Effective directions for investing in the geothermal power industry
Analysis of geothermal energy sector in Ukraine was held and itwas determined four base types of heat pumps, which use geothermalenergy and some of their constructional differences.Methodology for their analysis was developed by using themethod of paired comparisons and were established criterionsth...
Збережено в:
| Дата: | 2017 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine
2017
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/43 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Vidnovluvana energetika |
| Завантажити файл: |  |
Репозитарії
Vidnovluvana energetika| _version_ | 1871103104841154560 |
|---|---|
| author | Olijnichenko, V. Marchenko, N. Kushnir, I. |
| author_facet | Olijnichenko, V. Marchenko, N. Kushnir, I. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "V. Olijnichenko",
"institution": "Institute of Renewable Energy, NAS of Ukraine"
},
{
"author": "N. Marchenko",
"institution": "Institute of Renewable Energy, NAS of Ukraine"
},
{
"author": "I. Kushnir",
"institution": "Institute of Renewable Energy, NAS of Ukraine"
}
] |
| author_sort | Olijnichenko, V. |
| baseUrl_str | https://ve.org.ua/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-18T06:32:07Z |
| description | Analysis of geothermal energy sector in Ukraine was held and itwas determined four base types of heat pumps, which use geothermalenergy and some of their constructional differences.Methodology for their analysis was developed by using themethod of paired comparisons and were established criterionsthat taking into account technical parameters of the pumpsnamely: a thermal capacity of the pump, unit cost per 1 kWh ofproduced heat, thermal energy conversation efficiency, temperaturerange for the efficient performance of the heat pump, heatpump’s operational lifetime. The base heat pump types analysiswas held and their integral score was determined. The highestthe integral score of 8,74 was assigned to the water-to-water heatpumps and the lowest score of 7,49 was gained by the earth-to-airheat pumps.It was proposed to locate investments in the field of geothermalenergy and water-to-water heat pumps with thermal energy conversationefficiency 5, and earth-to-water heat pumps with thermalenergy conversation efficiency 4. |
| first_indexed | 2025-07-17T11:37:05Z |
| format | Article |
| fulltext |
ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 1819-8058
Відновлювана енергетика. 2017. № 3 73
УДК 621.577.2
В.Г.Олейниченко1, Н.В.Марченко2, І.О.Кушнір3 (Інститут відновлюваної енергетики НАН України, Київ)
Ефективні напрямки інвестування в галузі геотермальної енергетики
Проведено аналіз стану галузі геотермальної енергетики в Україні та визначено чотири базові типи теплових насосів, які
використовують геотермальну енергію, і певні конструктивні відмінності. Застосована методика аналізу з використан-
ням методу парних порівнянь та встановлені критерії, що враховують технічні показники насосів, а саме: теплова поту-
жність насоса, питома вартість на 1 кВт виробленої теплоти, коефіцієнт перетворення теплової енергії, діапазон тем-
ператур ефективної роботи теплового насоса, термін експлуатації теплових насосів. Проведено аналіз базових типів теп-
лових насосів та визначено їх інтегральні оцінки. Найвищу інтегральну оцінку – 8,74 отримали теплові насоси "вода-вода",
а найменшу – 7,49 – теплові насоси "грунт-повітря". Пропонується зосередити інвестиції в галузі геотермальної енерге-
тики на теплових насосах типу "вода-вода" з коефіцієнтом перетворення теплової енергії 5, а також на теплових насосах
типу "грунт-вода" з коефіціентом перетворення теплової енергії 4. Бібл. 7, табл. 5.
Ключові слова: геотермальна енергетика, тепловий насос, коефіцієнт перетворення теплової енергії, питома вартість на
1 кВт виробленої теплоти.
ORCID: 10000-0003-4651-9682; 20000-0001-9921-9077; 30000-0002-7763-7080
Вступ. Сучасний розвиток світової енергети-
ки неможливо уявити без використання відно-
влюваних джерел енергії. Значний вклад у за-
гальний енерговидобуток від відновлюваних дже-
рел енергії може внести геотермальна енергетика.
На сьогоднішній день тепловий насос (ТН) є
найбільш ефективною енергозберігаючою систе-
мою опалення та кондиціонування. Теплові насо-
си набули широкого поширення в США, Канаді
та країнах Європейського Союзу. ТН встанов-
люються в громадських будівлях, приватних бу-
динках і на промислових об’єктах. Геотермаль-
ний тепловий насос був встановлений навіть у
широко відомому хмарочосі Нью-Йорка The
Empire State Building. Масштаби впровадження
теплових насосів приголомшують: у США щоріч-
но виробляється близько 1 млн теплових насосів.
