Ветряные электростанции: принцип работы, плюсы, минусы

electric-220.ru

Чем полезны ветровые электростанции. Устройство, принцип работы, преимущества и недостатки ветряных электростанций

Использовать силу ветра в своих интересах человечество научилось давно. Если на заре прогресса люди не имели представления о массовом перемещении воздуха по земной поверхности, то использовать силу ветра в качестве тягловой силы научились сразу же с появлением первых кораблей. Логичным продолжением дела использования ветра на благо человека стали ветряные мельницы.

Следующий виток заинтересованности в контроле над воздушными массами и приспособлении их к служению человеку произошел на стыке XIX и XX веков. Тогда появился инструмент, преобразующий силу ветра в энергию, то есть ветряная электростанция. Как и во все времена, поводом к ее созданию послужило стремление экономить. В данном случае традиционные топливные ресурсы, которые, оставаясь популярными, постоянно росли в цене.

Но узнать что-либо по внешнему виду – это одно, а понять, как это работает, – совсем другое. Восполним этот пробел.

Принцип действия ветряной электростанции

Ветряная , или инвертор, имеет принцип действия, идентичный с другими ветровыми установками: сила ветра вращает лопасти ветряного колеса, которое передает крутящий момент на вал генератора посредством системы передач. В зависимости от конструкции энергия ветра передается также на электрогенератор или водяной насос.

Знакомый с основами физики человек без труда сообразит, что количество вырабатываемой энергии прямо пропорционально величине диаметра ветрового колеса и размеру его лопастей. Чем больше ветра одновременно будет воздействовать на лопасть, тем сильнее происходит отдача в виде электроэнергии.

Одними размерами решение вопроса получения максимальной отдачи не ограничивается. Воздушные потоки на разной высоте ведут себя неодинаково. Вблизи земли их сила снижается, и скорость замедляется из-за с ландшафта, тормозящего перемещение ветра. Чем выше находится ветряное колесо, тем мощнее поток воздуха, попадающий на него.

Конструкция ветровых электростанций

Ошибочно было бы полагать, что внешне инвертор выглядит исключительно как ветряная мельница на менее обширном основании. В настоящее время различают три основных типа конструкции ВЭС:

1. пропеллерные. Вращающийся вал в данном случае расположен горизонтально относительно направления ветра. Лопасть-стабилизатор с обратной стороны ветрового колеса позволяет всей конструкции перемещать его по направлению ветра. Самый экономичный из всех разновидностей ВЭС. Скорость вращения таких агрегатов обратно пропорциональна количеству лопастей, поэтому оптимальное их число – три штуки. Имеют самый высокий КПД (0,48) энергии ветра;
2. барабанные;
3. карусельные.

В обоих случаях вал, вращающий лопасти, расположен вертикально. Данный тип инверторов монтируется в местах, где направление ветра не имеет большого значения (например, в горах).

Массовое применение инверторов в настоящее время является панацеей сразу от нескольких современных болезней цивилизации (о них чуть ниже). В то же время работа ветряных электростанций зависит от множества факторов, на которые человек повлиять не в состоянии.

Проблемы, связанные с работой ветровых электростанций

Главная проблема – нерегулярность работы поставщика энергии, то есть самого ветра . Ветряные электростанции напрямую зависят от этого фактора, и работа узлов, получающих электроэнергию подобным способом, не может быть непрерывной. Положение усугубляется еще и тем, что сила ветра может служить как на пользу, так и во вред – нарастание силы ветра способно вывести инверторы из строя.

Вывод можно сделать только один: за достижение колоссального экономического эффекта от использования воздушных потоков человечество платит зависимостью от их капризов, труднопрогнозируемых и совершенно непредсказуемых по времени. Напрашивается вопрос о целесообразности их использования и монтажа вообще. Зачем людям такой недобросовестный и непунктуальный помощник, к тому же еще и дикий? Ответ заключен в истории цивилизации, которая уже давно про

realsroier.ru

Ветряная электрическая станция. Принцип работы двигателей ветряной электростанции

Стоит ли покупать ветрогенератор для дома? В регионах с повышенной ветреностью — это хорошее решение для получения энергии. Преимущества: бесплатно, экологически чисто, доступно, не требует топлива. Недостатки: непостоянство источника, шумно, долго окупается, цена.

