Ветряная энергия: Ветроэнергетика — Википедия – Ветроэнергетика — это… Что такое Ветроэнергетика?

Содержание

Энергия ветра — это… Что такое Энергия ветра?

Ветроэнергетика — отрасль энергетики, специализирующаяся на использовании энергии ветра — кинетической энергии воздушных масс в атмосфере. Энергию ветра относят к возобновляемым видам энергии, так как она является следствием деятельности солнца. Ветроэнергетика является бурно развивающейся отраслью, так в конце 2008 года общая установленная мощность всех ветрогенераторов составила 120 гигаватт[1], увеличившись вшестеро с 2000 года[2].

История использования энергии ветра

Мельница со станиной

«Мельницы на козлах, так называемые немецкие мельницы, являлись до середины XVI в. единственно известными. Сильные бури могли опрокинуть такую мельницу вместе со станиной. В середине XVI столетия один фламандец нашел способ, посредством которого это опрокидывание мельницы делалось невозможным. В мельнице он ставил подвижной только крышу, и для того, чтобы поворачивать крылья по ветру, необходимо было повернуть лишь крышу, в то время как само здание мельницы было прочно укреплено на земле»

(К. Маркс. «Машины: применение природных сил и науки»).

Масса козловой мельницы была ограниченной в связи с тем, что её приходилось поворачивать вручную. Поэтому была ограниченной и её производительность. Усовершенствованные мельницы получили название шатровых.

В XVI веке в городах Европы начинают строить водонасосные станции с использованием гидродвигателя и ветряной мельницы. Толедо — 1526 г., Глочестер — 1542 г., Лондон — 1582 г., Париж — 1608 г., и др. Нидерландах многочисленные ветряные мельницы откачивали воду с земель, ограждённых дамбами. Отвоёванные у моря земли использовались в сельском хозяйстве. В засушливых областях Европы ветряные мельницы применялись для орошения полей.

Первая в мире современная ветроэлектростанция с горизонтальной осью мощностью 100 кВт была построена в 1931 году в Крыму

[3].

Современные методы генерации электроэнергии из энергии ветра

Современные ветрогенераторы работают при скоростях ветра от 3—4 м/с до 25 м/с.

Мощность ветрогенератора зависит от площади, заметаемой лопастями генератора. Например, турбины мощностью 3 МВт (V90) производства датской фирмы

В августе 2002 года компания 2004 года турбина оставалась крупнейшей в мире. В декабре 2004 года германская компания REpower Systems построила свой ветрогенератор мощностью 5,0 МВт. Диаметр ротора этой турбины 126 метров, вес гондолы — 200 тонн, высота башни — 120 м. В конце 2005 года Enercon увеличил мощность своего ветрогенератора до 6,0 МВт. Диаметр ротора составил 114 метров, высота башни 124 метра. Компания Clipper Windpower разрабатывает ветрогенератор мощностью 7,5 МВт для офшорного применения[4].

Наибольшее распространение в мире получила конструкция ветрогенератора с тремя лопастями и горизонтальной осью вращения, хотя кое-где ещё встречаются и двухлопастные. Были попытки построить ветрогенераторы так называемой ортогональной конструкции, то есть с вертикальным расположением оси вращения. Считается, что они имеют преимущество в виде очень малой скорости ветра, необходимой для начала работы ветрогенератора. Главная проблема таких генераторов — механизм торможения. В силу этой и некоторых других технических проблем ортогональные ветроагрегаты не получили практического распространения в ветроэнергетике.

Наиболее перспективными местами для производства энергии из ветра считаются прибрежные зоны. В море, на расстоянии 10—12 км от берега (а иногда и дальше), строятся офшорные ветряные электростанции. Башни ветрогенераторов устанавливают на фундаменты из свай, забитых на глубину до 30 метров.

Могут использоваться и другие типы подводных фундаментов, а также плавающие основания. Первый прототип плавающей ветряной турбины построен компанией H Technologies BV в декабре 2007 года. Ветрогенератор мощностью 80 кВт установлен на плавающей платформе в 10,6 морских милях от берега Южной Италии на участке моря глубиной 108 метров.

Использование энергии ветра

В 2008 году суммарные мощности ветряной энергетики выросли во всём мире до 120 ГВт. Ветряные электростанции всего мира в 2007 году произвели около 200 млрд кВт·ч, что составляет примерно 1,3 % мирового потребления электроэнергии. Во всём мире в 2008 году в индустрии ветроэнергетики были заняты более 400 тысяч человек. В 2008 году мировой рынок оборудования для ветроэнергетики вырос до 36,5 миллиардов евро, или около 46,8 миллиардов американских долларов[5].

