Экономическая целесообразность

Ветроэнергетика позволяет относительно дешево решить проблему энергообеспечения удалённых районов, которые трудно или дорого подключить к общей энергосети. Однако для принятия решения об использовании энергии ветра, как основного источника электроэнергии, необходимо учесть следующее:

Наиболее важные пункты, которые следовало бы знать при выборе ВЭУ:
1. Использование электроэнергии от ветра экономически выгодно при среднегодовых скоростях ветра более 5 м/с, либо при отсутствии или нерегулярной подаче сетевого электричества.
2. Ветроэнергетическая установка, начинающая работать на малых скоростях ветра (до 3 м/с), не будет эффективна, так как при таких скоростях ветра его энергия мала.
3. При работе ветрогенератора в дождь или снег, выдаваемая мощность снижается на 10-30%.
4. Особое внимание стоит уделять не только мощности ВЭУ, но и скорости ветра, при которой эта мощность может быть достигнута. Некоторые производители представляют завышенные показатели. Расчёт мощности введется по формуле, которую способен отдать ветрогенератор с винтом конкретного диаметра. Мощность в основном зависит только от скорости ветра V и диаметра винта D, а все остальные факторы - количество лопастей, их вес, площадь, профиль, крутка, генератор, подшипники и т.д. – имеют второстепенное влияние и при грубом оценочном расчёте их можно не учитывать. Упрощённая формула расчёта реально отдаваемой ветром мощности в зависимости от скорости ветрового потока и диаметра винта:

   кВт, с точностью ±20 % (зависит от КПД винта и генератора).

   При равной мощности ветрогенераторов выбирается та установка, у которой диаметр ветроколеса больше. При выборе ВЭУ принимается во внимание, что наиболее экономически эффективную отдачу мощности при ветровых условиях местности можно получить при двукратной среднегодовой скорости ветра, которая называется номинальной. Для Московского региона

   и

   Для ветрогенератора с диаметром винта 5 м

   

   Таким образом, номинальная мощность не превысит 2 кВт при диаметре винта 5 м, а более мощные ВЭУ с таким же диаметром винта практически никакого выигрыша не дадут, но их цена будет выше.

   Для (в приморских и степных районах), , номинальная мощность будет равна

   ,

   что соответствует ВЭУ с номинальной мощностью 5 кВт и винтом диаметром 5 м.

5. При сравнении цен разных производителей необходимо учитывать состав продаваемого оборудования и его функциональность. Ветроэнергетическая установка - это комплекс взаимосвязанных деталей, куда обязательно входят:
   • ветроэлектрический агрегат – генератор, лопасти, узел крепления к мачте; кроме того, сюда может входить регулятор скорости вращения винта (центробежный, механический) и устройство ориентации на ветер (хвост или виндроза);
   • мачта, которая может быть как специальная, так и сооруженная из подручных средств \водопроводной трубы или столба\. Второй тип мачты используется в целях экономии, так как первый тип достаточно дорогой.
6. При необходимости запаса электроэнергии на случай безветрия необходимо иметь в наличии следующее оборудование:
   • аккумуляторные батареи (автомобильные);
   • блок обработки электроэнергии и зарядки аккумуляторов (Блок ОЭЗА);
   • преобразователь напряжения (инвертор) - 220В/50Гц.

   Стоимость такой комплектации ветрогенератора начинается от 100 тыс. руб. за 1 кВт.

7. При временном безветрии аккумуляторная станция, которая запасает электроэнергию в период повышенных скоростей ветров, обеспечивает энергией закреплённый за ней объект. Однако если ветер слабый в течение длительного времени, а потребление электроэнергии идёт в обычном режиме, то в конечном итоге аккумуляторная батарея разрядится. В районах с невысокой среднегодовой скоростью ветра - до 5 м/с рекомендуется для полной автономности электрообеспечения дополнительно установливать бензоэлектрический агрегат мощностью 2 кВт, который будет заряжать аккумуляторы в период безветрия.
8. Использование ВЭУ для отопления дома экономически целесообразно только при среднегодовой скорости ветра более 5-6 м/с.