При будівництві нових громадських будівель ви-
користовуються виключно теплові насоси. Ця
норма була закріплена Федеральним законодавст-
вом США. У Швеції 50% всього опалення забез-
печують теплові насоси. У Стокгольмі 12% всього
опалення міста забезпечується геотермальними
тепловими насосами загальною потужністю 320
МВт, що використовують у якості джерела тепла
Балтійське море з температурою +8°С. У Німеччи-
ні передбачена дотація держави на установку гео-
термальних теплових насосів у розмірі 400 євро за
кожен кВт встановленої потужності. У світі, за
прогнозами Світового Енергетичного Комітету, до
2020 року частка теплових насосів у тепло-
постачанні складе 75% [1].
Невирішені питання та постановка задачі
статті. Кожен із розглянутих типів теплових
насосів має свої недоліки та переваги. Питання,
які ж теплові насоси найбільш доцільні для по-
дальших досліджень, розробки та впровадження,
досі не є обґрунтованими. Тому метою даної ро-
боти є як розробка методики, так і проведення на
її основі експертного порівняльного аналізу типів
теплових насосів методом парних порівнянь на
основі наступних критеріїв: коефіцієнт перетво-
рення теплової енергії, термін експлуатації,
діапазон температур ефективної роботи ТН, пи-
тома вартість на 1 кВт виробленої теплоти, теп-
лова потужність насоса тощо.
Задачею дослідження є визначення на основі
експертних оцінок та математичних розрахунків
типів теплових насосів з найбільшою інтеграль-
ною оцінкою та потенціалом для наступного їх
дослідження, розробки та впровадження у народ-
не господарство.
© В.Г.Олійніченко, Н.В.Марченко, І.О.Кушнір, 2017
ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 1819-8058
Відновлювана енергетика. 2017. № 3 74
Вибір методу дослідження. Для вибору
ефективного напрямку вкладання інвестицій та
вибору об’єкта для інвестування існує ряд
методів, а саме:
– метод ранжирування;
– метод парних порівнянь;
– метод абсолютної оцінки;
– метод аналізу ієрархій;
– метод вибору.
Кожен із вищезгаданих методів має як свої пе-
реваги, так і недоліки. Як і при проведенні
досліджень, на першому етапі з визначення
найбільш ефективної конструкції установки у на-
шому випадку також доцільно використати метод
парних порівнянь, що наведений у роботах [2, 3].
Вибір методу парних порівнянь обумовлений
тими факторами, що він забезпечує можливість
однозначно сформулювати основу ранжируван-
ня; має відносно простий математичний апарат у
порівнянні з методом ієрархій, що важливо для
невеликої кількості досліджуваних параметрів.
Крім того, в даному методі не існує залежності
думки респондента (експерта) від набору
параметрів, що пропонуються для порівняння.
В залежності від виду теплоносія у вхідному
та вихідному контурах теплові насоси можна
поділити на такі основні типи:
– тепловий насос "грунт-вода";
– тепловий насос "вода-вода";
– тепловий насос "повітря-вода";
– тепловий насос "грунт-повітря";
– тепловий насос "вода-повітря";
– тепловий насос "повітря-повітря".
Для порівняльного аналізу оберемо чотири
базові варіанти конструктивного і технологічного
виконання теплових насосів, які найбільш поши-
рені у світі.
Теплові насоси "грунт-вода". Грунт – це,
мабуть, найбільш універсальне джерело розсія-
ного тепла. Він акумулює сонячну енергію, піді-
гріваючись круглий рік від земного ядра. При
цьому він завжди "під ногами" і здатний віддава-
ти тепло незалежно від погоди. Адже вже на гли-
бині 5-7 м температура практично постійна про-
тягом усього року. Для середньої смуги України
вона становить 5-8°С. Це дуже підходящі умови
для роботи ТН. Необхідна енергія збирається те-
плообмінником, заглибленим у землю, і акуму-
люється в носії, який потім подається у випарник
ТН і повертається назад за новою порцією тепла.
В якості такого переносника енергії використову-
ють незамерзаючу, екологічно нешкідливу рідину
(її називають також "розсолом" або антифризом).
Головна перевага – універсальність і просто-
та монтажу. Є різні схеми розкладки труби: пет-
ля, змійка, зигзаг, плоскі та гвинтові спіралі різ-
них форм і т.п. Вибір визначається теплопровід-
ністю грунту і геометрією ділянки. Продуктив-
ність теплозбору більша на зволожених суглин-
ках і менша на сухих піщаних ділянках. У серед-
ньому 1 м2 поверхні грунту може забезпечити
"постачання" 10-35 Вт потужності. Довжину тру-
би в одній петлі, причому цільну, без роз’ємів,
прагнуть обмежити (не більше 600 м), інакше
помітно збільшуються витрати енергії на цирку-
ляційному насосі. Якщо потрібна більша потуж-
ність, петель роблять кілька.
Грунтові зонди (вертикальні колектори) – це
система довгих труб, що опускаються в глибоку
свердловину (50-150 м). Тут потрібен лише клап-
тик землі, зате потрібні дорогі бурильні роботи.
