Ветер возникает из-за нагрева Солнцем поверхности Земли. При нагреве от земной поверхности воздух становится легче и начинает подниматься вверх, прогревая атмосферу. Этот прогрев не одинаков у полюсов Земли и у экватора, поэтому возникают мощные воздушные потоки, циркулирующие вокруг Земли. Из-за вращения Земли вокруг своей оси направления воздушных потоков могут быть самыми разнообразными. Среди других факторов воздействия отметим место расположения территории, время года, рельеф местности и т. д.
Наш мир никогда не испытывал нехватки ветров. Кинетическая энергия ветра может быть преобразована в другую форму энергии, в том числе и в электрическую. Ещё с незапамятных времен люди использовали ветер для передвижения по морям на различных парусниках, для вращения ветряных мельниц и привода насосов. В Голландии веками ветер помогал откачивать воду в низко расположенных местностях.
Первые ветровые электростанции (ВЭС) были созданы в США и затем в Европе в конце позапрошлого столетия. Известно много примеров создания ВЭС с использованием авиационных пропеллеров и автомобильных генераторов. У всех ВЭС один и тот же принцип: ветроколесо с лопастями (рис. 1.15) под напором ветра вращается и передает через систему передач крутящий момент валу генератора, который и вырабатывает электрическую энергию. Выработка электроэнергии возрастает с увеличением диаметра ветроколеса.
Рис. 1.15. Трехлопастное ветроколесо
В России в начале прошлого века работало около 2500 тыс. ветряков общей мощностью почти миллион киловатт. В 1931 году в Крыму недалеко от Ялты была построена крупнейшая по тем временам ветроэнергетическая установка мощностью 100 кВт.
В США к 1940 году построили ВЭС мощностью в 1250 кВт. Однако использование энергии ветра в тот период времени затормозилось, что было связано с дешевизной нефти и газа, а также с тем, что экологические проблемы ещё не стояли так остро.
Неудавшиеся попытки использовать энергию ветра в крупномасштабной энергетике сороковых годов прошлого столетия не были случайны. Нефть оставалась сравнительно дешевой, резко снизились удельные капитальные вложения на крупных тепловых электростанциях, освоение гидроэнергии, как тогда казалось, гарантирует и низкие цены, и удовлетворительную экологическую чистоту. Сейчас с помощью ветра вырабатывают совсем немного электроэнергии. В 1966 году установленная мощность ВЭС во всем мире была порядка 6 ГВт - меньше 1 % установленной мощности всех электрогенерирующих установок.
Но строительство ВЭС набирает обороты. Кроме США и европейских стран, Индия, Китай и Австралия проявляют повышенный интерес к ветроэнергетике. В Европе создана Европейская ассоциация ветровой энергетики (EWEA), одной из целей которой является создание благоприятных условий для привлечения инвестиций. И это не удивительно. Научно-технический прогресс позволил уже сейчас снизить стоимость ветроэнергии и сделать ее конкурентоспособной по сравнению с энергией, производимой на тепловых и атомных станциях, с учетом известных проблем, связанных с органическим топливом
Ветроэнергетическое машиностроение выделилось в отдельную отрасль, и на мировом рынке действуют десятки достаточно крупных фирм. В отличие от стран Запада, проблеме развития ветроэнергетики в России уделяется мало внимания, хотя потенциал российского рынка ВЭС огромен. Велик этот потенциал и на юге России, однако сейчас ветроэнергетика пока еще не столь широко применяется а частном секторе из-за относительно высокой стоимости ВЭС.
Ветровая энергия экологически чиста - нет химического или радиоактивного загрязнения и воздействие на местную экосистему минимально. Земли вокруг ВЭС могут без ограничений использоваться дня обычной сельскохозяйственной деятельности. Ветроэнергетика намного чище традиционной, не влияет на парниковый эффект, не требует использования невозобновляемых природных ресурсов.
Башни ВЭС занимают немного места и не мешают полезному использованию земель. В то же время для осмотра в профилактики к ВЭС нужно подводить дороги, поэтому, ПО осторожным оценкам, на каждый киловатт генерируемой мощности требуется примерно 10 м2 земной поверхности. Выходит, что для ВЭС мощностью 500 кВт потребуется отвести почти половину гектара земли.
