1.5. Коммерческая состоятельность проекта

Начальные капитальные затраты на осуществление проекта составят 11 400 000 рублей, из которых 8 000 000 руб. будут составлять собственный капитал предприятия, а 3 400 000 руб. будут привлечены за счет лизинга, расчет по которому планируется произвести в течение 60 месяцев.

Анализ значений рассмотренных показателей финансовой эффективности проекта позволяет сделать следующие выводы:

• Проект способен полностью окупить инвестиции и принести прибыль;

• Проект является привлекательным для инвестирования;

• Проект позволит создать прибыльное предприятие с использованием инновационных технологий ультразвуковой обработки.

1.6. Характеристика инновационного продукта

Данный проект охватывает 2 инновационных продукта в одной системе: генератор и маховик.

Назначение: Выпускаемая ВЭУ является автономным источником энергии необходим в первую очередь для обеспечения электричеством небольших поселков, находящихся в дали от линии электропередачи (ЛЭП), и предприятий с мало производственной мощностью.

1.7. Технико-экономические показатели

Для начала надо определиться с современными реалиями и задачами внедрения ВЭУ. Уже сейчас использовать ВЭУ с маховиковым накопителем энергии не только экологично, но и материально выгодно, так как затраты на эксплуатацию ВЭУ значительно ниже затрат на эксплуатацию генератора с ДВС.

Основной довод против ВЭУ - малый запас энергии на маховике. Этот недостаток, компенсируется тем фактом, что энергопотребление происходит циклично, «днем – пик, ночью – спад». Поэтому можно реализовать оптимальный режим накопления и расхода энергии.

1.7.1. Определим основные характеристики ВЭУ.

Ветрогенератор (ветроэлектрическая установка или сокращенно ВЭУ) — устройство для преобразования кинетической энергии ветра в электрическую.

Ветрогенераторы можно разделить на две категории: промышленные и домашние (для частного использования). Промышленные устанавливаются государством или крупными энергетическими корпорациями. Как правило, их объединяют в сети, в результате получается ветряная электростанция. Её основное отличие от традиционных (тепловых, атомных) — полное отсутствие как сырья, так и отходов. Единственное важное требование для ВЭС — высокий среднегодовой уровень ветра. Мощность современных ветрогенераторов достигает 7,5 МВт.

Мощность ветрогенератора зависит от скорости ветра и ометаемой площади,

где — V скорость ветра, — плотность воздуха, S— ометаемая площадь.

Мощности ветрогенераторов и их размеры

Параметр	1 МВт	2 МВт	2,3 МВт
Высота мачты	50 м — 60 м	80 м	80 м
Длина лопасти	26 м	37 м	40 м
Диаметр ротора	54 м	76 м	82,4 м
Вес ротора на оси	25 т	52 т	52 т
Полный вес машинного отделения	40 т	82 т	82,5 т

Экологические аспекты ветроэнергетики

Выбросы в атмосферу

Ветрогенератор мощностью 1 МВт сокращает ежегодные выбросы в атмосферу 1800 тонн СО2, 9 тонн SO2, 4 тонн оксидов азота.

По оценкам Global Wind Energy Council к 2050 году мировая ветроэнергетика позволит сократить ежегодные выбросы СО2 на 1,5 миллиарда тонн.

Влияние на климат

Ветрогенераторы изымают часть кинетической энергии движущихся воздушных масс, что приводит к снижению скорости их движения. При массовом использовании ветряков (например в Европе) это замедление теоретически может оказывать заметное влияние на локальные (и даже глобальные) климатические условия местности. В частности, снижение средней скорости ветров способно сделать климат региона чуть более континентальным за счет того, что медленно движущиеся воздушные массы успевают сильнее нагреться летом и охлаждаться зимой. Также отбор энергии у ветра может способствовать изменению влажностного режима прилегающей территории. Впрочем, учёные пока только разворачивают исследования в этой области, научные работы, анализирующие эти аспекты, не дают количественную оценку воздействия широкомасштабной ветряной энергетики на климат, однако позволяют заключить, что оно может быть не столь пренебрежимо малым, как полагали ранее.

