Ученые НГТУ НЭТИ разработали программу по выбору мультиэнергетической инфраструктуры для малых и средних городов
В Новосибирском государственном техническом университете НЭТИ разработали программу для выбора параметров технологических инноваций и повышения эффективности работы мини-ТЭЦ. Предложенное решение позволит снизить энергоемкость коммунальной энергетики в малых и средних городах.
Мультиэнергетическая инфраструктура — это система, объединяющая различные источники энергии (традиционные и возобновляемые) для обеспечения надежности, экономической эффективности и гибкости энергоснабжения. Она включает в себя технологические инновации, к которым относятся тепловые насосы, электрические котлы и бойлеры, системы накопления тепла. Интеграция различных источников направлена на создание надежной и экономичной системы энергоснабжения, что особенно актуально для малых и средних городов (МСГ), объясняет ассистент кафедры автоматизированных электроэнергетических систем НГТУ НЭТИ Елизавета Насибова.
Она отмечает, что существующая проблема высокой энергоемкости в производстве энергии в малых и средних городах обусловлена раздельным производством тепла и электроэнергии и степенью износа инфраструктуры. Коллектив кафедры автоматизированных электроэнергетических систем НГТУ НЭТИ активно работает над решением вопроса снижения энергоемкости коммунальной энергетики в МСГ. Одним из направлений снижения энергоемкости является переход к совместному производству энергии при техническом перевооружении и реконструкции котельных в коммунальную мини-ТЭЦ с газопоршневыми установками (ГПУ) и газовыми котлами.
Учеными уже были созданы программные комплексы, предназначенные для выбора структуры мини-ТЭЦ как основного источника энергии в МСГ. Разработанная программа является логическим продолжением и дает возможность выбора состава и характеристик оборудования для повышения эффективности мини-ТЭЦ.
«Мы задались целью найти способ, как повысить долю тепловой энергии на основе когенерации. И в качестве решения предложили создание мультиэнергетической инфраструктуры, куда входит мини-ТЭЦ как базовый элемент системы, газовые и электрические котлы, тепловые насосы и системы накопления тепловой энергии. Программный комплекс позволяет определять оптимальное количество и типы источников энергии, рассчитывать мощность технологических инноваций, смотреть, как изменятся расходы топлива, структура балансов электрической и тепловой энергии при выборе определенного состава оборудования», — рассказала Елизавета Насибова.
В программу загружаются следующие данные: располагаемая электрическая мощность и тепловая мощность газопоршневых установок (ГПУ), располагаемая тепловая мощность газовых котлов, данные о годовом графике спроса, характерные суточные графики нагрузки. На основании расчетов программа выдает варианты состава оборудования, режимы работы и параметры технологических инноваций для конкретных условий, чтобы мини-ТЭЦ выдавали максимум энергии при минимальном удельном расходе топлива.
Состав мультиэнергетической инфраструктуры может быть разным: например, мини-ТЭЦ + электрический котел + тепловой накопитель; мини-ТЭЦ + тепловой накопитель; мини-ТЭЦ + тепловой насос + тепловой накопитель.
Тепловые насосы и электрические котлы позволяют повысить использование ГПУ и снизить объем производства тепла на газовых котлах. Вместо того, чтобы снижать нагрузку ГПУ при падении потребления электроэнергии, лишнюю энергию можно перенаправить на тепловой насос или электрический котел, чтобы получить дополнительное дешевое тепло. Система накопления тепловой энергии сглаживает пики потребления, аккумулируя тепло, когда спрос низкий, и отдавая его, когда высокий.
Программа «Выбор состава автономной мультиэнергетической инфраструктуры» внесена в реестр свидетельств на программы для ЭВМ, что подтверждает ее научную и практическую значимость для проектирования современных систем коммунального энергоснабжения. Софт может использоваться при разработке схем теплоснабжения муниципальных образований в процессе управления развитием определенной территории.
Ранее ученые НГТУ НЭТИ предложили способ повышения надежности и экономичности энергоснабжения в малых и средних городах, а также подход к повышению экономической и технической доступности и бесперебойности электроснабжения в МСГ. Работа проводилась при поддержке Российского научного фонда.
