С. В. Грибков. Автономные и системные сетевые

Состояние и перспективы развития
возобновляемой энергетики в Южном
Федеральном Округе
г.Ростов на Дону
25 сентября 2008 г.
АВТОНОМНЫЕ И
СИСТЕМНЫЕ СЕТЕВЫЕ
ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ
КОМПЛЕКСЫ ДЛЯ ЮФО
Грибков Сергей Владимирович,
Член-корреспонднт РИА, к.т.н.,
Руководитель департамента ветроэнергетики
Green Light Energy Solutions
Член международной ассоциации ветроэнергетики WWEA
Комитет ВИЭ РосСНИО
1973-1976 годы Западная Европа
Совреме
нная
история
ветроэн
ергетик
и
Ветроэнергетика в СССР
• 1973-1976 годы Западная Европа
• 1932 г СССР-Балаклавская ВЭС 100кВт
• 1941 г. Крымская ВЭС 1 МВт ???
• 60-е годы более 25 000 ветродвигателей
Перспективы развития ветроэнергетики
• В Европе к 2020 году будут вырабатывать до 20% энергии (сейчас 6%)
• В Германии к 2015-2020 годах -20%
• В Дании к 2008 году -25%
•В России к 2020 г. Около 7000 МВт ВЭУ
Экологические аспекты применения ветроэнергетики
• 1 МВт энергии ВИЭ предотвращает выброс
2 тыс.т. CO2, 15 т SO3, 2 т NOx
• Экономия 1-3 тыс.т.у.т.
Перспек
тивы
развити
я
ветроэн
ергетик
и
Перспективы развития ветроэергетики
• В Европе к 2020 году будут вырабатывать до 20% энергии
(сейчас 6%)
• В Германии к 2015-2020 годах -20%
• В Дании к 2008 году -25%
•Россия 2020 год - около 7 000 МВт ВЭУ
Экологический аспект
• 1 МВт энергии ВИЭ предотвращает
выброс 2 тыс.т. CO2, 15 т SO3, 2 т NOx
• Экономия 1-3 тыс.т.у.т.
Ресурсы ветровой энергии в Южном федеральном округе РФ
Валовой ресурс млрд.
кВт·ч
1862,0
Технический ресурс
млрд. кВт·ч
4,6550
Экономический
ресурс млрд. кВт·ч
0,0233
Респ. Дагестан
21126,0
52,8150
0,2641
Респ. Ингушетия
1102,5
2,7563
0,0138
Кабардино-Балкарская
Респ.
1125,0
2,8125
0,0141
Респ. Калмыкия
8349,0
20,8725
0,1044
Карачаево-Черкесская Респ.
1269,0
3,1725
0,0159
Респ. Северная ОсетинскаяАлания
Чеченская Респ.
720,0
1,8000
0,0090
1332,0
3,3300
0,0167
Краснодарский край
5016,0
12,5400
0,0627
Ставропольский край
11637,5
29,0938
0,1455
Астраханская обл.
2910,6
7,2765
0,0364
Волгоградская обл.
7530,6
18.8265
0,0941
Ростовская обл.
6652,8
16,6320
0,0832
Итого:
70633,0
176,58
0,88
Субъект РФ
Респ.Адыгея
Технические характеристики North Wind 100
Премущества установки:




снижение затрат на
топливо и обслуживание
сокращение вредоносных
выбросов в атмосферу
минимизация
риска
энергетических сбоев
полностью
автономная установка
• Класс конструкции турбины:
IEC WTGS Class S
•Проектный норматив турбины
соответствует IEC 61400-1
• Расчетная мощность100 кВт
• Диаметры ротора: 19 м, 20 м, 21 м.
• Высота оси ветротурбины: 25 м, 30, 37 м.
• Система ориентации: против ветра
• Выходное напряжение, частота, число фаз
480 VAC, 50/60 Гц, 3 фазы
• Допустимое отклонение напряжения
энергосистемы:
10-15% напряжения; 50/60 Гц
• Выход станции 115 кВА трансформатор
• Рабочая температура от -40 С° до 50 С°
• Степень защиты
соответствует IEC 61400-1
• Допустимое обледенение
до 30 мм
Весовые характеристики NW-100
Масса лопасти
Масса втулки
Масса ротора
Масса гондолы
Масса поворотной головки
Масса башни высотой 30 м
Масса башни высотой 37 м
350 кг
300 кг
1350 кг
5200 кг
6550 кг
13000 кг
12300 кг
Автоно
мная
ВЭУ
NorthEi
nd 100
Конструкция North Wind 100
Автоно
мная
ВЭУ
NorthEi
nd 100
Автоно
мная
ВЭУ
NorthEi
nd 100
Ветродизельный ветропарк на базе NW 100
Автоно
мная
ВЭУ
NorthEi
nd 100
Установленные ВЭУ North Wind 100
Аляска до
15 МВт
• Касиглук 2 ВЭУ
NW-100/20
• Дельта
Джанктон
•Бразилия
Автоно
мная
ВЭУ
NorthEi
nd 100
Экономический аспект применения в России
•Стоимость дизельного топлива 20-25руб/л
• При северном завозе удорожание в 1,5-2 раза
• Удельный расход 0.26-0.6 л/кВт*час
• Срок окупаемости ВДЭС –от 2-5 лет
Выработка энергии
4 м/с- 70 МВт*ч/год
6 м/с-214 МВт*ч/год
Зависимость
окупаемости (лет)
от коэффициента
использования ВЭУ
по мощности .
