Возобновляемые источники энергии на службе - Перспективы развития ветроэнергетики

Наиболее эффективным вариантом использования ВЭУ большой и средней мощности является их совместная работа с неветровыми станциями. Относительно простая схема позволяет максимально использовать энергию ветра, располагать ВЭС в наиболее выгодных по ветровым условиям местах (на возвышениях, в долинах с сильными местными ветрами), работать с любым числом различных электростанций, не усложняя при этом схему электрических соединений и не увеличивая протяженность питающих линий электропередачи.
Развитие крупномасштабной ветроэнергетики выдвигает на первое место использование ВЭС большой мощности (от 2 МВт и выше) в электроэнергетических системах. Интерес к этому направлению ветроэнергетики обусловлен не только новыми техническими возможностями, по и развитием электрических сетей в районах с особенно благоприятными ветровыми условиями, что сокращает затраты на строительство.
Поскольку любая электроэнергетическая система должна обеспечить выработку определенного количества энергии, а также выдавать ее по заданному графику, то даже при наличии необходимого энергоносителя нельзя гарантировать 100%-ную надежность энергоснабжения, если не иметь в системе резервы мощности. Однако ВЭС не могут производить энергию по заданному графику, их в принципе следует рассматривать как дублирующие станции. Они экономят топливо и позволяют или несколько сократить ввод новых мощностей традиционных (обычных) электростанций, или изменить их структуру и состав в целях сокращения капиталовложений и затрат на энергоснабжение. Удельный вес ВЭС в балансе мощности системы и выработки энергии определяется долей установленной мощности системы, ветровым режимом, особенностями графика потребления электроэнергии, взаимным расположением ВЭУ, характеристиками традиционных электростанций и другими факторами.
В зависимости от сочетания различных условий и факторов оптимальное значение удельного веса ВЭС в системе меняется. Естественно, что, чем меньше удельный вес, тем полнее можно использовать энергию, производимую ВЭУ. Кроме того, в системе должны быть станции, которые можно легко загружать за счет использования ВЭС, и при этом они будут экономить топливо.
Эффективной схемой применения ВЭС малой и средней мощности, имеющих для нашей страны наибольшее практическое значение на ближайшие 8—10 лет (до создания мощных ВЭС), является схема, предусматривающая наряду с ВЭС наличие параллельно работающих тепловых агрегатов примерно равной мощности. При этом возможны два варианта: ВЭС выступает в роли базовой станции или дублирует мощность основной установки. Когда ВЭС дублирующая, то она включается в работу параллельно с тепловой установкой по мере увеличения средней скорости ветра в целях экономии топлива. Если ВЭС в состоянии одна обеспечить потребителей энергией хорошего качества (при относительно сильных ветрах), ТЭС выключается из работы и переводится в состояние горячего резерва или режим холостого хода при сохранении электрической связи с ВЭС. Естественно, что ВЭС не может самостоятельно обеспечить покрытие всей базисной части графика нагрузки в течение всего времени.
Считается, что с точки зрения влияния на окружающую среду ветроэнергетика является одним из наиболее чистых источников энергии. Это верно, однако вредное экологическое воздействие широкого использования энергии ветра все же имеется. Приведем некоторые примеры. Плотность энергии ветра сравнительно невелика. Следовательно, чтобы произвести значительное количество энергии, нужно много ВЭУ. А это, в свою очередь, требует дополнительных участков земли. Придется вырубать леса, строить заводы по производству необходимых металлов, пластмасс и т. д.
ВЭУ изымает энергию из дующего ветра, нарушает естественный ход процессов и может привести к нежелательным локальным климатическим изменениям. Определенные проблемы возникают в связи с тем, что лопасти ветродвигателей представляют опасность для мигрирующих птиц. Лопасти старых ветродвигателей вращаются сравнительно медленно и хорошо видимы. В более современных моделях они вращаются весьма быстро и почти незаметны для пролетающих птиц.
ВЭУ морского базирования приведут к необходимости модификации традиционных морских перевозок, нарушат режим жизни окружающих морских животных и растений. Они могут служить источниками дополнительной опасности даже для мореплавателей. Наконец, возникает проблема шума и электрических помех. ВЭУ, безусловно, повышает уровень шума в окружающем ее пространстве и становится источником помех для радиопередач и радиоприема.