Эффективные гелиоопреснительные установки в Узбекистане

В мае текущего года приняты Законы Республики Узбекистан «Об использование возобновляемых источников энергии» и «О государственно-частном партнерстве», которые создают нормативно-правовую основу для ускорения реализации проектов ВИЭ.

Кроме того, постановлением Кабинета Министров от 22.07.2019г. №610 утвержден Регламент подключения к единой электроэнергетической системе субъектов предпринимательства, производящих электрическую энергию, в том числе из ВИЭ, определяющий основные технические аспекты интеграции объектов ВИЭ в ЕЭС Узбекистана.

Вместе с тем, в соответствии с постановлением Президента Республики Узбекистан от 23.10.2018г. №ПП-3981 «О мерах по ускоренному развитию и обеспечению финансовой устойчивости электроэнергетической отрасли» в том числе поручено: разработать современную схемы организации производства электрической энергии, предусмотрев при этом широкое привлечение частных, включая иностранных, прямых инвестиций в И²⁶ Агротехника и энергообеспечение. - 2022. - № 4 (37)

предприятия по производству электрической энергии, в том числе на условиях государственно-частного партнерства (ГЧП) и проработать с потенциальными инвесторами новых инвестиционных проектов в сфере электроэнергетики на условиях ГЧП, исходя из имеющейся ресурсной базы, современных технологических тенденций и использования альтернативных источников электроэнергии.

В связи с чем, на сегодняшний день Министерством энергетики в целях диверсификации структуры генерации в сторону увеличения удельной доли ВИЭ осуществляется комплекс мероприятий, направленных на реализацию инвестиционных проектов в сфере ВИЭ на принципах государственно-частного партнерства (ГЧП).

Внедрение механизмов ГЧП в сферу ВИЭ обеспечит привлечение на рынок генерации прямых иностранных инвестиций ведущих зарубежных компаний, располагающих передовыми инновационными техническими и технологическими решениями, в качестве независимых производителей электроэнергии (НПЭ).

Необходимо отметить, что реализация инвестиционных проектов в сфере ВИЭ на условиях ГЧП имеет множество преимуществ, т.к. весь процесс имплементации проекта (привлечение финансирования, осуществление технико-экономического обоснования, выбор технологий, процесс осуществления логистики, строительно-монтажные работы, эксплуатация энергообъекта в течении жизненного цикла и процесс владения) относится к обязанности инвестора, а задача единого закупщика электрической энергии, т.е. АО «Национальные электрические сети Узбекистана» осуществлять гарантированный закуп выработанной электроэнергии.[ Л.1;,2;]

Методы и обсуждения. В соответствии с постановлением Президента Республики Узбекистан от 27.03.2019г. №ПП-4249 Министерством энергетики совместно с причастными министерствами и ведомствами, а также при техническом содействии международных финансовых институтов (Всемирный банк, Азиатский банк развития) разработана концепция топливного-энергетического обеспечения страны на 2020-2030 годы.

Помимо этого, международным консультантом – Mott MacDonald (Великобритания) разработан генеральный план (Master Plan) долгосрочного развития электроэнергетического сектора Узбекистана, в том числе в части ВИЭ.

Необходимо отметить, что Указом Президента Республики Узбекистан от 21.09.2018г. №УП-5544 «Об утверждении Стратегии инновационного развития Республики Узбекистан на 2019-2021 годы» определено увеличение доли производства электрической энергии с использованием ВИЭ до уровня не менее 20% к 2025 году.Кроме того, в соответствии с постановлением Президента Республики Узбекистан от 22.08.2019г. №ПП-4422 «Об ускоренных мерах по повышению энергоэффективности отраслей экономики и социальной сферы, внедрению энергосберегающих технологий и развитию возобновляемых источников энергии» ВИЭ утверждены долгосрочные целевые параметры развития ВИЭ и план организационно-практических мер дальнейшего развития ВИЭ.Данным постановлением определено увеличение доли производства электроэнергии с использованием ВИЭ до уровня не менее 25% к 2030 году.Для достижения целевых показателей предусмотрено строительства почти 10 ГВт новых объектов ВИЭ, в том числе 5 ГВт солнечных (без учёта мощностей индивидуальных домохозяйств), 3 ГВт ветровых и 1,9 ГВт гидроэлектростанций.

