Фиг. 2. Средногодишна слънчева радиация

Интерес от гледна точка на икономическата ефективност при използване на слънчевите термични инсталации предизвиква периода късна пролет - лято – ранна есен, когато основните фактори, определящи сумарната слънчева радиация в България са най-благоприятни. Основният поток на сумарната слънчева радиация е в часовете около пладне, като повече от 70% от притока на слънчева енергия е в интервала от 9 до 15 часа, който се приема като най- активен по отношение на слънчевото греене. За този период може да се приеме осреднена стойност на слънчевото греене около 1 080 часа, среден ресурс на слънчевата радиация– 1230кВтч/кв.м и КПД на неселективни слънчеви колектори ~66%.

На база проведени експерименти у нас може да се твърди, че при селективен тип колектор специфичното преобразуване на слънчевата енергия за една година е 583кВтч/кв.м, а за неселективен тип- 364кВтч/кв.м. (Следователно ефективността на преобразуване на слънчева енергия от селективната инсталация е 38% по- голямо от това на неселективната.).

Въпреки това у нас до сега са намерили приложение предимно неселективните слънчеви термични системи за топла вода за битови нужди на жилищни, обществени и стопански обекти и системи за сушене на дървен материал и селскостопанска продукция.

Към момента в страната има инсталирани слънчеви термични инсталации с обща площ около 300 000кв.м., със сумарна инсталирана мощност около 231MВт(t). Към 2015г. нарастването на общата площ на инсталираните слънчеви термични колектори се очаква да достигне 470 000кв.м., със сумарна инсталирана мощност над 350МВт(t).

Слънчевите технологии изискват сравнително високи инвестиции, което се дължи на ниските коефициенти на натоварване, както и на необходимостта от големи колекторни площи.

Усвояването на икономически изгодния потенциал на слънчевата енергия реално може да се насочи първоначално към сгради държавна и общинска собственост, които използват електроенергия и течни горива за производство на гореща вода за битови нужди. Очаква се и значително повишаване на интереса от страна на жителите на панелни сгради, които освен мерките по подобряване на термичната изолация на сградата да инсталират и слънчеви колектори за топла вода. Увеличава се използването на слънчевите термични колектори при строителството на хотели, ресторанти и др.

Слънчеви фотоволтаични инсталации

Генерирането на електроенергия от слънчеви фотоволтаици е една съвременна и свръхмодерна енергийна технология. Слънчевата фотоволтаика, въпреки бързо падащите цени, остава много зависима от преференциални условия.

Поради високата цена на произведената електроенергия от плоскопанелни фотоволтаични елементи, галиево-арсенидни фотоволтаични панели, хелиостатни ТЕЦ с френелова оптика и др., потенциалът на този вид системи към момента за България се смята за ограничен. По-интензивното им въвеждане с цел развитие на технологиите и екологично въздействие засега може да става само с непазарни механизми за стимулиране (например преференциални изкупни тарифи).

При този подход трябва сериозно да се анализира екологичното въздействие от използването на такива технологии, основно поради дългосрочно ангажиране на селскостопански площи. Препоръчително е урбанизираното интегриране на фотоволтаични инсталации към покриви и/или фасади на сградите, както и двуфункционалното им използване- интегрирани към строителни панели или с директното им използване за покриви на помещения и паркинги. Трябва сериозно да се анализира и въздействието на масовото използване на фотоволтаични инсталации върху цената на електроенергията, за да не се стигне до драстично поскъпване.

Направена оценка на теоретичния и техническия потенциал на ‘’активната” слънчева енергия – слънчеви термосоларни системи или инсталации за топла вода.

Тъй като техническият потенциал е много голям, в разработката е представена прогнозна оценка на пазарния потенциал. Оценката за средногодишното топлопроизводство е направена за плоски слънчеви колектори със селективно покритие и средногодишен КПД, ηт= 0,38.

Теоретичния потенциал за общината е: 422 500 000МВтч/год.

Техническия потенциал е: 175,5МВтч/год.

Децентрализираното производство на топлинна енергия (какъвто е случая) от ВЕИ към момента не се стимулира от държавата. Поради тази причина въвеждането на тази технология изисква предварително технико-икономическа оценка за всеки един обект поотделно.