На первый взгляд, основная проблема - создаваемые при работе ВЭС низкочастотные шумы. Но при определенной удаленности ВЭС от жилья эта проблема исчезает. Вторая проблема - меняется пейзаж. Но ведь мы уже привыкли к линиям электропередач, трубам электростанций, которые видны за десятки километров. К тому же наилучшее место для расположения ВЭС - вблизи от морского побережья.
В Европе приняты законы в области защиты окружающей среды, которые определяют, какой уровень шума допустим для ветрогенераторов и какому уровню шума могут подвергаться люди, живущие неподалеку. Из них следует, 470 отдельно расположенная ВЭС может находиться на расстоянии примерно 150 м от ближайшего жилого дома и при этом генерировать шум с максимальным уровнем 45 дБ. Птицы могут пострадать от воздействия вращающихся с высокой скоростью лопастей, однако намного чаще птицы гибнут на линиях электропередачи, при столкновении с высокими трубами и градирнями. Есть небольшая угроза и для насекомых.
Действующая ВЭС может затруднить прием телепередач и создавать мощные звуковые колебания. Ввод в эксплуатацию экспериментального ветродвигателя на Оркнейских островах (Англия) в 1986 году вызвал многочисленные жалобы телезрителей в ближайших населенных пунктах. Выполненные из стеклопластика лопасти не создавали помех, зато стальной каркас лопастей и металлические полоски на них создавали помехи на экранах телевизоров. Жители небольшого города Бун в США жаловались на дребезжание оконных стекол из-за работы ВЭС мощностью 2000 кВт.
При определенных частотах вращения лопасти ВЭС могут генерировать инфразвуки, которые небезопасны для людей. Направление движения ветрового потока может меняться несколько раз в день, и ветер может неожиданно стихнуть тогда, когда потребность в электроэнергии максимальна.
Когда ветер отсутствует или же скорость его мала, у потребителя энергии могут возникнуть сложности. Для их преодоления есть несколько возможностей: использование резервных источников энергии, подключение к работающей энергосистеме и получение энергии из аккумулятора (электрического, механического или теплового).
Стоимость вырабатываемой на ВЭС электроэнергии за последнее десятилетие прошлого столетия снизилась почта на 70 %.
Цены на ветроэнергию становятся постепенно соизмеримыми со стоимостью электроэнергии, производимой на традиционных электростанциях, и западноевропейские страны в США разработали специальные программы для содействия расширенному использования нетрадиционных форм энергии.
По данным международного энергетического агентства (International Energy Agency-IEA) стоимость 1 кВт-ч ветровой электроэнергии составляет от 3 до 10 евроцентов (почти такая же стоимость 1 кВт-ч на газовых электростанциях).
По данным американских компаний, расчетная стоимость 1 кВт установленной мощности составляет 93S для станции мощностью 500 кВт и 430 для станции мощностью 1500 кВт.
Стоимость 1 кВт установленной мощности в Австралии сейчас составляет $1250, в то время как в 1980 году эта величина составляла $4000.
Чем больше диаметр ветроколеса, тем больший воздушный поток им захватывается и тем больше вырабатывается энергии. Существует два основных типа ветряных двигателей - с горизонтальной и вертикальной осями. У двигателей с горизонтальной компоновкой лопасти выглядят наподобие авиационных пропеллеров. Ветродвигатели с вертикальной компоновкой (рис. 1.16) выглядят как гигантские взбивалки для яиц. Такие двигатели имеют ряд преимуществ, но большую мощность развивают двигатели с горизонтальной осью, поэтому они и применяются намного чаще.
Лопасти ветротурбины укреплены на ступице, которая установлена на валу, связанном через коробку трансмиссии с генератором. При недопустимо большой скорости ветра в работу включается тормозная система.
Так как крыльчатые ветродвигатели наиболее эффективны тогда, когда поток воздуха перпендикулярен плоскости вращения лопастей, то требуется установка крыла-стабилизатора. Карусельные же двигатели могут работать при любом направлении ветра. Современные ветротурбины монтируются на башнях высотой 40-60 м. Лопасти ветротурбин должны быть легкими и прочными. Важный фактор - длина лопастей ветротурбины, так как увеличение диаметра ротора в два раза приводит к возрастанию мощности ВЭС в четыре раза.
Успехи в развитии современных технологий уже сейчас позволяют создавать лопасти длиной до 30 м. ВЭС с такими лопастями могут иметь мощность до 1 МВт.
