Экономическая целесообразность - ситуация в России

↑ вверх

Проекты ВЭС, работающих на сеть, для условий, например, очень ветреного Приморья окупаются за 5-7 лет, системы «ветро-дизель» — за 2 года.

В дальнейшем сроки окупаемости ветроэлектростанций будут сокращаться.

Россия обладает мощным ветроэнергетическим потенциалом, оцениваемым в 40 млрд кВт/ч электроэнергии в год, поэтому работа больших и малых ВЭС на огромных российских пространствах могла бы быть высокоэффективна.

Такие районы, как Обская губа, Кольский полуостров, большая часть прибрежной полосы Дальнего Востока, по мировой классификации относятся к самым ветреным зонам.

Среднегодовая скорость ветра на высоте 50-80 м, где располагаются ветроагрегаты современных ВЭС, составляет 11-12 м/с., притом, что «золотым» порогом ветроэнергетике считается скорость ветра 5 м/с (это связано с окупаемостью станций).

Но, несмотря на благоприятные природные условия и большую привлекательность ветроэнергетики, в России до сих пор нет ни огромных ветропарков, ни единичных ВЭС вокруг сельских поселков и дачных участков.

Основная причина — отсутствие инвестиций и законодательной базы.

Что касается цен, то разрыв между российскими и западными ветряками очевиден.

Ветроустановка мощностью 5 кВт российской сборки стоит 12,5 тыс. евро. Зарубежная, с учетом доставки и таможенного оформления, — уже больше 40–60 тыс. евро.

 

Дополнить или исправить

ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИЙ В ВЕТРОЭНЕРГЕТИКЕ

↑ вверх

Департамент Энергетики США (DoE) финансирует разработки и испытания ветрогенераторов мощностью 5-8 МВт как для наземного использования, так и для установке в море.

Норвежская компания Hydro разработала плавающие ветрогенераторы для морских станций большой глубины.

Hydro планирует запустить демонстрационную версию мощностью 3 МВт в ближайшем будущем. Компания планирует в будущем довести мощность турбины до 5 МВт, а диаметр ротора — до 120 метров. Аналогичные разработки ведутся в США.

Компания Magenn разработала аппарат легче воздуха с установленным на нём ветрогенератором.

Аппарат поднимается на высоту 120-300 м.

Нет необходимости строить башню и занимать землю. Аппарат работает в диапазоне скоростей ветра от 1 м/с до 28 м/с. Он может перемещаться в ветряные регионы или быстро устанавливаться в местах катастроф.

Компания Windrotor предлагает новую очень эффективную конструкцию ротора мощной турбины, позволяющую значительно увеличить его размеры и коэффициент использования энергии ветра.

Предполагается, что эта конструкция станет новым поколением роторов ветровых турбин.

Департамент Энергетики США (DoE) в конце 2007 г. объявил о готовности финансирования строительства особо малых (до 5 кВт) ветрогенераторов персонального использования.

В мае 2009 г. в Германии был запущен в эксплуатацию первый ветрогенератор, установленный на гибридной башне компании Advanced Tower Systems (ATS).

Нижняя часть башни высотой 76,5 м построена из железобетона. Верхняя часть высотой 55 м построена из стали. Общая высота ветрогенератора (вместе с лопастями) составляет 180 м.

Увеличение высоты башни позволит увеличить выработку электроэнерии до 20%.

 

Дополнить или исправить

ВЛИЯЮЩИЕ ФАКТОРЫ: «ЗА» И «ПРОТИВ»

↑ вверх

РЕЛЬЕФ ЗЕМЛИ

На ветровые ресурсы влияет рельеф земли и наличие препятствий, расположенных на высоте до 100 м.

СЕЗОННЫЕ ФАКТОРЫ

Энергия ветра также подчинена сезонным изменениям погоды: более эффективная работа ВЭУ зимой и менее — в летние жаркие месяцы.

ПЛОТНОСТЬ ВОЗДУХА

Количество энергии, произведенной за счет ветра, зависит от плотности воздуха, от площади, охваченной лопастями ветротурбины при вращении, а также от куба скорости ветра.

При нормальном атмосферном давлении и при температуре 15ºС плотность воздуха составляет 1,225 кг/м3.

Однако с увеличением влажности плотность воздуха слегка уменьшается. Из-за того, что зимой воздух более плотный, ветрогенератор будет вырабатывать зимой больше энергии, чем летом, при одинаковой скорости ветра.

ВЫСОТА ВЕТРОВЫХ ПОТОКОВ

Очень важным фактором, влияющим на производительность ВЭУ, является ее месторасположение.

Скорость ветра возрастает с высотой. Поэтому большинство ВЭУ имеют высокие башни.

Чем выше турбина относительно вершин соседних препятствий, тем меньше они заслоняют ветер. Однако, в некоторых случаях влияние препятствий может ощущаться на расстоянии от земли, в пять раз превышающем их высоту.

Если препятствие выше всего лишь на половину высоты ВЭУ, то определить его влияние трудно из-за сложной геометрии взаимодействия с ветром.

МАТЕРИАЛЫ ВЕТРЯКА

Существуют ограничения по пределу прочности некоторых материалов, используемых в конструкции башни, поэтому высота большинства башен ограничена приблизительно до 30 м.

На ветростанциях ВЭУ устанавливаются на расстоянии, равном от 5 до 15 диаметров ротора. Это необходимо для того, чтобы избежать взаимного влияния турбулентности, возникающей на лопастях соседних ВЭУ.

СКОРОСТЬ ВЕТРА

Скорость ветра является наиболее важным фактором, влияющим на количество энергии, которое ВЭУ может преобразовать в электроэнергию.

Большая скорость ветра увеличивает объем проходящих воздушных масс. Поэтому с увеличением скорости ветра возрастает и количество электроэнергии, выработанной ВЭУ. Энергия ветра изменяется пропорционально кубу скорости ветра.

Таким образом, например, если скорость ветра удваивается, кинетическая энергия, полученная ротором, увеличивается в 8 раз.

Природные ветровые условия постоянно изменяются, меняется также и скорость ветра. Конструкция ВЭУ рассчитана для работы при скорости ветра в диапазоне 3 — 30 м/сек.

Более высокая скорость ветра может разрушить ВЭУ, поэтому большие ВЭУ оснащены тормозами.

СДВИГ ВЕТРА

В промышленности также существует такое понятие как сдвиг ветра. Оно описывает процесс уменьшения скорости вихревых потоков по мере их приближения к поверхности земли.

Сдвиг ветра также необходимо учитывать во время проектирования ВЭУ.

Так, если ветротурбина имеет большой диаметр ротора, но высота ее башни незначительна, то в результате ветер, воздействующий на конец лопасти, находящейся в верхней позиции, будет иметь максимальную скорость, а ветровой поток, воздействующий на конец лопасти, находящейся внизу, будет минимальным, что может привести к разрушению ВЭУ.

ШУМ

Законы, принятые в Англии и некоторых странах Европы, ограничивают уровень шума от работающей ветряной энергетической установки до 45 дБ в дневное время и до 35 дБ ночью. Минимальное расстояние от установки до жилых домов — 300 м.

ВИЗУАЛЬНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ

Визуальное воздействие ветрогенераторов — субъективный фактор. Для улучшения эстетического вида ветряных установок во многих крупных фирмах работают профессиональные дизайнеры.

Ландшафтные архитекторы привлекаются для визуального обоснования новых проектов.