Введение к работе
Актуальность темы. Агропромышленный комплекс является энергоемкой отраслью народного хозяйства. В России для бытовых и производственных нужд села расходуется более 1/3 добываемого топлива. По исследованиям ВИЭСХ суммарная потребность сельского хозяйства в 2000 году в энергоресурсах составит около 130 млн. т.усл.топлива, в том числе в электроэнергии 120-130 млрд.кВт-ч.
По причине кризисных явлений в энергетике и с появлением различных форм собственности научными организациями АПК разработаны энергетические программы, одной из задач которых является постепенное замещение сложившегося централизованного энергоснабжения в сельском хозяйстве децентрализованным на основе развития малой энергетики, использующей местные как традиционные виды топлива, так и возобновляемые нетрадиционные - энергию ветра, солнца, стока малых рек и др. Интерес к возобновляемым источникам энергии вызван не только истощением топливных ресурсов, но и экологическими причинами. По прогнозам ВИЭСХ в 2000 г. нетрадиционные источники в структуре энергоносителей будут составлять около 6 млн.т.усл. топлива. Для Челябинской области учеными ЧГАУ оценены потенциальные ре-:урсы ветра, солнца.
В России, как и в других странах, гидроэнергетика основывается на до-ггаточно богатом опыте исследования и использования энергии крупных рек. К :ожалениго, в стороне остаются малые реки, которые в 50-е годы после под-аіючения сельскохозяйственных районов к государственным энергосистемам їьіли отнесены к неперспективным. Вместе с тем опыт зарубежных стран пока-ывает, что малые гидроэлектростанции, эксплуатирующие сток средних и ма-!ых рек, стали вновь объектом всеобщего внимания, включая и развитые стра-
1Ы.
Развитие малой гидроэнергетики в России и в Уральском регионе, в част-юсти, сдерживается недостаточным исследованием гидроэнергетического по-енциала речного стока малых рек. По этой причине остается невостребован-ым серийно выпускаемое оборудование для малой гидроэнергетики.
Работа выполнялась в соответствии с перечнем республиканских целезы: программ; п.29 "Разработать основные направления долгосрочной федераль ной технической политики, систему энергетического обеспечения, развитие ав томатизации производства и экономии энергетических ресурсов в сельскохо зяйственном производстве России" (приказ N 10 от 17.03.95 г. по главном; управлению высших учебных заведений Минсельхозпрод России).
Цель работы. Снизить потребление органического топлива за счет исполь зования энергии малых рек в энергоснабжении сельскохозяйственного произ водства.
Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи
-
Выполнить гидроэнергетическое районирование Челябинской области.
-
Разработать статистические модели годовых и среднемесячных удель ных гидроэнергетических характеристик малых рек.
-
Составить гидроэнергетический кадастр малых рек и водохранилищ Че лябинской области.
-
Разработать методику определения установленной мощности малы гидроэнергетических установок.
-
Разработать методику оценки энерго-экономических показателей гидре энергетических ресурсов Челябинской области.
Объект исследования. Энергетические ресурсы малых рек Челябинско области.
Предмет исследования. Установление в вероятностной форме npocTpah ственных и временных изменений энергетических характеристик малых реї составление энергетического кадастра малых рек и водохранилищ неэнергеп ческого назначения.
Научная новизна. В работе впервые оценены возможности использовани гидроэнергетического потенциала стока малых рек и водохранилищ неэнерп тического назначения Челябинской области.
Исследованы пространственные изменения параметров распределена стока малых рек и на этой основе произведено районирование территории Ч< лябинской области по энергопотенциалу.
Исследованы экономическая и энергетическая эффективность установок малой гидроэнергетики в зависимости от водности района и стоимости заменяемого органического топлива.
Практическая ценность работы. Подсчитанный технический потенциал энергии малых рек и водохранилищ служит резервом для решения задач энергоснабжения автономных сельскохозяйственных потребителей.
Результаты теоретических исследований, представленные в виде карт, таблиц и графиков, могут быть использованы при проектировании гидроэнергетических установок в любом гидрологическом створе, не освещенном длительным рядом наблюдений.
Внедрение. "Методика гидроэнергетического районирования и моделирования обобщенных районных кривых обеспеченности стока" принята к внедрению в отделе гидрологии Челябинского Центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. Методика "Определение номинальной мощности гидросиловых установок для малых рек и водохранилищ" принята к внедрению в Уральском филиале ВИЭСХ. Результаты исследования внедрены в учебный процесс ЧГАУ по дисциплине "Гидроэнергетические установки".
Апробация работы. Основные положения работы обсуждались на научных конференциях в ЧГАУ (г.Челябинск, 1994-19Э7гг.); международной научно-технической конференции БАТУ "Повышение эффективности использования топливно-энергетических ресурсов в АПК" (г.Минск, 1997г.).
Публикации. По результатам исследований опубликовано 6 работ. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы (126 наименований, из них 6 на иностранном языке) и приложения. Содержание работы изложено на 255 страницах машинописного текста, из них 169 страниц основного текста, 33 рисунка, 41 таблица и 86 страниц приложения.
