Перспективы развития

Современная ветроэнергетика превратилась за последние 6-7 лет не только в самый быстрорастущий сегмент энергетики, но и сектор генерации, занимающий всё более важное место в структуре энергобалансов многих стран. Достаточно указать, что ветростанции заняли 40% всех новых мощностей энергетики в США. Доля ветроэнергетики в балансе Дании составляет в среднем 20% по выработке. На начало 2009г. суммарная установленная мощность ветроэнергетических станций (ВЭС) составила 129.000 МВт, ввод за 2008 г. составил 27.000 МВт.

Уровень КПД новых ВЭС (коэффициент использования установленной мощности) последних лет ввода находится в интервале 32-37%, наиболее эффективные станции имеют значение этого показателя около 40%. Как известно, это на уровне средних показателей традиционной тепловой энергетики на углеводородах. Современные ветростанции не требуют строительства резервных мощностей, т.к. работают «на сутки вперёд» с вероятностью исполнения заявок 96-97%, т.е. на среднем уровне рынка.

Современные ветростанции участвуют в системном регулировании больших энергосистем, а увеличение доли энергии ВЭС на рынке приводит к снижению цен на рынках энергии.

На рисунке 4.1 представлено распределение инвестиций в возобновляемые источники энергии (ВИЭ). В 2003 году доля ветроэнергетики составила 38%, а по прогнозам специалистов, к 2020 году ВЭС будут производить до 12% мирового потребления электроэнергии и до 25% к 2030 году. Поэтому сегодня ветроэнергетика обеспечивает рост своего рынка в среднем на 25 % в год. При этом, если в 2003 г. общий оборот рынка составил 4 млрд. евро, то в 2008 – 36 млрд. евро.

Рис. 4.1 Распределение инвестиций по видам возобновляемой энергии за 2003г.

В современных ВЭС применено множество технических идей, отвечающих последним достижениям науки.

Неполный перечень уникальных систем и механизмов, обеспечивающих эффективную и безопасную работу ветроэлектростанций:
• система динамического изменения угла атаки (изменяет угол заклинивания лопастей, удерживая тем самым нужный угол атаки);
• система динамического регулирования скорости вращения ветроколеса в зависимости от нагрузки и скорости ветра (выбирает оптимальный режим работы);
• система управления рысканием – электронный флюгер (поворачивает гондолу с ВЭУ по особому закону с учетом доминирующего направления ветра, его порывов и турбуленции);
• система оперативного регулирования магнитного скольжения асинхронного генератора (используются усовершенствованные асинхронные генераторы с ротором «беличья клетка»).

Ещё в 50-е годы ХХ века отечественная ветроэнергетика стремительно набирала темпы (СССР справедливо считался одним из мировых лидеров по производству ветроэнергетических установок), но вскоре приостановила свое развитие в силу принятых в 60-е годы решений.

Возможности нового быстрого роста отечественной ветроэнергетики связаны с уникальным сочетанием благоприятных факторов для её широкого развития:
1. самый большой в мире и хорошо изученный потенциал ветра;
2. законодательные решения, обеспечивающие основу системы поддержки возобновляемой энергетики (ФЗ № 35 в редакции от 4 ноября 2007 г.);
3. наличие большого задела фундаментальных и прикладных исследований в этой области;
4. наличие промышленных мощностей для полной локализации и соответствующей культуры производства в отраслях смежного типа: авиационная (производство лопастей ветроустановок), трубная (изготовление стальных башен-труб – оснований), общее и энергомашиностроение (производство передающего механизма и электрической начинки гондолы ветрогенератора);
5. достаточно высокий уровень образования для «обслуживания» отрасли на всех стадиях;
6. возможность относительно быстро (через 2-3 года) начать строительство ветростанций большой мощности (100 – 1000 МВт), обеспечивая прирост генерирующих мощностей в тысячи мегаватт ежегодно.

Также свой вклад в развитие отрасли вносят и отечественные разработчики. Стоит отметить перспективную и инновационную разработку самарских конструкторов, которая далее будет рассмотрена более подробно.

