kurs

ВЕТРОЭНЕРГЕТИКА

Преобразование ветровой энергии

Общий ветроэнергетический потенциал Земли равен 1200 ТВт.

Ветроустановка при среднегодовой удельной мощности воздушного потока, например, в 500 Вт/м2 (скорость ветра 7 м/с), преобразует в электроэнергию около 175 Вт/м2.

Однако не вся энергия воздушного потока может быть использована. Теоретически коэффициент полезного использования (КПИ) энергии воздушного потока равен 59,3 %. Максимальный КПИ энергии ветра в реальном ветроагрегате равен приблизительно 50 %, что достигается только при оптимальной скорости, предусмотренной проектом. Кроме того, часть энергии воздушного потока теряется при преобразовании механической энергии в электрическую. Поэтому удельная электрическая мощность, выдаваемая реальным ветроэнергетическим агрегатом составляет 30–40 % мощности воздушного потока при условии его устойчивой работы в диапазоне скоростей, предусмотренных проектом.

Иногда скорость ветра бывает настолько низкой, что ветроагрегат совсем не может работать, или настолько высокой, что ветроагрегат необходимо остановить и принять меры по его защите от разрушения. Если скорость ветра превышает номинальную рабочую скорость, часть извлекаемой механической энергии ветра не используется, с тем чтобы не превышать номинальной электрической мощности генератора. Поэтому удельная выработка электрической энергии в течение года составляет 15–30% энергии ветра.

В области ветроэнергетики – продолжают развиваться два основных направления

Первое направление – это

создание больших ветроэнергетических систем (ветропарков), образующих самостоятельные источники электрической энергии, работающие автономно или, в большинстве случаев, работающих совместно с традиционными энергосистемами.

Особенность

создание и применение ветроустановок большой единичной мощности.

В настоящее время созданы и используются ветроустановки единичной мощностью 5 Мвт и более. Применяются ветропарки морского и прибрежного базирования (оффшорные и оншорные), что характерно для стран, имеющих выход к несудоходным и непромысловым морским участкам, например, для скандинавских стран, а также для наземного расположения - горные (например, Греция), равнинные районы (США, Германия и др.).

• Достоинства

наиболее эффективное использование ветрового потенциала;

значительные мощности ветроэнергетических систем (сотни и более мегаватт – мощность ветропарка или ветроэнергетической системы);

возможность работы совместно с традиционными энергетическими системами;

наиболее полное использование ветрового потенциала больших по площади малолюдных, незаселенных и неиспользуемых, в том числе и «бросовых» территорий

Недостатки

необходимы очень значительные инвестиции в строительство ветропарков; необходимо создавать инфраструктуру, характерную для электроэнергетических объектов высокого напряжения; большие расстояния до потребителей электрической энергии требуют протяженных линий электропередач (ЛЭП) высокого напряжения; ветроэнергетические установки и воздушные ЛЭП высокого напряжения портят ландшафт, лишая естественного природного состояния и снижая потенциальный интерес к экологическому туризму, что в ряде случаев вызывает справедливые нарекания; по мнению некоторых общественных деятелей ВЭУ большой единичной мощности наносят ощутимый вред птицам и животным, вызывают дискомфорт людей из-за больших уровней шумов низкочастотного спектра (но это спорные вопросы, так как в странах Центральной Азии об этом нет достоверных данных. Однако обсуждении вопросов строительства ВЭУ эти моменты активно дискутируются в СМИ).

Тем не менее, подобные ветропарки широко применяются в странах с различными природно-климатическими условиями и рельефом местности.

Динамика стоимости ветровой энергии

1979: 40 центов/кВт*час

ИЗДЕРЖКИ и ПРОБЛЕМЫ

Новые технологии увеличивают эффективность

Новые конструкции ветровых турбин

Ветроэнергетические установки