Составляющие и принцип работы

Принцип ветрогенератора заключается в преображении кинетической энергии ветра в электрический ток. Поток воздуха приводит в движение крылья установки. Внутри турбины электромагнитная система преобразует полученную активность в электричество, которое аккумулируется в батарее.

С помощью инвертора ток из постоянного преобразуется в переменный. Затем он используется в быту и распределяется в доме.

Основными составляющими системы являются:

• генератор;
• лопасти;
• мачта;
• контроллер;
• аккумуляторная батарея;
• инвертор;
• автоматический переключатель источника питания.

Дополнительно также может устанавливаться анемоскоп и датчик направления ветра. В домашних условиях могут не использоваться, чаще используется в станциях средней и большой мощности, в производственных масштабах.

Генератор

Турбина установки вырабатывает переменный ток. С его помощью активность, получаемая от вращения крыльев, преобразуется в электричество. Электромагнитная установка внутри с помощью механического движения магнитов влияет на движение электронов в катушках.

Ток, которые вырабатывается в ходе этого взаимодействия, с помощью контроллера передается на аккумуляторную батарею. Количество вырабатываемой энергии зависит от скорости и силы, стабильности ветрового потока.

Лопасти

На мощность турбины влияет размер этих деталей.

При расчете для установки в доме, фиксируют потребление электричества в месяц. Умножают эту цифру на 12. При потреблении дома в 3600 кВт (300 в месяц) в регионе со средним значением – 5 м/с необходимо использовать длину не меньше 4 м.

AOE = (V3*D2)/7000 (кВт)

D – диаметр ветроколеса ротора,

AOE – сумма потребляемой энергии в год,
V – средняя скорость ветра в регионе.

Если же размер необходимо уменьшить, тогда нужен аппарат с большей мощностью. С помощью формулы можно посчитать (с погрешностью 20%) какую энергию можно получить. Необходимо умножить квадрат диаметра лопастей на куб средней скорости потоков, далее разделить полученное значение на 7000.

То есть если скорость в вашей местности приблизительно 4 м/с, а диаметр деталей 2 метра, тогда (4 3 *2 2)/7000=0,036 кВт электричества получится. Если ветер усилится до 5 м/с, тогда получится 0,071 кВт. Если средняя скорость ветра неизменна, тогда можно на мощность повлиять с помощью длины лопастей.

Если их длинна в два раза больше, тогда при той же скорости мощность увеличивается в 4 раза. Эти расчеты можно использовать при изготовлении станции своими руками.

В таблице представлены данные по расчетам:

Турбина производительностью до 700 Ватт в месяц, с начальной скоростью ветра 2,5 м/с, и номинальной – 8, может выработать 120 кВт электричества при средней скорости — 6. Размер лопастей — 2,7 метра, количество — 3 шт. А налог при мощности от 0-1600 Вт даст месячную выработку в 230 кВт.

Самый распространенный это генератор мощностью 3000 Ватт с 3-мя крылами длинной 3,2 м. Его хватает, чтобы выработать 480 кВт, при скорости 6 м/с. Этого количества достаточно для обеспечения частного дома.

Мачта

Высота мачты влияет на высоту размещения источника получения тока. Чем выше, тем сила ветра стабильнее, а скорость выше. Мачты бывают различной формы. Одним из ключевых факторов безопасности установки является материал, из которого сделана мачта. При сильном ветре ил

ongun.ru

Сколько нужно ветрогенераторов для целого города? — Ноология

Альтернативная энергетика — например, энергия солнца или ветра — дает нам возможность использовать постоянно возобновляемый природный ресурс, добыча которого не вредит окружающей среде и не требует затрат на его извлечение, переработку, транспортировку и так далее. Для получения энергии ветра требуется установка ветрогенератора.

Ветрогенератор, или ветроэнергетическая установка, преобразует ветровой поток сначала в механическую энергию вращения вала, а потом с помощью электрогенератора в электрическую энергию. Когда ветер обтекает лопасти ветроколеса, оно начинает вращаться, и можно получать электроэнергию от данного вида возобновляемой энергии.

