Сравнительная технико-экономическая оценка работы гибридной гелио-геотермальной электростанции в условиях Эфиопии

Представлена технико-экономическая оценка гибридной гелио-геотермальной электростанции, которая смоделирована с учетом имеющихся геотермальных и солнечных энергетических ресурсов энергии на геотермальном месторождении Тендахо-1 (Дубти) в Эфиопии. Гибридная электростанция объединяет в себе геотермальную электростанцию одноступенчатого разделения пара с концентрированной гелиотермальной установкой с параболическим концентратором для повышения уровня энергии геотермального пара. При моделировании гибридной электростанции используется геотермальная жидкость, поступающая из эксплуатационных скважин геотермального поля, и прямое нормальное солнечное излучение на геотермальном месторождении. Выполнен термодинамический анализ, основанный на принципах сохранения массы и энергии, а также произведены расчеты качественного показателя работы гибридной электростанции, позволяющего оценить ее энергетическую и экономическую эффективность в заданных условиях геотермального поля Тендахо. Оценка технико-экономической эффективности определена путем сравнения двух технологий, а именно: гибридной гелио-геотермальной электростанции и энергосистемы из двух автономных геотермальной и солнечной электростанций. Результаты этой показали, что при одинаковом количестве энергозатрат, в зависимости от имеющейся емкости хранения тепловой энергии, гибридная электростанция вырабатывает до 10,4% больше годовой электроэнергии, при этом чистый дисконтированный доход выше, а себестоимость электроэнергии ниже, чем для энергосистемы из двух автономных электростанций. Дополнительно выполнен расчет экономического качественного показателя, значения которого для гибридных электростанций с тепловом аккумулятором и без него составляют 2,62 и 3,42, т. е. стоимость солнечного ресурса на производство 1 кВт∙ч электроэнергии в гибридной энергетической системе меньше на 70,5% и 61,5% соответственно.

геотермальная энергия, солнечная энергия, гибридная гелио-геотермальная электростанция, термодинамический анализ, чистый дисконтированный доход, себестоимость, качественный показатель

1. Гемечу Б. Д., Шарапов В. И. Перспективы использования природных энергетических ресурсов в эфиопии // Энергосбережение и водоподготовка 2018; 1(111): 33−37.

2. Патент № 186091 (RU). МПК F24T 50/00. RU, Геотермальная энергетическая установка / В. И. Шарапов, Б. Д. Гемечу; заявл. 31.05.2018; опубл. 29.12.2018. Бюл. №1.

3. Гемечу Б. Д., Шарапов В. И. Оценка энергетической эффективности гибридной гелио-геотермальной электростанции // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики 2019; 21(4): 3−11.

4. Гемечу Б. Д., Шарапов В. И. Гибридная тепловая электростанция на основе возобновляемых энергетических ресурсов // Сантехника. Отопление. Кондиционирование 2019; 10: 70−75.

5. Ефимов Н. Н., Аль Гези Моафак Касеим Шиа. Оценка производительности и определение характеристик солнечной тепловой электростанции в условиях Ирака // Известия высших учебных заведений. Северо-кавказский регион. Технические науки 2015; 3(184): 45−49. doi: 10.17213/0321-2653-2015-3-45-49.

6. Иванова И. Ю., [и др.]. Оценка эффективности применения термофотоэлектрических установок для обеспечения тепловой и электрической энергией // Вектор науки тольяттинского государственного университета. Серия: экономика и управление 2017; 3 (30): 50−56. doi: 10.18323/2221-5689-2017-3-50-56.

7. Cheng Z., Elham D., Behdad M. Figure of merit analysis of a hybrid solar-geothermal power plant // Engineering 2013; 5: 26−31.

8. Nathwani Jay, Mines Greg Cost contributors to geothermal power generation // World Geothermal Congress – Melbourne 2015.

9. Kipsang Carolyn Cost model for geothermal wells // World Geothermal Congress. – Melbourne 2015.

10. Kivure Wellington Geothermal well drilling costing – a case study of menengai geothermal field // Exploration and Development of Geothermal Resources. – Kenya 2016; 1−8.

11. Fitri Oktaviani Purwaningsih, [и др.]. Make-up wells drilling cost in financial model for a geothermal project // International Geothermal Workshop 2017.