В 2007 году в Европе было сконцентрировано 61 % установленных ветряных электростанций, в Северной Америке 20 %, Азии 17 %.

Страна 2005 г., МВт 2006 г., МВт 2007 г., МВт 2008 г. МВт.
США 9149 11603 16818 25170
Германия 18428 20622 22247 23903
Испания 10028 11615 15145 16754
Китай 1260 2405 6050 12210
Индия 4430 6270 7580 9645
Италия 1718 2123 2726 3736
Великобритания 1353 1962 2389 3241
Франция 757 1567 2454 3404
Дания 3122 3136 3125 3180
Португалия 1022 1716 2150 2862
Канада 683 1451 1846 2369
Нидерланды 1224 1558 1746 2225
Япония 1040 1394 1538 1880
Австралия 579 817 817,3 1306
Швеция 510 571 788 1021
Ирландия 496 746 805 1002
Австрия 819 965 982 995
Греция 573 746 871 985
Норвегия 270 325 333 428
Бразилия 29 237 247,1 341
Бельгия 167,4 194 287
Польша 73 153 276 472
Турция 20,1 50 146 433
Египет 145 230 310 365
Чехия 29,5 54 116
Финляндия 82 86 110
Украина 77,3 86 89
Болгария 14 36 70
Венгрия 17,5 61 65
Иран 23 48 66 85
Эстония 33 32
58
Литва 7 48 50
Люксембург 35,3 35 35
Аргентина 26,8 27,8 29 29
Латвия 27 27 27
Россия 14 15,5 16,5

Таблица: Суммарные установленные мощности, МВт, по странам мира 2005—2007 г. Данные Европейской ассоциации ветроэнергетики [6] и GWEC[7].

1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 прогноз 2010 прогноз
7475 9663 13696 18039 24320 31164 39290 47686 59004 73904 93849 120791 140000 170000

Таблица: Суммарные установленные мощности, МВт, и прогноз WWEA до 2010 г.

Страны Евросоюза в 2005 году вырабатывают из энергии ветра около 3 % потребляемой электроэнергии.

В 2007 году ветряные электростанции Германии произвели 14,3 % от всей произведённой в Германии электроэнергии[8].

В 2007 году более 20 % электроэнергии в Дании вырабатывалось из энергии ветра [8].

Индия в 2005 году получает из энергии ветра около 3 % всей электроэнергии.

В 2007 году в США из энергии ветра было выработано 48 млрд кВт·ч электроэнергии, что составляет более 1 % электроэнергии, произведённой в США за 2007 год.

Португалия и Испания в некоторые дни 2007 года из энергии ветра выработали около 20 % электроэнергии

[8]. 22 марта 2008 года в Испании из энергии ветра было выработано 40,8 % всей электроэнергии страны [9].

Ветроэнергетика в России

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.[10]

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 Зеленоградского района Калининградской области. Её среднегодовая выработка составляет около 6 млн кВт·ч.[10]

На Чукотке действует Анадырская ВЭС мощностью 2,5 МВт (10 ветроагрегатов по 250 кВт) среднегодовой выработкой более 3 млн кВт·ч, параллельно станции установлен ДВС, вырабатывающий 30 % энергии установки.

Также крупные ветроэлектростанции расположены у деревни Тюпкильды Туймазинского района респ. Башкортостан (2,2 МВт).[10]

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 год 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 острове Беринга Командорских островов действует ВЭС мощностью 1,2 МВт.

В 1996 году в Цимлянском районе Ростовской области установлена Маркинская ВЭС мощностью 0,3 МВт.

В Мурманске действует установка мощностью 0,2 МВт.

Существуют проекты на разных стадиях проработки Ленинградской ВЭС 75 МВт Ленинградская область, Ейской ВЭС 72 МВт Краснодарский край, Морской ВЭС 30 МВт Карелия, Приморской ВЭС 30 МВт Приморский край, Магаданской ВЭС 30 МВт Магаданская область, Чуйской ВЭС 24 МВт Республика Алтай, Усть-Камчатской ВДЭС 16 МВт Камчатская область, Новиковской ВДЭС 10 МВт Республика Коми, Дагестанской ВЭС 6 МВт Дагестан, Анапской ВЭС 5 МВт Краснодарский край, Новороссийской ВЭС 5 МВт Краснодарский край и Валаамской ВЭС 4 МВт Карелия.

Успешным примером реализации возможностей ветряных установок в сложных климатических условиях является ветродизельная электростанция на мысе Сеть-Наволок.

