas turbine installations. The article considers the relevance of using combined energy systems based on solar power plants and gas turbine installations as an effective solution to increase energy independence and stability of energy supply. In conditions of increasing energy consumption, the need to reduce the carbon footprint and the instability of traditional energy sources, combined systems make it possible to optimize electricity generation, increase its reliability and economic efficiency.

Ключевые слова: электрическая энергия, солнечная электростанция, газотурбинная установка, комбинированная энергетическая система.

Keywords: electric power, solar power plant, gas turbine installation, combined energy system.

Современные энергетические системы сталкиваются с рядом вызовов, включая растущую потребность в электроэнергии, необходимость снижения выбросов углекислого газа и нестабильность традиционных источников энергии. В условиях глобального перехода к возобновляемым источникам энергии (ВИЭ) особую актуальность приобретает комбинированное использование различных технологий генерации [1]. Перспективным направлением в этой сфере является создание комбинированных энергетических систем на базе солнечных электростанций (далее – СЭС) и газотурбинных установок (далее – ГТУ). Такая интеграция позволяет компенсировать недостатки каждого типа генерации: ГТУ обеспечивают стабильность энергоснабжения в условиях переменной солнечной генерации, а СЭС позволяют снизить расход топлива и эксплуатационные затраты на газотурбинные агрегаты.

Солнечная электростанция представляет собой объект генерации электроэнергии, использующий солнечную радиацию в качестве основного источника энергии. СЭС преобразуют солнечное излучение в электричество с помощью фотоэлектрических панелей или солнечных коллекторов. Основными преимуществами являются экологичность, низкие эксплуатационные затраты и возобновляемость ресурса [2]. Газотурбинная установка представляет собой энергетическую установку, работающую на газовом топливе и использующая газотурбинный двигатель для выработки электроэнергии. ГТУ обеспечивают высокую эффективность, быструю реакцию на изменения нагрузки и возможность работы в комбинированных энергосистемах, включая интеграцию с возобновляемыми источниками энергии, такими как СЭС.

Для реализации комбинированных энергетических систем на базе солнечных электростанций и газотурбинных установок следует использовать современные высокоэффективные технологии и решения [3]. ГТУ обеспечивают стабильную генерацию электроэнергии и оперативное реагирование на изменения нагрузки, в то время как СЭС позволяют снизить расход топлива и эксплуатационные затраты. В табл. 1 представлены примеры газотурбинных установок и солнечных электростанций, подходящих для интеграции в комбинированные энергетические системы.

Таблица 1.

Примеры СЭС и ГТУ для комбинированных систем

Комбинированные системы на базе СЭС и ГТУ представляют собой перспективное направление для повышения эффективности энергетики, обеспечивая баланс между надежностью, экологической безопасностью и экономической целесообразностью [4]. В табл. 2 отражены ключевые преимущества, достигаемые при создании и использовании рассматриваемых комбинированных энергосистем на базе СЭС и ГТУ.

Таблица 2.

Преимущества энергосистем на базе СЭС и ГТУ

Немаловажным вопросом в контексте рассматриваемых решений является доставка электроэнергии до конечного потребителя [5]. В комбинированных энергетических системах на базе СЭС и ГТУ электрическая энергия генерируется на объектах генерации и передается через систему подстанций. На первом этапе выработанная электроэнергия поступает на повышающую подстанцию, где напряжение доводится до уровня, необходимого для передачи по магистральным линиям электропередачи. Далее электроэнергия транспортируется на значительные расстояния по высоковольтным линиям (110–500 кВ) к распределительным узлам. На втором этапе энергия поступает на понижающие подстанции, где напряжение снижается до уровня 6–35 кВ, подходящего для дальнейшего распределения среди промышленных и коммунально-бытовых потребителей. Для конечных потребителей, таких как жилые дома и небольшие предприятия, электроэнергия проходит дополнительное снижение напряжения до 0,4 кВ с помощью трансформаторных подстанций. Следует отметить, что эффективная работа системы электроснабжения требует не только надежной генерации, но и продуманной инфраструктуры подстанций и ЛЭП, обеспечивающей минимальные потери энергии и устойчивую передачу электричества до конечных пользователей.

Итак, в статье рассмотрена актуальность применения комбинированных энергетических систем на базе солнечных электростанций и газотурбинных установок как перспективного решения для повышения эффективности и надежности энергоснабжения. Рассмотрены преимущества таких систем, включая их гибкость, устойчивость к нагрузкам, снижение выбросов и повышение энергетической безопасности. Приведены примеры конкретных технологий, используемых в комбинированных системах, а также рассмотрены вопросы доставки электроэнергии до конечного потребителя. В заключение следует отметить, что полномасштабное недрение подобных решений будет способствовать оптимизации энергобаланса, снижению зависимости от ископаемого топлива и повышению устойчивости энергосистем.

Список литературы:

1. Ерофеевский М. А., Грибанов А. А. Актуальность перехода на солнечную энергию в России // Вестник науки. 2024. №11 (80). С. 1362-1365.
2. Гулина С.А., Шелудько Л.П. Оптимизация тепловых схем, комбинированных газотурбодетандерных энергетических установок // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Технические науки. 2023. №3 (79). С. 22-42.
3. Буланин В.А. Использование газовых турбин для комбинированного производства энергии // Вестник ДГТУ. Технические науки. 2020. №1. С. 8-18.
4. Уссаев М., Текеева С., Гелдибаева О., Лалиев А. Развитие солнечных электростанций и их перспективы использования // IN SITU. 2022. №10. С. 117-119.
5. Мишкович М. Электрическая энергия как услуга // Образование и право. 2024. №2. С. 303-305.