Рис. 1.16. Ветродвигатель с вертикальной осью.
Во многих местностях, где целесообразно строить ветровые электростанции, скорость ветра с высотой экспоненциально возрастает. Поэтому при строительстве ВЭС роторы воздушных турбин обычно устанавливают на башнях высотой до 50 м, что обеспечивает увеличение мощности на 30 % и более. При этом так же лучше используется территория, занимаемая ВЭС, число которых может быть увеличено, если чередовать высокие и низкие установки.
Одиночная ветровая электростанция требует дополнительной установки аккумуляторных батарей и дизель-генератора.
ВЭС могут генерировать значительные мощности, если они располагаются в подходящих по ветровым нагрузкам районах. С точки зрения экономики ВЭС более предпочтительны, чем все другие альтернативные источники энергии.
Для эффективной работы установок необходимы определенные требования к их расположению. Для относительно постоянной работы ВЭС требуется их размещение в местностях, где ветровой потенциал составляет не менее 2500 ч в год. Следует также учитывать изменения, которые вносят ВЭС в существующий ландшафт местности.
Наиболее целесообразно строить ВЭС на удаленных от электрических сетей промышленных и сельскохозяйственных объектах. Существующие ЭЭС с единичной мощностью 1,5 кВт вполне приемлемы для частного сектора.
ВЭС размещают обычно на открытых пространствах. В горных районах они работают эффективнее из-за природных особенностей, так как здесь больше скорость и сила ветра. К тому же подать электроэнергию по традиционным электрическим сетям в горные районы намного сложнее и дороже.
Германская фирма "DeWiod" создает ВЭС мощностью 3,5 МВт, размещаемые на морских и береговых площадках. Новые ВЭС способны реагировать на изменение силы ветра я гарантируют постоянную по величине подачу электроэнергии в сеть. Размещение ВЭС на море является сложной задачей, так как необходимо учитывать влияние морских волн и усложняется подсоединение к сети и проведение ремонтных работ.
При установке ВЭС на море визуальные и акустические аспекты играют второстепенную роль. Величина шумовой эмиссии не имеет большого значения, поскольку эти установки сооружаются далеко от населенных районов. Требования к внешнему дизайну связаны в основном с безопасной эксплуатацией (водостойкая обработка корпуса и специальные материалы для покрытий, защищающих от воздействия морской воды).
В Дальневосточной государственной морской академии разработан проект плавучих ВЭС. На место стоянки они транспортируются буксиром в готовом виде. При сезонных изменениях направления ветров и сезонных колебаниях потребностей объектов в электроэнергии ВЭС снимают с якорей и перемещают на новый объект и место стоянки. ВЭС имеет ледоустойчивый корпус и может использоваться на замерзающих зимой акваториях.
Несколько "ветроферм" (рис. 1.17), объединенных в единую электрическую сеть, позволяют генерировать практически постоянную во времени мощность. Ведь если ветер стих на одной ферме, то он дует на другой. К тому же избыток энергии можно аккумулировать.
Во многих отравах Европы, Америки и Азия приняты национальные программы по развитию ветроэнергетики, созданы национальные центры ветроэнергетики. Во многих случаях целью таких программ является повышение конкурентоспособности ветроэнергетики по сравнению с традиционными источниками энергии. Один из основных путей - снижение стоимости производства электроэнергии.
Для привлечения инвестиций в ветроэнергетику в ряде стран узаконены налоговые льготы, предоставляются кредиты на длительный срок с отсрочкой платежей до окончания строительства.
Широкомасштабное строительство ВЭС в США началось в начале 80-х годов и за первые шесть лет привлекло около 3 млрд инвестиций. Вначале средняя мощность воздушных турбин, выпускавшихся промышленностью, не превышала 25 кВт, а сейчас она превышает 200 кВт. При этом удельные капитальные затраты на 1 кВт установленной мощности ВЭС В США снизились с $3000 до менее чем 1000.
Рис. 1.17. Ветроферма.
В штате Калифорния были установлены 15 ВЭС мощностью 1200 МВт. Эти ВЭС в 1986 году выработали более 1,2 млрд электроэнергии, что составляло 1 % общего годового потребления электроэнергии в штате и в 2 раза превысило цифру, достигнутую в 1985 году.