Современные ветроэнергетические установки с ветроколесом аэродинамического типа имеют достаточно высокий КПД — в ветроэнергетике он называется коэффициентом использования энергии ветрового потока. Понятно, что мы не можем использовать всю энергию, которая проходит в периметр ветроколеса. Согласно критерию Беца — Жуковского, максимально возможный коэффициент использования энергии ветра составляет 0,59, а современные энергетические установки достигают 0,5. Если его условно представить в виде КПД, то это было бы более 84%. Это очень высокий КПД. Для сравнения: КПД у паровых турбин около 30%, газовых — 34%. Диаметр ветроколеса мощностью 3 мегаватта составляет порядка 100 метров — оно устанавливается на башне высотой от 100 метров.

Почему у ветрогенератора три лопасти

В работе ветрогенератора важным параметром является быстроходность ветроколеса — это отношение линейной скорости конца лопасти к скорости набегающего потока. В результате многочисленных исследований выяснилось, что наиболее эффективно преобразуют энергию ветрового потока ветроколеса, имеющие быстроходность (то есть это отношение), равную 6–7. Таких значений достигают ветроустановки с тремя лопастями. Бывают и однолопастные, и двухлопастные ВЭУ. Часто в американских вестернах можно увидеть ветроагрегаты с большим количеством лопастей, которые довольно медленно вращаются.

Нередко в установках используют системы преобразования частоты вращения (редуктор, иногда это называют «мультипликатор») между ветроколесом и электрогенератором. То есть ветроколесо вращается, например, с частотой 18–20 оборотов в минуту, а редуктор преобразует частоту вращения генератора в тысячу оборотов. Тем самым оптимизируется работа ветроколеса и работа генератора. Однако применение редуктора снижает общий коэффициент полезного действия всего ветроагрегата. Поэтому по возможности нужно иметь такие ветроагрегаты, которые не имели бы редукторов. Сейчас инновации заключаются в более широком применении возможностей силовой электроники при управлении качеством электрического тока и новых типов генераторов, которые позволяют избавиться от редуктора.

Показатели ветроагрегата

Основная проблема повышения эффективности ветроагрегатов — повышение коэффициента использования энергии с помощью ветроколеса. Это широкая сфера для применения новых материалов и новых технологий при изготовлении лопастей для ветроагрегатов.

На заре развития ветроэнергетики лопасти изготавливали из дерева или металла. Они имели очень жесткие характеристики и не позволяли ветроколесу эффективно преобразовывать энергию ветрового потока. Но в дальнейшем стали применять различные полимеры, стеклопластики, композитные и другие материалы. При этом приходилось практически вручную изготавливать ветроколесо. Нужно было тщательно шлифовать поверхности, чтобы шероховатость ветроколеса была как можно меньше для качественного преобразования энергии ветрового потока. Применение синтетических материалов позволяло делать лопасти более эффективными, гладкими, гибкими и упругими, но ручное изготовление значительно более трудоемкое. Думается, в дальнейшем можно будет изготавливать лопасти, в том числе и значительной длины, на основе цифрового проектирования, то есть 3D-моделирования. Компьютерное моделирование позволяет использовать роботизированные системы для изготовления лопастей, которые получаются идентичными друг другу, не требуют специальных систем балансировки и выпускаются сразу с полной готовностью.

С использованием принципов цифрового проектирования и технологий 3D-моделирования мы в нашем научно-образовательном центре «Возобновляемые виды энергии и установки на их основе» Санкт-Петербургского Политеха запроектировали и изготовили лопасть ветроколес для ветроагрегата, адаптированного к низким скоростям ветра. Например, в регионе Москвы, да и во многих других районах срединной части России, среднегодовая скорость ветра на высоте флюгера — около 3,5 метров в секунду, и для этого нужен специальный профиль лопасти. С использованием мощного суперкомпьютера, имеющегося в Политехническом университете, было проведено моделирование и оптимизировано ветроколесо, была построена цифровая модель трехлопастного ветроколеса и распечатана на 3D-принтере. Данная модель была исследована в аэродинамической трубе для подтверждения его характеристик. Затем цифровым способом был создан шаблон, и на его основе было изготовлено ветроколесо диаметром 6 метров для ветроустановки мощностью 2 киловатта. В настоящее время она успешно работает с очень высоким коэффициентом использования энергии ветра— 0,46.

