Использование энергии ветра

Проблемы в сетях и диспетчеризации  энергосистем из-за нестабильности работы ветрогенераторов начинаются после достижения ими доли в 20-25 % от общей установленной мощности системы.

По данным испанских компаний «Gamesa Eolica» и «WinWind» точность прогнозов  выдачи энергии ветростанций при  почасовом планировании на рынке  «на день вперёд» или спотовом режиме превышает 95 %.

Небольшие единичные ветроустановки могут иметь проблемы с сетевой инфраструктурой, поскольку стоимость линии электропередачи и распределительного устройства для подключения к энергосистеме могут оказаться слишком большими. Проблема частично решается, если ветроустановка подключается к местной сети, где есть энергопотребители. В этом случае используется существующее силовое и распределительное оборудование, а ВЭС создаёт некоторый подпор мощности, снижая мощность, потребляемую местной сетью извне. Трансформаторная подстанция и внешняя линия электропередачи оказываются менее нагруженными, хотя общее потребление мощности может быть выше.

Крупные ветроустановки испытывают значительные проблемы с ремонтом, поскольку замена крупной детали (лопасти, ротора и т. п.) на высоте более 100 метров является сложным и дорогостоящим мероприятием.

 

 

4 Перспективы использования энергии  ветра в мире

 

В некоторых  странах за счет силы ветра вырабатывается уже пятая часть всей потребляемой электроэнергии.

В Испании, Португалии и Дании ветрогенераторы вырабатывают уже около 20 процентов потребляемой электроэнергии, в Германии - около 10 процентов, а к 2020 году этот показатель, по прогнозам, увеличится в ФРГ до 20-25 процентов. 
  
Согласно данным Всемирной ассоциации ветроэнергетики (World Wind Energy Association, WWEA), в прошлом году были введены в действие новые ветровые установки общей мощностью 40 гигаватт. Таким образом, в 2011 году в сумме мощность этих ветроэлектростанций составила 237 гигаватт - это потенциал примерно 280 ядерных реакторов. В настоящее время в мире работают около 380 таких реакторов, но общее количество произведенной ими электроэнергии уменьшается, в том числе в результате отключения старых АЭС.

• Ветроэнергетика в 2020 году

Во всем мире ветроэнергетика развивается быстрыми темпами. Каждый год число ветрогенераторов увеличивается на 20 процентов. По прогнозу WWEA, к 2020 году их суммарная мощность возрастет в четыре раза и превысит 1000 гигаватт. 
  
Мировой лидер в развитии ветроэнергетики - Китай, который сегодня опережает США и Германию. В 2011 году почти половина всех новых ветрогенераторов была установлена именно в КНР. Правда, в пересчете на душу населения и по доле потребления электроэнергии впереди по-прежнему такие страны ЕС, как Дания, Испания и Германия. В Китае доля электроэнергии, полученной с помощью ветрогенераторов, составляет пока всего три процента.

• Самая дешевая энергия

Ветровые  установки не наносят вреда окружающей среде и климату. Но причина всемирного бума - в другом. Ток, который они  вырабатывают, зачастую оказывается  самым дешевым.

По подсчетам, цена одного киловатт-часа электричества, выработанного современным ветрогенератором, составляет от 5 до 9 центов. Вот почему ветер стал одним из самых излюбленных источников электроэнергии.

Для сравнения: электроэнергия, которую вырабатывают угольные электростанции, стоит в  Европе примерно 7 центов. Однако, по подсчетам  ЕС и немецкого министерства по охране окружающей среды, истинная цена "угольного  тока" вдвое выше. Копоть таких  электростанций вызывает заболевания  дыхательных путей, что повышает расходы в системе здравоохранения. Но и электроэнергия, производимая на АЭС или на новых станциях, работающих на углеводородном сырье, при  серьезных расчетах оказывается  дороже, чем на ветрогенераторах, установленных  на суше.

• Необходимость создания условий

Несмотря  на то, что ветроэнергетика относится  сегодня к наиболее экономичным, ей по-прежнему необходима политическая поддержка.

Поддержка должна состоять в гарантированных закупочных тарифах на такой вид электроэнергии. Установленные законом тарифы необходимы, чтобы банки соглашались выделять кредиты на строительство новых  ветрогенераторов. Например в Турции закупочные тарифы ниже рыночных цен. Тем не менее, они необходимы, потому что только при их наличии банки  готовы финансировать ветряные установки. Это перспективная модель и для  других стран.