Активное строительство ВЭС в США вначале стимулировалось законодательными льготами в области налогообложения, установленными в связи с энергетическим кризисом 70-х годов XX века.
В США в 1995 году был открыт Национальный центр по ветроэнергетике в городе Голден (штат Колорадо) для типовых испытаний и сертификации ВЭС и для испытаний лопастей промышленных образцов ВЭС. Успешное внедрение программы развития ветроэнергетики позволило снизить стоимость электроэнергии на ветростанциях с $0,35 в 1984 году до $0,05 в 1996 году. В 1995 году в Калифорнии работало 13 437 ВЭС, причем примерно половина ветротурбин была изготовлена в Дании. "Ветрофермы" в Калифорнии сгруппированы в основном в Трех самых ветреных местах штата (В ТОМ числе и к востоку от Сан- Франциско). Вырабатываемой на этих трех "ветрофермах" энергии достаточно для обеспечения нужд города Сан-Франциско в электроэнергии.
Недавно объявлено о постройке "ветроферм" около Лас-Вегаса, недалеко от границы со штатом Калифорния, мощностью 260 МВт. Предполагается установить 300 ветротурбин, размещаемых на башнях высотой более 50 м.
Этот проект намечено закончить к 2004 году, и его реализация позволит обеспечить энергией 260 тыс. человек. Первый этап проекта уже реализован и обеспечивает мощность 85 МВт. Власти штата Калифорния придают этому проекту огромное значение, так как собственные энергетические мощности плата недостаточны.
В 2001 году в штате Техас (США) начато строительство, станции мощностью 80 МВт. Ветротурбины японской фирмы "Mitsubishi" монтируются на башнях высотой 68 м. Каждая из 80 турбин весят 160 т., имеет три вращающихся лопасти диаметром 56 м и будет вырабатывать столько энергии, что её хватит для 1000 домов на одну семью. Из всей вырабатываемой в мире за счет ветра электроэнергии 30 % производится в Калифорнии (США). Значительна выработка ветроэнергии в Дании и Германии. Правительство Дании намерено к 2030 году вырабатывать за счет ветра 45 % электроэнергии. Сейчас в Данин электроэнергия вырабатывается на относительно небольших "ветрофермах", финансируемых местными инвесторами. Дания, которая является равнинной страной, намерена к 2005 году производить 10% электроэнергии на ВЭС.
В Европе наибольшими запасами энергии ветра обладает Великобритания. Расположенные на побережье Великобритании ВЭС могут в принципе обеспечить 20 % потребности страны в электроэнергии. Если же рассматривать возможности ВЭС, размещенных на мелководье вдоль побережья, то потенциал намного больше - до 50 %, хотя стоимость произведенной энергии будет больше, чем при установке ВЭС на побережье. Типичные современные ВЭС имеют мощность примерно 500 кВт и группируются в "ветрофермы". Сейчас около 30 "ветроферм" расположены на Кориуэле, в Уэльсе, Йокшире и Шотландии. В большинстве случаев население приветствовало их установку, но в ряде случаев были отмечены протесты местных жителей, в основном из-за шума и изменения пейзажа.
Дания планирует к 2002 году также установив две крупные "ветрофермы" в море на мелководье на расстоянии 10 и 14 км от береговой линии соответственно, причем суммарная мощность обеих "ветроферм" составит 150 МВт. К концу 2008 года планируется ввести в строй ещё пять морских "ветроферм" мощностью пo 150 МВт каждая. Все это позволит снизить выбросы диоксида углерода в атмосферу почти на 2,1 млн. т.
После мирового нефтяного кризиса 70-х годов XX века Дания первой в Европе приступала к широкомасштабному использованию энергии ветра. К 1980 году Дания становится лидером, добавив в энергосистему 614 МВт установленной мощности ВЭС. Только за 1995 год в этой стране было введено 75 МВт новых мощностей.
Этому способствовала поддержки государства, крупных энергопользователей и экспортеров. Но государственная поддержка обязывает производителей ВЭС снизить иену на производство электроэнергии в районах, где скорость ветра больше 8 м/с, а также уменьшить производство электроэнергии на традиционных электростанциях.
В 1991 году впервые в мире в Дании была введена в действие морская электростанция "Vindeby" с 11 ВЭУ фирмы "Bosh" мощностью по 450 кВт с диаметром ветроколеса 37 м. ВЭС расположена в 2-3 км от побережья острова Лолланн. В Дании подготовлена специальная программа строительства морских ВЭС.
