Статья поступила в редакцию 29.04.15. Ред. рег. № 2249
The article has entered in publishing office 29.04.15. Ed. reg. No. 2249
УДК 62-111.1
АВТОНОМНОЕ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЕ ОБЪЕКТОВ КРАЙНЕГО СЕВЕРА
11 12 Н.А. Павлов , Д.С. Рогачев , А.В. Синицкий , Е.В. Соломин
'Филиал ОАО «ОБЪЕДИНЕННАЯ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКАЯ КОРПОРАЦИЯ» -«НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ КОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ» РФ 111250, Москва, ул.Авиамоторная, 53 тел./факс: +74955179200; e-mail: oaoniikp@mail.ru 2Южно-Уральский государственный университет РФ 454080, Челябинск, пр. Ленина 76 тел./факс: +79123171805; e-mail: nii-uralmet@mail.ru
doi: 10.15518/isjaee. 2015.10-11.007
Заключение совета рецензентов: 06.05.15 Заключение совета экспертов: 20.05.15 Принято к публикации: 03.06.15
В статье описывается автономное энергоснабжение морской локальной дифференциальной подсистемы (МЛДПС) глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС и GPS на основе ветроэнергетической установки (ВЭУ), оснащенной системой накопления электроэнергии. Приведены параметры МЛДПС и ВЭУ. Обоснована необходимость и целесообразность освоения северных регионов России с помощью создания локальных энергогенерирующих систем для электроснабжения местных распределенных потребителей. Проведены полевые испытания ветроэнергоустановок с вертикальной осью вращения в условиях Арктики.
Ключевые слова: морская локальная дифференциальная подсистема, ветроэнергетическая установка, Север, Арктика.
AUTONOMOUS POWER SUPPLY FOR EXTREME NORTH OBJECTS
1 112 N.A. Pavlov , D.S. Rogachev , A. V. Sinickiy , E. V. Solomin
•BRANCH OF JSC «UNITED ROCKET AND SPACE CORPORATION» -«INSTITUTE OF SPACE DEVICE ENGINEERING» 53Aviamotornaya Str., Moscow, 111250 Russian Federation ph./fax: +79262831757; e-mail: oaoniikp@mail.ru 2South-Urals State University 76 Lenin Str., Chelyabinsk, 454080 Russian Federation ph./fax: +74955179200; e-mail: nii-uralmet@mail.ru
Referred 6 May 2015 Received in revised form 20 May 2015 Accepted 3 June 2015
This paper describes the autonomous power supply of the Marine Local Differential Subsystem (LDSS) of global navigation satellite systems GLONASS and GPS on the base of wind turbine (WT), equipped with energy storage system. The paper shows the parameters of LDSS and WT and justifies the necessity and reasonability of reclamation of North Russian regions, building a local energy generating systems for electric supply for distributed consumers. Field testing of vertical axis wind turbines was made in Arctic conditions.
Keywords: marine local differential subsystem, wind turbine, the North, Arctic.
Павлов Николай Александрович Nikolai A. Pavlov
Сведения об авторе: начальник отдела филиала ОАО «ОРКК» - «НИИ КП».
Образование: Московский авиационный институт (технический университет), инженер радиоэлектронных систем ЛА.
Область научных интересов: дифференциальные подсистемы, возобновляемые источники энергии, автономные энергокомплексы.
Information about the author:
BRANCH OF JSC "URSC" - "ISDE".
Education: Moscow Aviation Institute (National Research University); engineer of radio-electronic systems of aircraft.
Research area: differential subsystems, renewable energy sources, autonomous energy plants.
Сведения об авторе: инженер-исследователь ОАО «ОРКК» - «НИИ КП».
Образование: Гуманитарно-социальный институт.
Область научных интересов: дифференциальные подсистемы, возобновляемые источники энергии, автономные энергокомплексы.
Рогачев Дмитрий Сергеевич Dmitry S. Rogachev
Information about the author:
BRANCH OF JSC "URSC" - "ISDE".
Education: Social Humanitarian Institute.
Research area: differential subsystems, renewable energy sources, autonomous energy plants.
ÎLS
Синицкий Александр
Владимирович Alexander V. Sinickiy
Сведения об авторе: ведущий инженер группы контроля и управления РНС и СНС Архангельского района Гидрографической службы.
Образование: Архангельский государственный технический университет, специалист.
Область научных интересов: научная аналитическая работа в области альтернативной энергетики (теоретик).
Information about the author: lead engineer of a group of control and management of RNS and SNS Arkhangelsk region Hydrographie Service.
Education: Arkhangelsk State Technical University; specialist.
Research area: scientific analytical work in renewable energy sources (theorist).
ЛЧ/í, - e -
'и1
Соломин Евгений
Викторович Evgeny V. Solomin
Сведения об авторе: д-р техн. наук, профессор Южно-Уральского гос. университета.
Образование: Будапештский технический университет (1990).