Технологичен потенциал:

• 
  За стационарни PV системи: 1,230МВтч/год. за 1кВт(р);
  
• 
  За следящи системи: 1,460МВтч/год. за 1кВт(р).
  

За да се направи достоверна оценка от гледна точка на прогноза на инсталирани мощности е необходимо да се получат реални данни за разполагаеми площи. Особено внимание трябва да се обърне при проучването на плоски покриви с големи площи.

Масовото приложение на вятърната енергия като енергиен източник започва през 80^-те години в Калифорния, САЩ. След 1988г. тази технология навлезе и на енергийния пазар в Западна и Централна Европа.

Според последните прогнози на Европейската ветроенергийна асоциация се наблюдава тенденция на засилено развитие на използването на вятърна енергия в Европа. Очаква се инсталираната мощност от 28 400MВт през 2003г. да достигне до 180 000MВт през 2020г. През 2020г. електричеството, генерирано от вятърните турбини, ще покрива нуждите на 195 милиона европейци или половината от населението на континента.

Оценка на потенциала на ветрова енергия в България

Критериите, на базата на които се прави обобщена оценка на енергийния потенциал на вятъра са неговата посока и средногодишната му скорост. За целите на програмата са използвани данни от проект BG 9307-03-01-L001, “Техническа и икономическа оценка на ВЕИ в България” на програма PHARE, 1997 година, получени от Института по метеорология и хидрология към БАН (119 метеорологични станции в България, регистриращи скоростта и посоката на вятъра). Данните са за период от над 30 години и са от общ характер. На тази база е извършено райониране на страната по ветрови потенциал, (Фигура 3.).

На територията на България са обособени четири зони с различен ветрови потенциал, но само две от зоните представляват интерес за индустриално преобразуване на вятърната енергия в електроенергия: зона ‘’5-7м/сек.’’ и зона ‘’>7 м/сек.’’.

Тези зони са с обща площ около 1 430кв.км., където средногодишната скорост на вятъра е около и над 6м/сек. Тази стойност е границата за икономическа целесъобразност на проектите за вятърна енергия. Следователно енергийният потенциал на вятъра в България не е голям. Бъдещото развитие в подходящи планински зони и такива с по-ниски скорости на вятъра зависи от прилагането на нови технически решения.

Въз основа на средногодишните стойности на енергийния потенциал на вятърната енергия, отчетени при височина 10м. над земната повърхност, на територията на страната теоретично са обособени три зони с различен ветрови потенциал:

• 
  Зона А: зона на малък ветроенергиен потенциал – включва равнинните части от релефа на страната (Дунавската равнина и Тракия), долините на р.Струма и р.Места и високите полета на Западна България. Характеристики на тази зона са: средногодишна скорост на вятъра: 2- 3м/сек.; енергиен потенциал: 100Вт/кв.м. (по-малко от 1 500кВтч/кв.м. годишно);
  
• 
  Зона B: зона на среден ветроенергиен потенциал – включва черноморското крайбрежие и Добруджанското плато, част от поречието на р.Дунав и местата в планините до 1000м. надморска височина. Характеристиките на тази зона са: средногодишна скорост на вятъра: 3–6м/сек.; енергиен потенциал: 100- 200Вт/кв.м. (около 1 500кВтч/кв.м. годишно);
  
• 
  Зона С: зона на висок ветроенергиен потенциал – включва вдадените в морето части от сушата (н.Калиакра и н.Емине), откритите планински била и върхове с надморска височина над 1000м. Характеристики на тази зона са: средногодишна скорост на вятъра: над 6-7м/сек.; енергиен потенциал: 200Вт/кв.м. (над 1500кВт/кв.м. годишно).
  

Метеорологичните данни се отнасят за движението на въздушните маси на височина 10 метра над земната повърхност. В последните години производството на ветрогенератори в света е с височини на мачтите над 40м., което налага определянето на потенциала на вятъра на по-големи височини от повърхността на терена. Мегаватовите вятърни турбини се инсталират на височина над 80м. над терена. За определяне скоростта на вятъра на височина по-голяма от 10м. е разработена методика от Националния институт по метеорология и хидрология при БАН, използваща математическо моделиране за вероятната скорост на вятъра.