Вентиляция городов

В современных городах выделяется большое количество вредных веществ, в том числе от промышленных предприятий и автомобилей. Естественная вентиляция городов происходит с помощью ветра. При этом описанное выше снижение скорости ветра из-за массового использования ВЭУ может снижать и вентилируемость городов. Особенно неприятные последствия это может вызвать в крупных мегаполисах: смог, повышение концентрации вредных веществ в воздухе и, как следствие, повышенная заболеваемость населения. В связи с этим установка ветряков вблизи крупных городов нежелательна.

Шум

Ветряные энергетические установки производят две разновидности шума:

механический шум — шум от работы механических и электрических компонентов (для современных ветроустановок практически отсутствует, но является значительным в ветроустановках старших моделей)

аэродинамический шум — шум от взаимодействия ветрового потока с лопастями установки (усиливается при прохождении лопасти мимо башни ветроустановки)

В настоящее время при определении уровня шума от ветроустановок пользуются только расчётными методами. Метод непосредственных измерений уровня шума не даёт информации о шумности ветроустановки, так как эффективное отделение шума ветроустановки от шума ветра в данный момент невозможно.

Источник шума	Уровень шума, дБ
Болевой порог человеческого слуха	120
Шум турбин реактивного двигателя на удалении 250 м	105
Шум от отбойного молотка в 7 м	95
Шум от грузовика при скорости движения 48 км/ч на удалении в 100 м	65
Шумовой фон в офисе	60
Шум от легковой автомашины при скорости 64 км/ч	55
Шум от ветрогенератора в 350 м	35—45
Шумовой фон ночью в деревне	20—40

В непосредственной близости от ветрогенератора у оси ветроколеса уровень шума достаточно крупной ветроустановки может превышать 100 дБ.

Примером подобных конструктивных просчётов является ветрогенератор Гровиан. Из-за высокого уровня шума установка проработала около 100 часов и была демонтирована.

Законы, принятые в Великобритании, Германии, Нидерландах и Дании, ограничивают уровень шума от работающей ветряной энергетической установки до 45 дБ в дневное время и до 35 дБ ночью. Минимальное расстояние от установки до жилых домов — 300 м.

Низкочастотные вибрации

Низкочастотные колебания, передающиеся через почву, вызывают ощутимый дребезг стекол в домах на расстоянии до 60 м от ветроустановок мегаваттного класса.

Как правило, жилые дома располагаются на расстоянии не менее 300 м от ветроустановок. На таком расстоянии вклад ветроустановки в инфразвуковые колебания уже не может быть выделен из фоновых колебаний.

Обледенение лопастей

При эксплуатации ветроустановок в зимний период при высокой влажности воздуха возможно образование ледяных наростов на лопастях. При пуске ветроустановки возможен разлёт льда на значительное расстояние. Как правило, на территории, на которой возможны случаи обледенения лопастей, устанавливаются предупредительные знаки на расстоянии 150 м от ветроустановки.

Кроме того, в случае легкого обледенения лопастей были отмечены случаи улучшения аэродинамических характеристик профиля.

Визуальное воздействие

Визуальное воздействие ветрогенераторов — субъективный фактор. Для улучшения эстетического вида ветряных установок во многих крупных фирмах работают профессиональные дизайнеры. Ландшафтные архитекторы привлекаются для визуального обоснования новых проектов.

В обзоре, выполненном датской фирмой AKF, стоимость воздействия шума и визуального восприятия от ветрогенераторов оценена менее 0,0012 евро на 1 кВт·ч. Обзор базировался на интервью, взятых у 342 человек, живущих поблизости от ветряных ферм. Жителей спрашивали, сколько они заплатили бы за то, чтобы избавиться от соседства с ветрогенераторами.

