полный текст (PDF, ~388 КБ)

АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ЭНЕРГЕТИКА
56
ПРОИЗВОДСТВО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА БАЗЕ ЭНЕРГИИ ВЕТРА
П.Ю. Беляков
Профессор Международного института компьютерных технологий, Воронеж
В работе приведен анализ современного
состояния и тенденции развития мировой ветроэнергетики за период с 1996
по 2006 год.
Энергия ветра в масштабе планеты в настоящее время является третьим по значимости среди возобновляемых источников при производстве электроэнергии (3,5% от общей выработки электроэнергетики возобновляемых
источников). Это значительно меньше, чем доля гидроэнергетики (89%) и несколько отстает
от производства электроэнергии с использованием биомассы (5,7%). Но в отличие от этих
двух направлений рост производства электроэнергии на базе энергии ветра значительно динамичнее и составляет в среднем за период с
1996 по 2006 год 28,7% по сравнению с 6,5% в
год для биоэлектроэнергетики и 2% в год для
гидроэнергетики.
Установленная в мире мощность ветроэлектрических установок (ВЭУ) за десятилетие уве-
личилась с 6115 МВт в 1996 году до 72 628 МВт
в 2006 [1].
Количество выработанной электроэнергии в
1996 году было менее 10 ТВт·ч, а в 2006 составило уже 122,3 ТВт·ч, то есть возросло в
12,5 раз за 11 лет.
Производство электроэнергии с использованием энергии ветра (рис. 1) в основном сконцентрировано в Западной Европе (68%) и Северной Америке (16,6%). Оно также представлено в Южной Азии (7,6%) и Восточной и ЮгоВосточной Азии (4,7%). Точечно ВЭУ установлены и в других регионах мира. В девятку лидеров ветроэлектроэнергетики (табл. 1) входят
три государства Европейского сообщества:
Германия (24,9% мирового производства электроэнергии на базе ветра), Испания (19,6%) и
Дания (5%). В свою очередь следует отметить
США (15,2%) и Индию (7,6%). Китай занимает
восьмое место в мире, производя 2,5% от мировой выработки электроэнергии с помощью
ВЭУ.
Рис. 1. Распределение по регионам мира выработки электроэнергии
на базе энергии ветра в 2006 году (рисунок Observ’ER)
electrotech@v-itc.ru
www.v-itc.ru/electrotech
АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ЭНЕРГЕТИКА
Особо следует отметить Данию, лидирующую в мире по установленной мощности ВЭУ
на душу населения (0,579 кВт) [2] и по доле
ветроэлектроэнергетики в общей выработке
электроэнергии (13,7%) в стране.
Рост ветроэнергетики наиболее динамичен
среди всех отраслей электроэнергетики возобновляемых источников.
Некоторые регионы осуществили настоящий
прорыв в данной отрасли (рис. 2).
Рис. 2. Динамика роста выработки
электроэнергии ветрового происхождения
для пяти передовых регионов мира в ТВт·ч
Таблица 1 – Страны, лидировавшие в производстве электроэнергии ветрового происхождения в 2006 году
57
следуя за гидроэнергетикой (+551,1 ТВт·ч), и
опережает прирост производства электроэнергии на базе биомассы (+93,7 ТВт·ч).
Ветроэнергетическая отрасль в настоящее
время является вторым после гидроэнергетики
фактором, сдерживающим увеличение потребления ископаемых топлив при производстве
электроэнергии.
Ниже перечислены основные тенденции
развития ветроэнергетической отрасли.
Производство электроэнергии на базе ветра
четко разделено на два основных направления: маломощные установки для индивидуального пользования и электроснабжения автономных объектов [3] и крупные сетевые ВЭУ.
В разных регионах мира активно ведется
строительство крупных ветропарков в том
числе офшорных, расположенных на континентальном шельфе [4]. Например в 2001 году запущен в эксплуатацию ветропарк Middelgrunden
(Дания) установленной мощностью 40 МВт (20
ВЭУ мощностью 2 MВт); в декабре 2002 года –
ветропарк Horns Rev Danemark общей мощностью 160 МВт (80 ВЭУ мощностью 2 МВт); в
Германии в 2006 году начато строительство
ветропарка Sand Bank 24 проектной мощностью
400 МВт (80 ВЭУ по 5 МВт).