Материал для лопастей подбирается в зависимости от действующих нагрузок. Желательно, чтобы он был также электропроводный, чтобы можно было обеспечивать молниезащиту ветроагрегата, пропуская через лопасть высокие напряжения и гасить их в основании ветроагрегата. Поэтому материалы и конструкция ветроагрегаты должны быть адаптированы к тем условиям, в которых будет эксплуатироваться ветроэнергетическая установка.

Адаптация ветрогенератора

Есть понятие адаптационных мероприятий. При внедрении ветроустановки нужно учитывать те климатические условия, которые могут встретиться при эксплуатации ветроустановки, — особенно актуально это для сегодняшнего освоения Арктики. Ведь кроме низкой температуры могут быть и другие сложности для работы, такие как заиндевение лопастей, резкие, порывистые ветра или вечная мерзлота. Строительство на вечной мерзлоте требует специальных технологий. Внедряя адаптационные мероприятия, мы вносим дополнительные затраты в изготовление этого ветроагрегата. Но при этом он будет работать более длительное время в суровых климатических условиях и больше вырабатывать электроэнергию. Хотя можно пойти по другому пути: останавливать работу ветроагрегата в период экстремальных условий и недовырабатывать энергию, а потом снова запускать.

Резкие порывы ветра влияют на характер преобразования ветровой энергии, поскольку ветроколесо в порывах стремится раскрутиться больше или, наоборот, меньше. Происходят колебания напряжения и частоты вращения, и это негативно влияет на качество электроснабжения. Сейчас существуют электротехнические комплексы, которые позволяют компенсировать колебания параметров электрического тока, — так называемые системы полного преобразования электрической энергии. В этом случае первоначальная некачественная энергия инвертируется сначала в постоянный ток, а потом конвертируется снова в переменный с требуемыми параметрами электрической сети. Тем самым ветроустановка не вносит диссонанса в работу энергосистемы.

Электроэнергия ветрогенератора

Ветрогенератор диаметром 6 метров имеет мощность 2 киловатта. В частном доме установленная мощность электрооборудования — 10 киловатт. Но они, как мы понимаем, работают не все одновременно. Есть какой-то график нагрузки энергопотребления. Поэтому для автономного или частного энергоснабжения, например, ветроагрегат мощностью 10 киловатт в условиях среднегодовой скорости ветра порядка 5 метров в секунду может обеспечить частный дом электроэнергией. И конечно, должен быть какой-то аккумулятор энергии, чтобы перераспределять энергию в периоды несовпадения прихода и потребления.

Для сетевого энергоснабжения большой мощности ветрогенераторы всегда устанавливаются совместно и образуют ветропарки. Мощность сетевых ветропарков достигает сотен мегаватт. Этого достаточно, чтобы обеспечить электричеством целый город.

Очевидно, самое главное для работы ветроустановки — наличие ветра. Эффективно использовать энергию ветра там, где его среднегодовая скорость на высоте флюгера превышает 4,5–5 метра в секунду. Конечно, в маловетреных местах устанавливать ветроагрегат нерационально, поскольку он большую часть времени будет простаивать. Другой важный показатель — это диаметр ветроколеса, который характеризует возможную мощность ветрового потока. Ветер со скоростью 10 метров в секунду дает мощность примерно 300 ватт с квадратного метра. Следовательно, если мы хотим иметь 3 киловатта, то диаметр ветроколеса должен быть не менее 20 метров, поскольку используется только половина от всей энергии.