Использование земли

Турбины занимают только 1 % от всей территории ветряной фермы. На 99 % площади фермы возможно заниматься сельским хозяйством или другой деятельностью, что и происходит в таких густонаселённых странах, как Дания, Нидерланды, Германия. Фундамент ветроустановки, занимающий место около 10 м в диаметре, обычно полностью находится под землёй, позволяя расширить сельскохозяйственное использование земли практически до самого основания башни. Земля сдаётся в аренду, что позволяет фермерам получать дополнительный доход. В США стоимость аренды земли под одной турбиной составляет $3000-$5000 в год. Источник энергии Удельный показатель площади земельного участка, требующейся для производства 1 млн кВт·ч за 30 лет (м²)

Геотермальный источник	404
Ветер	800—1335
Фотоэлектрический элемент	364
Солнечный нагревательный элемент	3561
Уголь	3642

Таблица: Удельная потребность в площади земельного участка для производства 1 млн кВт·ч электроэнергии

Вред, наносимый животным и птицам. Причины гибели птиц (из расчёта на 10 000) штук

Дома/ окна	5500
Кошки	1000
Другие причины	1000
ЛЭП	800
Механизмы	700
Пестициды	700
Телебашни	250
Ветряные турбины	Менее 1

Популяции летучих мышей, живущие рядом с ВЭС на порядок более уязвимы, нежели популяции птиц. Возле концов лопастей ветрогенератора образуется область пониженного давления, и млекопитающее, попавшее в неё, получает баротравму. Более 90 % летучих мышей, найденных рядом с ветряками обнаруживают признаки внутреннего кровоизлияния. По объяснениям учёных, птицы имеют иное строение лёгких, а потому менее восприимчивы к резким перепадам давления и страдают только от непосредственного столкновения с лопастями ветряков

Использование водных ресурсов

В отличие от традиционных тепловых электростанций, ветряные электростанции не используют воду, что позволяет существенно снизить нагрузку на водные ресурсы.

Типы вертротурбин

По способу расположения оси вращения выделяют два основных типа ветротурбин: с вертикальной осью вращения и с горизонтальной, а также другие менее распространенные типы.

Горизонатально-осевые ветроустановки

Ветро-турбины (пропеллеры) с горизонтальной осью вращения - одни из самых распространенных благодаря традициям, сложившимся за годы развития ветроэнергетики.

К достоинствам такого типа ветряных установок следует отнести высокие энергетические показатели, так как практически вся энергия набегающего потока превращается в полезную. КПД установок данного типа самый высокий.

К их недостаткам следует отнести высокую парусность лопастей и ограниченные возможности по её изменению. Поэтому мачту такой установки приходится делать довольно массивной, способной выдерживать значительные ветровые нагрузки. То же относится и к прочности лопастей. Большая разница скоростей ветра (от штиля до урагана) заставляют конструкторов закладывать в них избыточный предел прочности. В связи с этим происходит увеличение массы, как мачты, так и лопастей.

Ещё один недостаток присущий этому типу ветроустановок - необходимость точной ориентации лопастей, перпендикулярно ветровому потоку, что в свою очередь усложняет её кинематическую схему. Поэтому горизонтально-осевые установки ставят в местах, где направление ветра хорошо известно.

Рис.1. Горизонтально-осевые ветроустановки.

Вертикально-осевые ветроустановки

Установки с вертикальной осью вращения лишены проблемы ориентировки на ветер. Одни из них получили признание за счет низкой стартовой скорости (1-2 м/с), но не широко распространены благодаря низкому КПД. Сегодня вертикально-осевые установки могут "ловить" порывы ветра, что фактически повышает их эффективность. А чем больше эффективность, тем меньше стоимость ветроустановки за счет сокращения расхода материалов на ее производство.

Рис. 2. Вериткально-осевые ветроустановки.

Установки роторного и роторнощелевого типов

В данной работе мы будем использовать ветротурбину с горизнтальной осью вращения, ибо:

1. Ветроустановки с горизонтальной осью вращения имеют КПД до 50% в то время как ветроустановки с вертикальной сью вращения имеют КПД до 40% при 59% как максимально возможный теоретически.