Наряду с тенденцией развития ветропарков
по мере решения проблем технического характера продолжается рост единичной мощности
ветроэнергетических установок. Например в
2002 году фирмой Enercon создана ВЭУ с диаметром ветротурбины 112 метров, развивающая электрическую мощностью 4,5 МВт; а уже в
2004 году фирмой RE Power создан образец с
диаметром ветротурбины 126 метров и электрической мощностью 5 МВт, [5].
В таблице 2 приведены данные по мощностям ВЭУ ведущих мировых производителей.
Таблица 2
А именно: в Западной Европе прирост составил 32,2% (+78 Твт·ч), в Северной Америке
– 19,9% в среднем за год (+17 ТВт·ч); в Южной
Азии – 22,9% в среднем за год (+8,1 ТВт·ч) и в
Восточной Азии – 46,5% (+5,6 ТВт·ч). В других
регионах среднегодовые темпы роста ниже в
связи со значительным отставанием в начале
рассматриваемого десятилетия.
Среди отраслей возобновляемой энергетики
ветроэлектроэнергетика по темпам роста за
десять лет (+112 ТВт·ч) занимает второе место,
Столь высокие результаты получены благодаря систематическому совершенствованию
специально разрабатываемых для ВЭУ
электрических генераторов и мощных полупроводниковых преобразователей электрической энергии, а также достижениям совре-
Электротехнические комплексы и системы управления
№1/2008
АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ЭНЕРГЕТИКА
58
менной аэродинамики (в частности развитию
компьютерного моделирования) и новым материалам.
Состояние Российской энергетики возобновляемых источников, за исключением гидроэнергетики, выглядит значительно скромнее. На
рис. 3 представлена структура производства
электроэнергии в России по видам первичных
источников энергии в конце 2006 года.
Суммарная установленная мощность ветроэлектростанций (ВЭС) России в настоящее
время составляет около 15 МВт. В таблице 3
приведены данные по ныне действующим ВЭС
[6]. Большинство из них используют ВЭУ зарубежного производства, поскольку в начале 90-х
годов двадцатого столетия ветроэнергетическая промышленность СССР практически прекратила свое существование. Возрождение
Российской ветроэнергетики началось в 2000
году. Среднегодовое производство электроэнергии на базе энергии ветра в период с 2000
по 2006 год выросло всего на 3 ГВт·ч.
Таблица 3
Рис. 3
Рис. 4 дает представление о структуре производства электроэнергии в России на базе возобновляемых источников.
Рис. 4
Диаграмма, приведенная на рис. 5, отражает
динамику развития электроэнергетической отрасли России за период с 1996 по 2006 год по
видам первичных источников энергии в процентах. Данные по ветроэнергетике представлены
за период с 2000 по 2006 год.
Рис. 5
electrotech@v-itc.ru
В настоящее время в стадии проектов находятся ряд ВЭС и ветродизельных электростанций (ВДЭС):
- выполнены технико-экономические обоснования для строительства Приморской ВЭС
(Приморский край, 30 МВт), Магаданской ВЭС
(Магаданская обл., 30 МВт); Новороссийской и
Анапской ВЭС (Краснодарский край, 5+5 МВт);
Морской и Валаамской ВЭС (Республика Карелия, 4 и 30 МВТ соответственно);
- выполнены бизнес-планы для Чуйской ВЭС
(Республика Алтай, 24 МВт), Ленинградской
ВЭС (Ленинградская область, 75 МВт), Новиковской ВДЭС (Республика Коми, 10 МВт), УстьКамчатской ВДЭС (Камчатская область, 16
МВт).
Введена в эксплуатацию первая очередь
(1,5 МВт) Заполярной ВДЭС (Республика Коми,
3 МВт).
Начато строительство Калининградской ВЭС
морского базирования мощностью 50 МВт.
Планируется продолжение строительства
Калмыцкой ВЭС с доведением ее мощности до
проектной величины в 22 МВт.