За да се добие информация за избор на площадки за изграждане на ветроенергийни централи е необходимо да се проведат детайлни анализи със специализирана апаратура и срок 1- 3 години.

Редица фирми в България вече разполагат с апаратура и методика за извършване на оценка за това дали дадена площадка е подходяща за изграждане на вятърна електроцентрала. На тази база може да се определи оптималният брой агрегати и големината им за конкретна площадка. При такава оценка се извършва замерване на скоростта и посоката на вятъра, а също и температурата на въздуха чрез измервателни кули с височина 30, 40 и 50м. В резултат на проведените измервания се анализират:

• 
  роза на ветровете;
  
• 
  турбулентност;
  
• 
  честотно разпределение на ветровете;
  
• 
  средни стойности по часове и дни.
  

След извършен анализ на техническия потенциал на вятърната енергия е установено, че единствено зоните със средногодишна скорост на вятъра над 4м/сек. имат значение за промишленото производство на електрическа енергия. Трябва да се отбележи обаче, че развитието на технологиите през последните години дава възможност да се използват мощности при скорости на вятъра 3,0– 3,5м/сек.

Нито една институция в България към момента не разполага с актуални данни за плътността и турбулентността на въздушните потоци на височини над 10м. над земната повърхност. Ето защо, към момента с данните, които са на разположение (от Института по хидрология към БАН), е трудно да се направи избор на конкретни площадки за вятърни електроцентрали на територията на страната. Необходимо бъдещите инвеститори в централи с вятърна енергия предварително да вложат средства за проучване на потенциалните площадки с професионална апаратура.

Разпределението на максималния ветрови потенциал пряко зависи от характеристиките на вятъра в съответната точка на измерване. Анализите показват, че на височини над 50м. над земната повърхност, ветровият потенциал е 2 пъти по-голям.

Община Шабла се характеризира със значителен ветроенергиен потенциал. Района представлява интерес за инвеститорите, като към момента има реализирани 24бр. ветрогенератори с обща инсталирана мощност 42,7МВт. Бъдещия интерес на инвеститорите ще се ръководи най- вече от изкупните цени на електроенергията произведена от ВяЕЦ, развитието и цените на технологиите и Общия устройствен план на общината.

Основните енергийни култури, използвани като суровина за производство на биоетанол са захарното цвекло, пшеницата и царевицата.

Основните енергийни култури, използвани като суровина за производство на биодизел са рапицата и слънчогледа. Климатичните и агрометеорологични условия за производство на рапица в България са неблагоприятни.

Потреблението в сектор „Транспорт” се характеризира с тенденция към непрекъснато нарастване и заема второ място по значимост в крайното енергийно потребление на страната.

Община Шабла разполага със следния автомобилен парк (таблица 6.)

Използването на биогорива и енергия от възобновяеми източници в транспорта на територията на Община Шабла е неприложимо и икономически неоправдано.

Връзката между увеличаване на произведената енергия от ВЕИ и опазването на околната среда е пряка, тъй като ВЕИ в значително по- малка степен спрямо конвенционалните горива влияят негативно върху компонентите на околната среда. Важен ефект от тяхното внедряване е и ограничаването на емисиите на парникови газове в атмосферния въздух, което спомага за изпълнението на задълженията на страната ни по Протокола от Киото.

Информационна основа за разработването на ОПНИВЕИ са:

• 
  Общински план за развитие 2005- 2013г.;
  
• 
  Информация и данни, получени от национални и регионални институции и организации;
  
• 
  Информация и данни, получени от Община Шабла.
  

Общината, като принципал на общинската собственост, е заинтересована от въвеждане на мерки за използване на ВЕИ, с което ще се редуцират разходите за енергия и ще се подобри екологичната среда. Техническите мероприятия, приложими в този сектор са, както изискващи сериозни финансови ресурси, така и не изискващи, или изискващи ограничено финансиране (организизационни мерки).

В таблица 7 са показани обобщените данни за енергийната консумация на общинските сгради в общината (за които има данни). Това са сградите с РЗП над 1000кв.м., за които се води подробна отчетност.

Таблица 7.