Поэтому Российская ассоциация ветроиндустрии не только поддерживает распоряжение Правительства РФ от 8 января 2009 г. N 1-р к 2020 г., которое установило, что к 2020 г. в стране должно быть установлено не менее 7.000 МВт мощностей ветростанций, но и считает, что задачи могут быть ещё более амбициозными. Опыт других стран также подтверждает осуществимость таких задач.

Примеры некоторых оригинальных разработок в данной области:
• Концепт ВЭУ компаний Magenn Power Inc. - MARS

  Ветроустановка будет расположена на высоте в 300 метров. Система использует надувной ротор, который находится в небе, не требуя башни, в данном решении требуется только канат.

  

  Горизонтально расположенная турбина принимает потоки воздуха, которые на высоте сильнее, чем внизу, что вызывает вращение турбины и последующее производство электрической энергии, которая по кабелю отправляется вниз, на землю.

  

  Данная система менее опасна для птиц и летучих мышей и, вместе с тем, не мешает пролёту самолётов и вертолётов. Скорость ветра на такой высоте более постоянна.

  (Источник: http://greenbiz.ru/?p=60)

• Революционный ветрогенератор от самарского изобретателя

  Конструкторы из Самары создали уникальную установку, вырабатывающую энергию из ветра. При использовании в городской среде она дешевле, экономичнее и мощнее ныне эксплуатируемых европейских аналогов.

  

  Ветрогенератор Третьякова представляет собой воздухозаборник, который «улавливает» даже относительно слабые воздушные потоки. Новинка начинает вырабатывать полезную энергию уже при скорости 1,4 м/с, а не при традиционных 3–5 м/с. Кроме того, не нужен дорогостоящий монтаж: установку можно ставить на здание, мачту, мост и так далее, а срок эксплуатации у нее в 2-3 раза больше, чем у европейских агрегатов.

  Размеры – высота около одного метра, длина – полтора метра. КПД постоянный, составляет около 52%. Мощность промышленного аппарата 5 Квт. На расстоянии 2 метров шум от ветростанции менее 20 Дб. Для сравнения: шум вентилятора - от 30 до 50 Дб.

  По словам автора изобретения, Виталия Третьякова, использовать традиционные установки очень часто нерентабельно. Паспортная мощность типового агрегата рассчитывается, исходя из силы ветра 12–15 метров в секунду. Именно тогда он дает заявленную производителем мощность. Энергия начинает вырабатываться при силе ветра примерно пять метров в секунду, тогда как среднегодовая скорость ветра по России — четыре метра в секунду. Для примера рассмотрим типовую установку, мощностью 150 киловатт, которая стоит на берегу моря в одном из российских поселков. При той силе ветра, которая фиксируется в этом регионе, агрегат работает на 30–40 процентов мощности. Стоимость одного киловатта установленной мощности 2,5–3 тысячи евро. Плюс дорогостоящий монтаж с закладкой глубокого фундамента и установкой мачты — все это вместе с транспортировкой может увеличивать стоимость на 35–60 процентов. В результате получается, что срок годности такой установки 20 лет, а окупаемость — 26. С учетом всего этого данное изобретение является в полтора раза эффективнее, чем все, что есть сейчас на рынке. К моменту выхода на промышленное производство конструкторы обещают повысить эффективность (при эксплуатации в непосредственной близости к потребителю) до уровня, вдвое превышающего тот, что есть у традиционных установок.

  Свои установки самарские инженеры-конструкторы считают перспективными для операторов сотовой связи, которые либо арендуют, либо устанавливают вышки по всей стране. Также ветрогенераторы можно использовать на аэродромах, пограничных заставах, мостах, в коттеджных поселках. Проявляют интерес к проекту нефтяники и газовики. В итоге, по самым грубым подсчетам, новое изобретение целесообразно было бы использовать на 60 процентах территории страны.

  (Источник: http://www.ecogeek.ru/revolyutsionnyiy-vetrogenerator-ot-samarskogo-izobretatelya/)

Предыдущий раздел Содержание Следующий раздел