Началось строительство «Морского ветропарка» в Калининградской области мощностью 50 МВт. В 2007 году этот проект был заморожен[11].

Как пример реализации потенциала территорий азовского моря можно указать Новоазовскую ВЭС, действующей на 2007 год мощностью в 20,4 МВт, установленную на украинском побережье Таганрогского залива.

Реализуется «Программа развития ветроэнергетики РАО „ЕЭС России“». На первом этапе (2003—2005 г.) 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 и двигатели внутреннего сгорания. В связи с ликвидацией РАО ЕЭС России все проекты, связанные с ветроэнергетикой были переданы компании РусГидро. В конце 2008 года РусГидро начала поиск перспективных площадок для строительства ветряных электростанций[12].

Перспективы

Запасы энергии ветра более чем в сто раз превышают запасы гидроэнергии всех рек планеты.

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

Германия планирует к 2020 году производить 20 % электроэнергии из энергии ветра[13].

Европейским Союзом установлена цель: к 2010 году установить 40 тыс. МВт ветрогенераторов, а к 2020 году — 180 тыс. МВт[14].

В Испании к 2011 году будет установлено 20 тыс. МВт ветрогенераторов.

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 2020 году[15].

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

Новая Зеландия планирует производить из энергии ветра 20 % электроэнергии.

Великобритания планирует производить из энергии ветра 10 % электроэнергии к 2010 году.

Египет — к 2010 году установить 850 МВт новых ветрогенераторов.

Япония планирует к 2010 — 2011 году увеличить мощности своих ветряных электростанций до 3000 МВт.[16]

Международное Энергетическое Агентство International Energy Agency (IEA) прогнозирует, что к 2030 году спрос на ветрогенерацию составит 4800 гигаватт.

Экономические аспекты ветроэнергетики

Лопасти ветрогенератора на строительной площадке.

Экономия топлива

Ветряные генераторы практически не потребляют ископаемого топлива. Работа ветрогенератора мощностью 1 МВт за 20 лет эксплуатации позволяет сэкономить примерно 29 тыс. тонн угля или 92 тыс. баррелей нефти.

Себестоимость электроэнергии

Себестоимость электричества, производимого ветрогенераторами, зависит от скорости ветра.

Скорость ветра Себестоимость (для США, 2004 год)
7,16 м/c 4,8 цента/кВт·ч;
8,08 м/с 3,6 цента/кВт·ч;
9,32 м/с 2,6 цента/кВт·ч.

Для сравнения: себестоимость электричества, производимого на угольных электростанциях США, 4,5—6 цента/кВт·ч. Средняя стоимость электричества в Китае 4 цента/кВт·ч.

При удвоении установленных мощностей ветрогенерации себестоимость производимого электричества падает на 15 %. Ожидается, что себестоимость ещё снизится на 35—40 % к концу 2006 г. В начале 80-х годов стоимость ветряного электричества в США составляла $0,38.

В марте 2006 года Earth Policy Institute (США) сообщил о том, что в двух районах США стоимость ветряной электроэнергии стала ниже стоимости традиционной энергии. Осенью 2005 года из-за роста цен на природный газ и уголь стоимость ветряного электричества стала ниже стоимости электроэнергии, произведённой из традиционных источников. Компании Austin Energy из Техаса и Xcel Energy из Колорадо первыми начали продавать электроэнергию, производимую из ветра, дешевле, чем электроэнергию, производимую из традиционных источников.

Другие экономические проблемы

Ветроэнергетика является нерегулируемым источником энергии. Выработка ветроэлектростанции зависит от силы ветра — фактора, отличающегося большим непостоянством. Соответственно, выдача электроэнергии с ветрогенератора в энергосистему отличается большой неравномерностью как в суточном, так и в недельном, месячном, годовом и многолетнем разрезе. Учитывая, что энергосистема сама имеет неоднородности энергонагрузки (пики и провалы энергопотребления), регулировать которые ветроэнергетика, естественно, не может, введение значительной доли ветроэнергетики в энергосистему способствует её дестабилизации. Понятно, что ветроэнергетика требует резерва мощности в энергосистеме (например, в виде газотурбинных электростанций), а также механизмов сглаживания неоднородности их выработки (в виде ГЭС или ГАЭС). Данная особенность ветроэнергетики существенно удорожает получаемую от них электроэнергию. Энергосистемы с большой неохотой подключают ветрогенераторы к энергосетям, что привело к появлению законодательных актов, обязующих их это делать.

