53256-2228

Разработка системы
размещения малых ГЭС на
основе геоинформационного
моделирования
ФГБОУ ВПО Уфимский государственный
авиационный технический университет
Белозёрова Елена Алексеевна, аспирант
каф. «Безопасность производства и
промышленная экология»
Лого
компании
Проблема: трудность в определении подходящего створа для
строительства объектов малой гидроэнергетики дороговизна предпроектных изысканий
Этапы
планирования
Традиционный подход
1. информационная проработка
-
Предлагаемое решение
затратная по времени;
большое количество мест для
проведения изыскательских работ -
2. изыскательские - затратные
по
времени
и работы
материальным ресурсам;
(необходимость
исследования
нескольких
пунктов
по
длине
водотока)
проведение
работ
в
труднодоступных местах;
3. обработка
использованием
программных
продуктов
сокращение
времени
на
выбор
варианта;
возможность учета большего количества
данных
уменьшение количества мест для
проведения
изыскательских
работ
(конкретизации перспективных створов)
сокращение затрат ввиду уменьшения
количества мест изыскательских работ
с - трудности из-за отсутствия данных - возможность моделирования недостающих
многолетних
гидрологических данных
наблюдений
2
Лого
компании
Разработка автоматизированного расчета гидроэнергетического потенциала с
использованием баз данных ГИС
Данные о реках
Топографические
электронные карты
Данные о рельефе
Цифровые модели
рельефа (SRTM)
погрешность до 16 м
База данных Государственного
водного реестра
Гидрологические данные
Карта изолиний
стока
Карта модуля
стока, Q=q·F
Данные гидрологических
постов
Построение слоя
водосборных бассейнов, F
Слой гидрографии
электронной карты
Получение
актуализированного
растра модуля стока
Определение валового
гидроэнергопотенциала
3
Лого
компании
Схема пространственного объединения исходных данных: рельефа местности,
водных ресурсов и площади водосборных бассейнов Республики
Башкортостан
Факторы влияющие на
выработку энергии МГЭС:
4
Лого
компании
Размещение объектов малой гидроэнергетики
Планирование места размещения и выбор типа малых ГЭС
Малая ГЭС
Определение гидроэнергетического потенциала для
каждого участка малых рек на основе цифровой модели
рельефа и данных по расходу воды
5
Микро ГЭС
Лого
компании
Стоимость 1 кВт·ч (по данным Минэнерго, ноябрь 2011)
Вид генерации энергии
Стоимость, руб.
в России в централизованной энергосистеме
0,4-0,6
На микро ГЭС в автономной энергосистеме
1,1-2,3
Дизельная электростанция (ДЭС)
10-12
на ветроэлектростанциях (ВЭС)
1,2 – 1,4
на геотермальной станции
1,4-1,6
на угле
1,5-2,3
на газе
1,4-1,7
атомная энергия
1,2- 2,3
Целевые потребители:
- Проектные организации
- Государственные органы, занятые в планировании рационального использования водных
ресурсов, развития экологического туризма
- С/х предприятия для энергоснабжения летних и временных пастбищ
- Домашние хозяйства в малых и средних поселках в деревнях до 5-6 тыс. чел.
Лого
компании
ГИС- инструменты, разработанные для определения гидроэнергопотенциала
Достоинства
-
RETScreen (Канада)
Позволяет производить оценку:
- производства энергии и энергосбережения
затрат в течение срока службы оборудования
финансов и различного рода рисков при использовании
энергоэффективных технологий и технологий на
возобновляемых источниках энергии
HydropowerEvaluati
onSoftware (HES)
-
-
Hydrohelp
-
Hydrospot
7
определяет суточное производство энергии реки либо
водохранилища на основании выбранных гидрологических
временных рядов модели водоразделов
Есть готовые БД для Канады
Integrated method
for power analysis
(IMP)
(Канада)
Недостатки
- необходим ввод большого количества
данных
не учитывает среднемноголетние
параметры
не позволяет размещать ГЭС на местности
-
Обобщенный подход к ВИЭ,
Сложный интерфейс
Предоставить возможность создавать базу данных совмещенных
с пространственными данными используя БД HPRA
(Hydroelectric Power Resources Assessment) как основу.
Позволяет подобрать створ размещения и оборудование на
основании расчётов
-
Продукт только для США (используются
базы данных для США)
Позволяет определить энергопотенциал водотока и подобрать
гидротурбины
определить смету затрат
-
Дороговизна
не позволяет размещать ГЭС на местности
- Расчет по всем комбинации потенциала (малых и больших), напор
и мощность (высокий и низкий);
- Различные типы ГЭС, различной высоты плотины и продольную
длину, и длину верхнего бьефа;
- Доплнительно рассматриваются два типа ГЭС (деривационных ГЭС
и гидроаккумулирующих ГЭС).
-
Дороговизна
Сложный интерфейс
Лого
компании
План работ
8
Лого
компании
Возможности:
1.Повышение интереса к
объектам ВИЭ
2. Использование спутниковых
и данных беспилотных ЛА
Угрозы:
1. Изменения гидрологического
режима рек, не учтенного за
предыдущее годы
2.Неопределенность в правовом
регулировании объектов ВИЭ
SWOT
анализ
Недостатки:
1. Анализ большого массива
данных
2. Возможность ошибки в
используемых
геоинформационных слоях
3. Сложность доступа до
имеющихся данных
Достоинства:
1. Существенная экономия на
предпроектной стадии
2. Визуализация нескольких
возможных вариантов
3. Выбор оптимального варианта
размещения, исходя из нескольких
параметров
Лого
компании
10
Лого
компании
Состав команды
Научный руководитель: д.т.н., проф. Красногорская Н. Н.
Координатор проекта: Белозёрова Елена, аспирант каф. БП и ПЭ, ФЗЧС
Инженер- программист: Холоднов Эмиль, ст. гр. ПМИ-436, ОНФ
Инженер по ГИС: Акопян Корюн, ст. гр. ИСТ-515, ФИРТ
11
Лого
компании
Спасибо за внимание
Белозёрова Елена
Аспирант кафедры БП и ПЭ, ФГБОУ ВПО УГАТУ
+79273431519
[email protected]
Лого
компании