62
СПном
U
.
- номинальное напряжение солнечной панели.
На основании расчетных данных в качестве контроллера заряда
выбираем контроллер Tracer 2210A, имеющий ток заряда 20А и входное
напряжение 100 В. Внешний вид контроллера Tracer 2210A приведен на
рисунке 17.
Рисунок 17. Внешний вид контроллера Tracer 2210A
К техническим характеристикам контроллера относятся:
- автоопределяемое напряжение системы 12/24В;
- максимальный ток заряда аккумуляторной батареи 20А;
- максимальная мощность солнечной батареи 260/520 Вт;
- максимальное напряжение на входе 100 В;
- максимальное напряжение аккумуляторной батареи 32 В.
Контроллер Tracer 2210A работает при температуре окружающей среды
от -35 до +55
0
С при относительной влажности воздуха 95%.
Поскольку на основании анализа было выбрано 12 солнечных батарей,
то в соответствии с техническими характеристиками к одному контроллеру
можно подключить по 4 солнечных батареи.
63
Схема подключения контроллера к солнечным батареям приведена на
рисунке 18.
Рисунок 18. Схема подключения контроллера к солнечным
батареям
На основании технических параметров выбранных солнечных батарей
для обеспечения работы при пиковых нагрузках выбираем синус-инвертор
Outback Power VFX3048T, который отличается высокой надежностью и
долговечностью
41
.
Внешний вид инвертора для солнечных батарей Outback Power
VFX3048T приведен на рисунке 19.
Рисунок 19. Внешний вид инвертора для солнечных батарей
Outback Power VFX3048T
41
Холодова Д. С. Альтернативные источники энергии // Статья в сборнике Europen Scientific,
2019. – С.35-37.
64
К техническим характеристикам инвертора относятся:
- номинальная мощность при температуре окружающей среды 25
0
С 3000
ВА;
- напряжения питания 230В;
- потребляемая нагрузка 23 Вт.
- коэффициент полезного действия 93%;
- нормальное номинальное гармоническое искажение 2%;
- максимальное искажение напряжение 2%;
- диапазон напряжения по выходу аккумуляторной батареи 2%.
Среди известных типов аккумуляторных батарей наибольшее
распространение для солнечных установок получили гелиевые аккумуляторные
батареи и свинцово-кислотные
42
.
Работа гелиевых аккумуляторов зависит циклов заряда-разряда
регулятора и возможности эксплуатации. Гелиевые батареи имеют ограничения
по защите перезаряда, количеству циклов заряда и перезаряда. К
преимуществам гелиевых аккумуляторных батарей относятся возможность
работы с высокочувствительным оборудованием, высокий срок хранения,
устойчивость.
На основании выполненного анализа достоинств гелиевых
аккумуляторов выбираем аккумулятор DELTA HR 12-100 с номинальным
напряжением 12В.
Для работы дизельной электростанции необходимо выбрать дизельный
генератор, который в отличие от бензинового генератора имеет больший
уровень надежности, высокий коэффициент полезного действия, низкую
вероятность возгорания элементов.
На основании выполненного анализа рынка для обеспечения работы
дизельной электростанции выберем дизельный генератор KGEG 2200,
42
Персиянов Н. И. Альтернативные источники энергии: проблемы, перспективы, технологии
// Статья в сборнике Современные подходы к трансформации, 2019. – С.40-44.
65
мощностью 2,2 кВт. Он включает в состав 4 тактовый дизельный двигатель
объемом 0,42 л.
К достоинствам дизельного генератора KGEG 2200 следует отметить:
- выполнение гильзы цилиндра из чугуна, а клапанов из
хромовольфрама;
- наличие шумозащитного кожуха при уровне шума 72 дБ;
- защита от перегрузки и низкий уровень масла.
В состав дизельного генератора входит стабилизатор напряжения AVR,
который обеспечивает защиты от перегрузок и коротких замыканий.
Внешний вид предложенного дизельного генератора KGEG 2200
приведен на рисунке 20.
Рисунок 20. Внешний вид предложенного дизельного генератора
KGEG 2200
К техническим характеристикам дизельного генератора KGEG 2200
относятся:
- номинальная мощность 2,2кВт;
- напряжение питания 220В;
- объем топливного бака 15 л.
Выполним расчет удельного расхода топлива дизельного генератора по
формуле:
66
,
15,005,105,1
Э
n
е
N
e
g
х
K
Г
e
gK
b
(14)
где
e
g
- удельный расход топлива дизельного генератора при
номинальной мощности 0,265 кг/ л. с. ч.;
Э
- запланированная выработка электроэнергии, кВт*ч;
Г
- коэффициент полезного действия генератора;
х
K
- коэффициент, учитывающий расход топлива;
е
N
- номинальный уровень мощности дизеля;
n
- количество пусков.
.74,1
42,0
15,024,5265,021,005,1
36,0
265,049,105,1
b
Определим также абсолютный расход дизельной электростанции по
формуле:
,W
реж
К
изн
К
ном
g
Г
G
(15)
где
W
- энергия, вырабатываемая дизельным генератором равная
9874800 кДж;
ном
g
- удельный расход топлива при номинальной мощности 0,36
кг/кВт*ч;
изн
К
- коэффициент износа;
реж
К
- коэффициент, в котором учитывается изменение удельного
расхода топлива.
Предлагаемая рабочая схема солнечной установки для внедрения в АО
НПО «Микроген» приведена на рисунке 21.
67
Рисунок 21. Предлагаемая рабочая схема солнечной установки для
внедрения в АО НПО «Микроген»
Как видно из рисунка 21, в состав солнечной установки для внедрения
АО НПО «Микроген» будут входить солнечные батареи, контроллер заряда,
предохранитель и инвертор, подключенный к дизельной электростанции.