Проблемы в сетях и диспетчеризации энергосистем из-за нестабильности работы ветрогенераторов начинаются после достижения ими доли в 20-25 % от общей установленной мощности системы. Для России это будет показатель, близкий к 50 тыс. — 55 тыс. МВт.

По данным испанских компаний «Gamesa Eolica» и «WinWind» точность прогнозов выдачи энергии ветростанций при почасовом планировании на рынке «на день вперед» или спотовом режиме превышает 95 %.

Небольшие единичные ветроустановки могут иметь проблемы с сетевой инфраструктурой, поскольку стоимость линии электропередач и распределительного устройства для подключения к энергосистеме могут оказаться слишком большими.

Крупные ветроустановки испытывают значительные проблемы с ремонтом, поскольку замена крупной детали (лопасти, ротора и т. п.) на высоте более 100 м является сложным и дорогостоящим мероприятием.

Экономика малой ветроэнергетики

В России считается, что применение ветрогенераторов в быту для обеспечения электричеством малоцелесообразно из-за:

  • Высокой стоимости инвертора ~ 50 % стоимости всей установки (применяется для преобразования переменного или постоянного тока получаемого от ветрогенератора в ~ 220В 50Гц (и синхронизации его по фазе с внешней сетью при работе генератора в параллель))
  • Высокой стоимости аккумуляторных батарей — около 25 % стоимости установки (используются в качестве источника бесперебойного питания при отсутствии или пропадании внешней сети)
  • Для обеспечения надёжного электроснабжения к такой установке иногда добавляют дизель-генератор, сравнимый по стоимости со всей установкой.

В настоящее время, несмотря на рост цен на энергоносители, себестоимость электроэнергии не составляет сколько-нибудь значительной величины у основной массы производств по сравнению с другими затратами; ключевыми для потребителя остаются надёжность и стабильность электроснабжения.

Основными факторами, приводящими к удорожанию энергии, получаемой от ветрогенераторов, являются:

  • Необходимость получения электроэнергии промышленного качества ~ 220В 50 Гц (требуется применение инвертора)
  • Необходимость автономной работы в течении некоторого времени (требуется применение аккумуляторов)
  • Необходимость длительной бесперебойной работы потребителей (требуется применение дизель-генератора)

В настоящее время наиболее экономически целесообразно получение с помощью ветрогенераторов не электрической энергии промышленного качества, а постоянного или переменного тока (переменной частоты) с последующим преобразованием его с помощю ТЭНов в тепло, для обогрева жилья и получения горячей воды. Эта схема имеет несколько преимуществ:

  • Отопление является основным энергопотребителем любого дома в России.
  • Схема ветрогенератора и управляющей автоматики кардинально упрощается.
  • Схема автоматики может быть в самом простом случае построена на нескольких тепловых реле.
  • В качестве аккумулятора энергии можно использовать обычный бойлер с водой для отопления и горячего водоснабжения.
  • Потребление тепла не так требовательно к качеству и бесперебойности: температуру воздуха в помещении можно поддерживать в широких диапазонах 19—25°С, а в бойлерах горячего водоснабжения 40—97°С без ущерба для потребителей.

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 [17].

По оценкам Global Wind Energy Council к 2050 году мировая ветроэнергетика позволит сократить ежегодные выбросы СО2 на 1,5 миллиарда тонн[18].

Шум

Ветряные энергетические установки производят две разновидности шума:

  • механический шум (шум от работы механических и электрических компонентов)
  • аэродинамический шум (шум от взаимодействия ветрового потока с лопастями установки)
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 констуктивных просчетов 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.

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[17], 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.

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

Вред, наносимый животным и птицам

Таблица: Вред, наносимый животным и птицам. Данные AWEA [17].

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 ученых, птицы имеют иное строение лёгких, а потому более резистентны к резким перепадам давления и страдают только от непосредственного столкновения с лопастями ветряков[19].

Использование водных ресурсов

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

Радиопомехи

Металлические сооружения ветроустановки, особенно элементы в лопастях, могут вызвать значительные помехи в приёме радиосигнала. Чем крупнее ветроустановка, тем большие помехи она может создавать. В ряде случаев для решения проблемы приходится устанавливать дополнительные ретрансляторы.