Для развития ветроэнергетики крайне важны подходящие схемы финансирования. В некоторых  слаборазвитых регионах мира трудно изыскать средства для необходимых  первоначальных инвестиций. Так, например, во многих африканских странах ветроэнергетика  еще не развивается.

Сдвинуть  дело можно, если сделать ставку на небольшие установки и систему  микрокредитов, разработанную в  свое время для Бангладеш нобелевским лауреатом Мухаммадом Юнусом. Это значит, что фирма-производитель ветрогенератора сама же предоставляет и кредит покупателю, который его ежемесячно погашает только с того момента, как установка начинает вырабатывать электроэнергию.

• Установки «на любой вкус»

В последние  годы техника ветроэнергетики бурно  развивается. Разработаны генераторы с особенно большими лопастями для  регионов, где дуют слабые ветры, установки  на высоких мачтах, позволяющие лучше  использовать ветряной потенциал. Строятся крупные ветропарки в открытом море. Правда, их сооружение и обслуживание обходится дороже, что повышает цену одного киловатт-часа произведенной  на них электроэнергии до 18-20 центов. 
  
Есть и другая тенденция - маленькие ветрогенераторы для отдельных домов, небольших поселков или промышленных объектов. Сооружено уже более полумиллиона таких установок - главным образом, в Китае и в США. Их экономичность, правда, ниже, чем больших оффшорных. Один киловатт-час обходится в 15-20 центов. Тем не менее, для жителей многих развивающихся стран такие маленькие установки все равно рентабельны, поскольку иной возможности пользоваться электричеством у них просто нет.

Но и потребители  в развитых странах все больше входят во вкус "личной" электростанции, поскольку цена вырабатываемой в  своем саду электроэнергии оказывается  ниже городских тарифов. Так что  эксперты видят весьма многообещающие перспективы именно для рынка  компактных ветрогенераторов.

5 Ветроэнергетика Беларуси

 

 

Старт альтернативной энергетике в Беларуси официально был дан в 2010 году, когда вступил в силу закон "О возобновляемых источниках энергии". Вслед за ним была принята Национальная программа на 2011-2015 годы, которая предусматривала строительство 224 ветроустановок по всей стране.                                          

 

Беларусь не располагает собственными топливно-энергетическими ресурсами (ТЭР). Лишь 15% собственных ТЭР покрывают потребности страны, остальные 85% импортируются — в основном из России. В последние годы наблюдается постоянный рост цен на топливо и импортируемую электроэнергию. Этот рост будет иметь место и далее до достижения мировых цен. В связи с этим для Беларуси чрезвычайно важно включать в топливно-энергетический баланс вторичные энергоресурсы и возобновляемые источники энергии, одним из которых является ветер.

Ветроэнергетика, как и любая отрасль хозяйствования, должна обладать тремя обязательными  компонентами, обеспечивающими ее функционирование:

1) ветроэнергетическими  ресурсами, 2) ветроэнергетическим оборудованием, 3) развитой ветротехнической инфраструктурой.

1. Для ветроэнергетики Беларуси энергетический ресурс ветра практически неограничен. В стране имеется развитая централизованная электросеть и большое количество свободных площадей, не занятых субъектами хозяйственной деятельности. Поэтому размещение ветроэнергетических установок (ВЭУ) и ветроэлектрических станций (ВЭС) обусловливается только грамотным размещением ветроэнергетической техники на пригодных для этого площадях.

2. Возможности приобретения зарубежной ветротехники весьма ограничены вследствие отсутствия достаточного выбора именно того оборудования для ВЭУ и ВЭС, которое соответствует климатическим условиям Беларуси, а также мощного противодействия ответственных административных работников от официальной энергетики.

3. Отсутствие инфраструктуры по проектированию, внедрению и эксплуатации ветротехники и, соответственно, практического опыта и квалифицированных кадров можно преодолеть только в ходе активного сотрудничества с представителями развитой ветроэнергетической инфраструктуры зарубежья.

В странах  Европы в зависимости от ветровых потоков ветроэнергетические мощности имеют следующее базирование:

— внутриконтинентальное (ВЭС и единичные ВЭУ размещаются  внутри континента);

— прибрежное (ВЭС размещаются вблизи или вдоль  морского берега);

— морское (ВЭС  размещаются в открытом море неподалеку от побережья).

