Состояние и перспективы использования ветроэнергетики

Чрезвычайно важными факторами при использовании  ВЭУ являются себестоимость производимой электрической энергии и окупаемость  установки. Основными факторами  окупаемости являются:

- энергоэффективность ВЭУ в месте ее размещения, т. е. выработка электроэнергии;

- надежность работы;

- стоимость создания ВЭУ, включая эксплуатационные расходы.

Сроки окупаемости  ветротехники сопоставимы с окупаемостью малых гидроэлектростанций, парогазовых  и газомазутных электростанций, и значительно ниже угольных, атомных и дизельных. По завершении срока окупаемости эксплуатационные затраты ВЭУ неизмеримо ниже электростанций, работающих на источниках жидкого, газообразного, твердого и ядерного топлива, так как не нуждаются в поставках ископаемых источников энергии. При среднегодовой скорости ветра на территории республики, равной 4,3 м/с, на четверти пригодной для внедрения ветроэнергетики территории среднегодовая скорость ветра превышает 5 м/с. Такая скорость соответствует мировым требованиям по показателям коммерческой целесообразности внедрения ветротехники. Выборочные обследования зон внедрения ветротехнического оборудования на территории Республики Беларусь показали, что при правильном выборе места установки ветроагрегата (на возвышениях, открытой местности, на берегах водных активов ит. п.) среднегодовая скорость ветра может достигнуть 6-7м/с.  Наиболее эффективно использовать ветротехнику на территориях зон со среднегодовыми фоновыми скоростями выше 5 м/с: возвышенные районы большей части севера и северо-запада Беларуси, центральная зона Минской области, включая прилегающие к ней районы с запада, Витебская возвышенность. Ввиду довольно высокой пересеченности и холмистости территории Беларуси диапазон использования ветроагрегатов с характеристиками по расчетным скоростям ветра строго регламентирован градациями 8; 9; 10 м/с.

Гарантированная выработка утилизируемой энергии  ветра с 7% территории составит 20,5 млрд кВт ч, Использование же зон с повышенной активностью ветра гарантирует выработку энергии ВЭУ до 6,5-7,5 млрд кВт- чс окупаемостью затрат в течение 5-7 лет.

При освоении направления использования энергии  ветра следует обратить внимание на преимущества и недостатки от использования  ВЭУ.  Преимущества использования ветротехники:

1. Экологическая чистота  при производстве электрической  энергии. Энергия ветра, являясь  возобновляемой, исключает потребление  органического и ядерного топлива,  засоряющих окружающую среду вредными выбросами, отрицательно влияющими на животный и растительный мир.

2. Отчуждение земель под  строительство ВЭУ незначительно.  Ветротурбины располагаются в одиночку или группами (ветропарки ВЭС, расстояние 25-30 м друг от друга), т. е. на площади размещения остается достаточно места для производства сельскохозяйственных работ или для выпаса скота.

Недостатки  использования ветротехники:

1. Мощность ВЭУ изменяется  с изменением скорости ветра  в кубе. Эти изменения могут  не согласовываться с потребностями  в энергии в данный период  времени. Для эффективного использования  вырабатываемой энергии ее направляют  в энергосистему либо аккумулируют  в другом виде энергии (тепловая  энергия, сжатие воздуха и т.  д.).

2. Наличие шума. Однако  расположение ВЭУ на определенном  расстоянии исключает возможность  шумового воздействия. Опыт многих  европейских государств показывает, что определенные конструкции  ВЭУ уже устанавливаются в  пригородах достаточно крупных  городов, вблизи жилищ, не мешая  нормальной жизнедеятельности.

Имеется риск, что в течение гарантированного 25-летнего периода эксплуатации сроки окупаемости в первые годы работы ВЭУ могут быть не выполнены, хотя выработка запланированной энергии будет соответствовать прогнозу. Это обстоятельство вызвано неравномерностью распределения скорости ветра по годам и оценивается известными коэффициентами вариации и асимметрии. Данный риск планируется и покрывается в последующие годы после снижения среднегодовой скорости ветра ее пропорциональным повышением. Для государства эти потери в случае масштабного развития ветроэнергетики незначительны, так как они компенсируются во временном периоде. По этой же причине государство берет на себя гарантии покрытия расчетов потребителей ВЭУ по банковским кредитам.

Ветроэнергоустановки должны проходить полный цикл испытаний на специально оборудованных ветрополигонах. При положительных результатах ветроиспытаний ВЭУ выдается сертификат. Приобретение и использование ВЭУ, не прошедших сертификационнх испытаний, не рекомендуется.