См. также

Источники

  1. 120 Gigawatt of wind turbines globally contribute to secure electricity generation.
  2. Global Wind Energy Council News.
  3. Alan Wyatt, Electric Power: Challenges and Choices, (1986), Book Press Ltd., Toronto, ISBN 0 92065 000 7,
  4. Clipper to sell offshore 7.5MW wind turbine prototype to UK
  5. US and China in race to the top of global wind industry
  6. «Ветроэнергетика Европы в 2007 году»
  7. «Мировая ветроэнергетика в 2007 году»
  8. 1 2 3 Wind power — clean and reliable
  9. Испания получила рекордную долю электричества от ветра
  10. 1 2 3 Энергетический портал. Вопросы производства, сохранения и переработки энергии
  11. Вернутся ли к развитию ветроэнергетики в Калининграде?
  12. http://www.riarealty.ru/ru/article/34636.html «РусГидро» определяет перспективные площадки в РФ для строительства ветроэлектростанций
  13. http://www.wind-energie.de/en/wind-energy-in-germany/overview/
  14. http://www.renewableenergyworld.com/rea/news/story?id=48410
  15. Lema, Adrian and Kristian Ruby, «Between fragmented authoritarianism and policy coordination: Creating a Chinese market for wind energy», Energy Policy, Vol. 35, Isue 7, July 2007
  16. Japan wind farm building slows on tighter rules
  17. 1 2 3 Wind Energy and Wildlife: The Three C’s
  18. Wind Energy Could Reduce CO2 Emissions 10B Tons by 2020
  19. http://www.membrana.ru/lenta/?8553

Литература

  • Д. де Рензо, В. В. Зубарев Ветроэнергетика. Москва. Энергоатомиздат, 1982
  • Е. М. Фатеев Вопросы ветроэнергетики. Сборник статей. Издательство АН СССР, 1959

Ссылки

Wikimedia Foundation. 2010.

разбираемся в самых популярных мифах о ветряных

В этой статье постараемся развенчать самые популярные мифы, которые касаются ветроэнергетики.

В начале 2019 года в России функционировало 15 ветряных электростанций, суммарная мощность которых составляла 183,9 МВт или 0,08 % от мощности всей энергосистемы страны. По сравнению со странами Европы, Китаем и США это очень мало. Неудивительно, что подавляющее большинство россиян до сих пор считают, что главными источниками энергии в стране являются нефть и газ, а производство на основе других видов энергии, например, ветряной, неэффективна, стоит дорого и даже опасна для здоровья.

Мифы о ветроэнергетике

  • Миф 1: Шум от ветряных электростанций приводит к проблемам со здоровьем и просто мешает жить
  • Миф 2: Ветер — не слишком экологичный источник энергии
  • Миф 3: Ветряная энергетика не создает рабочих мест
  • Миф 4: Ветряные электростанции — это дорого
  • Миф 5: Ветряные электростанции работают только 30% времени и не производят электричество в снег и штиль

Расскажем, почему на самом деле ветряные электростанции не вызывают рак и бессонницу, не приводят к бедности и сокращению рабочих мест, а на их строительство требуется меньше ресурсов, чем на добычу нефти и газа.

Рынок ветроэнергетики во всем мире достаточно развит: совокупный объем установленных мощностей электростанций, использующих энергию ветра, по данным на конец 2018 года достиг 564 ГВт. Наибольший прирост показали Китай, США и Германия.

При правильном развертывании ветряные электростанции позволят достичь цели, установленной Парижским соглашением — не допустить повышения температуры более чем на 2 °C по сравнению с доиндустриальным уровнем в этом столетии. Ветряки, в отличие от угольных и газовых электростанций, не производят прямых выбросов в атмосферу и безопаснее для здоровья человека и окружающей среды, чем традиционная энергетика. Но это согласно официальной информации, однако у обывателей к создателям ветроэнергетических установок (ВЭУ) свои вопросы. Поэтому рассказываем о том, стоит ли опасаться альтернативной — ветряной — энергетики.

Миф 1: Шум от ветряных электростанций приводит к проблемам со здоровьем и просто мешает жить

Постоянный шум и свист появляется в ближайших к месту установки ветряной электростанции населенных пунктах — так звучит один из самых распространенных мифов о ветроэнергетике. На самом деле, ветряные электростанции не издают много шума — звуковое загрязнение, производимое лопастями и оборудованием ВЭУ, гораздо ниже, чем то, которому человек подвергается в городских условиях.

Согласно действующим в России санитарным нормам, эквивалентный уровень шума в населенных пунктах составляет 55 дБ в течение дня и 45 дБ ночью. На практике: в сельской местности, где шум в ночное время колеблется от 20 до 40 дБ, ветряк будет издавать звук мощностью 35–45 дБ. Но это значение справедливо только в радиусе 350 м от электростанции (если речь идет об одиноко стоящем ветряке) — далее уровень шума соответствует естественному фону.