Поскольку характеристики ветра внутри континента отличаются от характеристик ветра прибрежных зон и вблизи побережья, характеристики соответствующих ВЭУ (начальная  скорость вращения, скорость достижения номинальной мощности и др.) также  разнятся. Так, хорошо зарекомендовавшие  себя в эксплуатации ВЭУ внутриконтинентального базирования ряда немецких фирм начинают работу со скоростей ветра 3,0-4,0 м/с  и достигают номинальной мощности при скоростях 10-13 м/с. Следовательно, освоение ветроэнергетики в Беларуси необходимо вести, ориентируясь на ВЭУ  зарубежного производства внутриконтинентального базирования.

Исходя из ветроэнергетического потенциала только в Минской области насчитывается 1076 строительных площадок под размещение на каждой от 3 до 10 ВЭУ континентального базирования мощностью до 1000 кВт. Среднегодовая выработка только 10% этих ВЭУ в статистическом распределении  времени работы в номинальном  режиме от 2500 до 3300 часов в год  на срок эксплуатации установок составляет около 2676 млн кВт/ч. Соответственно среднегодовая экономия жидкого  топлива составит более 800 тыс. тонн.

На январь 2011 г. суммарная установленная мощность ветроэнергетических установок в Беларуси составляет 1,56 МВт, а объем замещения – 0,4 тыс. т у.т.

 

В настоящее время в республике установлено 20 ВЭУ, 14 из которых действующие. Ветроэнергетические установки  размещены в поселке Жилихово (Копыльский район), Янковцы, Волма (Держинский район), агрогородке Занарочь, поселке  Дружная (Мядельский район), Грабники (Новогрудский район), деревне Райца (Кореличский  район), Жуково (Могилевский район) и  др.

 

В населенном пункте Занарочь Мядельского  района Минской области первая установка NORDEX 29/250, мощностью 250 кВт, высотой до ступицы ветроколеса 50 м, была построена  в 2000 году, вторая –Yakobs48/600, мощностью 600 кВт, высотой до ступицы ветроколеса 65 м – в 2002 году. Ежегодно установки  производят и отпускают в сеть 1,3-1,4 млн. кВт*ч. электроэнергии.

 

В деревне Жуково Могилевского района в мае 2011 года была установлена ветроэлектростанция Lagerwey 18/80 мощностью 80 кВт. В Могилеве с ноября 2010 года работает ветроэлектростанция  мощностью 11,4 кВт. Стартовая скорость ветра 3,5 м/с, максимальная скорость ветра 25 м/с.

 

Ветроэнергетическая установка мощностью 1,5 МВт была установлена в поселке  Грабники Новогрудского района в  апреле 2011 года. Поставщиком ветроустановки является китайская компания HEAG HUAYI ELECTRIC CO., LTD, которая поставила оборудование для ВЭУ. Среднегодовая выработка  электроэнергии Грабнинской ВЭУ - 3,8 млн. кВт*ч, что соответствует экономии около 1,1-1,25 тыс.т условного топлива. Общая стоимость проекта оценивается в 8-9 млрд. белорусских рублей. Высота площадки под размещение ВЭУ – 315 м над уровнем моря. Длина каждой из трех лопастей ветроколеса составляет 40 м, высота мачты ВЭУ – 90 м. Вес оборудования достигает нескольких десятков тонн. В случае успешной эксплуатации ВЭУ на той же площадке планируется создание ветропарка с установкой 7-8 ВЭУ с ориентировочной суммарной среднегодовой выработкой электроэнергии 25-30 млнкВт*ч.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК  ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

1. Лаврентьев Н.А., Жуков Д.Д., «Основные виды возобновляемой энергии. Потенциал Беларуси //Энергетика и ТЭК», №7, 2003.
2. Лаврентьев Н.А., Жуков Д.Д., «Белорусская ветроэнергетика — реалии и перспективы//Энергия и менеджмент», №3 и 4, 2002.
3. Википедия – свободная энциклопедия. [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/ветроэнергетика.html.

Дата доступа - 04.10.2013

4. Энергетический портал Энергобеларусь. [Электронный ресурс]. — Режим доступа:http://energobelarus.by/articles/alternativnaya_energetika/vetroenergetika_belarusi_sostoyanie_i_perspektivy_razvitiya.html.

Дата доступа – 04.10.2013