USING REGIONAL RENEWABLE ENERGY RESOURSES FOR HEATING SUPPLY SYSTEMS

O. M. Pshinko, V. O. Gabrinets, V. H. Kuznetsov

Abstract


Purpose. The study analyzed the possibility and conditions for the effective operation of heating systems during the transition of the heat-generating capacity to biofuels energy. The straw of cereal crops, which are prevailing in Dnipro region, is used for this. The main purpose is scientific calculation of opportunities and cost of specific measures for such a transition. As an example it was taken the boiler-room of campus at Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan (DNURT) that consumes natural gas. Methodology. The work analyses the legislative base of Ukraine, which promotes the using of renewable energy sources as fuel, as well as the incentive mechanisms for the development of this trend. The paper identifies opportunities of   Prydniprovsk region to ensure straw supply for the boiler-room. Cost parameters of cargo transportation on the territory of Ukraine in 2016, which depend on the distance and the size of the trucks, are analysed. These indicators, as well as indicators related to its purchase, are considered together with energy potential of using the straw as fuel. Findings. With existing in Ukraine (as of 2016) the grain yielding capacity in the agriculture and cost indicators in the field of transportations, the transition of capacity share to biofuel is sufficiently profitable. The thermal power unit cost can be reduced fourfold. Originality. For the first time it is proposed to use the new integrated approaches to assess the cost of thermal power unit boiler with its transition to the use of renewable energy sources. The authors also proposed a new logistics delivery of these sources to the place of their application. From a technical and cost points of view it was determined the optimal order of capacity transfer for new renewable sources of energy in a given region depending on the structure of areas under crops and their productivity. Originality. The introduction of the proposed solutions and approaches to capacity boiler renewable energy sources can be realized with a relatively small investment and can provide significant economic benefits.


Keywords


biological resources; straw combustion; heat and hot water supply; heat loss; thermal regime; calorific value; transportation costs; renewable energy

References


Systemy enerhetychnoho menedzhmentu. Zahalni vymohy, DSTU 4472-2005 (2005).

Nikitin, E. E. (2012). Conceptual issues of a modernization of heat supply to settlements in Ukraine. The problems of General Energy, 2, 5-11.

Nikitin, E. E., & Dutka, A. V. (2013). Otsenka tekhniko-ekonomicheskoy effektivnosti kompleksnoy termomodernizatsii tsentralizovannoy sistemy teplosnabzheniya i zdaniy. Energy and TEK, 9(126), 22-26.

Pshinko, O. M., Kuznetsov, V. H., Yatsenko, D. K., & Gabrinets, V. O. (2016). Improving the efficiency of the heating system for public buildings infrastructure in the context of DNURT. Science and Transport Progress, 3(63), 97-107. doi: 10.15802/stp2016/74728

Deshko, V. I., Shovkolyuk, M. N., Shovkolyuk, Y. V., & Dudnikov, S. M. (2012). Pokaznyky efektyvnosti system teplopostachannia. Ventilation, Lighting and Heat Supply, 16, 182-192.

Pro alternatyvni dzherela enerhii: Zakon Ukrainy 2003, number 555-IV (2003). Retrieved from http://zakon2.rada.gov.ua/laws/show/555-15

Cabinet of Ministers of Ukraine. (2014). Pro Natsionalnyi plan dii z vidnovliuvanoi enerhetyky na period do 2020 roku, number 902-p. Retrieved from http://zakon0.rada.gov.ua/laws/show/902-2014-%D1%80

Cabinet of Ministers of Ukraine. (2014). Pro stymuliuvannia zamishchennia pryrodnoho hazu pid chas vyrobnytstva teplovoi enerhii dlia ustanov ta orhanizatsii, shcho finansuiutsia z derzhavnoho i mistsevoho biudzhetiv No. 453. Retrieved from http://zakon5.rada.gov.ua/laws/show/453-2014-%D0%BF

Cabinet of Ministers of Ukraine. (2014). Pro stymuliuvannia zamishchennia pryrodnoho hazu u sferi teplopostachannia No. 293. Retrieved from http://zakon5.rada.gov.ua/laws/show/293-2014-%D0%BF

Pshinko, O. M., Gabrinets, V. O., & Horyachkin, V. N. (2014). Effectiveness analysis of campus heat supply system of Dnipropetrovsk National University of railway transport. Science and Transport Progress, 2(50), 74-82. doi: 10.15802/stp2014/23756

Heiland, H. G., Wozniak, G., & Wozniak, K. (2007). Flow and temperature field measurements of thermal convection in a small vertical gap using liquid crystals. Heat and Mass Transfer, 43(9), 863-870. doi: 10.1007/s00231-006-0165-z

Jaremkiewicz, M. (2016). Accurate measurement of unsteady state fluid temperature. Heat and Mass Transfer, 1-11. doi: 10.1007/s00231-016-1866-6