Что касается различных заболеваний, начиная от бессонницы и заканчивая раком, то существует ряд исследований (например, проведенное Минздравом Канады), которые свидетельствуют о нулевом влиянии ветровых электростанций на здоровье человека.

В январе 2012 года Департамент охраны окружающей среды штата Массачусетс, США, опубликовал исследование о возможном воздействии ветряных электростанций на здоровье. В документе, составленном группой независимых врачей и инженеров, говорится о «недостаточном количестве доказательств того, что шум от ветряных турбин напрямую влияет на сон и вызывает проблемы со здоровьем или болезни».

Миф 2: Ветер — не слишком экологичный источник энергии

Энергия ветра снижает, а не увеличивает выработку углекислого газа в энергетическом секторе. Например, в Великобритании расчетное сокращение выбросов CO₂ по сравнению с ожидаемым объемом к 2020 году составило 15 млн т в год. Переход на альтернативные источники энергии — ветер, солнце и вода — а точнее, замена 61% традиционных электростанций на «зеленые» позволит сократить выбросы углекислого газа в Европе к 2030 году на 265 млн т.

Да, ветряные электростанции приводят к непрямым выбросам CO₂, но они составляют всего 11 г/кВт*ч. Для сравнения, тот же показатель у газовых электростанций составляет 490 г/кВтч, а у угольных — 820 г/кВтч.


Еще одна претензия к ветроэнергетике касается использования в ветрогенераторах редкоземельных металлов, таких как неодим. Это отчасти верно — в конструкции электродвигателя ветряной электростанции используются постоянные магниты из содержащие данный элемент, что увеличивает их эффективность в 10 раз в сравнении обычными магнитами. Однако, редкоземельные металлы широко используются в оборудовании и материалах, используемых в повседневной жизни — в мобильных телефонах, ноутбуках, автомобилях, самолётах в значительно большем объеме .

Миф 3: Ветряная энергетика не создает рабочих мест

Согласно прогнозам, к 2030 году в секторе возобновляемой энергетики будет задействовано около 24 млн человек — в 2017 году в нем уже работало около 8,8 млн сотрудников. Это сделает ветроэнергетику и ВИЭ в целом одним из драйверов развития мировой экономики. Только в Европе к 2030 году появится 90 тыс. дополнительных рабочих мест.

К тому же цены на нефть в последние несколько лет падают — это приводит к сокращению рабочих мест в нефтедобывающих компаниях. В 2015 году из-за снижения стоимости ископаемого топлива без работы осталось 250 тыс. человек.

Кроме того, игроки энергорынка активно сокращают сотрудников из-за растущей автоматизации труда. В 2018–2019 годах General Electric и Siemens по этой причине сократили несколько тысяч человек.

Миф 4: Ветряные электростанции — это дорого

Затраты на строительство ветряных электростанций ниже, чем при возведении традиционных электростанций, а стоимость энергии ветра постепенно снижается вместе с ростом объема новых ветропарков. По данным Bloomberg, стоимость строительства и эксплуатации ветряных электростанций за последние 10 лет по всему миру сократилась на 38%.

По данным правительства России, в 2015–2017 годах затраты на строительство ветряных электростанций упали на 33,6%. В июне 2019 года министр энергетики России Александр Новак заявил, что стоимость возведения ветряных электростанций сравнялась со строительством газотурбинных ТЭЦ при пересчете на расходы станции по производству 1 кВт*ч.


Согласно отчету компании Coface от 2018 года, ветроэнергетика быстро растет благодаря постоянному снижению цен на ветрогенераторы. При этом строятся они значительно быстрее традиционных.

Миф 5: Ветряные электростанции работают только 30% времени и не производят электричество в снег и штиль

Эффективность ветряных электростанций часто путают с коэффициентом использования установленной мощности (КИУМ). Современные ветряные турбины вырабатывают электроэнергию 80–85% времени, а объем производимой энергии зависит от скорости ветра. КИУМ для ветряных электростанций составляет 28–30%, а для обычной, тепловой или газотурбинной, электростанции — в среднем 50-60%.

Ветроэлектростанции работают даже при слабом ветре (2-3 м/с) и в дождь, а небольшой объем производимой в таких условиях энергии уравновешивается запасами энергии, произведенными при более благоприятных погодных условиях. Кроме того, ветряные электростанции могут распределять электроэнергию между сетями — в зависимости от того, где ветер дует сильнее, и работать в связке с солнечными, биоэнергетическими и газовыми электростанциями.