2. На ветроколеса с вертикальной осью вращения уходит намного больше материалов и следовательно возрастает их стоимость.

3. Ветроустановки с горизонтальной осью вращения проще купить.

Ветроэнергетика. Проблемы, поиск, решение:

Энергию ветра в России использовали давно. Представьте хотя бы четверть миллиона ветряных мельниц, которые в досоветские годы ежегодно перемалывали почти 40.000.000 тонн зерна. В начале прошлого века основоположник современной гидроаэродинамики Николай Жуковский разработал теоретическое обоснование для высокопроизводительных ветроустановок. Уже в 1929 году в Курске дала ток первая в мире ветроэлектрическая станция мощностью 8 кВт.

Еще через два года была построена ветряная станция мощностью 100 кВт для снабжения энергией Севастополя. В начале 50-х дело поставили на поток - в СССР производили по 9000 ветро-энергетических установок в год. Однако чуть позже бурное развитие гидро-энергетики и нефтедобычи дало миру более дешевые и эффективные источ-ники мегаватт. Ветроэнергетические программы в СССР были свернуты.

Глобальное соревнование с водой, нефтью и атомом возобновляемые источники энергии (ветер, солнце, приливы и т.п.) проигрывают до сих пор. Прежде всего, потому, что альтернативная энергетика - удовольствие дорогое. Себестоимость 1 кВт/ч 'ветряного электричества' с учетом расходов на покупку, установку и эксплуатацию соответствующего оборудования в России от 6 до 18 рублей в зависимости от регионов. Для сравнения, госэнергетики продает 1 кВт/ч за 2 - 4 рублей.

По данным Международного энергетического агентства (IEA), при существующем росте энергопотребления (а оно удваивается каждые 10 лет) человечеству хватит имеющихся запасов угля на 250 лет, нефти - на 40, а природного газа - на 65 лет. На фоне надвигающегося дефицита традиционных топливных ресурсов во многих странах стремятся к использованию возобновляемых источников энергии, разрабатывают технологии их получения.

Наиболее безопасным из них является ветроэнергетика. Ресурсы ветроэнергетики чрезвычайно велики и широко распространены, в том числе и в России. Предпочтительность ветроэнергетике отдается еще и потому, что по сравнению с другими источниками использование данного ресурса является традиционным. Согласно статье 'Энергию дает ветер' Я.Б. Улановского и Ю.А. Кашфразиева, опубликованной в научно-публицистическом журнале РАН 'Наука в России' (№ 2/2007), в развитых странах ветроэнергетика - это самостоятельная, быстроразвивающаяся отрасль промышленности. Государства, заинтересованные в развитии ветроэнергетики, стимулируют этот процесс, вводя особые льготы. В России проблемам развития ветроэнергетики уделяется недостаточно внимания, тем не менее, закрывать на них глаза нельзя.

Хотя традиционные источники дают необходимое количество электроэнергии, сильное удорожание, в последнее время, делает их использование все менее экономически выгодным. Конкурентоспособность ветроэнергетики объясняется еще и тем, что в России огромное количество людей проживает в удаленных деревнях, хуторах, либо обслуживают отгонные пастбища и вообще не могут воспользоваться электричеством из-за его дороговизны в силу трудностей с доставкой топлива. И широкое применение автономных ветрогенераторов сдерживается только их высокой ценой, которую можно снизить только за счет новых технических решений и организации серийного производства. Что мы подразумеваем, говоря о становлении отечественной ветроэнергетики как отрасли промышленности? Это прежде всего открытие новых и модернизация существующих производств, подготовка кадров, создание общероссийских стандартов и норм, сертификационных центров.