Приоритетите на програмата за енергийна ефективност са определени по метода на целевите групи. Целевите групи обединяват крайни потребители със сравним модел на потребление на енергията. Този метод се основава на постепенно пресяване на възможните обекти за въздействие и избор на приоритети, като по този начин се пестят ресурси от време и средства. Методът на приоритетните целеви групи е обективен и надежден.

Част от общинските административни сгради в Община Шабла са в сравнително задоволително състояние по отношение на енергийна ефективност, а друга част са в крайно незадоволително състояние. От административните сгради на територията на общината, сградата на общинската администрация е един от най-големите консуматори, както на ел. енергия, така и на горива (от котелното на тази сграда се захранват читалището, поликлиниката и спортната зала).

За подобряване комфорта в сградите и с цел намаляване на разхода на енергии (най-вече на гориво през отоплителния сезон), е наложително да се приложат както енергоспестяващи мероприятия, така и да се приложат мерки по ВЕИ – инсталиране котли на биомаса и термосоларни инсталации за топла вода.

Покривите на част от административните сгради са подходящи за инсталиране на фотоволтаични исталации.

Сградният фонд в този сектор се нуждае от провеждане на сериозни енергоспестяващи мероприятия. За намаляване на енергийните разходи в проблемните сгради е необходимо да се направят енергийни одити и да се приложат предписаните енергоспестяващи мерки, комбинирани с приложение на подходящи ВЕИ технологии.

Тъй като преобладаващата част от сградите се отопляват децентрализирано с дърва, препоръчително е да се проучи възможността за инсталиране на централизирано отопление на дърва или отпадъчна дървесина, със съвременен водогреен котел (котли).

За сградите с непрекъсната употреба (детски градини и ясли) е подходящо поставянето на термосоларни инсталации за топла вода.

И тук е възможно на част от покривите на сградите да се инсталират фотоволтаични инсталации.

Сектор: ‘’Улично осветление’’

Уличното осветление е един от основните консуматори на електрическа енергия за общината. Възможностите за приложение на ВЕИ в този сектор е прилагане на LED осветителни тела с фотосоларни панели и акумулатори. С това ще се реализират съществени енергийни икономии. Поради високата цена на тези съоръжения, е необходимо да се търсят програми с грантово финансиране.

Личният сектор обхваща преди всичко частните домове на жителите на общината. Преобладаващата част от тях са еднофамилни. Голяма част от жилищния сграден фонд е амортизиран и се нуждае от прилагане на енергоспестяващи мерки (предимно топлоизолация и нови дограми), което може да се комбинира с прилагане на ВЕИ технологии.

Най-използваният ВЕИ ресурс тук е консумация на биомаса по формата дърва за огрев.

Потенциал за приложение на ВЕИ технологии в личния сектор:

Най-голям потенциал за внедряване на ВЕИ технологии в личния има при използване на термосоларни колектори за топла вода. За целта могат да се използват кредити, осигурени от ЕБВР по кредитни линии на шест български банки, които предоставят кредите с 15% грант.

Има сериозен потенциал за замяна на съществуващите амортизирани, нискоефективни горивни инсталации (печки) със съвременни горивни системи, с което може да се реализира до 100% повишаване на енергийната ефективност.

Възможно е на южните скатове от покривите на жилищата да се поставят фотоволтаични инсталации с малки мощности до 10кВт(p). Въпреки малките единични мощности, при по- масово приложение на тази технология може да се генерира голяма сумарна мощност.

Бизнес сектор

В Община Шабла няма развита индустрия, но предполага развитието на такава, съобразена с използването на местните ресурси. В сектора са приложими термосоларни колектори за топла вода за битови и технологични нужди. Възможно е на покривите на сградите (също паркинги и навеси), или като допълнително техническо съоръжение да се инсталират фотоволтаични инсталации.

Бизнесът е този, който може да оцени инвестиционния потенциал в сектора на ВЕИ и да реализира мащабни проекти в сферата на:

• 
  Оползотворяване на отпадна биомаса от селскостопанския сектор и/или от контролирано (устойчиво) косене на водолюбивата растителност (тръстика и папур) от влажните зони (Шабленското и Дуранкулашкото езера);
  
• 
  Изграждане на мащабни ветрогенераторни паркове;
  
• 
  Изграждане на мащабни фотоволтаични паркове.