Включение в парогазовый цикл газотурбинных электростанций ирака солнечной энергии как способ решения дефицита мощности энергосистемы страны

При высоких температурах окружающего воздуха производительность газотурбинных электростанций значительно падает. Технические решения по компенсации потерь связаны с постоянным впрыском воды в воздухозаборник ГТУ. Такой подход не приемлем в регионах с ограниченными запасами пресной воды. Для уменьшения себестоимости генерируемой энергии требуются радикальные решения. Технология интегрированный комбинированный солнечный цикл (ISCCS) хорошо зарекомендовала себя на многих проектах. Дополнение парогазового цикла солнечной энергией позволяет существенно увеличить общий КПД электростанции. Несмотря на рост расходов при строительстве солнечной ее части, общие расходы на эксплуатацию солнечных коллекторов в разы меньше, чем турбинной установки. Учитывая общемировую тенденцию борьбы с выбросами углекислого газа, переход на гибридную схему является экономически привлекательным. Торговля углеродным кредитом выброса CO2 позволит значительно сократить срок окупаемости строительства модернизации ГТУ по схеме ISCCS. В данной работе представлен вариант модернизации газотурбинной электростанции города Басра (Ирак), с использованием преимуществ солнечного излучения и рециркуляции продуктов сгорания от ГТУ. Предлагается дооснастить существующую ГТУ 200 МВт двумя паротурбинными установками мощностью 75 и 65 МВт, работающих совместно с солнечными коллекторами, вырабатывающими водяной пар низкого давления. Благодаря модернизации, КПД электростанции должен вырасти с 38 до 55%. Пересмотр схемно-технических решений электростанций Ирака позволит производить объем энергии достаточный для региона.

1. Reda M., Saied N., Khaldi A., et al. Iraq electrical power infrastructure - past, present and future developments and expectations // IEEE PES Power Systems Conference and Exposition; Atlanta, GA; 2006. pp. 1792-1795.

2. Alibage A. Assessing photovoltaic solar technologies as a solution for the problem of power shortage in Iraq // Portland International Conference on Management of Engineering and Technology (PICMET); Honolulu, HI; 2018. pp. 1-16.

3. Khalidah A J., Al-Qayim. Integrated solar thermal combined cycle for power generation in Iraq // Materials Science and Engineering, V.518, Electric and Electronic Engineering; Published under licence by IOP Publishing Ltd.

4. Boumedjirek M., Merabet A., Feidt M., Meriche I.E. Performance evaluation of parabolic trough power plants on direct steam generation and integrated solar combined cycle system in Algeria. // International Renewable and Sustainable Energy Conference (IRSEC); Tangier; 2017. pp. 1-8.

5. Talukder P., Soori P. K., Integration of parabolic trough collectors with natural gas Combined Cycle power plants in United Arab Emirates // International Conference on Smart Grid and Clean Energy Technologies (ICSGCE); Offenburg. 2015. pp. 62-69.

6. Li C.-J., Li P., Wang K., Molina E. Survey of properties of key single and mixture halide salts for potential application as high temperature heat transfer fluids for concentrated solar thermal power systems. AIMS Energy 2(2). 2014. pp. 133-157.

7. Amani M., Ghenaiet A., Smaili A. Determination of the performance of a solar tower integrated with a Combined Cycle // 6th International Renewable and Sustainable Energy Conference (IRSEC); Rabat, Morocco. 2018. pp. 1-6.

8. Ministry of electricity Iraq Available at: https://www.moelc.gov.iq/. Accessed to: 12 February 2020

9. Darwish M.A. On the use of integrated solar-combined cycle with desalting units in Qatar 2015, 53 (4). pp. 855-875.

10. Nezammahalleh H., Farhadi F., Tanhaemami M. Conceptual design and techno-economic assessment of integrated solar combined cycle system with DSG technology. Solar energy. 2010. 84(9). pp. 1696-1705.

11. Zachary J. Integrated Solar Combined Cycle (ISCC) Systems // Combined Cycle Systems for Near-zero Emission Power Generation; Book; Woodhead Publishing Series in Energy. 2012. N. 32. pp. 283-305.

12. Baghernejad A., Yaghoubi M. Exergoeconomic analysis and optimization of an Integrated Solar Combined Cycle System (ISCCS) using genetic algorithm. Energy Conversion and Management. 2011. 52 (5). pp. 2193-2203.

13. Dersch J. Trough integration into power plants-a study on the performance and economy of integrated solar combined cycle systems. Energy. 2004. 29 (5-6). pp. 947-959.

14. NASA Prediction Of Worldwide Energy Resources. Available at: https://power.larc.nasa.gov/. Accessed to: 12 February 2020

15. Burgermeister J. Iraq looks to solar energy to help rebuild its economy URL: Available at: http://www.renewableenergyworld.com/rea/news/article/2009/03/iraq-looks-to-solar-energy-to-helprebuild-itseconomy. Accessed to: 12 February 2020

16. Al-Waeely A.A., Salman S.D., Abdol-Reza W.K., et al. Evaluation of the spatial distribution of shared electrical generators and their environmental effects at Al-Sader City-Baghdad-Iraq. International Journal of Engineering & Technology IJET-IJENS. 2014, V.14, N. 2, pp. 16-23.

17. Abdelhafidi N., Bachari N., Abdelhafidi Z., Cheknane A., Mokhnache A. Castro L. Modeling of integrated solar combined cycle power plant (ISCC) of HassiR'mel, Algeria. International Journal of Energy Sector Management. 2019.

18. Leo J., Davelaar F., Besançon G., Voda A., Girard A. Coordinated control for an Integrated Solar Combined Cycle. European Control Conference (ECC); Linz. 2015. pp. 2414-2419.

19. Ahmed Z. Abass, D.A. Pavlyuchenko. The exploitation of western and southern deserts in Iraq for the production of solar energy. International Journal of Electrical and Computer Engineering (IJECE). V. 9, N. 6, pp. 4617-4624.