Taler, D. (2013). Experimental determination of correlations for average heat transfer coefficients in heat exchangers on both fluid sides. Heat and Mass Transfer, 49(8), 1125-1139. doi: 10.1007/s00231-013-1148-5

Stephan, P., & Fuchs, T. (2007). Local heat flow and temperature fluctuations in wall and fluid in nucleate boiling systems. Heat and Mass Transfer, 45(7), 919-928. doi: 10.1007/s00231-007-0320-1


GOST Style Citations


  1. ДСТУ 4472-2005. Системи енергетичного менеджменту. Загальні вимоги. – Київ : Держстандарт України, 2005. – 28 с.
  2. Никитин, Е. Е. Концептуальные вопросы модернизации теплообеспечения населенных пунктов Украины / Е. Е. Никитин // Проблеми загальної енергетики : наук. зб. / Нац. акад. наук України, Ін-т заг. енергетики. – Київ, 2012. – Вип. 2. – С. 5–11.
  3. Никитин, Е. Е. Оценка технико-экономической эффективности комплексной термомодернизации централизованной системы теплоснабжения и зданий / А. В. Дутка, Е. Е. Никитин // Энергетика и ТЭК. – 2013. – № 9 (126). – С. 22–26.
  4. Підвищення ефективності роботи системи теплопостачання інфраструктури громадських будівель на прикладі ДНУЗТ / О. М. Пшінько, В. Г. Кузнєцов, Д. К. Яценко, В. О. Габрінець // Наука та прогрес транспорту. – 2016. – № 3 (63). – С. 97–107. doi: 10.15802/stp2016/74728.
  5. Показники ефективності систем теплопостачання / В. І. Дешко, М. М. Шовколюк, Ю. В. Шовколюк, С. М. Дудніков // Вентиляція, освітлення та теплогазопостачання : наук.-техн. зб. – Київ, 2012. – Вип. 16. – С. 182–192.
  6. Про альтернативні джерела енергії [Електронний ресурс] : Закон України від 20 лют. 2003 р. № 555-IV. – Режим доступу: http://zakon2.rada.gov.ua/laws/show/555-15. – Назва з екрана. – Перевірено : 10.01.17.
  7. Про Національний план дій з відновлюваної енергетики на період до 2020 року [Електронний ресурс] : розпорядж. Кабінету Міністрів України від 1 жовт. 2014 р. № 902-р. – Режим доступу: http://zakon0.rada.gov.ua/laws/show/902-2014-%D1%80. – Назва з екрана. – Перевірено : 10.01.17.
  8. Про стимулювання заміщення природного газу під час виробництва теплової енергії для установ та організацій, що фінансуються з державного і місцевого бюджетів [Електронний ресурс] : постанова Кабінету Міністрів України від 10 верес. 2014 р. № 453. – Режим доступу: http://zakon5.rada.gov.ua/laws/show/453-2014-%D0%BF. – Назва з екрана. – Перевірено : 10.01.17.
  9. Про стимулювання заміщення природного газу у сфері теплопостачання [Електронний ресурс] : постанова Кабінету Міністрів України від 09 лип. 2014 р. № 293. – Режим доступу: http://zakon5.rada.gov.ua/laws/show/293-2014-%D0%BF. – Назва з екрана. – Перевірено : 10.01.17.
  10. Пшінько, О. М. Аналіз ефективності системи теплопостачання студмістечка Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту / О. М. Пшінько, В. А. Габрінець, В. М. Горячкін // Наука та прогрес транспорту. – 2014. – № 2 (50). – С.74–82. doi: 10.15802/stp2014/23756.
  11. Heiland, H. G. Flow and temperature field measurements of thermal convection in a small vertical gap using liquid crystals / H. G. Heiland, G. Wozniak, K. Wozniak // Heat and Mass Transfer. – 2007. – Vol. 43. – Iss. 9. – P. 863–870. doi: 10.1007/s00231-006-0165-z.
  12. Jaremkiewicz, M. Accurate measurement of unsteady state fluid temperature / M. Jaremkiewicz // Heat and Mass Transfer. – 2016. – P. 1–11. doi: 10.1007/s00231-016-1866-6.
  13. Taler, D. Experimental determination of correlations for average heat transfer coefficients in heat exchangers on both fluid sides / D. Taler // Heat and Mass Transfer. – 2013. – Vol. 49. – Iss. 8. – P. 1125–1139. doi: 10.1007/s00231-013-1148-5.
  14. Stephan, P. Local heat flow and temperature fluctuations in wall and fluid in nucleate boiling systems / P. Stephan, T. Fuchs // Heat and Mass Transfer. – 2007. – Vol. 45. – Iss. 7. – P. 919–928. doi: 10.1007/s00231-007-0320-1.


DOI: https://doi.org/10.15802/stp2017/92530

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

 

ISSN 2307–3489 (Print)
ІSSN 2307–6666 (Online)