На глибині завжди однакова температура – бли-
зько 10°С, тому зонди потужніші горизонтальних
колекторів. Один метр їх довжини постачає від
30 до 100 Вт теплової потужності, в залежності
від грунту. Найбільш застосовувані зонди: труба
в трубі та U-подібний зонд. По одній лінії "роз-
сіл" подається циркуляційним насосом вниз, по
іншій ним же піднімається наверх, до випарника.
Для поліпшення теплопередачі та підвищення
міцності зонду зазор між землею або обсадною
трубою і робочими трубами заповнюється бето-
нітом або бетоном. Якщо потрібно отримати ве-
лику потужність, то таких теплозбірників роб-
лять кілька. Відстань між ними – 5-7 м.
Теплові насоси "вода-вода". Джерелом те-
пла можуть бути поверхневі (річки, озера) або
грунтові води (свердловини), а також скидна во-
да технологічних установок. Самі насоси майже
не відрізняються від тих, які працюють з "розсо-
лом". Але завдяки більш високій температурі те-
плоносія взимку річна ефективність застосування
пристроїв типу "вода-вода" виявляється макси-
мальною. А якщо поруч тече незамерзаюча річка
ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 1819-8058
Відновлювана енергетика. 2017. № 3 75
або знаходиться ставок, ви можете укласти петлю
труби з антифризом на дно (притопивши ванта-
жами) і обігріватися практично задарма. Зі свер-
дловиною складніше. Воду з неї (з розрахунку
близько 0,25 м3/год на 1 кВт теплової потужнос-
ті) свердловинним насосом подають прямо у ви-
парник, а потім зливають у другу свердловину,
віддалену від першої вниз за течією води в підзе-
мному шарі на 15-20 м. При цьому водоносний
шар повинен прийняти і відвести злиту воду, ін-
акше невеличка повінь вам забезпечена.
Теплові насоси "повітря-вода". За універ-
сальністю застосування в українських умовах цей
тип насосів сьогодні займає друге місце. І самі
насоси дешевші, і труби (з незмінними земляни-
ми роботами) не вимагаються. Недолік один, але
істотний: із морозного повітря багато тепла не
відбереш. Стійко, хоча й зі зменшеною потужніс-
тю, ці пристрої працюють до –15°С, а потім треба
включати інший котел. У деяких моделях у конс-
трукцію вже вбудовані ТЕНи потужністю від 3
до 12 кВт. Крім того, фірми наполегливо працю-
ють над тим, щоб ще більше знизити робочу тем-
пературу. Конструктивно пристрої типу "повітря-
вода" виконуються двома компонувальними схе-
мами: спліт і моно. У першому випадку установ-
ка складається з двох блоків, з’єднаних комуні-
каціями. Один (зовнішній) включає потужний
вентилятор і випарник (монтується на ділянці
недалеко від будинку). Другий (внутрішній) міс-
тить конденсатор і автоматику і встановлюється
в приміщенні. Компресор може розташовуватися
або зовні – щоб не шумів, або у будинку, або у
внутрішньому модулі. У моноблоках всі елемен-
ти збираються в загальному корпусі і монтуються
в будинку, а з вулицею з’єднуються гнучким по-
вітровідводом. Вони постачаються більшістю
фірм, але володіють обмеженою потужністю –
зазвичай 3-16 кВт. Є моноблоки, що допускають
як зовнішній, так і внутрішній монтаж.
Теплові насоси "грунт-повітря". Принцип
роботи теплових насосів "грунт-повітря" полягає
в акумуляції теплової енергії, яка знаходиться в
грунті, і подальшому обігріванні приміщень із
використанням розігрітого повітря. В якості еле-
менту для відбору теплової енергії в представле-
них установках можуть використовуватися як
геотермальні зонди, так і грунтові колектори.
Функціонально і перші, і другі призначені для
транспортування теплоносія по замкнутому кон-
туру. Мета такої операції – елементарна передача
тепла малої величини від грунту до випаровувача
теплового насоса. Основна відмінність колекто-
рів полягає у їх конструктивному виконанні.
Зонди занурюються в бурові свердловини і витя-
гують теплову енергію з великих глибин при
постійній температурі грунту, а грунтові колек-
тори прокладаються на невеликому заглибленні
(трохи нижче області промерзання – мінімум 1 м)
у спеціальній траншеї, викопаній змійкою або
спіраллю. При організації знімання тепла вищео-
писаним методом потрібна наявність прилеглої
ділянки великої площі. Сам тепловий насос
"грунт-повітря" монтується в приміщенні, а вже
до нього підключається вся гідравлічна схема [4].
Визначення критеріїв для порівняльного
аналізу теплових насосів. Для виконання
порівняльного аналізу були прийняті вихідні
критерії, у яких враховано технічні показники
теплових насосів, а саме:
теплова потужність насоса;
термін експлуатації теплових насосів;
питома вартість на 1 кВт виробленої теплоти;
коефіцієнт перетворення теплової енергії;
діапазон температур ефективної роботи те-
плового насоса.
Розглянемо більш детально вищенаведені
критерії.
