Підвищення екологічної безпеки електроенергетики Карпатського регіону з використанням нетрадиційних та відновлювальних джерел енергії

Abstract

У дисертаційній роботі проведено аналіз техногенного навантаження електроенергетичних об’єктів на навколишнє середовище, на основі якого вирішено актуальне науково-практичне завдання - розробка і розвиток науково-прикладних основ зменшення техногенного навантаження електроенергетики на різних рівнях електроенергетичної ієрархії. В дисертації розроблено методологічні основи корегування завантаження роботи електростанцій з врахуванням об’ємів викидів в навколишнє середовище. Обгрунтовано подальший розвиток стратегічного зменшення забруднення навколишнього середовища у Карпатському регіоні завдяки ресурсозбереженню і впровадженню нетрадиційних та відновлювальних джерел енергії. Доопрацьовано теоретичні основи структурних математичних моделей розрахунку покращення надійності електропостачання з використанням локальних відновлювальних джерел енергії. Розроблено методологію створення матричних моделей моніторингу техногенного навантаження енергетики на навколишнє середовище. За допомогою показника екологічної ефективності, який враховує всі взаємозв’язки енергооб’єктів з довкіллям, запропоновано встановлювати зміну рівня екобезпеки за рахунок зменшення техногенних забруднень. Вдосконалено метод “виграш-витрат” на основі математичних моделей економічної оцінки впровадження нетрадиційних та відновлювальних джерел енергії, що на відміну від існуючого дає змогу враховувати виграш від зменшення збитків фауні, флорі і здоров’ю людей, зменшення втрат електроенергії. Основні результати передані для впровадження у виробництво і використовуються у навчальному процесі.

В диссертационной работе приведен анализ техногенной нагрузки электроэнергетических объектов на окружающую среду, на основе которого решена актуальная научно-практическая задача-разработка и развитие научно - прикладных основ уменьшения техногенной нагрузки электроэнергетики на разных уровнях электроэнергетической иерархии - производства, распределения и потребления электроэнергии. В диссертации разработаны методологические основы корректировки загрузки работы электростанций с учетом выбросов в окружающую среду. Обосновано дальнейшее развитие стратегического уменьшения загрязнения окружающей среды в Карпатском регионе благодаря ресурсосбережению на всех уровнях энергетической иерархии и внедрению нетрадиционных и возобновляемых источников энергии (малых ГЭС, ветроэнергетических, гелиоэнергетических, а также установках, использования отходов деревообрабатывающей промышленности). На основе марковских моделей надежности доработаны теоретические основы структурных математических моделей расчета улучшения надежности электроснабжения с использованием локальных возобновляемых источников энергии, обеспечивающих уменьшение аварийных отключений электроэнергии, а также возникновения кризисных экологических явлений. Разработана методология создания матричных моделей мониторинга техногенной нагрузки энергетики на окружающую среду, которая отличается от других обеспечением единой классификации и кодирования экологической информации на всех стадиях энергетической структуры. С помощью показателя экологической эффективности, который учитывает все взаимосвязи объектов электроэнергетики с окружающей средой, предложено устанавливать изменение уровня экобезопасности за счет уменьшения техногенных загрязнений. Усовершенствован метод "выигрыш - расходы" на основе математических моделей экономической оценки экологического эффекта внедрения нетрадиционных и возобновляемых источников энергии, который, в отличие от существующего, позволяет учитывать выигрыш от уменьшения убытков фауне, флоре и здоровью людей, уменьшения потерь электроэнергии на электростанциях и в электроэнергетических системах распределения и потребления электроэнергии. Проведены исследования и выполнен анализ повышения электрического КПД комбинированных источников энергии на базе топливных ячеек введением термоэлектрического преобразователя с помощью которого используется доля тепловой энергии водяного пара на выходе топливной ячейки. Также диссертантом предложен способ регулирования скорости потока воздуха для крышных электростанций с целью увеличения эффективности их использования при различных скоростях ветра. Основные результаты переданы для внедрения в производство и используются в учебном процессе.

The thesis presents an analysis of human impacts load of power facilities on the environment, on which it is solved the actual scientific and practical tasks such as design and development of scientific - applied bases of human impacts reducing of electricity at different levels of hierarchy - electricity production, distribution and consumption. The thesis considers the development of the methodological foundations of adjustment load of power plants taking into account emissions into the environment. It is substantiated further development of the strategic reduction of pollution in the Carpathian region due to resource conservation and implementation of alternative and renewable energy sources. It is refined theoretical foundations of structural mathematical models of calculation of power supply reliability improve using the local renewable energy sources to decrease emergency shutdowns and the crisis ecological effects. It is worked out a methodology of matrix models creation of energy human impact monitoring, which differs from other by providing of unified classification and environmental information coding at all stages of the energy structure. With the help of ecological efficiency index that takes into account all relationships between power facilities and the environment it is proposed to establish changes of environmental safety level by reducing human pollution. It is improved "benefits-costs" method based on the mathematical models of the implementation of alternative and renewable energy sources economic evaluation, which in contrast to existing allows to take into account benefits from damage reducing to fauna, flora and human health, power loss reducing.