На рис. 6 приведен общий вид самой крупной в истории российской ветроэнергетики ВЭУ
отечественного производства «Радуга-1» мощностью 1 МВт. В отличие от зарубежных образцов, у которых крылья ветроприемника выполняются из армированного пластика, крылья
данной установки выполнены из алюминиевого
сплава. С одной стороны, это позволило значительно облегчить конструкцию, с другой – может послужить источником помех для работы
радаров.
www.v-itc.ru/electrotech
АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ЭНЕРГЕТИКА
59
Литература
Рис. 6. Общий вид Калмыцкой ВЭС
В заключение нельзя не сказать о том, что
Россия обладает мощным ветропотенциалом и
богатыми научными и техническими традициями в данной отрасли. Таким образом, при наличии правильной технической и экономической
государственной политики в области энергетики
возобновляемых источников в нашей стране
имеются все необходимые предпосылки для
поднятия ветроэнергетики на достойный уровень.
1. Observ’ER. La production d'électricité
d'origine renouvelable dans le monde. Collection
chiffres et statistiques. Neuvième inventaire Edition 2007.
2. Systemes Solaires n° 177. Wind Energy Barometer – February 2007.
3. Introduction aux systemes eolienes
autonomes. Ressources naturelles Canada
Division de l’énergie renouvelable et électrique.
Direction des ressources énergétiques.
Site Web : http://www.nrcan.gc.ca/es/erb/reed
4. Aérogénérateurs électriques. Bernard
Multon, Equipe SETE.Master Recherche STS IST
Paris – ENS Cachan 2007.
5. M5000 Efficient. Reliable. Powerful. Multibrid.
Entwicklungsgesellschaft mbH.
Site Web : http:// www.multibrid.com
6. Ветроэнергетика: опыт и перспективы.
Сайт ОАО "ГидроОГК". http://www.gidroogk.ru
Новости
Малая энергетика решает
большие задачи
Его нарушение приводит к потере производительности, простою техники и несоблюдению
графиков строительства. Развитие энергетики
должно опережать темпы жилищного строительства, однако даже в пределах одного города существуют районы с нехваткой мощностей,
а процедура подключения к городским электросетям занимает у застройщиков много времени.
В результате передовые проекты остаются незавершенными, а суперсовременные микрорайоны стоят без света.
Задачу электроснабжения на стройке способны решить альтернативные источники – дизель-генераторы Caterpillar. Они обеспечат
электричеством оборудование на удаленном от
сетей объекте и возьмут на себя аварийное
электроснабжение здания. Ведущим поставщиком дизель-генераторов Caterpillar в Сибирском
регионе является компания «Восточная Техника». В зависимости от вида строительства и
используемого на нем оборудования ее специалисты предложат оптимальное решение по
электроснабжению.
Современная конструкция двигателей дизель-генераторов Caterpillar позволяет существенно снизить расход топлива и стоимость вырабатываемого киловатт-часа. Показателем
качества Caterpillar является возможность повторного использования деталей цилиндропоршневой группы (ЦПГ) после капитального
ремонта двигателя, что продлевает ресурс работы установки и снижает ее себестоимость.
Наибольшим спросом в городском строитель-
Обзоры
ном сегменте пользуются ДГУ Caterpillar до
500 кВт (серия OLYMPIAN), которые используются как основные или резервные источники
электроэнергии. Часто две или три установки
небольшой мощности перебрасывают с объекта на объект или используют в разных частях
площадки. Для строительных работ оптимальна
установка генератора в кожух или контейнер для защиты от пыли, удобства обслуживания и
мобильности. Olympian - это экологичная, надежная и безопасная техника: соответствует
ГОСТ, ISO 9001, Euro2; все движущиеся части
генераторной установки защищены стальным
ограждением. Система охлаждения позволяет
работать при температуре окружающей среды
до +50°С. Наличие подогрева рубашки охлаждения и обмоток генератора обеспечивают быстрый пуск установки зимой. Панель управления содержит все необходимые измерительные
приборы и аварийные датчики, а автомат ввода
резерва запускает дизель-генератор в работу
через несколько секунд после исчезновения
питания в сети. Надежность работы генераторов Caterpillar подтверждена эксплуатацией в
тяжелых климатических условиях. Еще одним
важным преимуществом данного оборудования
является техническая поддержка, осуществляемая специалистами компании «Восточная
Техника» в течение всего срока эксплуатации
ДГУ.
«Восточная Техника» поставляет дорожностроительную технику для компаний Сибири,
она же позаботится о том, чтобы на строительных объектах была электроэнергия.
Электротехнические комплексы и системы управления
com.sibpress.ru
№1/2008