Область научных интересов: ветроэнергетика, солнечная энергетика, распределенная энергетика, возобновляемые источники энергии, гибридные энергокомплексы.
Публикаций: 124.
Information about the author: DSc
(engineering), professor of South Ural State University.
Education: Budapest Technical University (1990).
Research area: wind power, solar power, distributed power, renewable energy, combine energy complexes. Publications: 124.
Введение
Северные регионы, занимающие 65 % территории России, являются в основном малоосвоенными, несмотря на наличие колоссального количества природных ресурсов. По оценкам ООН стоимость запасов полезных ископаемых Российской Федерации составляет более 30 триллионов долларов, из которых не менее 70 % относится к Северу. Освоение этих территорий - одно из приоритетных направлений развития нашей страны, поскольку они играют большую роль в государственной экономике и экспорте природных ресурсов. При населении, составляющем 7,4 % от общей численности граждан РФ (в северных регионах постоянно проживает свыше 10 млн человек), Север производит более 25 % ВВП и обеспечивает 50-60 % валютных поступлений [1]. Более того, Северный морской путь является одной из эффективных транспортных магистралей, позволяющих значительно снизить расходы во все возрастающем товарообороте Европы и Азии. Однако ус-
ловия Севера накладывают ряд серьезных требований к навигации, наличию локальных технико-социальных систем с высокотехнологичным материальным обеспечением. Таким образом, освоение этих территорий требует развития не только промышленных отраслей, но и социальной инфраструктуры, притом что сегодня наблюдается отток населения из северных регионов, а следовательно, нехватка высококвалифицированной рабочей силы, сокращение отраслей и производств. Особенно остро эти проблемы стоят у коренных народов Севера в связи с низким уровнем медицинской помощи, закрытием образовательных учреждений и другими последствиями кризисных явлений.
Анализ развития социально-экономической инфраструктуры недвусмысленно свидетельствует о том, что для ее жизнеобеспечения требуются в первую очередь энергетические ресурсы. Очевидно, что без тепла, света и энергопитания технических средств прогресса в этой области быть не может, поэтому неизбежно возникает вопрос о развитии
£ N
энергетики на осваиваемых территориях. Простейшие экономические расчеты приводят к однозначным выводам о невозможности проведения линий электропередачи из центральных и даже прилежащих регионов в связи с их непомерно большой протяженностью. Строительство крупных электростанций также экономически неоправданно из-за удаленности развивающихся объектов друг от друга и эксплуатации оборудования в суровых, порой экстремальных условиях. Организация «Нефть России» предлагает решать проблему с помощью плавучих атомных теплоэлектростанций [2]. Однако такой подход означает глобальное наступление на северную экологию, внедрение в экосистемы, нарушение которых может привести к непредсказуемым изменениям планетарного масштаба.
Использование альтернативной энергетики на Севере
для энергоснабжения автономных объектов
С учетом принимаемых сегодня в Российской Федерации мер по освоению Арктики [3,4] можно утверждать, что развитие энергетической инфраструктуры будет играть ключевую роль в достижении поставленных целей. Более того, в современных условиях при формировании инфраструктуры Крайнего Севера остро встаёт вопрос об обеспечении не только гражданских, но и военных объектов электроэнергией. С каждым годом в нашей стране появляется необходимость развёртывания систем прибрежного базирования, связанных с обороной страны, гидрометеорологическими мероприятиями, строительством маячных городков и многих других объектов, находящихся на большом удалении от населённых пунктов. Самым распространённым средством по обеспечению электроэнергией объектов северных регионов и Арктики являются дизельные электро-
станции, но и они не являются панацеей, поскольку дизель-генераторы чувствительны к низким температурам, имеют ограниченный моторесурс и нуждаются в регулярном техническом обслуживании, которое требует постоянного присутствия человека и своевременной доставки дизельного топлива в больших количествах. Кроме того, отказ дизель-генераторной станции фактически означает полную остановку работы систем потребителей электроэнергии, а возможно, и всей локальной инфраструктуры с порой непредсказуемыми последствиями для местного населения и эксплуатируемого оборудования.
В связи с вышеприведенными доводами и для того, чтобы изучить возможности использования альтернативной энергетики в условиях Арктики ученые Научно-исследовательского института космического приборостроения и Южно-Уральского государственного университета объединили усилия по созданию пилотного проекта полностью автономной энергетической инфраструктуры на основе возобновляемых источников энергии для обеспечения электроснабжения телекоммуникационного оборудования.
Цель проводимых работ - решение проблемы нехватки электроэнергии на одном из объектов Гидрографической службы Северного флота, который находится на Крайнем Севере. На данном объекте установлено оборудование морской локальной дифференциальной подсистемы ГНСС ГЛОНАСС/вР8 (МЛДПС), входящей в состав морской дифференциальной подсистемы глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС/вР8 Военно-морского флота МО РФ (МДПС). Местоположение объекта - мыс Канин Нос, омываемый с юго-запада Белым морем, с север
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.