Таким образом, в предложенном проекте внедрения солнечная
установка включает в состав солнечную батарею HH-Poly 280w, контроллер
заряда Tracer 2210A, инвертор Outback Power VFX3048E, аккумулятор DELTA
HR 12-100 и дизельный генератор Kolner KGEG 220.
На следующем этапе выполним расчет экономической эффективности
реализации данного проекта.
3.2. Расчет экономической эффективности предложенных мероприятий
Выполним экономическую оценку проведения предложенных
направлений в АО НПО «Микроген». На первоначальном этапе выполним
планирование расходов с помощью таблицы 17.
68
Таблица 17
Планирование затрат для внедрения предложенных мероприятий в
АО НПО «Микроген»
Показатель
Количество,
ед.
Цена, руб.
Сумма, руб.
Солнечная батарея HH-Poly 280w
12
18900
226800
Контроллер заряда Tracer 2210A
3
8000
24000
Инвертор Outback Power
VFX3048E
1
166200
166200
Аккумулятор DELTA HR 12-100
6
14000
84000
Дизельный генератор Kolner
KGEG 220
1
82000
82000
Монтажные работы
-
-
3000
Проектные работы
-
-
10000
Прочие затраты
-
-
20000
Всего
-
-
616000
Как видно из таблицы 17, плановые затраты на повышение
эффективности энергопотребления АО НПО «Микроген» составили 616000
руб. или 616 тыс. руб.
После оценки предложенных мероприятий экспертами АО НПО
«Микроген» планируется снижение затрат от внедрения солнечной установки в
первый год внедрения на 1300,25 тыс. руб., во второй 1442,22 тыс. руб. и в
третий год 1580,75 тыс. руб.
Для оценки эффективности предложенных мероприятий предлагаем
выбрать методику чистого дисконтированного потока.
Для расчета показателя NPV используется следующая формула:
,
1
1
n
t
t
r
t
CIF
NPV
(16)
где
t
CIF
– значение денежного потока, руб.;
t – соответствующий год проекта (1, 2, 3.n), года;
n – срок службы проекта, дней;
r – ставка дисконта, %.
69
Значение коэффициента дисконтирования определяется по следующей
формуле:
.
1
1
t
i
r
i
КД
(17)
Ставку дисконтирования определим по следующей формуле:
,
100
1
100
1
1
i
r
d
(18)
где
r
- ставка рефинансирования ЦБ РФ, %;
i
- указанный Правительством РФ на текущий год темп инфляции, %.
По данным Центрального Банка России в текущий момент (11.02.2020 г.)
ставка рефинансирования составляет 7,25%. Указанный Правительством
России на текущий год темп инфляции составляет 4%.
Тогда ставка дисконтирования составит:
,
100
4
1
100
25,7
1
1
d
,1
100
4
1
100
25,7
1
d
.031,01031,1 d
Выполненные расчеты показали, что ставка дисконтирования составила
0,031 или 3,1% и ее будем использовать в дальнейших расчетах.
70
Определим значение коэффициента дисконтирования при ставке
дисконта 3,1% по формуле 17:
;1
0
031,01
1
0
КД
;97,0
1
031,01
1
1
КД
;94,0
2
031,01
1
2
КД
.91,0
3
031,01
1
3
КД
По формуле 11 определим значение NPV и для этого составим таблице
16.
Таблица 18
Расчет показателей NPV от реализации предложенных
мероприятий
Период
времени
Денежный
поток,
тыс. руб.
(CIFt)
Коэффициент
дисконтирования
(фактор текущей
стоимости, PVIFt)
Дисконтированный
Денежный поток,
(текущая стоимость,
NCFt), тыс. руб.
2020
-616
1
-616
2021
1300,25
0,97
1261,24
2022
1442,22
0,94
1355,69
2023
1580,75
0,91
1438,48
Всего
3707,22
-
3439,41
Как видно из таблицы 18, денежный поток составил 3707,22 тыс. руб., а
дисконтированный денежный поток или NPV составил 3439,41 тыс. руб. Это
указывает на правильное планирование затрат, справедливость экспертной
оценки и эффективность предложенных мероприятий от внедрения солнечной
установки в АО НПО «Микроген».
Дисконтированный показатель периода окупаемости определяют по
формуле:
71
,
1
NC F
1
t
n
i
r
Е
i
ИЗ
T
(19)
где
Е
ИЗ
- инвестиционные вложения в предложенные мероприятия, тыс.
руб.;
n
i
r
i
1
t
1
NCF
- дисконтированный денежный поток, тыс. руб.
..17,0
22,3707
616
годаТок
Внутренняя норма рентабельности определяется по формуле:
,
12
21
1
1
ii
NPVNPV
NPV
iIRR
(20)
где і
1
– ставка дисконта, при которой значение NPV положительно;
i
2
– ставка дисконта, при которой проект становится убыточным или NPV
имеет меньшую теперешнюю стоимость.
Расчет показателей NPV при ставке дисконта равной 50% приведен в
таблице 19.
Таблица 19
Расчет показателей NPV от реализации предложенных
мероприятий
Период
времени
Денежный
поток,
тыс. руб.
(CIFt)
Коэффициент
дисконтирования
(фактор текущей
стоимости,
PVIFt)
Дисконтированный
Денежный поток,
(текущая стоимость,
NCFt), тыс. руб.
2020
-616
1
-616,00
2021
1300,25
0,667
867,27
2022
1442,22
0,444
640,35
2023
1580,75
0,296
467,90
Всего
3707,22
-
1359,51