Значительное влияние на развитие ветроэнергетики в Дании оказывает общественное мнение. В результате многочисленных опросов населения установлено, что от 70 до 90 % респондентов поддерживают это направление энергетики. Дания является также крупнейшим в мире экспортером ветротехники.
В Швеции в 1987 году после нефтяного кризиса была пущена первая ВЭС мощностью 60 кВт, а затем стали сооружаться более мощные ВЭС. Одними из наиболее удачных проектов оказались ВЭС мощностью по 3 МВт, введенные в эксплуатацию в 1987-1989 годах.
В отпускную стоимость электроэнергии от ВЭС в Швеции включаются частично затрат на охрану окружающей среды. Цена электроэнергии для реальных проектов рассчитывается с учетом
5 %-ной надбавки на 25 лет на обслуживание и ремонты установок. При проведении тендеров на проекты ВЭС установлены основные критерии - лимитная цена электроэнергии и уровень шума, который не должен быть превышен. Согласно своей энергетической программе, Франция намерена к 2010 году иметь установленную мощность ВЭС порядка 5000 кВт, и этого будет достаточно для обеспечения 21 % нужд страны в энергии от нетрадиционных источников. Для обеспечения развития ветроэнергетики был создав фонд с наполнением у 548 млн. пополнение которого предусмотрено за счет специального налога, взимаемого со всех потребителей электроэнергии (один сантим с каждого 1 кВт-ч.).
В Испании количество ветряков удваивается каждый год В 2010 их будет, как ожидается, 9000. Огромным ветроэнергетическим потенциалом обладает Китай. Это в основном регионы, расположенные на севере страны, на западе и вдоль береговой линии, В Китае были построены тысячи малых ВЭС мощностью 10-100 кВт. не подсоединенных к электрическим сетям. Цена вырабатываемой на ВЭУ электроэнергии в Китае такая же, как на угольных ТЭС, и ниже, чем на атомных.
Широчайшие рыночные возможности открываются для ветроэнергетики в Китае и Индии, где вешка потребность в ВЭС мощностью 1 кВт.
В Индии национальная программа направлена на обеспечение внедрения в стране коммерческих ВЭС мощностью 500 МВт. Осуществление программы сократит разницу в стоимости электроэнергии. Полученной от ВЭС при работе на электрические сети и от традиционных источников энергии. Для повышения интереса к развитию ветроэнергетики государство освободило от налогообложения инвесторов и пользователей на 5 лет, на 100 % освободило от таможенных пошлин импортеров специальных компонентов для ВЭС и на 25 % импортеров комплектных ВЭС.
Суммарная мощность ВЭС в Австралии сейчас составляет 11 МВт, а в ближайшие несколько лег она возрастет до 140 МВт. Немецкая фирма "Windenergie" по контракту стоимостью у 33 млн. строит в Австралии крупнейшую "ветроферму", которая будет состоять из 14 ВЭС и будет снабжать электроэнергией более чем 10 тыс. домов. Стоимость ветроэнергии в Австралии сейчас довольно велика - 7-9 центов за 1 кВт-ч (на угольных электростанциях цена 1 кВт-ч примерно 3-4 цента).
На нескольких австралийских и американских базах в Антарктиде используются небольшие ветровые электростанции мощностью 10 кВт для зарядки аккумуляторных батарей. Австралия намерена установить на одной из своих баз в Антарктиде, там, где среднегодовая скорость ветра равна 44 км/ч,мощностью 280 кВт. Ветрогенераторы будут выполнены из специальной стали, устойчивой к низким температурам. Многие японские территории благоприятны для развития ветроэнергетики, в особенности остров Хокайдо, северо-восточная часть острова Хонсю, побережье Японского моря и многочисленные удаленные от побережья острова.
В России МНОГО территорий, где ветер дует часто. И главная проблема заключается в том, что ветер не дует круглогодично и круглосуточно. Вторая проблема связана с тем, что для генерации электроэнергии в больших размерах скорость ветра должна быть порядка 20 км/ч.
Огромен технический потенциал ветроэнергетики на Юге России. В Ростовской области он оценивается величиной 15 700 МВт, причем скорость ветра в период наибольшей ветровой активности (с ноября по март) в среднем составляет 5,56,5 м/с.