Все формы производства энергии оказывают влияние на окружающую среду, на живущих рядом с электростанциями людей и животных. Но влияние ветряной энергетики — одно из самых низких из существующих. Некоторые из описанных выше опасений содержат долю правды, однако ветроэнергетика — молодая технология, которая развивается быстрыми темпами и постоянно становится эффективнее и безопаснее.опубликовано econet.ru  

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! © econet

Ветроэнергетика Китая — Википедия

Ветроэнергетика Китая — бурно развивающаяся отрасль экономики Китайской народной республики. По данным на ноябрь 2019 года, на конец 2018 года в Китае работало 217 ГВт ветряных электростанций[1], что составляет около 36 % от ветряных мощностей всего мира. Китай занимает первое место в мире по размеру установленных ветряных электростанций. В 2018 году выработка составила 366 ТВт*час[2].


По плану 13-й пятилетки (2016—2020), Китай собирается ввести ещё 100 ГВт ветряных мощностей[3].

В 2007 году Китай инвестировал около 16 миллиардов юаней (более $2,0 млрд) в ветряную энергетику. В Китае построено более 60 крупных ветряных электростанций, на которых ведётся обучение специалистов.

В феврале 2005 года Китай принял закон Возобновляемой Энергетики. В 2005 году Китай вырабатывал из энергии ветра 0,17 % электроэнергии, в 2014 году — 2,6 %.

За годы 10-й пятилетки (2000 год—2005 год) ветряная энергетика росла в среднем на 30 % в год — с 350 МВт в 2000 году до 1260 МВт в 2005 году.

Генерация ветроэнергетики за год (ТВтч)

Мощность ветроэлектростанций в Китае (ГВт)

Mean Wind Speed in China.[4]
Ветроэнергетика Китая
2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018
Мощность(МВт)[5] 1,260 2,599 5,912 12,200 16,000 31,100 62,700 75,000 91,424 114,763 129,700 149,000 163,670 184,260[6]
Производство(ГВтч)[7] 1,927 3,675 5,710 14,800 26,900 44,622 74,100 103,000 134,900 153,400 186,300 241,000 305,700 366,000 [8]
Фактор загрузки 17.5% 16.1% 11% 13.8% 19.2% 16.4% 13.5% 15.7% 16.8% 15.3% 16.4% 18.5% 21.3% 22.7%

По оценкам Китайского института научных исследований климата (China Climate Science Research Institute) потенциал ветряной энергетики Китая составляет 3,22 млн МВт. Технический потенциал оценивается в 1 млн МВт, из них 253 тыс. МВт наземных электростанций и 750 тыс. МВт офшорных.

Наибольшим потенциалом для развития ветроэнергетики обладает провинция Внутренняя Монголия. Около 40 % ветряных мощностей Китая могут быть расположены во Внутренней Монголии. Второе место по потенциалу занимает Турфанская котловина (Синьцзян-Уйгурский автономный район). Её ресурсы оцениваются в 1 млрд кВт·ч в год с площади 1000 кв. км.

По оценкам EER Wind Research к 2011 году Китай станет крупнейшим в мире рынком сбыта ветрогенераторов[9].

Китай обладает протяженной береговой линией, что способствует развитию офшорной ветроэнергетики. Потенциал офшорной ветроэнергетики Китая оценивается в 750 ГВт. Национальное Энергетическое Бюро Китая прогнозирует строительство 5000 МВт. офшорных электростанций к 2015 году[10].

Первая китайская оффшорная ветровая электростанция «Juwuba» была построена в 2009 года в Шанхае. Ветрогенераторы установлены по обе стороны Большого Дунхайского моста более чем в километре от него. Установленная мощность электростанции составит 100 МВт. По проекту электростанция будет вырабатывать ежегодно 260 млн кВт·ч электроэнергии[11]. Первая турбина мощностью 3,0 МВт. производства компании Sinovel была построена в 20 марта 2009 года. Всего на электростанции «Juwuba» будет установлено 34 ветрогенератора мощностью 3,0 МВт. каждый[12].

В конце 2013 года мощность офшорной ветроэнергетики Китая составляла 428,6 МВт[13].

Малые ветрогенераторы и солнечные батареи на фонарных столбах одной из улиц Шанхая

В конце 2005 года в Китае было установлено 320 тыс. малых ветряных генераторов суммарной мощностью 65 МВт.

Средняя цена ветряного электричества в Китае в 2006 году составляла $0,063—$0,08 за кВт·ч. Государственные производители продавали ветряную электроэнергию по ценам от $0,046 до $0,065.

По подсчётам китайских экспертов, если 70 % оборудования будут иметь китайское происхождение, цена электроэнергии снизится до 0,375 юаней за кВт.ч (примерно $0,054). Если 100 % оборудования ветряных электростанций будет китайского производства, то цена электроэнергии снизится до 0,332 юаней за кВт.ч (примерно $0,048).