Х1 – теплова потужність насоса. Цей
критерій показує кількість теплоти, яку повинен
виробляти тепловий насос для компенсації теп-
лових втрат опалюваного об’єкта.
Х2 – термін експлуатації теплових насосів.
Цей критерій показує період ефективної роботи
теплового насоса.
Х3 – питома вартість на 1 кВт виробленої
теплової енергії. Цей критерій характеризує
терміни окупності теплового насоса.
Х4 – коефіцієнт перетворення теплової
енергії, який визначається відношенням кількості
теплоти, отриманої від теплового насоса, до вит-
рат енергії для роботи компресора (приводу) теп-
лового насоса. Цей коефіцієнт може бути від 2,5
до 5 для різних типів теплових насосів.
ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 1819-8058
Відновлювана енергетика. 2017. № 3 76
Х5 – діапазон температур ефективної роботи
ТН. Цей критерій характеризує температурний
режим на випарнику та конденсаторі для різних
типів теплових насосів.
Як бачимо, жоден із вищенаведених
критеріїв не може бути використаний як одно-
значний критерій для виявлення типу теплового
нососа, в який доцільно вкладати інвестиції.
Визначення найбільш ефективного тепло-
вого насоса. Позначимо існуючі варіанти тепло-
вого насоса, а саме:
Р1 – теплові насоси "грунт-вода";
Р2 – теплові насоси "вода-вода";
РЗ – теплові насоси "повітря-вода";
Р4 – теплові насоси "грунт-повітря".
В якості експертів були залучені провідні фахі-
вці Інституту відновлюваної енергетики НАН
України, які мають багатий досвід у проектуванні
та дослідженні геотермальних установок, а також
мають досвід їх монтування та обслуговування.
Для визначення максимально ефективного за
вказаними вище параметрами теплового насоса
проведено порівняльний аналіз базових типів те-
плових насосів методом парних порівнянь, вико-
ристовуючи рекомендації [5, 6] та, відповідно,
методику, наведену в [3].
В таблиці 1 наведені числові значення крите-
ріїв порівняння у відповідності з [3, 7].
Таблиця 1. Вхідні дані для проведення аналізу
Типи теплових насосів
теплові насоси
"грунт-вода"
теплові насоси
"вода-вода"
теплові насоси
"повітря-вода"
теплові насоси
"грунт-повітря"
Критерії Одиниці вимі-
рювання
Індекс
параметра
Р1 Р2 Р3 Р4
теплова потужність
насоса
кВт X1 5 - 2000 5 - 10000 5-2000 10 - 1000
Термін експлуатації рік X2 15 - 20 15 - 20 15 -20 15 - 20
**питома
вартість на 1 кВт ви-
робленої теплової
енергії
дол./кВт X3 250 - 1000 150 - 1000 200 - 1000 250 - 1000
коефіцієнт перетво-
рення теплової енергії
X4 4 5 3 4
діапазон температур
ефективної роботи ТН
°C Х5 0 - 14 0 - 14 (– 25) - (+20) 0 - 14
*вхідні дані для проведення аналізу теплових насосів NIBE взяті з сайтів www.nibe.eu,
http://freshdom.com.ua/brand/carrier.html
**питома вартість на 1 кВт виробленої теплової енергії залежить від фірми-виробника.
Метод парних порівнянь передбачає процес
ранжування обраних критеріїв за ступенем важ-
ливості. Для цього кожному з обраних парамет-
рів присвоєно індекс у відповідності до їх розта-
шування у таблиці 1. Маючи кількість критеріїв
n, розраховується необхідна кількість порівнянь p
за формулою:
1
2
n n
p
, штук. (1)
Для кількості критеріїв n = 5 будемо мати
необхідну кількість порівнянь p = 10.
При парному порівнянні обраних критеріїв
використано три ступені їх вагомості: більш ва-
гомий – оцінка 1,5, менш вагомий – оцінка 0,5 та
рівнозначні між собою – оцінка 1. Відповідно до
методики було опитано 4 незалежних респонден-
ти, кожному з яких запропоновано порівняти по-
парно критерії Х1-Х5 та обрати з кожної пари
більш вагомий параметр для теплових насосів за
умови, щоб їх кількість відповідала числу дослі-
джуваних критеріїв. Збільшення кількості респо-
ндентів не приведе до суттєвої загальної інтегра-
льної оцінки обраних конструктивних рішень ТН.
Остаточну (середню) оцінку ступеня важли-
вості кожного з обраних критеріїв отримано як
результат зіставлення оцінок кожного з експертів
згідно формул:
ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 1819-8058
Відновлювана енергетика. 2017. № 3 77
Для К1 – середня оцінка першого з двох порі-
внюваних критеріїв:
1
1
m
i
i
B
K
m
, балів, (2)
де iB – числове значення ступеня вагомості кри
терію, визначене кожним експертом; m – кіль-
кість експертів.
Для К2 – середня оцінка другого з двох порі-
внюваних критеріїв:
2 12K K . (3)
Остаточні середні оцінки ступенів важливос-
ті кожного з критеріїв наведені в таблиці 2.