На территории северных регионов России почти 20 млн. человек не имеют доступа к линиям электропередачи. На арктическом побережье Россия основным источником электроэнергии являются примерно 5000 дизельных электростанций, которые потребляют ежегодно почти 6 млн. т жидкого топлива (стоимость дизельного топлива на севере России составляет $0,41,4 за л.). Короткое северное лето и недостаточное финансирование усложняют завоз топлива, поэтому ВЭС являются почти идеальным источником энергия.
В пята местах в Мурманской и Архангельской областях и на Чукотке построены гибридные ветродизельные системы в сочетании с энергетической установкой мощностью 500 кВт, использующей для производства энергии отходы лесоперерабатывающего комплекса и другие отходы. Три системы были смонтированы всего за два месяца около деревни Краевая в 1997 году (рис. 1.18).
В дальнейшем предполагается создать еще 21 подобный комплекс. Стоимость ветротурбины и башня составляют соответственно $18700 и $8570 тыс. К этой цене следует прибавить стоимость монтажа ($3000). аккумуляторных батарей ($5930) и инвертора ($4050). Срок окупаемости инвестиций составляет примерно 34 года.
Фирма "Нотека-С" (Москва) предлагает к внедрению "Автономный энергетический комплекс", на основе вихревой ветроэлектростанции. Предлагаемый автономный вихревой ветроэнергетический комплекс (ВВЭК) предназначен для применений климатических условиях тех регионов России, где среднегодовая скорость ветра 3 м/сек.
В качестве пилотного проекта фирма "Нотека-С" предлагает ветроэнергетический комплекс ВВЭК-1 для автономного энергообеспечения жилого дома общей площадью 6000 м2, построенного с применением энергосберегающих технологий в строительстве.
Государственное машиностроительное КБ "Радуга" выпускает автономные ветроэнергетические установки мощностью 1 кВт "Радуге-001", укомплектованные аккумуляторными батареями. В безветренную погоду система аккумулирования обеспечивает потребителя электроэнергией в течение четырех суток при экономном режиме потребления. Предусмотрена возможность комплектации ВЭС панелями солнечных батарей.
Рис. 1.18. ВЭС в деревне Красная.
Это предприятие выпускает также более мощные ВЭС "Радуга-008" (8 кВт) и "Радуга-1" (1000 кВт). При проектировании установок учтены условия эксплуатации в районах Крайнего Севера.
Государственный ракетный центр "КБ им. академика В. П. Макеева" совместно с фирмой "Magnet Motors" (ФРГ) разрабатывает ветроустановки мощностью 10, 40, 300 кВт на базе серийно выпускаемых немецкой стороной установок HR-1, HR-40, YR-300. В России компания "ЛМВ ветроэнергетика" выпускает ветронасосы ВН-1 для подачи воды и скважин глубиной до 7 м.
Другой ветронасос ВН-2 может быть использован в неблагоприятных погодных условиях и при сильном ветре, он легко устанавливается и не требует квалифицированного технического обслуживания. При скорости ветра 7-12 м/с этот насос с глубины 7 м подает до 5 л воды в минуту. Ветроколесо диаметром 1,0 м устанавливается на мачте высотой 6,4 м.
Эта же компания производит ветросолнечные электростанции ЛМВ-250 (мощность 250 Вт), предназначенные для зарядки аккумуляторных батарей, к которым подключается полезная нагрузка с напряжением 12 или 24 В постоянного тока или 220 В переменного тока. Общие характеристики станции ЛМВ- 250 приведены в табл. 1.6, а технические - в табл. 1.7.
Применение нескольких ветроагрегатов ЛМВ-250 или их работа параллельно с солнечными модулями (мощностью до 100 Вт.) увеличивают годовую производительность станции.
Ценa установки с блоком управления, мачтой высотой 9 м и солнечным модулем мощностью 50 Вт составляет $1790.
Солнечный модуль ASE-50 содержит 36 монокристаллических силиконовых солнечных ячеек. Вес модуля 9,2 кг, габаритные размеры 1042x462x39 мм. Фронтальная поверхность модуля покрыта высокопрозрачным закаленным стеклом для защиты от механических и климатических воздействий.