В сельской местности России до 75 - 80 % электроэнергии используется для нагрева воды и отопления помещений. Для производства тепла ВЭУ зарубежного изготовления не приспособлены, поскольку не предусматривают возможности подключения генератора ветроагрегата к электронагревательным приборам

Перспективы использования автономных ветроэлектрических установок в России велики. Они предопределяются тем, что более 70% территории страны находятся в зоне децентрализованного энергоснабжения, где единственным источником энергии являются дизельные или бензиновые электростанции. На Крайнем Севере России проживает более 10 млн. человек. Более 3 млн. живет в 5993 населенных пунктах. Ежегодный расход топлива в регионе составляет 6-8 млн т. Себестоимость вырабатываемой электроэнергии достигает 10 - 12 руб. за кВт/час. Зарубежный опыт эксплуатации ветродизельных установок показывает, что при использовании электроэнергии для бытовых целей и производства тепла можно сократить расход дизельного топлива в два - три раза и значительно снизить себестоимость вырабатываемой энергии.

Ветрогенераторы применяются в самых различных местах. Это открытые территории с хорошим ветропотенциалом, поля, острова, мелководье, горы.

Из-за энергетической политики в России, ветрогенератор обходится дешевле, чем подключение к существующим сетям или доставка дизельного топлива, это объясняет постоянно возрастающую популярность ветрогенераторов в нашей стране.

Ветрогенераторы позволяют сэкономить до 80% затрат на дизельное топливо в тех местах, где дизель-генераторы являются основным источником электроэнергии. Следовательно, экономятся расходы на хранение и транспортировку дизельного топлива и энергоснабжение объектов, где применяются ветрогенераторы, становится более независимым от случайных факторов.

Ветрогенераторы значительно снижают затраты на энергетический комплекс по сравнению с традиционными источниками электроэнергии.

Ветрогенераторы современных конструкций позволяют использовать экономически эффективно энергию ветра. С помощью ветрогенераторов сегодня можно не только поставлять электроэнергию в 'сеть' но и решать задачи электроснабжения локальных или островных объектов любой мощности.

Назначение

Ветроэнергетическая установка (ВЭУ) предназначена для автономного электроснабжения потребителей, не имеющих доступа к сетям централизованного электроснабжения /загородных домов, фермерских хозяйств, застав, объектов телекоммуникаций и т.п/., однофазным переменным током напряжением 220В частотой 50Гц.

Среднемесячные скорости ветра на территории РФ:

4-6 м/с - Европейская часть России,

6-8 м/с - Северный Кавказ, Поволжье, СЗФО,

Более 8 м/с - Арктическое, Тихоокеанское побережье, Краснодарский край.

Треть электроэнергии в мире к середине текущего столетия может производиться за счет энергии ветра. При этом цены на энергию, производимую за счет ветра, падают с ростом объемов её производства. Единичные мощности ветряков выросли за последние 30 лет с 20 кВт до 3000 кВт для серийных машин и до 5 МВт для пилотных ветро-энергетических установок (ВЭУ). При этом стоимость единицы установленной мощности ветряков за это же время уменьшилась с $5000 до $600 за киловатт. Для сравнения: стоимость строительства атомных мощностей составляет около $2000 за киловатт, станций на газе - около $600 за киловатт и это без учета стоимости топлива и экологических издержек.

Признавая преимущества ветроэнергетики перед энергетикой на ископаемом топливе, правительства различных стран мира - от США до Китая - все больше поддерживают и развивают её, в том числе на законодательном уровне. Российское же правительство пока рассматривает ветроэнергетику и любую другую возобновляемую энергетику как неустойчивый способ производства электроэнергии, не способный составить конкуренции ископаемому и ядерному топливу. 'Российские энергетики до сих пор относятся к энергии ветра как к 'маргинальной' отрасли энергетики, как будто они не знают, на какой уровень она поднялась в европейских странах и США', - говорит вице-президент Всемирной ассоциации ветровой энергетики Григорий Сергеевич Дмитриев.

Ветроэнергетика начала развиваться в России в 30-х годах прошлого столетия. Сегодня экономически доступный потенциал всей возобновляемой энергетики в России оценивается примерно в 30% от общего энергетического баланса. Однако до сих пор в нашей стране введено лишь 15 МВт крупных ветростанций, и их доля в электрическом балансе менее 0,01%. Развивать ветроэнергетику, в первую очередь, нужно вдоль арктического побережья, в прибрежных районах Дальнего Востока и Европейской части страны, в степных районах Поволжья, уральских степях и на Северном Кавказе. Сейчас в районах северного завоза, где электричество производят в основном дизельные двигатели, цена киловатт-часа достигает 10-18 рублей. При этом по оценкам экспертов, строительство ветряка можно достаточно быстро окупить при стоимости электроэнергии от 2,5-3 рублей за киловатт-час. Выгоды очевидны.