Таблиця 2. Визначення вагомості критеріїв експертами
Експертна оцінка
Середня оцінка порівнюваних
параметрів
Порівнювані
критерії
Експерт 1 Експерт 2 Експерт 3 Експерт 4 К1 К2
X1-X2 1,0 1,0 1,0 1,5 1,125 0,875
X1-X3 1,0 1,0 1,0 0,5 0,875 1,125
X1-X4 0,5 1,0 1,0 1,0 0,875 1,125
X1-X5 0,5 1,0 0,5 0,5 0,625 1,375
X2-X3 1,0 1,0 0,5 1,0 0,875 1,125
X2-X4 1,0 0,5 1,0 1,0 0,875 1,125
X2-X5 1,0 0,5 0,5 1,0 0,75 1,25
X3-X4 0,5 1,0 0,5 1,0 0,75 1,25
X3-X5 1,5 1,0 1,0 1,0 1,125 0,875
X4-X5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 0,5
На основі даних експертної оцінки заповнено
таблицю пріоритетів критеріїв (таблиця 3). Зна-
чення, що розташовуються вище головної діаго-
налі матриці в таблиці 3, відповідають середнім
оцінкам К1 у таблиці 2, значення, що розташовані
нижче головної діагоналі – оцінкам К2. Коефіці-
єнт пріоритету розраховано для кожного рядка
таблиці згідно формули:
1
1
1
m
i
i
np
K
K
n n
, балів, (4)
де
1
1
m
i
i
K
– сума рядка в таблиці 3; n – кількість
порівнюваних критеріїв.
Таблиця 3. Визначення пріоритету критеріїв
Визначення пріоритету Індекс
критерію
X1 X2 X3 X4 X5
Сума ряду Кпр
Пріоритет
критерію
X1 Х 1,125 0,875 0,875 0,625 3,5 0,18 4
X2 0,875 Х 0,875 0,875 0,75 3,38 0,17 5
X3 1,125 0,875 Х 1,25 1,125 4,38 0,22 2
X4 1,25 1,125 1,25 Х 1,5 5,125 0,26 1
X5 1,375 0,875 0,875 0,5 Х 3,63 0,19 3
На основі таблиці 1 вхідних даних виконано
побальне оцінювання кожного критерію, що від-
повідає ступеню їх вагомості у процесі визначен-
ня найбільш оптимального типу теплового насо-
са. Критеріям, що найкраще відповідають техні-
ко-економічним вимогам та потребам населення,
присвоюється значення 10 балів; близьким до
найкращих 8-9 балів; достатнім 4-7 балів; близь-
ким до достатніх 2-3 бали; недостатнім значен-
ням 0-1 бал. Результати побальної оцінки наведе-
но в таблиці 4.
На основі таблиці 1 вхідних даних виконано
побальне оцінювання кожного критерію, оціню-
ючи кожне значення відповідно до ступеня їх
доцільності у технологічному процесі. Критері-
ям, що відповідають технічним вимогам найкра-
ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 1819-8058
Відновлювана енергетика. 2017. № 3 78
ще, присвоюється значення 10 балів; близьким до
найкращих 8-9 балів; достатнім 4-7 балів; близь-
ким до достатніх 2-3 бали; недостатнім значен-
ням 0-1 бал. Результати побальної оцінки занесе-
ні до таблиці 4.
Після виконання побального оцінювання і
знаючи вагомості критеріїв, визначені інтеграль-
ні оцінки кожного критерію. Отримані результа-
ти наведено в таблиці 5.
Таблиця 4. Побальне оцінювання параметрів
Побальна оцінка характеристик
Типи теплових насосів
Х1 Х2 Х3 Х4 Х5
теплові насоси "грунт-повітря" 10 10 6 7 3
теплові насоси "грунт-вода" 9 8 7 8 7
теплові насоси "повітря-вода" 9 7 7 9 9
теплові насоси "вода-вода" 8 8 8 10 10
Таблиця 5. Інтегральна оцінка технологічного та конструктивного виконання теплових насосів
Інтегральна оцінка
Вид конструкції
1npK *Б
2npK *Б
3npK *Б
4npK *Б
5npK *Б
Сума інтегра-
льних оцінок
Пріоритет
технології
теплові насоси
"грунт-повітря"
0,26*10 0,21*10 0,16*6 0,18*7 0,19*3 7,49 4
теплові насоси
"грунт-вода"
0,26*9 0,21*8 0,16*7 0,18*8 0,19*7 7,91 3
теплові насоси "по-
вітря-вода"
0,26*9 0,21*7 0,16*7 0,18*9 0,19*9 8,26 2
теплові насоси "во-
да-вода"
0,26*8 0,21*8 0,16*8 0,18*10 0,19*10 8,74 1
Підсумовуючи наведені викладки, можна
констатувати, що для підвищення рівня енерго-
безпеки держави та зменшення впливу на
навколишнє середовище на сьогоднішній день
головна увага в розвитку геотермальної енерге-
тики повинна бути зосереджена на теплових на-
сосах "вода-вода" та "грунт-вода" в залежності
від регіону, наявності грунтових вод, геологічної
будови грунту.
