Наверх

Ветрогенерация

1 Сентября 2011

Еще вчера использование энергии ветра было редкой и вынужденной мерой, применявшейся для автономного электроснабжения небольших удаленных объектов. Сегодня ветроэнергетика — уже не экзотика, а стремительно развивающаяся отрасль, достигшая значительного объема выработки электроэнергии и высоких показателей эффективности.

Мировой объем ветрогенерации растет высокими темпами — еще десять лет назад суммарная мощность всех ветрогенераторов в мире составляла всего 17 ГВт, а уже в 2009 году этот показатель составил 154 ГВт. Эта цифра вполне сравнима с электрогенерацией всей России, которая составляет 210 ГВт. Между тем, прогноз мировой ветрогенерации на 2020 год — уже 900 ГВт.

Современные ветрогенераторы — высокотехнологичные сооружения, поражающие своим масштабом. Оборудование размещается в гондоле размером с двухэтажный дом и устанавливается на мачте высотой около сотни метров. Лопасти ротора достигают 65 метров в длину и делаются из стекловолокна и углепластика. Все элементы конструкции генератора оснащены датчиками, контролирующими износ, и, когда подходит время, узел меняют превентивно, не дожидаясь его поломки.

Только в прошлом году в Европе было установлено около 5 000 ветрогенераторов мощностью 2-5 МВт каждый. В странах ЕС это направление превратилось в бизнес с оборотами в десятки миллиардов евро, тем более, что многие европейские государства напрямую дотируют производство «зеленой» электроэнергии, а сами ветрогенерирующие компании субсидируются на протяжении всего периода окупаемости проекта.

Несмотря на то, что пока «зеленая» энергия дороже обычной, по прогнозам экономистов к 2015 году цены на электроэнергию, полученную ветропарками и тепловыми станциями, сравняются, а в дальнейшем энергия, полученная при помощи ветра, станет даже дешевле.

К сожалению, в России суммарная выработка электроэнергии при помощи ветрогенераторов составляет пока менее 17 МВт. Для сравнения стоит напомнить, что мощность лишь одного современного ветрогенератора может доходить до 5 МВт. А в ветропарке их, обычно, десятки.

Существует несколько предубеждений против использования ветрогенерации в нашей стране:

  • У нас нет ветра. Однако, исследования показывают, что Россия обладает самым высоким в мире ветропотенциалом. В европейской части РФ КИУМ станций можно довести до 30%, а в районах Крайнего Севера — до 40%.
  • Российские сети не приспособлены для получения электричества от ветростанций. Это так, однако, существуют обширные планы строительства новых сетей, которые могут быть совместимы с новым видом электрогенераторов.
  • Ветрогенераторы ослабляют и изменяют воздушные потоки. Метеорологи утверждают, что основной перенос воздушных масс идет на высотах от 5 км и ветропарк площадью 4 кв. км не способен серьезно повлиять на движение воздуха, идущего значительно более широким фронтом.
  • Шум и вибрация от ветрогенераторов плохо влияют на живые организмы. Такая проблема существовала ранее, однако, каждое новое поколение ветрогенераторов все тише и безопаснее. За последние десять лет скорость вращения ротора снизилась в три раза (с 40 до 12–13 об/мин), а кроме того, генераторы стали ставить на мачты высотой до 120 м. И сегодня в Европе, с ее строжайшими экологическими ограничениями, рядом с ветропарками массово строят жилые дома.

Места для создания ветропарков:

Сегодня более 70% ветропарков размещается на суше и всего четыре-пять лет назад в Европе стали развиваться ветропарки морского базирования. Такое решение было связано как с тем, что в плотно заселенных странах ЕС на суше мало свободного места, так и с тем, что морской ветер обладает большей плотностью, и это позволяет повысить КИУМ станции. Таким образом, станция, стоящая на воде, дороже в установке, но имеет большую отдачу. И по прогнозам экспертов к 2020 году доля морских ветропарков составит уже 45%.

Не стоят на месте и отечественные разработки. В частности, ученые Российского Нового Университета разработали ветроэнергетическую установку на базе ветропанелей. В отличие от пропеллерных ВЭУ, ветропанель занимает мало места и почти бесшумна. Мощность одного модуля площадью 2 кв. м. и весом 20 кг составляет 200 Вт, а коэффициент использования ветра на 30% выше, чем в традиционных установках. При этом ветропанель малоинерционна и работает при скорости ветра от 3 м/с, утилизируя энергию шквалов и порывов ветра, не требует подстройки под направление ветра, устойчива и надежна (при выходе из строя одного модуля, остальные продолжают работать). Ветропанель производится из доступных материалов и, по словам создателей, при серийном производстве имеет небольшую себестоимость. Ветропанели могут использоваться для автономного энергоснабжения как в удаленных районах, так и в густонаселенной местности — возле жилья, поскольку не опасны для человека и окружающей среды.

Материал подготовлен по информации: www.energoacademy.ru и www.popmech.ru