Опыт эксплуатации ВЭУ, их экономические показатели дают основание утверждать, что более  эффективными являются ВЭУ мощностью 250-500 кВт с высотой мачты 40-50 м. В последнее время на смену  этим ВЭУ приходят установки с  более высокими мощностями - 600-1000 кВт  и выше и минимальной скоростью  ветра, при которой начинают работу установки, - 3,5-4,0 м/с. Для достижения оптимальных энергетических характеристик, кроме минимальной скорости ветра, при которой начинает работать ВЭУ, важным параметром является скорость ветра, при которой энергоустановка достигает номинальной мощности. Чем меньше эта скорость, тем более эффективно будет работать ВЭУ во внутриконтинентальном регионе с относительно низкими скоростями ветра. Хорошо зарекомендовавшие себя в эксплуатации ВЭУ западных фирм имеют скорости 11-14 м/с, при которых ВЭУ достигают номинальной мощности.

Опыт европейских  фирм и фирм ближнего зарубежья показывает, что отработка ВЭУ на требуемые  показатели по надежности - чрезвычайно  длительный и сложный процесс. Многие фирмы, как правило, создавая ВЭУ, широко используют кооперацию при производстве комплектующих. В связи с этим на первом этапе развития ветроэнергетики целесообразно использовать хорошо зарекомендовавшие себя в эксплуатации ВЭУ с постепенным развитием производства: от изготовления комплектующих до полной комплектации. Освоение одновременно полного цикла производства (да еще новой конструкции ВЭУ) приведет к большим издержкам, длительному внедрению, нерентабельности производства электроэнергии на ВЭУ. Правильность последнего вывода и ошибочность ориентации на создание ВЭУ только роторного типа собственного производства в Республике Беларусь подтверждается следующими фактами: при создании ВЭУ мощностью 100 кВт была достигнута мощность 60 кВт, эта ВЭУ разрушилась и в дальнейшем не восстанавливалась, работы над ВЭУ указанной мощности были прекращены; при создании ВЭУ мощностью 250 кВт после поломки одного из четырех роторов ВЭУ продолжает эксплуатироваться с двумя роторами на щадящих режимах 30-55 кВт в течение 1-2 ч в сутки вместо работы на мощности, соответствующей реальной скорости ветра, т. е. опытно-промышленный образец ВЭУ-250 в запланированный срок (2000 г., а затем - 2001 г.) не создан.

Опыт же эксплуатации ВЭУ мощностью 270 кВт фирмы «Нордекс» и мощностью 660 кВт фирмы «Якобе», установленных в п. Дружная Мядельского района (район озера Нарочь), подтверждает эффективность работы традиционных лопастных ВЭУ в условиях Беларуси.

В связи с  вышеизложенным становится целесообразным создание в Беларуси ВЭС, предположительно состоящую из 12 ВЭУ типа «Нордекс Н-50-800», установленной мощностью 800 кВт каждая. Однако следует отметить то, что для успешной организации этого проекта строительства и эксплуатации ВЭС и любых других проектов развития ветроэнергетики в Республике Беларусь необходима законодательная поддержка со стороны правительства нашей страны.

5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

«“Нетрадиционная  энергетика” нетрадиционна потому, что не везде ещё у нас есть традиция – беречь родную природу». ( Разуваев В.А.)

В связи с  ограниченностью мировых запасов  топлива и энергии, нашей планете  грозит энергетический кризис.

Поэтому именно сейчас использование нетрадиционных источников энергии актуально. И  наиболее удобен в этом плане именно ветер, так он дует всюду и всегда.

Так как ветер  представляет собой движение воздушных  масс земной атмосферы относительно вращающейся поверхности Земли, вызванное в первую очередь перепадом  температуры в атмосфере из-за неравномерного нагрева ее Солнцем, то энергию ветра можно рассматривать  как солнечную энергию, преобразованную  в механическую.

Дующие на Земле ветры обладают мощностью 2 700 ТВт. Но лишь 1/4 часть может быть использована на высоте до 100 м над  поверхностью. Построив на суше ветроустановки, можно получить максимум 40 ТВт. Теоретически с помощью ветра на земном шаре можно получать 483 трлн кВт-ч/год, а целесообразный потенциал составляет 19,3 трлн КВт ч/год. Но самое важное это то, что энергии ветра достаточно, чтобы удовлетворить потребности человечества в энергии.

Сроки окупаемости  ветротехники сопоставимы с окупаемостью малых гидроэлектростанций, парогазовых  и газомазутных электростанций, и значительно ниже угольных, атомных и дизельных.

В Беларуси, как  и во многих других странах мира, есть все условия для развития ветроэнергетики. Ветер потенциально является одним из наиболее существенных альтернативных источников энергии, не импортируемым из-за пределов страны, для нашей страны. Но следует отметить то, что для успешной организации  проектов развития ветроэнергетики  в Республике Беларусь необходима законодательная  поддержка со стороны правительства  нашей страны.

При внедрении  ветроустановок необходимо учитывать не только климатические условия, но и отрицательный эффект их возведения.

Я считаю, что  люди смогут извлечь очень большую  выгоду от использования нетрадиционных источников энергии только тогда, когда  осознают нависшую угрозу исчезновения исчерпаемых источников энергии и действительно задумаются о их рациональном использовании и поиске альтернатив.

6. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ  ИСТОЧНИКОВ