Есть разные принципы работы ветроэлектростанций для производства электроэнергии. Для крупных сетевых ветропарков они, как правило, работают параллельно с сетью и выдают столько энергии, сколько позволяет ветровой поток. Аккумулированием энергии занимается системный оператор. Он заботится о том, чтобы был какой-то резерв мощности, который нужно будет подключать для компенсации недовыработки ветростанции. Если же говорить о работе в автономной энергосистеме, где ветроагрегат является основным генерирующим оборудованием, то, конечно, в ней нужно использовать какие-то системы аккумулирования энергии, для того чтобы в часы недовыработки передавать ее в сеть. Можно использовать электрохимические аккумуляторы. Но могут быть и совсем другие схемы. Для больших объемов аккумулирования — 1000 и более мегаватт в час — могут быть использованы гидроаккумулирующие электростанции, которые потребляют электроэнергию, когда она в избытке, и отдавать, когда она в дефиците.

В настоящее время на рынке аккумулирующих систем 92% занимают именно гидроаккумулирующие электростанции. Другой вариант — воздушное аккумулирование ветровой энергии: когда образуется избыток энергии от работающих ветроагрегатов, с помощью систем привода компрессоров воздух закачивается в подземные емкости, а когда нужно производить энергию, подключается воздушная турбина, которая производит электрическую энергию. Существуют также схемы — например, сверхпроводящие индукционные накопители и суперконденсаторы.

Преимущества и перспективы ветроэнергетики

Главное преимущество — использование возобновляемого ресурса, дарованного природой, который ничего не стоит. Также это экологически чистый источник энергии, поскольку он практически не загрязняет окружающую среду. А те загрязнения, которые он вносит, например шумовые, поддаются расчету и оптимизации с точки зрения размещения на местности. Еще одно преимущество — это распределенная система генерации, то есть несколько установок в разных местах вместо одной большой. Скажем, если происходит какая-то авария, выход из строя одного из таких агрегатов не наносит никакого ущерба при эксплуатации энергосистемы. Безусловно, есть и недостатки, связанные с тем, что все-таки это низкопотенциальный ресурс, который требует для своего извлечения достаточно материалоемкие и высотные конструкции.

Однако очевидно, что направление ветроэнергетики является очень перспективным, ведь в настоящее время установленная мощность ветростанций в мире составляет более 500 миллионов киловатт, а ежегодный прирост мощности — более 10–15%.

Виктор Елистратов

Поделиться ссылкой:

Похожее

noologia.ru

Мощность ветряной электростанции. Ветряные электростанции и электрогенераторы. Основные виды ветрогенераторов и их особенности

– устройства специальной конструкции, в которых энергия ветра преобразуется в электрическую. С каждым днем они становятся популярнее. Использующие природные, а главное, возобновляемые источники энергии, удобные и простые ветроэлектростанции, так называемые ветряки, являются прекрасной альтернативой традиционным электростанциям, особенно в частных домах.

Использование энергии ветра

Ветряные мельницы, а точнее принцип их действия, были незаслуженно забыты в двадцатых годах прошлого века. Впрочем, силу ветра не использовали и тогда для получения электрической энергии. Она приводила в действие жернова мельниц, использовалась в качестве движителя для парусных судов, позднее запускала насосы для закачки воды в резервуары, то есть превращалась в механическую энергию.

Ветроэнергетика начала стремительно развиваться в конце шестидесятых годов прошлого, XX столетия. В это время стало катастрофически не хватать традиционных энергоносителей, кроме того, они резко поднялись в цене, все острее становились экологические проблемы, связанные с их использованием.

Способствовал использованию альтернативных источников электроэнергии, в том числе силы ветра, и технический прогресс. Появились новые высокопрочные и достаточно легкие материалы, позволяющие возводить башни до 120 м высотой и огромные лопасти.

Ветра, дующие во многих регионах планеты, в состоянии вращать турбины электростанции с достаточной скоростью, чтобы обеспечивать энергией частные дома, небольшие фермы или школы в сельской местности.

Но в любой бочке меда найдется хотя бы одна ложка дегтя. Ветер невозможно подчинить, он не дует всегда, тем более в одном направлении и с одинаковой скоростью. Технический прогресс не стоит на месте. Если сегодня ветряные электростанции для частного дома, вырабатывающие сотни киловатт электроэнергии, уже не являются большой редкостью, то завтра, может быть, повседневностью станут и станции мощностью в десятки мегаватт. Во всяком случае, уже есть ветроэлектростанции, мощность которых составляет 5 мВт и больше.