(Источник: http://www.strela.punkt.ru/site.xp/051050050.html)

Ориентировочная оценка стоимости ветрогенератора

Для подсчета приближенной стоимости можно применять ценовой стандарт:

Стоимость сооружения сетевой ВЭУ «под ключ» составляет порядка 1 200 евро за один киловатт установленной мощности без учёта стоимости инфраструктуры и подключения к сети.

Например, сооружение ВЭУ мощностью 100 КВт обойдется в 120 000 евро, 1 МВт – 1 млн. евро.

В настоящее время на рынке большое количество предложений реновированных ветрогенераторов. Они, как правило, в 2-3 раза дешевле новых и служат не хуже своим заказчикам. Их применение может значительно уменьшить стоимость объекта.

Пример расчёта индивидуальной ветроэнергоустановки

Среднестатистический житель России потребляет при централизованном электроснабжении примерно 1000-1200 кВт/час электроэнергии в год, которая расходуется на электроплиту, холодильник, источники света и другие бытовые приборы. В течение года оплата электроэнергии составит 50-60 долл. при стоимости 5 центов за 1 кВт/час. За 10 лет оплата электроэнергии составит соответственно 500 – 600 долл. 10 лет – это ресурс работы большинства ветроэнергоустановок. То есть для того, чтобы установка окупилась, она должна стоить не более 500 – 600 долл. и в течение 10 лет вырабатывать 1000-1200 кВт/час электричества в год.

При среднегодовой скорости ветра менее 6 м/с, индивидуальные ветроагрегаты можно вообще не рассматривать. При среднегодовой скорости ветра 10 м/с электричество будет стоить 3 цента за 1 кВт/час, а при скорости ветра 5 м/с стоимость возрастёт до 12 центов. Это стоимость электроэнергии получаемой непосредственно с генератора. Однако пока эта энергия дойдёт от генератора до потребителя она значительно уменьшится. КПД нового автомобильного аккумулятора ёмкостью 55А/час составляет примерно 68%, а к концу гарантийного срока КПД будет уже менее 50%. Закачать в такой аккумулятор можно около 0,6 кВт/часа электричества, а взять с него можно не более 0,4 кВт/часа. Если аккумулятор слишком разрядится, то он будет не пригоден к дальнейшей эксплуатации. Поэтому к устройству накопления энергии нужно добавить автомат-контроль заряда-разряда и стабилизатор напряжения. Для получения стандартного напряжение 220 В понадобится также инвертор. Следовательно, ветрогенератор мощностью 1 кВт со среднего качества, обойдётся в 2500-3000 долл. Потребитель будет получать с него не более 40% электроэнергии. На установку (фундамент, кабель, столбы) можно дополнительно добавить 1500 долл.. 2 аккумулятора, автомат-контроль и инвертор это ещё 700-800 долл. Под аккумуляторы нужно выделить тёплое помещение и через каждые 2 года их нужно заменять на новые.

Вывод: для покрытия указанных в условии затрат электроэнергии при доступности общей энергосети и при приведённых расценках применять ветроэнергоустановку не выгодно.

Введём дополнительное условие в задачу. Предположим, что выхода к общей энергосети нет и подключение её считается заведомо невозможным и нецелесообразным в виду большой удалённости объекта. Потребитель может установить дизельную или бензиновую подстанцию для создания необходимых жилищных условий. При стоимости генератора 400 долл., получаемая мощность около 1-2 кВт. Ёмкость топливного бака варьируется в пределах 10 литров, что хватит на 8 часов непрерывной работы. Для увеличения продолжительности непрерывной работы, требуется дизельный генератор, время работы которого доходит до нескольких суток. Стоимость таких станций начинается от 10000 долл. Также стоит учитывать стоимость топлива и его регулярную доставку.

Из всего видно, что в удалённых от энергосети районах экономически целесообразнее использовать ветрогенераторы.

Предыдущий раздел Содержание

Пройти контрольные вопросы