Вместе с тем, строительство новых объектов ВИЭ совокупной мощностью более 10 ГВт и модернизация действующих ГЭС обеспечит производство из объектов ВИЭ на уровне более 37 млрд кВт*ч электроэнергии (в 2018 году – 5,9 млрд кВт*ч), а также условную ежегодную экономию более 8,1 млрд м ³ природного газа. .[ Л.3;,4;,5;].

Актуальность проблемы. В настоящее время обеспечение населения пресной водой превратилось в важнейшую мировую проблему. На сегодняшний день дефицит пресной воды ощущается на территории более 40 стран, расположенных в аридных зонах, составляющих около 60% всей поверхности земной суши. Данная проблема является одной из актуальных и для нашей Республики, особенно для ряда районов, расположенных в Приаралье на территории Каракалпакстана, Хорезмского и Бухарского вилоятов, а также в степных зонах Сурхандарьинского и Кашкадарьинского вилоятов. Сложность решения данной проблемы обусловлена тем, что большая часть населения этих регионов проживает в малочисленных и рассредоточенных населенных пунктах, отдаленных от централизованных систем электрификации и питьевого водоснабжения. Одним из путей улучшения питьевого водоснабжения в таких населенных пунктах нашей Республики, как и во всем мире, является опреснение соленых вод.

Объект темы. ВКР это водоопреснительные установки и гелиоопреснители. Предмет ВКР методы и процессы гелоопреснения соленых вод.В связи с вышеизложенным, целью работы является исследование технологий и потенциала использования солнечных водоопреснительных установок.

Задачи исследования. Реализация поставленной цели достигается решением комплекса следующих взаимосвязанных научно-технических задач:

• - изучение методов опреснения соленых вод;

• - анализ солнечных опреснителей парникового типа и их расчетов;

• - определение потенциала Кашкадарьинской области для внедрения солнечных водоопреснительных установок.

• - изучение теоретических и практических подходов к усовершенствованию процессов опреснения воды.

Практическая значимость результатов работы. Результаты выполненных работ позволяют оценить перспективы внедрения технологий гелиоопреснителей воды для повышения уровня жизни населения как в малочисленных и рассредоточенных поселениях, так и в больших городах за счет бесплатной и экологически чистой энергии солнечного излучения.

Представляет интерес оценка эксергетической эффективности процесса преобразования энергии солнечного излучения в солнечных водоопреснительных установках рассматриваемого типа.

В связи с тем, что солнечные опреснительные установки парникового типа относятся к категории тепловых преобразователей, не производящих полезную работу в виде механической и электрической энергии, их эксергетическая эффективность представляет собой меру необратимости оптических и тепловых процессов, протекающих в их отдельных элементах, и определяется по отношению

Пе = >(1.1)

е пад где

®q 7 к Я пол плотность потока эксергии, отнесенная к единице площади поверхности испарения воды в опреснителе;

7 к = —(1.3)

is термический коэффициент полезного действия обратимого цикла Карно, осуществляемого в интервале температур Тв и Тo;

qno л = GKr(1.4)

плотность потока полезной энергии, отнесенная к единице площади поверхности испарения воды в опреснителе;

′

Gk = 7 (Tn-Tk)(1.5)

• -    удельная производительность рассматриваемого опреснителя по конденсату (кг/м²*ч); r-теплота парообразования воды; Т в , Т o и Т к – соответственно, абсолютные температуры соленой воды в опреснителе, окружающей среды и поверхности конденсации;

6no д = 'pq™ д

• -    плотность потока эксергии суммарного солнечногоизлучения, отнесенная к единице площади плоского основания опреснителя;

p = 1 - 2,31( 1)(1.7)

K

• к оэффициент зависимости эксергии солнечного излучения от        температуры

окружающей среды;

• q пад ^∑ - поверхностная плотность потока суммарной солнечной радиации, падающей на плоскость плоского основания опреснителя.

Подставляя (1.6) и (1.7) в (1.1), получим

=  = K^^(1.8)

'e      ^      1-2.314*10*q Пад

Значение К’ в (1.7) и (1.8) согласно определяется из

К = (1" + Г)-1(1.9)

au

Соответственно, коэффициенты теплообмена при испарении где а и и а к .[ Л.5;,6;,7;].