Для Ст=36 руб/л.
СИСТЕМ
НЫЕ
СТАНЦИ
И
БОЛЬШ
ИХ
МОЩНО
СТЕЙ
Экономические аспекты применения системных сетевых ВЭУ
1. Надбавка за выработку экологически чистой энергии.
• Киотский протокол 5МВт-70 000 углеродных кредитов.
• Рыночная стоимость 1 углеродной ед. 17-50 долл.США
2. Продажа энергии по льготным тарифам
Окупаемость проекта 300 МВт
1. ВЭУ GE-1,5 – 200 единиц
• Установленная мощность 300
МВт
• Коэффициент использования
мощности Cp=0,32-0,6
• Стоимость 1 ВЭУ 3 800 000
долл.США
• Окупаемость 6,4…3,4 года
2. ВЭУ Clipper Liberty 2,5 – 120
единиц
• Стоимость 1 ВЭУ 5 800 000
долл.США
• Окупаемость 5,9…2,1 года
Сетевая ветростанция GE 1,5 МВт
На сегодняшний день во всем мире установлено более 5 000 таких станций,
98,5% из них находятся в работоспособном состоянии.
Сетевая ветростанция GE 1,5 МВт
Ветрост
анция
GE-1,5
Технические характеристики
Модель
1,5sle
1,5sl
1,5s
1,5se
Мощность ном, МВт
1,5
1,5
1,5
1,5
Vотключения за 600с, м/с 25
20
WZII- 22
WZIII-28
IECI -28
Vрасчетная, м/с
12
12
12
12
Диаметр ротора, м
77
77
70,5
70,5
S ометаемая, м кв.
4657
4657
3904
3904
Частота вращ, 1/с
10.1-20.4
10.1-20.4
11.1-22.2
11.1-22.2
Высота оси вращения,м
61,4-85
6
1,4-100
64,7-100
52,6-64,7
Температура,раб, градус
-30-40…50
Ветрост
анция
GE-1,5
Система контроля GE 1,5 МВт
•Программируемый логический контроллер
•Постоянный мониторинг системы
•Мультипликатор –трехступенчатый планетарный
•Генератор – трехфазный асинхронный с дублируемыми обмотками,
либо синхронный
•Тормозная система
•ЭМП управления углом установа каждой лопасти
•Система ориентации –ЭМП с установом на ветер и раскруткой кабеля
•Конвертор – широтно-импульсный преобразователь на IGBTтранзисторах
Ветрост
анция
GE-1,5
Ветропарк на базе GE 1,5 МВт
Сетевая ВЭС Clipper Liberty 2,5 МВт
Технические характеристики
• Выходная мощность
2500 кВт
Частота вращения ветроколеса
9,6…15,5 об/мин
Расчетная скорость ветра, м/с
14 13,5 13
12,5
Диаметр ротора, м
89
93
96 100
Ометаемая поверхность, м2
6221 6793 7238 7854
Длина лопастей, м
43,2 45,2 46,7 48,7
Скорость ветра трогания ветроколеса, м/с:
4 за 10 мин
Скорость ветра торможения ветроколеса, м/с: 25 за 10 мин
Система регулирования лопастей: 3 сервопривода постоянного тока, с
питанием от аккумуляторов.
Генератор: магнитоэлектрический, синхронный
Номинальная частота вращения генераторов, об/мин: 1133
Ветрост
анция
Clipper
Liberty2,5
Энергоблок Clipper Liberty 2,5 МВт
Генератор
Магнитоэлектрический, синхронный
Номинальная частота вращения генераторов, об/мин
1133
Выходная номинальная мощность генератора, кВт
660
Количество генераторов, шт
4
Выходное напряжение постоянного тока, В
1320
КонтроллерТип4Х,источник напряжения, IGBT транзисторы, 6 пульсный,
инверторы
Выходное напряжение переменное, В
690±10%
Частота, Гц
50±3%
Ветрост
анция
Clipper
Liberty2,5
Сетевая ВЭС Clipper Liberty 2,5 МВт
Нагрузочная способность
Провал напряжения:
-90% от номинального, в течение 3 с
Небаланс напряжения: ±5% от номинального, при включении ±10%
Мультипликатор
Планетарный с выходом на 4 вала
Тормозная система
Дисковая, 4 активных гидравлических колодки
Стояночный тормозная система
Сдвоенный дисковый с активным
гидравлическим приводом
Обслуживание
Один раз в 700 часов, каждые 6 месяцев.
Лифт грузоподъемностью 2т
Башня: 4-х секционная коническая
Высота оси вращения, м: 80 м - стандартная
Сертификаты
Ветрост
анция
Clipper
Liberty2,5
Монтаж
БЛАГОДАРЮ ЗА ВНИМАНИЕ!
E-mail: windec@mail.ru
sgribkov@glesllc.com
WWW.GLESLLC.COM