Технический потенциал ветровой энергии России оценивается свыше 50 000 миллиардов кВт·ч/год. Экономический потенциал составляет примерно 260 млрд кВт·ч/год, то есть около 30 процентов производства электроэнергии всеми электростанциями России.

Установленная мощность ветровых электростанций в стране на 2006 год составляет около 15 МВт.

Одна из самых больших ветроэлектростанций России (5,1 МВт) расположена в районе поселка Куликово Зелноградского района. Её среднегодовая выработка составляет около 6 млн кВт·ч.

На Чукотке действует Анадырская ВЭС мощностью 2,5 МВт со среднегодовой выработкой более 3 млн. кВт·ч, параллельно станции установлен ДВС, вырабатывающий 30 % энергии установки.

Также крупные ветроэлектростанции расположены у деревни Тюпкильды респ. Башкортостан (2,2 МВт). В Калмыкии в 20 км от Элисты размещена площадка Калмыцкой ВЭС планировавшейся мощностью в 22 МВт и годовой выработкой 53 млн кВт·ч, на 2006 на площадке установлена одна установка «Радуга» мощностью 1 МВт и выработкой от 3 до 5 млн. кВт·ч.

В республике Коми вблизи Воркуты строится Заполярная ВДЭС мощностью 3 МВт. На 2006 действуют 6 установок по 250 кВт общей мощностью 1,5 МВт. На о.Беринга действует ВЭС мощностью 1,2 МВт.

В Цимлянском районе Ростовской области установлена Маркинская ВЭС мощностью 0,3 МВт. В Мурманске действует установка мощностью 0,2 МВт.

Началось строительство «Морского ветропарка» в Калининградской области мощностью 50 МВт. В 2007 году этот проект был заморожен.

Исполняется «Программа развития ветроэнергетики РАО „ЕЭС России“». На первом этапе начаты работы по созданию многофункциональных энергетических комплексов (МЭК) на базе ветрогенераторов и двигателей внутреннего сгорания. На втором этапе будет создан опытный образец МЭТ в посёлке Тикси — ветрогенераторы, мощностью 3 МВт.

Как пример реализации потенциала территорий азовского моря можно указать Новоазовскую станцию действующей на 2007 год мощностью в 20,4 МВт.

Перспективы использования автономных ветроэлектрических установок в России велики. Они предопределяются тем, что более 70 % территории страны находятся в зоне децентрализованного энергоснабжения, где единственным источником энергии являются дизельные или бензиновые электростанции.

На Крайнем Севере России проживает более 10 млн. человек. Более 2,5 млн. живет в 6493 населенных пунктах. Ежегодный расход топлива в регионе составляет 6–8 млн. т. Себестоимость вырабатываемой электроэнергии достигает 8–10 руб./кВтч. Зарубежный опыт эксплуатации ветродизельных установок показывает, что при использовании электроэнергии для бытовых целей и производства тепла можно сократить расход дизельного топлива в два–три раза и значительно снизить себестоимость вырабатываемой энергии.

Практически все эксперты признают экономическую целесообразность внедрения в России новых ветряных установок. В то же время сегодня существует ряд барьеров для развития, внедрения и широкомасштабного использования ветроэнергетики в России. Это отсутствие государственной поддержки и программы развития ветроэнергетики, отсутствие стимулов для инвестирования в отрасль, неразвитость инфраструктуры и низкое количество квалифицированных кадров.

Одним из самых главных тормозов развития как альтернативной энергетики в целом, так и ветряной, в частности является необоснованное мнение об их экономической неэффективности, по крайней мере в РФ, с ее запасами органических, ядерных и водных энергоресурсов.

