В структуре мирового топливно-энергетического баланса на настоящий момент доминирующую роль играет органическое топливо: нефть, уголь и природный газ. Доказано, что традиционная энергетика – один из источников неблагоприятного воздействия на окружающую среду [1]. Согласно прогнозу Международного энергетического агентства (МЭА), в ближайшие десятилетия сохранится преобладание органических видов топлива, хотя будет наблюдаться заметный рост доли нетрадиционных и возобновляемых источников энергии (НВИЭ) [2]. Изменения в структуре мирового топливно-энергетического баланса и прогнозы на ближайшую перспективу приведены в табл. 1.
Во многих странах растут инвестиции в технологии использования нетрадиционных и возобновляемых источников энергии. Согласно решениям, принятым на Саммите ЕС в Брюсселе в марте 2007 г., доля НВИЭ в энергообеспечении стран ЕС должна достичь 20 % к 2020 г., что позволит этим странам снизить выбросы диоксида углерода на 20 %. Мерами, которые позволяют повысить энергоэффективность объекта, являются:
– Теплоизоляция ограждающих конструкций зданий, реконструкция теплотрасс, приводящих к снижению тепловых нагрузок в графике нагрузок.
– Внедрение энергоэффективного оборудования, снижающего потребление электрической энергии (электронно-регулируемые циркуляционные насосы, энергосберегающие осветительные лампы и т. д.).
– Внедрение оборудования НВИЭ для генерации тепловой и электрической энергии, снижающего потребление первичных источников энергии и развитие парникового эффекта как следствие.
Рассмотрим возможности гибридной энергетической установки по энергообеспечению объекта на основе нетрадиционных и возобновляемых источников энергии с преобразованием солнечной энергии в тепловую и электрическую. В качестве объекта выбран многофункциональный автозаправочный комплекс.
Многофункциональные автозаправочные комплексы (АЗК) отличаются от простых АЗС комфортом и качеством обслуживания за счет использования современных технологий, внедряемых при строительстве и при эксплуатации объекта. График нагрузки АЗК является сложным и включает большие нагрузки на систему горячего водоснабжения (ГВС), мультизональную систему отопления и кондиционирования. Отличительной чертой АЗК является их размещение либо на окраине города, либо на автотрассах вдали от городов. Часто отсутствует возможность организации централизованного тепло- или газоснабжения. Поэтому чаще всего на АЗК применяются системы электрического отопления и традиционного кондиционирования. Из-за этого необходимо выделение большой установленной мощности, что приводит к большим капитальным и большим эксплуатационным затратам. В качестве объекта исследования принимаем АЗК со следующими характеристиками: