Для того чтобы строить на базе системы телемеханики КП, работающие от возобновляемых источников, сама система телемеханики должна отвечать ряду требований:
- она должна иметь минимальное собственное энергопотребление
- функционировать без внешнего обогрева или охлаждения;
- иметь широкие опции и возможности по комплектации для снижения собственного энергопотребления;
- программное обеспечение должно быть способным управлять источниками и потребителями энергии для их оптимальной работы.
Данным требованиям в полной мере отвечает СТН-3000 разработки АО «АтлантикТрансгазСистема».
Для унификации схем источников питания можно разделить объекты телемеханизации на три группы в зависимости от общего энергопотребления:
- До 20 Вт
- От 20 до 200 Вт
- Более 200 Вт
При этом основными потребителями являются технологические устройства, такие как средства связи, датчики, электроуправляемые краны, задвижки, устройства охранно-пожарной сигнализации.
До 20 Вт
КП с мощностью до 20 Вт может быть использовано для телемеханизации одно или двухниточного газопровода без системы катодной защиты.
Объем автоматизации:
- Телеизмерение (давление, температура) — от 4 до 8 параметров
- Телесигнализация и телеуправление кранами — от 2 до 4 кранов
- Охранная сигнализация блок-бокса и крановой площадки
- Непрерывный режим передачи данных
Для КП линейной телемеханики снижения энергопотребления можно достичь за счет следующих мер:
- Применением модуля ЦПУ с низким энергопотреблением
- Малого тестового тока в модулях дискретных входов (ТС)
- Отключением светодиодов
- Как и для скважин, применением цифровых датчиков
Структура такого КП похожа на контролируемый пункт куста газовых скважин, но добавляются исполнительные устройства, и радиомодем работает постоянно. Как и в случае КП КГС, вся система не требует энергии для собственного обогрева.
В случаях использования солнечной панели есть один фактор, требующий пристального внимания – непостоянство солнечного света. Да, это можно скомпенсировать, грамотным расчетом солнечных панелей и аккумуляторных батарей. Кроме того можно использовать топливные ячейки, которые работают на разном топливе: транспортируемый природный газ, пропан. Особенно эффективно использование метанола. Тогда постоянная выработка электроэнергии не зависит ни от каких внешних климатических факторов. Метальная ячейка может использоваться и как самостоятельный, единственный источник, энергии, или в связке с солнечной батарей. Тогда значительно снижается расход метанола и растет автономность.
От 20 до 200 Вт
Дальнейший рост энергопотребления КП связан:
- с повышением функциональности,
- увеличением объемов автоматизации
- и, главное, появлением дополнительных энергопотребителей.
КП магистрального газопровода с мощностью до 200 Вт способно обеспечить практически любой уровень автоматизации для одно- или двухниточного газопровода – без ограничений по количеству и типу применяемых датчиков. Основными потребителями энергии здесь являются уже не средства автоматизации, а средства охраны и видеонаблюдения, которые часто требуют для себя еще и подогрева.
Объем автоматизации:
- телеизмерение давления газа до и после крана, телеизмерение температуры газа (всего – до 16 параметров)
- телесигнализация положения линейных и байпасных кранов
- управление кранами
- Постоянный обмен информацией с пунктом управления
Потребители электроэнергии
- контроллер КП;
- система радиосвязи;
- датчики;
- краны;
- средства охраны и видеонаблюдения;
- обогрев средств охраны и видеонаблюдения.
Одних солнечных панелей в данном случае недостаточно. Использование ветрогенераторов на магистральных газопроводах имеет серьезные ограничения.
Более уместно при такой нагрузке использовать комбинацию солнечной панели и топливной ячейки на метаноле. Расчет показывает, что при потребляемом токе в 5А в сутки требуется почти 2,9 кВт-часов. Например, для района Санкт-Петербурга солнечные панели мощностью 800 Вт дадут всего 136 Вт-часов в самый плохой месяц. Т.е. максимальная недостача энергии получается 2774 Вт-часа в сутки. Применение одной топливной ячейки и 4-х 28-литровых канистр с метанолом обеспечат автономность в течение 204 дней.