| Регион | Q.МВт•ч/м2 | S, цент/кВт•ч | Энергоноситель | Стоимость топлива, дол/т у.т. | Кпд, % | SFцент/кВт•ч | Минимальный налог, дол/т С |
| Центр и Северо-Запад | 1,0... 1,2 | 3,3... 9,8 | Уголь | 58...84 | 60...70 | 1,0...1,7 | 89 |
| Мазут | 61... 120 | 60...70 | 1,1... 2,5 | 69 | |||
| Газ | 66...120 | 60...75 | 1,1... 2,5 | 92 | |||
| Электрическая | — | 34...36 | 2,0...3,O | 8 | |||
| энергия | |||||||
| Северный Кавказ и Нижнее Поволжье | 1,2...1,4 | 2,6... 8,8 | Уголь | 49...92 | 60.. 70 | 0,9.. .1,9 | 40 |
| Мазут | 55...127 | 60.. 70 | 1,0.. .2,8 | 0 | |||
| Газ | 60...127 | 60.. 75 | 1,0... 2,6 | 0 | |||
| Электрическая | — | 34...36 | 1,7.. .3,3 | 0 | |||
| энергия | |||||||
| Урал и Западная Сибирь | 1,0...1,2 | 3,3...9,8 | Уголь | 22...67 | 60...70 | 0,4...1,4 | 109 |
| Мазут | 48... 106 | 60...70 | 0,8...2,2 | 92 | |||
| Газ | 53. .. 106 | 60...75 | 0,9...2,2 | 125 | |||
| Электрическая | — | 34...36 | 0,8...2,4 | 28 | |||
| энергия | |||||||
| Восточная Сибирь | 1,4...1,4 | 2,6... 9,8 | Уголь | 19.. .42 | 60...70 | 0,3... 0,9 | 98 |
| Мазут | 67.. .96 | 60...70 | 1,2... 2,0 | 51 | |||
| Газ | 72... 96 | 60...75 | 1,2... 2,0 | 69 | |||
| Электрическая | — | 34.. .36 | 0,6...1,5 | 34 | |||
| энергия | |||||||
| Дальний Восток | 1,0...1,4 | 2,6... 9,8 | Уголь | 66... 79 | 60...70 | 1,2... 1,6 | 55 |
| Мазут | 115. .. 168 | 60...70 | 2,0...3,4 | 0 | |||
| Газ | 120.. .168 | 60...75 | 2,0...3,4 | 0 | |||
| Электрическая | — | 34...36 | 2,3... 2,9 | 0 | |||
| энергия |
5.2.Разработка и внедрение первой в районе Сочи солнечно-топливной котельной.
B децентрализованных системах теплоснабжения НВИЭ уже сейчас при наличии благоприятных условий (к ним можно отнести и повышенные экологические требования для рекреационных регионов) могут составить реальную конкуренцию традиционным котельным на органическом топливе, причем самым выгодным представляется применение комбинированных установок. K числу наиболее экономически и экологически эффективных устройств НВИЭ относятся прежде всего солнечно-коллекторные и теплонаносные установки [8-10]. При этом среди энергоустановок, в которых выгодно использование энергии солнца, следует выделить комплексы, создаваемые на базе отопительных котельных, работающих на органическом топливе. B этом случае гелиоустановка представляет собой пристройку к котельной, обеспечивающую покрытие большей части нагрузки горячего водоснабжения в теплое время года.
Как известно, первая на территории бывшего CCCP солнечно-топливная котельная, разработанная ЭНИН им. Кржижановского, была построена для гостиницы "Спортивная" в Симферополе. Она была оборудована отопительными котлами на природном газе и солнечными коллекторами площадью 204 м2. Эта гелиоустановка обеспечила экономию 20 % годового расхода природного газа и покрытие до 80 % нагрузки горячего водоснабжения [10]. Гелиосистема была выполнена в виде солнечной приставки к имевшейся котельной. B Краснодарском крае в доперестроечный период под руководством B. A. Бутузова [9] было построено пять подобных установок. Анализ работы солнечно-топливных котельных на современном этапе показывает их достаточно высокую эффективность как в части экономии топлива и обеспечения экологической безопасности, так и по капитальным затратам. B таких системах достигаются наибольшие к. п. д. солнечных коллекторов, большая продолжительность сезона работы и повышенная эксплуатационная надежность. Одним из наиболее существенных достоинств этих установок является частичное использование существующего оборудования, а также возможность их обслуживания штатным персоналом котельной. Для комбинированного подогрева подпиточной воды солнечно-котельные установки в южных регионах могут работать в круглогодичном режиме.
B Краснодарском крае, обладающем большим потенциалом солнечной энергии, эксплуатируются 36 гелиоустановок общей площадью 2700 м2 [11]. B сочинском санатории "Лазаревское" функционирует крупнейшая на побережье гелиосистема площадью 400 м2.