Перспективы ветряной энергетики.

Объем инвестиций в ветроэнергетику, рассматриваемый в предлагаемых сценариях, сделан на основе ежегодной оценки с учетом снижения удельной стоимости 1 кВт установленной мощности, рассмотренного ранее.

Согласно Исходному сценарию, годовой объем инвестиций в ветроэнергетику составит 10,7 миллиардов евро к 2010 году, увеличится до 21,2 миллиардов евро к 2030 году и достигнет пика в 2050 году - 28,8 миллиардов евро.

Согласно Умеренному сценарию, годовой объем инвестиций в ветровую энергетику достигнет 18,2

миллиардов евро к 2010 году, увеличится до 62,4 миллиардов евро к 2020 году. Пик инвестиций придется на 2040 год – 74,9 миллиардов евро.

Согласно Оптимистичному сценарию, годовой объем инвестиций составит 23,2 миллиардов евро к 2010 году и достигнет пика к 2020 году со 141 миллиардом евро. Затем начнется медленный спад и к 2050 году объем инвестиций составит 112,1 миллиардов евро в год.

Правительством Канады установлена цель к 2015 году производить 10% электроэнергии из энергии ветра.

Европейским Союзом установлена цель: к 2010г. установить 40 тыс. МВт ветрогенераторов, а к 2020 году - 180 тыс. МВт. В Испании в 2011г. будет установлено 20 тыс. МВт ветрогенераторов. Германия планирует к 2020 году производить 20% электроэнергии из энергии ветра, а Великобритания — 10% - к 2010г.

В Китае принят Национальный План Развития. Планируется, что установленные мощности Китая должны вырасти до 5 тыс. МВт к 2010 году и до 30 тыс. МВт к 2020г.

Индия к 2012г. увеличит свои ветряные мощности в 4 раза в сравнении с 2005г. К 2012 году будет построено 12 тыс. МВт новых ветряных электростанций.

Новая Зеландия планирует производить из энергии ветра 20 % электроэнергии.

Международное Энергетическое Агентство International Energy Agency (IEA) прогнозирует, что к 2030г. спрос на ветрогенерацию составит 4 800 гигаватт.

Суммарная мощность всех ветроэнергетических установок России составила в 2009 году только 17-18 МВт (столько в мире устанавливается за 6 часов) или 0,008% от электрогенерирующих мощностей РФ (220 ГВт).

По экспертным оценкам, технический потенциал (под потенциалом отрасли нами понимается средний годовой объем энергии, содержащийся в данном виде энергоресурса при полном ее превращении в полезно используемую энергию) ветровой энергии России оценивается свыше 6000 млрд. кВтч/год. Экономический потенциал составляет примерно 31 млрд. кВтч/год. Россия - одна из самых богатых в этом отношении стран - самая длинная на Земле береговая линия, обилие ровных безлесных пространств, большие акватории внутренних рек, озер и морей - все это наиболее благоприятные места для размещения ветропарков.

Важность развития ветроэнергетики в нашей стране определяется тем, что 70% территории России, где проживает 10% населения, находится в зоне децентрализованного энергоснабжения, которая практически совпадают с зоной потенциальных ветроресурсов (Камчатка, Магаданская область, Чукотка, Сахалин, Якутия, Бурятия, Таймыр и др.).

Внедрение новых ветроэнергетических мощностей происходит в России достаточно медленными темпами: на конец 2005 года их было - 14 МВт, 2006 - 15,5 МВт, 2007 - 16,5 МВт. В среднем темпы прироста составляют 8% в год - это один из самых низких показателей в мире, в Китае, для сравнения, он составляет ~ 60%, США ~ 30%, Испании ~ 20%.

Используемый ветрогенератор

Описание ветрогенератора

Производительность генератора	0-110000 Вт
Начальная скорость ветра	3,5 м/с
Номинальная скорость ветра	13 м/с
Полный вес ветрогенератора	7900 кг
Цена ветрогенератора	165 500 USD

Эта ветроустановка предназначена для регионов со средним ветропотенциалом.