Таблица 1.1 - Эксергетичкая эффективность солнечных водоопреснительных установок парникового типа

Характеристики	Т в	т с	К	Л Т	Л е
а н = 12 ккал / м 2 * ч * град (ограждающая конструкция -железобетон) Л = 0.9 ккал м ^ * ч * град , 8 = 0,08 м	40	32	2,25	0,270	0,009
	55	44,5	6,25	0,408	0,033
	70	59,5	14,1	0,589	0,074
а н = 20 ккал / м 2 * ч * град      (ограждающая   конструкция - железобетон) Л = 0.9 ккал м 2 * ч * град , 8 = 0,08 м	40	32	2,25	0,270	0,009
	55	44,5	6,25	0,408	0,033
	70	59,5	14,1	0,589	0,074
а н = 12 ккал / м 2 * ч * град      (с дополнительной     тепловой изоляцией) Л = 0.07 ккал— * ч * град , 8 = 0,05 м	40	32	2,25	0,270	0,009
	55	44,5	6,25	0,408	0,033
	70	59,5	14,1	0,589	0,074
а н = 20 ккал / м 2 * ч * град      (с дополнительной     тепловой изоляцией) Л = 0.07 ккал м ^ * ч * град , 8 = 0,05 м	40	32	2,25	0,270	0,009
	55	44,5	6,25	0,408	0,033
	70	59,5	14,1	0,589	0,074

Эксергетическая эффективность солнечных водоопреснительных установок парникового типа.

Результаты расчетных исследований на основе исходных данных и показывают, что значение эксергетической эффективности солнечных водоопреснительных установок парникового типа, которое представляет меру необратимости тепловых процессов, происходящих в их отдельных элементах, составляет в пределах 0.004÷0.007 (табл. 1)[Л.7;,8;].

Выводы.

Эффективность опреснительных установок определяется количеством производимой пресной воды, затратами энергии на ее получение и себестоимостью. Совершенствование процессов возможно з счет улучшения конструктивных и технологических решений при их разработке.

Значение проблемы опреснения минерализованных вод подтверждается постоянным увеличением суммарной производительности действующих установок в мире с наблюдаемыми значительными темпами роста.

При выборе типа и конструкции опреснительных установок необходимо учитывать все факторы, влияющие на ее технико-экономические показатели.

В связи с этим она должна:

• 1 .Обеспечивать получение дистиллята необходимого качества, независимо от условий эксплуатации, при минимальных расходах энергии.

• 2 .Обладать максимальной экономической эффективностью.

• 3 .Иметь простую конструкцию, малые габариты приемлемую стоимость.

• 4 . Обеспечивать высокую надежность работы.

При разработке классификации, исходя из физико-химических особенностей протекания процесса, методы опреснения можно разделить на две основные группы:

• -    методы опреснения с изменением агрегатного состояния воды;

• -    методы опреснения без изменения агрегатного состояния воды.

Доценты: Файзиев Тулкин Амирович1 (Узбекистан) Сатторов Бобоназар Нутфуллаевич1 (Узбекистан) Ассистенты: Мирзаярова СевараУбайдуллаевна2 (Узбекистан) Хидиров Мираббос Мирзаяр угли2 (Узбекистан)

КАРШИНСКИЙ ИНЖЕНЕРНО – ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

EFFICIENT SOLAR DESTINATION PLANTS IN UZBEKISTAN

Associate professors: Faiziev Tulkin Amirovich ¹ (Uzbekistan)

Sattorov Bobonazar Nutfullaevich ¹ (Uzbekistan)

Assistants: Mirzayarova Sevara Ubaydullaevna ² (Uzbekistan) Khidirov Mirabbos Mirzayar ugli ² (Uzbekistan)

KARSHI ENGINEERING AND ECONOMIC INSTITUTE

Annotation . At present, significant experience has been accumulated in the world practice in the development and creation of pilot and industrial models of desalination plants that produce fresh water for domestic and technological use. Among the numerous methods of salt water desalination, some have been brought to the stage of industrial implementation, while others are at the stage of exploratory research. From the analysis of existing methods, it was revealed that the main method of desalination is the thermal method. However, thermal desalination of salt water requires a large amount of traditional energy resources, the problem of providing which is no less important than water supply. In this regard, it is of practical interest to use non-traditional energy sources for the desalination of salt water, primarily the energy of solar radiation. In this regard, studying the possibility of using solar water desalination technologies to provide drinking water is an urgent task.

Associate professors: Faiziev Tulkin Amirovich1 (Uzbekistan)

Sattorov Bobonazar Nutfullaevich1 (Uzbekistan) Assistants: Mirzayarova Sevara Ubaydullaevna2 (Uzbekistan)

Khidirov Mirabbos Mirzayar ugli2 (Uzbekistan)

KARSHI ENGINEERING AND ECONOMIC INSTITUTE