Преимущества и недостатки ветроэлектростанций

Ветряные электростанции обладают кроме использования бесплатной энергии ветра и независимости от внешних источников электроэнергии еще несколькими весомыми преимуществами. Не существует экологической проблемы хранения и утилизации отходов, да и сам способ получения энергии один из самых экологичных. Не говоря уже о том, как эстетично выглядит ветряк на фоне неба, достоинством его можно считать, что установка может быть как стационарной, так и передвижной.

Кроме того, сегодня уже можно подобрать ВЭС подходящей модели и мощности или использовать установку, сочетающую использование нескольких источников энергии, традиционных и альтернативных. Это может быть дизель- или солнечно-ветряная электростанция.

ВЭС имеют и недостатки. Во-первых, они шумные настолько, что крупные установки в ночное время приходится отключать. Во-вторых, создают зачастую помехи для воздушных сообщений или радиоволн. В-третьих, их нужно размещать на поистине огромных площадях. И есть еще один существенный недостаток лопастных конструкций – их нужно отключать во время массовых сезонных перелетов птиц.

Типы ветроэлектростанций

По функциональности электростанции ветряные можно разделить на стационарные и передвижные, или мобильные. Мощные стационарные установки требуют проведения целого комплекса подготовительных работ, но они в аккумуляторных батареях способны накапливать достаточное для использования в безветренную погоду количество электроэнергии.

Передвижные электростанции проще по конструкции, неприхотливы, их легко устанавливать и просто эксплуатировать. Обычно они используются для питания электроприборов или в путешествиях.

По конструкции различают крыльчатые и роторные ветроэлектростанции.

По месту установки ВЭС бывают:

• наземные. Они устанавливаются на возвышенностях и наиболее распространены на сегодняшний день;
• прибрежные. Строятся в прибрежной зоне морей и океанов, где из-за неравномерного нагревания суши и воды постоянно дуют ветры;
• оффшорные. Строятся в море на расстоянии 10-15 км от берега, где постоянно дуют морские ветры;
• плавающие. Они тоже располагаются примерно на таком же расстоянии от берега, как и оффшорные, но на плавающей платформе.

По сферам применения электростанции ветряные бывают промышленные и бытовые.

Крыльчатые ВЭС

Уже привычными стали крыльчатые ВЭС, которые лидируют на рынке ветроэнергетики. На высокой мечте устанавливается лопастной механизм с горизонтальной осью вращения, преимущественно трехлопастной, и его мощность зависит от размаха лопастей. Максимальной скорости вращения такой агрегат достигает, когда лопасти перпендикулярны ветровому потоку, поэтому в его конструкции предусмотрено устройство автоматического поворота оси вращения в виде крыла стабилизатора на малых и электронной системы управления рысканием на более мощных станциях.

Различаются между собой крыльчатые ветроэлектростанции в основном количеством лопастей. Они могут быть многолопастными, двухлопастными, даже с одной лопастью и противовесом.

Роторные ВЭС

Роторные, или карусельные, электростанции ветряные имеют вертикальную ось вращения и не зависят от направления ветра. Это важное преимущество, если используются приземные рыскающие воздушные потоки. Минусом ВЭС такой конструкции является использование многополюсных генераторов, которые работают на малых оборотах и не имеют широкого распространения.

Эти установки тихоходны и, как следствие, не созд

elecmaster.ru

виды, примерные цены, изготовление своими руками Ветряная энергоустановка

Полностью автономные ветряные электростанции с выработкой электроэнергии свыше 100кВт/ч.

Серьезный подход к обеспечению энергонезависимости для среднего и крупного бизнеса, а также для коллективного ипользования в удаленных жилых районах.