Так, у південних районах України доцільно
використовувати теплові насоси типу "повітря-
вода", якщо немає можливості в якості
низькопотенційного теплоносія застосувати
грунтові води.
У північних районах при відсутності грунто-
вих вод доцільно використовувати теплові насо-
си типу "грунт-вода", які працюють з більшим
коефіцієнтом перетворення, ніж теплові насоси
типу "повітря-вода".
Висновки. 1 Запропоновано методику для
визначення ефективних напрямків інвестицій у
галузі геотермальної енергетики з використанням
методу парних порівнянь.
2. Визначено типи теплових насосів та за-
пропоновано критерії для методу парних
порівнянь, у яких враховувались їх технічні по-
казники:
– коефіцієнт перетворення теплової енергії;
– термін експлуатації;
– діапазон температур ефективної роботи ТН;
– питома вартість на кВт виробленої теплової
енергії;
– теплова потужність насоса.
3. Виконано порівняльний аналіз чотирьох
базових типів теплових насосів та отримано їх
інтегральні оцінки. Найвищу інтегральну оцінку
8,74 отримали теплові насоси "вода-вода", а най-
меншу інтегральну оцінку 7,49 отримали теплові
насоси "грунт-повітря".
4. Для ефективного інвестування у галузі
геотермальної енергетики є теплові насоси "вода-
вода" з коефіцієнтом перетворювання теплової
енергії 5.
ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 1819-8058
Відновлювана енергетика. 2017. № 3 79
1. http://taga.com.ua/?qw=body/tn.php&vcl=1
2. Аналіз конструкцій вітрових енергетичних уста-
новок / В.П. Коханєвич, Г.П. Душина, Н.В. Марченко, Д.С.
Романченко // Науковий журнал "Енергетика: економіка,
технології, екологія". – 2012. – № 2. – С. 61–66.
3. Розен В.П. Методические указания для работы
студентов по лабораторному практикуму по курсам "Моде-
ли и методы оптимизации систем электроснабжения", "Ав-
томатизированные системы управления и переработки ин-
формации" и "Энергетический менеджмент" / Розен В.П.,
Соловей А.И., Белашев А.А.; – К.: 1999. – 27 с.
4. http://www.ecosvit.net/index.php?action=page&page
_id=206
5. Г.Г. Татарова. Методология анализа данных в со-
циологии. Условие транзитивности – режим доступу до ма-
теріалу: http://society.polbu.ru/tatarova_sociology/
ch33_all.html
6. Елепов Б.С., Чистяков В.М., Управление процес-
сами использования информационных ресурсов, Новоси-
бирск: издательство "Наука".1989.–235 с.
7. Кудря С.О. Нетрадиційні та відновлювані джерела
енергії: підруч. / С.О.Кудря. – К.: НТУУ "КПІ", 2012. – 492
с. – ISBN 978-966-622-521-7.
REFERENCES
1. http://taga.com.ua/?qw=body/tn.php&vcl=1
2. Analiz konstrukzij witrowuch energetichnuch ustanowok
/ V.P. Kochanewich, G.P. Duschina, N.W. Marchenko, D.S.
Romanchenko // Naukowij zurnal "Energetika: ekonomika,
technologiji, ekologija" – 2012. – № 2. – S. 61–66.
3. Rozen W.P.Metodicheskie ukasanija dlja raboti studen-
tow po laboratornomu praktikumu po kursam "Modeli I metodi
optimisaziji system elektrosnabgenija", "Awtomatizirowannije
sistemi uprawlenija I pererabotki informaziji" i "Energeticheskij
menedgment" / Rozen W.P., Solowej A.I., Belaschew A.A. ; –
К. : 1999. – 27 s.
4. http://www.ecosvit.net/index.php?action=
page&page_id=206
5. G.T.Tatarowa. Metodologija analisa dannich w soziolo-
giji. Uslowije tranzitiwnosti – regim dostupu do materialu:
http://society.polbu.ru/tatarova_sociology/ ch33_all.html
6. Elepow B.S., Chistyakow B.M., Uprawlenie prozessami
ispolsowanija informazionnich resursow, Nowosibirsk; isdatel-
stwo "Nauka" .1989.-235 s.
7. Kudrya S.O. Unconventional and renewable energy
sources: the textbook / SO Kudrya. - K.: NTUU "KPI", 2012. -
492 p.– ISBN 978-966-622-521-7.
