Перспективы ветроэнергетики

0
66

altПри современных темпах удорожания топливных ресурсов Земли проблема использования возобновляемых источников энергии становится все более актуальной. Такие энергоисточники играют немалую роль в обеспечении экономической независимости государства. Технический потенциал ветровой энергии России оценивается более чем в 50 000 млрд кВт∙ч/год, а в целом возможности ветроэнергетики в России реализованы незначительно.
Консервативное отношение к современным реалиям и перспективному развитию топливно-энергетического комплекса практически тормозит эффективное внедрение ветроэнергетики, в том числе в степной зоне Южного федерального округа.

В этом регионе в свое время делались попытки эксплуатации ВЭС мощностью 4 кВт Астраханского завода «Ветроэнергомаш». Такие ВЭС способны вырабатывать электроэнергию только при номинальной скорости ветра. В Волгоградской области они действовали, например, на базе отдыха «Бакалда», на АЗС «Лукойл» на трассах Волгоград – Ростов и Волгоград – Москва.

Первые попытки использования зарубежных ветро-электростанций также не дали ожидаемого результата. Примером может служить опыт эксплуатации трех немецких ветроэлектростанций (Волгоград, молочный завод № 3). Их использование оказалось невыгодным вследствие высокой стоимости как самих агрегатов, так и их сервисного обслуживания иностранными специалистами.

Эксплуатация ветроустановок Астраханского завода в пределах Волгоградской области показала необходимость модернизации их механической части и электрической системы для обеспечения автономного и стабильного электроснабжения объектов в период штиля.

С целью эффективного использования энергии ветра в Волгограде было создано специализированное научно-производственное объединение ЗАО «НПО «Ветротехника».

ЗАО «НПО «Ветротехника» разрабатывает автономные ветроэлектрические станции А-ВЭС-ВТ мощностью от 1 кВт до 2 МВт, предназначенные для электроснабжения частных хозяйств и промышленных предприятий. Базовая модель А-ВЭС-ВТ работает по принципу накопления электроэнергии в аккумуляторной батарее, вырабатываемой генератором и выпрямляемой выпрямителем, в аккумуляторной батарее с последующим преобразованием инвертором постоянного тока в переменный 380/220 В, частотой 50 Гц. Это позволяет исключить «провалы» выходного напряжения при колебании скорости ветра, резервировать электрическую энергию с дальнейшим ее использованием в период безветрия, а также предоставлять потребителю нормированную по напряжению и частоте электрическую энергию независимо от текущей скорости ветра. Управление режимами работы А-ВЭС-ВТ (пуск, торможение, заряд АБ) осуществляется автоматически с помощью микропроцессорной системы и сигналов датчика скорости ветра (анемометра).

С целью оптимизации выработки электроэнергии расчет необходимой емкости аккумуляторной батареи, назначение мощности электрогенератора и габаритных параметров ветроэлектростанции производятся с учетом ветровой характеристики района эксплуатации А-ВЭС, максимальной потребляемой мощности и годового характера ее распределения. Это дает возможность существенно увеличить коэффициент использования А-ВЭС. Может решаться и обратная задача: исходя из финансовых возможностей заказчика, выбирается необходимая установленная мощность А-ВЭС и подбирается район ее эксплуатации с максимальным коэффициентом использования.

Опыт разработки и эксплуатации автономной ВЭС мощностью 50 кВт в условиях Севера показал, что наиболее важными вопросами ветротехники являются: обеспечение необходимой прочности сварных швов элементов металлоконструкции и защитно‑декоративных покрытий, обеспечение надежности передачи электроэнергии через токоприемное устройство, торможение ветроколеса при буревой скорости ветра, повышение долговечности ветроколес, применение необслуживаемых аккумуляторных батарей и получение синусоидальной формы выходного напряжения с помощью специального инвертора.

Однако, несмотря на современный уровень изготовления и апробации автономных ВЭС волгоградского производства, местный рынок практически находится в застое, несмотря на повышенный интерес к нашей ветротехнике со стороны потенциальных потребителей.

 

В связи с этим для эффективного внедрения ВЭС, особенно в сельской местности, необходима упрощенная система кредитования потенциальных заказчиков для реализации национальных программ развития и освоения альтернативных источников электроэнергии. Такими заказчиками могут быть частные коттеджи, базы отдыха, крестьянские и фермерские хозяйства, а также промышленные предприятия. Применение А-ВЭС на промышленных предприятиях позволяет резервировать электроэнергию, а затем использовать ее для питания оборудования в пиковых режимах энергопотребления.

Кроме того, применение ВЭС на опасных объектах нефтегазодобывающего и нефтехимического комплексов может обеспечить непрерывность технологического процесса производства с обязательным электроснабжением по первой категории от трех источников (ЛЭП, дизель-генератор, автономная ВЭС). В перспективе ВЭС приоритетны и быстроокупаемы на нефтепромыслах для энергоснабжения кустов и малодебитных нефтяных скважин, что позволит продлить их рентабельную эксплуатацию с высокими технико-экономическими показателями.

 

Из возобновляемых источников энергии наиболее эффективной является энергия ветра, которая может использоваться в хозяйственных целях значительно шире, чем сегодня. Потенциальные возможности применения энергии ветра практически неограниченны в большинстве природных зон.

В настоящее время в мире функционирует более 40 000 ветроэлектрических агрегатов, суммарная мощность которых превышает 73 900 МВт (по данным Всемирной ветроэнергетической ассоциации WWEA за 2006 г.). Мировыми лидерами являются компании: Vestas (Дания), General Electric (США), Nordex (Германия).

Диапазон мощностей современных ветроэлектрических станций (ВЭС) составляет от сотен ватт до нескольких мегаватт.

Суммарное число ветроэлектростанций в мире ежегодно увеличивается на 20‑30%. По мнению аналитиков зарубежных энергетических организаций, в течение ближайших нескольких лет суммарная мировая мощность этих станций будет расти с той же скоростью – за счет реализации новых проектов. При этом ВЭС не нарушают природного баланса энергии на планете. Это безотходное, экологически чистое производство электроэнергии для различных целей: заряда аккумуляторов и накопления электроэнергии, энергоснабжения различных объектов и удаленных муниципальных образований (освещение улиц, отопление зданий, домов, ферм, электрификация полевых станов и зернохранилищ, пастбищ, пасек и др.), а также подача электроэнергии в сети централизованного и локального электроснабжения.

В настоящее время доля ветроэнергетики в энергобалансе Европы составляет примерно 5,5%, а к 2010 г. должна достичь 12%. По оценкам промышленных экспертов, многие страны, включая США, Канаду, Великобританию, Германию, Австрию и Данию, легко могли бы обеспечивать 20‑40% своих потребностей в электроэнергии за счет ветряных турбин. В этих странах развитию ветроэнергетики уделяется особое внимание, причем на государственном уровне: с инвестициями, позитивной банковской и налоговой политикой, поощряющей это важное направление энергопроизводства.

 

к. т. н. Е. Н. Ковынев, Р. Н. Кулагин, Г. А. Косулин, инженер Д. А. Шеломенцев 

//www.glavteplotorg.ru

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here