Котельная в пос. Солоники Лазаревского района Сочи мощностью 1 МВт предназначена для отопления и горячего водоснабжения четырех жилых трехэтажных домов. B котельной установлено четыре котла типа "Универсал-5М", работающих на каменном угле, тепловой мощностью 0,259 МВт с площадью поверхности нагрева 33.1 M^ каждый без систем газоочистки и утилизации теплоты уходящих газов. Имеется также бак-аккумулятор вместимостью 25 м3. B конце 1995 г. администрацией района было принято решение о реконструкции котельной с преобразованием ее в солнечно-топливную. Это мотивировалось высокой стоимостью и трудностью доставки органического топлива, а также необходимостью улучшения экологической обстановки в речной долине поселка на фоне благоприятных для работы солнечно-коллекторных установок климатических условий.
Первая очередь гелиосистемы котельной площадью 250 м2 предусматривает покрытие около 35 % расчетной годовой нагрузки горячего водоснабжения поселка. Котельная имеет два независимых контура циркуляции - отопления и горячего водоснабжения по закрытой схеме. Принципиальная схема солнечно-топливной котельной предусматривает сооружение дополнительного контура циркуляции, включающего в себя блоки солнечных коллекторов, циркуляционные насосы и баки-аккумуляторы с дополнительным баком вместимостью 20 м3.
Установка может работать в сезонном и круглогодичном режимах эксплуатации. Температура нагретой воды - - 55 0C, время аккумулирования энергии в баке-аккумуляторе краткосрочное (l-2cут). Дублирующим источником энергии служат существующие водогрейные котлы. Гелиоустановка представляет собой систему солнечных коллекторов, состоящую из пяти модулей, которые в свою очередь разделены на блоки по 10 коллекторов в каждом. Система обвязки трубопроводов - попутная, каждый блок может быть отключен индивидуально.
Солнечные коллекторы располагаются па плоской крыше котельной и специальной эстакаде. При проектировании учитывалась возможность ча-грязнения коллекторов уносом из дымовой трубы, для предотвращения последствий которого выполнена система водяного смыва с поверхности коллекторов. Проектом предусмотрено использование солнечных коллекторов "Радуга" производства НПП "Конкурент" (г. Жуковский Московской обл.). Поглощающая панель коллектора - - штампосвар-ная из листовой нержавеющей стали, покрытие панели - - селективное, выполненное напылением в вакуумной камере. Корпус изготовлен из специального анодированного алюминиевого профиля, тепловая изоляция - - комбинированная (из базальтового волокна в алюминиевой фольге и пенополиуретана). Прогнозируемый срок службы коллектора - 15 - 20 лет.
Значения к. п. д. установки зависят от годового изменения климатических условий и температуры подаваемого теплоносителя, поэтому моделирование изменения K.II.Д. в годовом и суточном циклах - достаточно сложная задача. B данном случае были рассчитаны месячные суммы солнечной радиации на наклонную поверхность коллекторов, при этом усредненные значения к. п. д. принимались равными 0,35 - 0,6 в зависимости от режима работы гелиоустановки и расчетного месяца. Расчетное годовое удельное количество суммарной солнечной радиации на наклонную поверхность гелиоустановки составляет 1860кВт•ч/м2, а за сезон с апреля по октябрь - 1350кВт•ч/м2. Расчетное количество тепла, вырабатываемое гелиосистемой при сезонной работе, равно 175МВт•ч, при круглогодичной работе - 227,3 МВт•ч.
Как показали технико-экономические расчеты, срок окупаемости гелиосистемы котельной в пос. Солоники (с учетом инфляции) составляет 3 - 6 лет в зависимости от режима работы установки, что является очень хорошим показателем для энергетического оборудования. При этом уменьшается количество вредных выбросов в окружающую среду: золы - на 3,4; окислов серы, азота и углерода - на 10; углекислоты - на 156т в год.
B настоящее время должны быть возобновлены прекращенные из-за недостатка финансирования из местного бюджета работы по монтажу первой очереди солнечно-топливной котельной. Сооружение второй очереди намечено после запуска, испытаний и проверки принятых конструктивных решений гелиосистемы первой очереди.
Можно констатировать, что внедрение комбинированных солнечно-топливных котельных один из наиболее перспективных путей повышения эффективности и экологической безопасности существующих коммунальных котельных. Ha территории России эксплуатируется более 75 тыс. отопительных котельных жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ) с суммарной тепловой мощностью 690,5 тыс. Гкал/ч. Потребление топлива (в пересчете на 1 т условного топлива) составляет 217,4 млн. т, из них только 41 % - • природный газ, около 47 % твердое топливо, 12 % жидкое и прочие виды топлива (торф, дрова) [8]. B 1997 r. валовые выбросы вредных веществ в атмосферу предприятиями ЖКХ в целом по России составили 677,68 тыс.т, что на 3,1% больше, чем в предыдущем году [12]. При этом существенно возросли выбросы жидких и газообразных веществ, в том числе оксида углерода (на 7,2 %), оксидов азота (на 3,8 %), сернистого ангидрида (на 2,1 %). Это прежде всего связано с продолжением эксплуатации маломощных котельных, не имеющих установок для очистки дымовых газов.