Производительность ветрогенератора

Месячная выработка энергии	23000 кВт в месяц при средней скорости ветра 6 м/с
Производительность генератора	0-110000 Вт
Напряжение ветрогенератора	380 Вольт
Максимальная сила тока	230 Ампер
Рекомендуемые аккумуляторы	400 шт. 12В 200Ач
Напряжение после инвертора	380 Вольт 50 Гц

Характеристики ветрогенератора

Количество лопастей	3 шт.
Диаметр ротора	18 метров
Материал лопастей	FRP (композитный материал - фибергласс)
Тип ветрогенератора	PMG (на постоянных магнитах)
Защита от ураганного ветра	AutoFurl (автоматическая)
Высота мачты	25 метров
Контроллер заряда	AIC (автоматический)
Рабочая температура	от -45 до +60 C

Рис. 3. Внешний вид ветрогенератора EuroWind 100.

В комплект ветрогенератора EuroWind 100 входит:

Турбина ветрогенератора, Лопасти ветрогенератора, Крепления ветрогенератора, Поворотный механизм, Контроллер заряда, Анемоскоп и датчик ветра, мачта.

Дополнительно можно заказать:

Аккумуляторы, Инвертор, АВР, Дизель-генератор, Монтаж установки, Доставку зарубеж, Страховку.

Рис. 4. Зависимость вырабатываемой мощности от скорости ветра.

1.7.1.2. Выбор генератора

В мировой энергетике наблюдается повышенный интерес к использованию электротехнических комплексов генерирования электроэнергии (ЭКГ), работающих с применением нетрадиционных возобновляемых источников энергии. Это обусловлено, с одной стороны, ухудшением экологической обстановки. Другая причина распространения ЭКГ - проблемы с энергоснабжением удаленных регионов. В России 12% населения проживает в регионах, которые не подключены к централизованной энергосистеме. В качестве источников электроэнергии там применяются, в основном, дизель - генераторы.

К ЭКГ, использующим нетрадиционные возобновляемые источники энергии, относятся: малые гидроэлектростанции (МГЭС), ветроэнергетические установки (ВЭУ) и др.

Особенностью рассматриваемых объектов малой энергетики является переменная частота вращения вала приводного движителя (ПД) (турбины МГЭС, ветроколеса ВЭУ, вала отбора мощности ВГУ). Стабилизация параметров генерируемой электроэнергии (амплитуды и частоты напряжения) - одна из основных технических задач при создании таких ЭКГ.

Электрическим генератором называется любое устройство, предназначенное для преобразования механической энергии в электричество. Это может быть паровая машина, водяная или ветряная установка особой конструкции, атомный реактор или двигатель внутреннего сгорания.

В настоящее время в промышленности используется множество различных электрогенераторов, которые различают по типу первичного двигателя (турбинные, гидравлические и дизельные генераторы). Генераторы различаются по виду выхода электрического тока, (в зависимости от того, постоянный или переменный ток вырабатывается, причём генераторы постоянного тока могут быть вентильными или коллекторными, а генераторы переменного тока подразделяются на однофазные и трёхфазные). Генераторы также подразделяются по способу возбуждения — магнитному, внешнему или самовозбуждению, которое бывает последовательным, параллельным и смешанным.

В ряде стран для преобразования энергии в установках возобновляемой энергетики (особенно в микроГЭС и ветроэнергетике) нашли широкое применение асинхронные генераторы. Так же асинхронные генераторы ввиду своей надежности могут применяться как источники переменного тока в мобильных объектах, прежде всего в летательных аппаратах. Идея использования асинхронного генератора для автономных систем давно привлекает внимание исследователей. Опыт показывает, что для ГЭС с малыми установленными мощностями асинхронные машины в генераторном режиме имеют существенные преимущества по сравнению с синхронными генераторами. Это связано в первую очередь с низкой стоимостью, простотой конструкции и эксплуатации в нормальных режимах, стойкостью к внешним авариям, значительным ресурсом.