Ветряные электростанции мощностью более 100 кВт следует рассматривать, как производственное подразделение в составе комплекса энергообеспечения объектов жилого или промышленного назначения или как самостоятельное предприятие. В обоих случаях следует принимать во внимание факторы, определяющие особенности применения:

• Ветрогенератор, в случае использования в качестве элемента системы автономного энергоснабжения, должен иметь дублирующий элемент, который подстрахует систему. Чаще всего это дизельгенератор, который должен запускаться в автоматическом режиме при падении напряжения в сети из-за отсутствия ветра. Для стабильной работы системы требуется точный учет мощности и структуры потребителей (активной и реактивной составляющих переменного тока). Кроме этого, необходимо решать вопросы применения; избытка электроэнергии, которая может возникать при неравномерной нагрузке в течение дня. Это может быть аккумулятор тепла (часть системы отопления и ГВС) или аккумуляторная станция достаточной емкости.
• Ветрогенератор мощностью 100 кВт и более, используемый в виде дополнительной генерирующей установки, должен иметь коммутирующее устройство, которое переключает режимы: потребления (подпитки) из центральной сети и отдачи в сеть избытков энергии. Потребуется договор с энергоснабжающей компанией и приборы учета.

Ветряная электростанция большой мощности может быть эффективным долговременным вложением средств при правильном расчете затрат и сроков окупаемости проекта. Область применения не ограничивается электроснабжением жилых объектов. Эффективность вложений резко повышается при использовании ветроэлектростанции на 100 кВт и более для энергоснабжения потребителей не требовательных к характеристикам тока: для обогрева и освещения теплиц, осве

metinvest-ekb.ru

Как в Беларуси добывают «зелёные» киловатты за счёт ветра

Альтернативные способы выработки энергии постепенно развиваются и в нашей стране. Так, в ближайшее время недалеко от Новогрудка планируют построить целый ветропарк. Окупается ли установка ветряков, и сколько энергии они производят? Корреспонденты портала TUT.BY посетили частную ветряную установку в Могилёвской области и единственный государственный ветряк около Новогрудка.

«Умные» ветряки

Могилёвская область считается лидером по количеству ветрогенераторов в республике, рассказывает учредитель могилевского ООО «Тайкун» Дмитрий Шевчук. Здесь насчитывается уже более 20 ветряков, принадлежащих различным организациям. Однако именно «Тайкун» начал развивать в регионе «зелёную» энергетику 5 лет назад.

Все установки, принадлежащие предприятию, – серийные модели, произведённые в Германии, Дании, Голландии. Энергию вырабатывают ветрогенераторы, у которых всего 2 скорости: для ветра менее и более 8 м/с. При ветре более 25 м/с срабатывает тормозная система. Также есть установка, у которой не предусмотрены тормоза, – она была одной из первых. Когда ветер сильный, меняется угол атаки лопастей к ветру.

Каждый ветряк имеет множество степеней защиты. Даже если сломается поворотный механизм, ветряк не превратится в «вентилятор» и не улетит.

Скорость ветра, его направление, а также такие технические параметры, как обороты редуктора, количество производимой энергии и прочее, можно контролировать удалённо не только с компьютера, но даже с телефона и планшета – диспетчеру и Дмитрию на телефон приходит сообщение с оповещением. Это сделано для безопасности.

«Систему можно на расстоянии перезагружать, управлять ею вручную. Есть, конечно, ситуации, когда специалист должен присутствовать. Например, по определённому графику делают плановые осмотры, по необходимости меняют масло, фильтры. В основном же машина работает автономно», – отмечает специалист.

Одна установка на 1 мегаватт – для двухсот квартир

Электричество, вырабатываемое с помощью ветра, напрямую поступает в сеть потребителям. Все кабели скрыты под землей. «Зелёные» киловатты у частников, которые занимаются альтернативной энергетикой, покупает государство. В Могилёве это возложено на «Могилевэнерго».

«Чем больше электроэнергии вырабатывает ветряк, тем меньше газа необходимо сжечь на ТЭЦ для производства электроэнергии. И наоборот. Но это не значит, что чем сильнее ветер, тем лучше: когда его скорость превышает 17 м/с, установка работает с перегрузом, но это не критично. Минимальная скорость ветра, при которой ветряк будет производить электроэнергию, должна быть 2,8-3 м/с», – поясняет Дмитрий Шевчук.