В.Г.Олейниченко, Н.В.Марченко, И.А.Кушнир (Инсти-
тут возобновляемой энергетики НАН Украины, Киев)
Эффективные направления инвестирования в отрасль
геотермальной энергетики
Проведен анализ состояния отрасли геотермальной энер-
гетики в Украине и определены четыре базовых типа теп-
ловых насосов, которые используют геотермальную энер-
гию, определены конструкторские отличия. Применена
методика анализа с использованием метода парных сравне-
ний и установлены критерии анализа, которые учитывают
технические показатели насосов, а именно: тепловая мощ-
ность насоса, удельная стоимость на 1 кВт выработанной
тепловой энергии, коэффициент преобразования тепловой
энергии, диапазон температур эффективной работы теп-
лового насоса, сроки эксплуатации тепловых насосов. Про-
веден анализ базовых типов тепловых насосов и определены
их интегральные оценки. Наибольшую интегральную оценку
8,74 получили тепловые насосы "вода-вода", а самую меньшую
интегральную оценку 7,49 получили тепловые насосы "грунт-
воздух". Предлагается сосредоточить инвестиции в отрасли
геотермальной энергетики на тепловых насосах "вода-вода" с
коэффициентом преобразования тепловой энергии 5 и на теп-
ловых насосах типа " грунт-вода" с коэффициентом преобра-
зования тепловой энергии 4. Библ. 7, табл. 5.
Ключевые слова: геотермальная энергетика, тепловой на-
сос, коэффициент преобразования тепловой энергии, удель-
ная стоимость на 1 кВт выработанной тепловой энергии.
Olijnichenko V., Marchenko N., Kushnir I. (Institute for Re-
newable Energy at NAS of Ukraine, Kyiv)
Effective directions for investing in the geothermal power
industry
Analysis of geothermal energy sector in Ukraine was held and it
was determined four base types of heat pumps, which use geo-
thermal energy and some of their constructional differences.
Methodology for their analysis was developed by using the method
of paired comparisons and were established criterions that taking
into account technical parameters of the pumps namely: thermal
capacity of the pump, unit cost per 1 kWh of produced heat, ther-
mal energy conversation efficiency, temperature range for efficient
performance of the heat pump, heat pump’s operational lifetime.
The base heat pump types analysis was held and their integral
score was determined. References 7, table 5.
Keywords: geothermal energy, heat pump, thermal energy con-
versation efficiency, unit cost per 1 kWh of produced heat.
SYNOPSES
Analysis of geothermal energy sector in Ukraine was held and it
was determined four base types of heat pumps, which use geo-
thermal energy and some of their constructional differences.
Methodology for their analysis was developed by using the
method of paired comparisons and were established criterions
that taking into account technical parameters of the pumps
namely: thermal capacity of the pump, unit cost per 1 kWh of
produced heat, thermal energy conversation efficiency, tempera-
ture range for efficient performance of the heat pump, heat
pump’s operational lifetime. The base heat pump types analysis
was held and their integral score was determined. The highest
integral score of 8,74 was assigned to the water-to-water heat
pumps, and lowest score of 7,49 was gained by the earth-to-air
heat pumps.
It was proposed to locate investments in field of geothermal
energy and water-to-water heat pumps with thermal energy con-
versation efficiency 5, and earth-to-water heat pumps with ther-
mal energy conversation efficiency 4.
Стаття надійшла до редакції 12.07.17
Остаточна версія 30.08.17
|
| id | veorgua-article-43 |
| institution | Vidnovluvana energetika |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-07-19T01:02:54Z |
| publishDate | 2017 |
| publisher | Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | veorgua/f8/c4d89a336dfacde20ea945365125c0f8.pdf |
| spelling | veorgua-article-432026-07-18T06:32:07Z Effective directions for investing in the geothermal power industry Эффективные направления инвестирования в отрасль геотермальной энергетики Ефективні напрямки інвестування в галузі геотермальної енергетики Olijnichenko, V. Marchenko, N. Kushnir, I. geothermal energy heat pump thermal energy conversation efficiency unit cost per 1 kWh of produced heat геотермальна енергетика тепловий насос коефіцієнт перетворення теплової енергії питома вартість на 1 кВт виробленої теплоти геотермальная энергетика тепловой насос коэффициент преобразования тепловой энергии удельная стоимость на 1 кВт выработанной тепловой энергии Analysis of geothermal energy sector in Ukraine was held and itwas determined four base types of heat pumps, which use geothermalenergy and some of their constructional differences.Methodology for their analysis was developed by using themethod of paired comparisons and were established criterionsthat taking into account technical parameters of the pumpsnamely: a thermal capacity of the pump, unit cost per 1 kWh ofproduced heat, thermal energy conversation efficiency, temperaturerange for the efficient performance of the heat pump, heatpump’s operational lifetime. The base heat pump types analysiswas held and their integral score was determined. The highestthe integral score of 8,74 was assigned to the water-to-water heatpumps and the