Таблица 1.6
Общие характеристики ветроагрегата ЛМВ-250
Таблица 1.7
Технические характеристике ветроагрегата ЛМВ-250
Компания "ЛМВ Ветроэнергетика" выпускает также ВЭС (ветряные электростанции), имеющие диапазон мощностей от 1,8 кВт (ЛМВ 1003) до 10 кВт (ЛМВ 1000). По требованию заказчика ВЭС комплектуется инвертором, который преобразует напряжение постоянного тока в напряжение переменного тока 220 В, с частотой тока 50 Гц.
Ветроэлектрическая установка УВЭ-500 (мощность 500 Вт) производства ЦНИИ -"Электроприбор" предназначена для автономного снабжения электроэнергией индивидуальных потребителей (рис. 1.19).
Установка ВЭУ-16 НПК "Ветроток" развивает мощность 16 kВt при расчётной скорости ветра 17,5 м/с. Установки Предназначены для снабжения фермерских хозяйств, небольших поселков, производственною оборудования ограниченной мощности. ВЭУ предназначены для работы в автоматическом режиме и не требуют постоянного контроля оператора. Установки могут работать параллельно с сетью или с дизель-генератором. Возможно накопление электроэнергии в аккумуляторах с дальнейшим инвертированием в переменный ток 220 В, 50 Гц.
Рис. 1.19. Ветроэлектрическая установка УВЭ-500.
Сельский хутор, состоящий из двух домов, в чеченце суток потребляет в среднем 5-10 кВт-ч электроэнергии, таким образом полные затраты не приобретение и установку ВЭУ типа ЛМВ-250 составят примерно $4000. Это довольно дорого, но зато отпадает необходимость подводить линию электропередачи, а ведь стоимость постройки такой линии к удаленному потребителю намного превышает стоимость ВЭУ. Экономической гарантией такого проекта для жителей сельской местности должна стать развитая и стабильная система кредитования, которая поможет в осуществлении данных проектов.
В России могут использоваться и достаточно простые ветроэнергетические системы. Например, можно относительно просто преобразовать энергию ветра в тепловую энергию. Для этого достаточно включить в отопительную систему сельского дома емкость, в которую погружена мешалка, подсоединенная через коробку передач к ветродвигателю. При вращении мешалки механическая энергия превращается в тепловую и происходит нагрев воды в системе отопления.
На территории родильного дома в городе Аральске установлена (рис. 1.20) ветроэнергетическая установка ВЭУ-10, которая во время отключений обеспечивает электроэнергией наиболее ответственные участки (родильное и операционное отделения).
С августа по декабрь 1998 года при помощи ВЭУ-10 успешно проведено 7 хирургических операций; установка часто используется и для бытовых целей.
Украина - страна с многовековыми традициями использования энергии ветра. Еще в начале прошлого века, по некоторым оценкам, суммарная энергетическая мощность расположенных на ее территории ветряков была на уровне 1500 МВт-примерно в 100 раз больше имеющихся ныне мощностей.
Рис. 1.20. Ветроэлектрическая установка ВЭУ-10.
На Украине принята Программа строительства ветровых электростанций на период до 2010 года и закон "О стимулировании ветроэнергетики Украины". В выполнении программы задействованы около ста предприятий и организаций. В частности, ветроагрегаты выпускают ПО "Южный машиностроительный завод" и ОАО "Оснастка" в городе Нововолынске.
Всего построено 10 ВЭС общей мощностью 15,5 МВт. Крупнейшие из них: Донузловская (23 машины), Сакская (23), Новоазовская (12), Западносивашская (12), Судакская (12), Трускавецкая (7), Асканийская (6). Предусматривается построить еще 60 станций общей мощностью порядка 2000 МВт.
По оценкам специалистов, ветроэнергетические возможности Украины достаточно велики. Ветроэнергетический потенциал территорий, на которых уже сейчас могут быть построены ветроэлектростанции, превышает нынешнее производство электроэнергии как минимум в 2-3 раза.
В Крыму продолжают наращивать мощность уже существующих ветроэлектростанций. В 2002 году введены в эксплуатацию вторые очереди из 40 ветроагрегатов на Тарханкутской и 48 - на Донузлавской ВЭС. Ожидается, что ветроэлектростанция в Черноморском регионе со временем станет крупнейшей на полуострове, и ее мощность достигнет 70 МВт от 700 ветроагрегатов.
Сегодня ВЭС покрывают около 10 % потребности Крыма в электроэнергии. В ближайшее десятилетие эту цифру планируется довести до 30 %.