Чем выше ветрогенератор, тем больше шанс «поймать» ветер. На высоте 100 метров, например, он есть практически всегда и везде, говорит собеседник. Под Могилевом большинство ветряков – высотой от 50 до 70 метров. В Горках «Тайкун» также поставил две установки-«семидесятки» мощностью 1 мегаватт каждая. За месяц один ветрогенератор мощностью 1 мегаватт может в среднем произвести электроэнергию, равную потреблению 200 квартир за это же время. Количество произведённой энергии, вырабатываемой альтернативными источниками, не влияет на тарифы для населения. Их устанавливает не «Белэнерго», а Министерство экономики.

Туманные перспективы

Несмотря на очевидные плюсы от получения электричества из ветра, экономию валюты государства, сохранение экологии, уменьшение энергетической зависимости от стран-соседок, в этой отрасли не все так гладко.

Один ветрогенератор стоит огромных денег – только его перевозка из Германии обойдется в 40-50 тысяч евро. А работы по монтажу и установке, прокладке всех коммуникаций будут стоить едва ли не столько же, сколько сам ветряк.

Есть вопросы и к законодательству. Отношения между государственными энергетиками и частными фирмами, получающими энергию из альтернативных источников, не совсем простые. В европейских странах закон в этой отрасли соблюдается более чётко. К тому же в некоторых из них добыча энергии таким способом поощряется даже среди населения, в некоторых – дотируется государством.

«Самые первые наши ветрогенераторы работают уже около 5 лет, некоторые близки к окупаемости, – говорит Дмитрий. – Все ветряки ставят там, где среднегодовая скорость ветра составляет более 4 м/с. Поставить ветропарк под Могилевом можно, однако мы этого делать пока не собираемся: будем действовать только в рамках заключённого с Республикой Беларусь инвестдоговора. Если исполнение закона об альтернативной энергетике на всех уровнях улучшится, развиваться можно. Да и желание на это есть».

Новогрудская возвышенность – перспективное место, одно из самых высоких в стране – около 320 метров над уровнем моря. Ветряк полностью автономный, информация о его работе выводится на пульты диспетчеров в Лиде и Новогрудке, а на месте он ничем не огорожен: рядом лишь установлена камера видеонаблюдения. Последний раз персонал приезжал сюда в феврале из-за мелкой неисправности, которая не прерывала работы.

Установку в 2011 году строила китайская фирма HEAG. Чтобы ее построить, из России привозили 500-тонный кран – тогда такого ещё не было в Беларуси, рассказывает начальник службы подстанций Лидских электрических сетей Сергей Кумпяк.

«Лопасти начинают крутиться уже при 3 м/с, а при 11 м/с установка выходит на номинальную мощность – 1,5 МВт, – объясняет специалист. – Если ветер дует со скоростью 25 м/с в течение 10 минут, то ветряк сам сложит лопасти и остановится. При ветре от 35 м/с хватит и трёх секунд, чтобы ветряк прекратил работу».

Хотя ветряк кажется гигантским, его мощности хватит на 700-1000 одновременно работающих электрочайников: весь Новогрудок одной установкой обеспечить никак нельзя. Так, зимой городу нужна подача мощности около 9 МВт – в 6 раз больше, чем может выработать ветряк.

Будущий ветропарк под Новогрудком: шесть «китайцев» и один «европеец»

Ветряк под Новогрудком до сих пор остается самым большим и мощным в Беларуси, а также единственным государственным. Но скоро рядом с гигантом появятся другие: тут давно планируется создать целый ветропарк. Уже заключен контракт с китайской фирмой, внесена предоплата, и к концу этого или началу следующего года должно быть готово пять новых установок, также планируется установить европейский ветряк со средств международного проекта по линии Минприроды. Он будет мощнее на 2 МВт.

По расчетам, ветряк должен окупить себя за 7 лет, но, учитывая стоимость монтажных работ и высокий налог на землю, реально установка окупится примерно за 12 лет. При этом срок работы – 20 лет.

Электросети обязаны покупать выработанную альтернативным способом энергию у частных лиц дороже. По подсчетам Сергея, если бы такой ветряк установил частник, то, продавая энергию государству по завышенным тарифам, он заработал бы за год около 1,5 млн долларов.

Перадрук матэрыялаў магчымы пры абавязковай наяўнасці зваротнай і актыўнай гіперспасылкі.

otgrodno.greenbelarus.info