lowest score of 7,49 was gained by the earth-to-airheat pumps.It was proposed to locate investments in the field of geothermalenergy and water-to-water heat pumps with thermal energy conversationefficiency 5, and earth-to-water heat pumps with thermalenergy conversation efficiency 4. Проведен анализ состояния отрасли геотермальной энер-гетики в Украине и определены четыре базовых типа теп-ловых насосов, которые используют геотермальную энер-гию, определены конструкторские отличия. Примененаметодика анализа с использованием метода парных сравне-ний и установлены критерии анализа, которые учитываюттехнические показатели насосов, а именно: тепловая мощ-ность насоса, удельная стоимость на 1 кВт выработаннойтепловой энергии, коэффициент преобразования тепловойэнергии, диапазон температур эффективной работы теп-лового насоса, сроки эксплуатации тепловых насосов. Про-веден анализ базовых типов тепловых насосов и определеныих интегральные оценки. Наибольшую интегральную оценку8,74 получили тепловые насосы "вода-вода", а самую меньшуюинтегральную оценку 7,49 получили тепловые насосы "грунт-воздух". Предлагается сосредоточить инвестиции в отраслигеотермальной энергетики на тепловых насосах "вода-вода" скоэффициентом преобразования тепловой энергии 5 и на теп-ловых насосах типа " грунт-вода" с коэффициентом преобра-зования тепловой энергии 4. Проведено аналіз стану галузі геотермальної енергетики в Україні та визначено чотири базові типи теплових насосів, яківикористовують геотермальну енергію, і певні конструктивні відмінності. Застосована методика аналізу з використан-ням методу парних порівнянь та встановлені критерії, що враховують технічні показники насосів, а саме: теплова поту-жність насоса, питома вартість на 1 кВт виробленої теплоти, коефіцієнт перетворення теплової енергії, діапазон тем-ператур ефективної роботи теплового насоса, термін експлуатації теплових насосів. Проведено аналіз базових типів теп-лових насосів та визначено їх інтегральні оцінки. Найвищу інтегральну оцінку – 8,74 отримали теплові насоси "вода-вода",а найменшу – 7,49 – теплові насоси "грунт-повітря". Пропонується зосередити інвестиції в галузі геотермальної енерге-тики на теплових насосах типу "вода-вода" з коефіцієнтом перетворення теплової енергії 5, а також на теплових насосахтипу "грунт-вода" з коефіціентом перетворення теплової енергії 4. Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2017-09-11 Article Article application/pdf https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/43 Vidnovluvana energetika ; No. 3 (50) (2017): Scientific and Applied Journal Vidnovluvana energetika; 73-79 Возобновляемая энергетика; ##issue.no## 3 (50) (2017): Научно-прикладной журнал Возобновляемая энергетика; 73-79 Відновлювана енергетика; № 3 (50) (2017): Науково-прикладний журнал Відновлювана енергетика; 73-79 2664-8172 1819-8058 uk https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/43/32 Copyright (c) 2017 V. Olijnichenko, N. Marchenko, I. Kushnir https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |
| spellingShingle | geothermal energy heat pump thermal energy conversation efficiency unit cost per 1 kWh of produced heat Olijnichenko, V. Marchenko, N. Kushnir, I. Effective directions for investing in the geothermal power industry |
| title | Effective directions for investing in the geothermal power industry |
| title_alt | Эффективные направления инвестирования в отрасль геотермальной энергетики Ефективні напрямки інвестування в галузі геотермальної енергетики |
| title_full | Effective directions for investing in the geothermal power industry |
| title_fullStr | Effective directions for investing in the geothermal power industry |
| title_full_unstemmed | Effective directions for investing in the geothermal power industry |
| title_short | Effective directions for investing in the geothermal power industry |
| title_sort | effective directions for investing in the geothermal power industry |
| topic | geothermal energy heat pump thermal energy conversation efficiency unit cost per 1 kWh of produced heat |
| topic_facet | geothermal energy heat pump thermal energy conversation efficiency unit cost per 1 kWh of produced heat геотермальна енергетика тепловий насос коефіцієнт перетворення теплової енергії питома вартість на 1 кВт виробленої теплоти геотермальная энергетика тепловой насос коэффициент преобразования тепловой энергии удельная стоимость на 1 кВт выработанной тепловой энергии |
| url | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/43 |
| work_keys_str_mv | AT olijnichenkov effectivedirectionsforinvestinginthegeothermalpowerindustry AT marchenkon effectivedirectionsforinvestinginthegeothermalpowerindustry AT kushniri effectivedirectionsforinvestinginthegeothermalpowerindustry AT olijnichenkov éffektivnyenapravleniâinvestirovaniâvotraslʹgeotermalʹnojénergetiki AT marchenkon éffektivnyenapravleniâinvestirovaniâvotraslʹgeotermalʹnojénergetiki AT kushniri éffektivnyenapravleniâinvestirovaniâvotraslʹgeotermalʹnojénergetiki AT olijnichenkov efektivnínaprâmkiínvestuvannâvgaluzígeotermalʹnoíenergetiki AT marchenkon efektivnínaprâmkiínvestuvannâvgaluzígeotermalʹnoíenergetiki AT kushniri efektivnínaprâmkiínvestuvannâvgaluzígeotermalʹnoíenergetiki |