ЕКОЛОГІЧНО БЕЗПЕЧНЕ ВИКОРИСТАННЯ ГІДРОЕНЕРГЕТИЧНОГО ПОТЕНЦІАЛУ ГІДРОТЕРМАЛЬНИМИ ЕНЕРГЕТИЧНИМИ СИСТЕМАМИ
DOI:
https://doi.org/10.17721/1728-2713.87.10Ключові слова:
мала гідроенергетика, гідротермальна система, водяний колектор, відновлювана енергетикаАнотація
Наведено результати науково-дослідної та конструкторської роботи щодо екологічно-безпечного використання гідроенергетичного потенціалу малих річок басейну Дніпра. Запропоновані та науково обґрунтовані інноваційні конструкторські рішення для відбору низькопотенційної теплової енергії води та систем її перетворення на енергію зручну для споживання. Встановлено, що використання відновлюваної низькопотенційної енергії ґрунту для роботи геотермальних теплонасосних систем широко застосовується в екологічно безпечних та економічно вигідних енергетичних системах. Разом з тим використання гідроенергетичного потенціалу в гідротермальних теплонасосних системах не має широкого застосування. Доведено, що наявні гідротермальні системи не завжди адаптовані до умов експлуатації та місця розташування об'єкта. Обґрунтовано, що актуальним є питання наукового підходу до розробки необхідної конфігурації гідротермального колектора, методології оптимального його розміщення й визначення ефективності залежно від умов експлуатації. Науковою новизною нового технологічного підходу є використання водяного колектору спеціальної конструкції, який має модульну структуру й складається з декількох функціонально пов'язаних водяних зондів. Науково обґрунтовано ефективність гідротермальної системи. У роботі наведено результати проведених експериментальних досліджень ефективності роботи гідротермальної теплонасосної системи, де як відновлюване первинне джерело теплової енергії для роботи теплового насоса використовується низькопотенційна теплова енергія води. З метою проведення досліджень авторами була розроблена експериментальна гідротермальна теплонасосна система та геотермальна теплонасосна система. Встановлено датчики температури, тиску і швидкості протоку теплоносія як на колекторі, так і у наземній частині системи. Створено комп'ютерну систему архівування і візуалізації отриманих даних Розроблено методику проведення досліджень. У ході проведення дослідження отримано експериментальні дані та виконано розрахунки ефективності роботи геотермальної і гідротермальної систем. Виконано порівняльний аналіз енергетичних систем залежно від відновлюваного джерела енергії. Зроблено висновок щодо екологічної безпечності використання гідротермальних теплонасосних систем. Отримані у ході дослідження дані мають важливе наукове і прикладне значення при проєктуванні енергетичних теплонасосних систем з використанням гідроенергетичного потенціалу малих річок.
Посилання
Basyuk, T.O. (2011). Modeling and prediction of ecological and hydrological status of small hydroelectric reservoirs on the Southern Bug River. Scientific collection "Hydrology, hydrochemistry and hydroecology", 2(23), 148-158. [in Ukrainian]
Goshovskyi, S.V., Zurian, A.V. (2015). Analysis of different sources usage of renewable energy for optimal performance heat pump systems. Scientific proceedings of UkrDGRI, 2, 9-20. [in Russian]
Goshovskyi S.V., Zurian O. V. (2014). Hydrothermal modular heat pump system. Patent Ukrayiny №89759 vid 25.04.14, Bul. 8. [in Ukrainian]
Drukovanyi, M. F., Kovalskyi, V. P. (2017). Advantages of using heat pumps in Ukraine. VNTU, 5, 61–66. [in Ukrainian]
Elistratov, S.L. (2011). Comprehensive study of the efficiency of heat pumps. Extended abstract of Doctor's thesis: 01.04.14. Novosibirsk. [in Russian]
Il'in, R.A. (2010). A new approach to evaluating the efficiency of heat pumps. Vestnik AGTU. Ser.: Morskaya tekhnika i tekhnologiya, 2, 83-87. [in Russian]
Kalnin, Y.M. (1996). Energy technology in the service of energy. Holodilnoe delo, 1, 26–29. [in Russian]
Kaplun, V.V. (2014). The principles of sustainable development of Ukraine's fuel and energy complex in the light of meeting the requirements of the Rio Conventions. Visnyk KNUTD, 5(79), 64-69. [in Ukrainian]
Kudrya, S.O. et al. (2001). Atlas of energy potential of renewable and unconventional energy sources of Ukraine. Institute of Renewable Energy of NAS of Ukraine. Kiev. [in Ukrainian]
Nakorchevskij, K.I. (2010). Soil heat accumulators and moderation of communal heat and power engineering. K.: Naukova dumka. [in Russian]
Obodovskyi, O.G., Onishhuk, V.V., Pochayevecz, O.O. (2019). Perspectives of the usage of hydropower potential of the rivers of the Dnipro river basin (on the example of the Ros river). Visnyk Taras Shevchenko National University of Kyiv. Geology, 1(84), 56-62. [in Ukrainian]
Olijnichenko, V.G. Marchenko, E.V. (2017). A comparative analysis of the types of technological design of heat pumps. Materialy XYIII Mezhdunarodnoj nauchno – prakticheskoj konferencii "Vozobnovlyaemaya energetika i energoeffektivnost v ХХI stoletii", 27-29 sent. 2017, Kiev, 604-609. [in Russian]
Popov, A.V. (2005). Comparative analysis of types of technological execution of heat pumps. Problemy energosberezheniya, 1-2. Retritved from: http://www.energosovet.ru/stat422.html [in Russian]
Tkachenko, S.J. Ostapenko, O.P. (2009). Steam-compressor heat pump installations in systems of heat supply. Vinnitsa: VNTU. [in Russian]
Fedyanin, V.Yа., Karpov, M.K. (2006). Use of soil heat exchangers in heat supply systems. Polzunovsky Bulletin, 4, 98-103. [in Russian]
Shubenko, V.O., Kuharecz, S.M. (2014). Use of low-temperature energy sources and their converters. Prospects for the development of alternative energy in the Polissya of Ukraine. Centr uchbovoyi literatury, Kyiv, 240-261. [in Ukrainian]
Yacenko, L.V. (2017). Determining the efficiency of using combined energy systems based on renewable energy sources. Technical electrodynamics, Kiev, 34-41. [in Russian]
Yacyk, A.V., Stychakovska, T.O. (2008). Small hydropower of Ukraine: state, socio-economic aspects of development, impact on the environment. Water Management, 6, 11-15. [in Ukrainian]
Boyle, G. (2004). Renewable energy Power for a sustainable future. Oxford: Oxford University Press.
Hepbasli, A., Kalinci, Y. (2009). Renewable and Sustainable Energy Reviews. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 13, 1211-1229. https://doi.org/10.1016/j.rser.2008.08.002
Laloui, L., Nuth, M., Vulliet, L. (2006). Experimental and numerical investigations of the behavior of a heat exchanger pile. Anal. Meth. Geomech, 30, 763-781.
Morrison, G., Anderson, T., Behnia, M. (2004). Seasonal performance rating of heat pump water heaters. Solar Energy, 76, 147–152. https://doi.org/10.1016/j.solener.2003.08.007
Tidwell, J., Weir, T. (2006). Renewable energy resources. 2nd edition. London: Taylor and Francis.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Геологія
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Ознайомтеся з політикою за посиланням: https://geology.bulletin.knu.ua/licensing