Все крупнейшие мировые производители оборудования для ветроэнергетики имеют в Китае свои производства или совместные предприятия. Например, германская компания Nordex в 2007 году занимала 3 % рынка ветряных турбин Китая.

В 2007 году в Китае 40 компаний производили оборудование для ветроэнергетики. Их суммарные мощности составляли 8000 МВт. в год. В 2008 году 67 компаний в Китае производили оборудование для ветроэнергетики, из них 27 компаний — государственные. По законам Китая 70 % оборудования любой ветряной электростанции должно иметь китайское происхождение. В конце 2009 года около 90 компаний производили ветряные турбины, более 50 компаний производили лопасти и около 100 компаний производят различные компоненты[14]. В 2010 году требование обязательной 70 % доли китайского оборудование было отменено: практически 100 % строящихся в Китае ветряных турбин, имели китайское происхождение[15].

К 2012 году в Китае будет производиться ветрогенераторов суммарной мощностью около 12 000 МВт[16].

Крупнейшие китайские производители оборудования в 2009 году — компании: Sinovel (3510 МВт.), Goldwind (2727 МВт.) и Dongfang Jin (2475 МВт.)[17]. Компании Feng (Golden Wind) и Hua Rui планируют начать экспорт ветрогенераторов в 2009 году и 2010 годах.

Крупнейший владелец ветряных электростанций — компания China Longyuan Electric Power Group Corp. В 2006 году компания управляла 32 ветряными электростанциями суммарной мощностью 780 МВт.[18]

Во время 11-й пятилетки Китай собирался построить около 30 крупных ветряных электростанций мощностью по 100 МВт и более. Согласно национальному плану развития, установленные мощности Китая должны вырасти до 30 тыс. МВт к 2020 году.[19] Однако бурное развитие ветроэнергетики в стране позволило пройти этот рубеж уже в 2010 году. В том же году Китай опередил США и стал мировым лидером по установленной мощности ветрогенераторов, превзойдя порог в 40 тыс. МВт.[20]

На 12-ю пятилетку Национальная энергетическая администрация (National Energy Administration) запланировала довести суммарную мощность ветряных электростанций Китая до 100 ГВт к 2015 году. Мощность офшорных ветряных электростанций увеличится до 5000 МВт[21].

По плану 13-й пятилетки (2016—2020), Китай собирается ввести ещё 100 ГВт ветряных мощностей[3].

В начале августа 2011 года Национальная Энергетическая Администрация (NEA) Китая приняла 18 технических стандартов, связанных с ветроэнергетикой[22].

Правительства провинций имеют право согласовывать строительство ветряных электростанций мощностью до 50 МВт[23].

  1. ↑ Статистика ветрогенерации в мире за 2018 год (неопр.). https://wwindea.org/. library.wwindea.org. Дата обращения 21 ноября 2019.
  2. ↑ 2018 electricity & other energy statistics (англ.). China Energy Portal | 中国能源门户 (25 January 2019). Дата обращения 21 ноября 2019.
  3. 1 2 Wind Turbine Blade Industry Supply and Demand for 2015—2017
  4. ↑ Global Wind Atlas (неопр.). Дата обращения 7 декабря 2018.
  5. ↑ Wind Electricity Installed Capacity (неопр.). International Energy Statistics. Energy Information Administration (EIA). Дата обращения 6 октября 2013.
  6. ↑ 2018 electricity & other energy statistics (неопр.). Chinaenergyportal.org. Дата обращения 9 февраля 2019.
  7. ↑ Wind Electricity Net Generation (неопр.). International Energy Statistics. EIA. Дата обращения 6 октября 2013.
  8. ↑ 2018 electricity & other energy statistics (неопр.). Chinaenergyportal.org. Дата обращения 9 февраля 2019.
  9. ↑ EER Says China’s Wind Market Unfazed by Financial Crisis
  10. ↑ Shanghai offshore wind farm claims world first February 03, 2012
  11. ↑ China (Shanghai) International Wind Energy Exhibition & Symposium
  12. ↑ China produces first 3MW wind turbine (недоступная ссылка)
  13. ↑ Liu Yuanyuan China Boosts Offshore Wind Power Development // Renewable Energy Network for News May 22, 2014
  14. Louis Schwartz China’s Wind Industry Is About To Get Squeezed 10 Июнь 2010 г.
  15. Eric Martinot, Junfeng Renewable Energy Policy Update For China 21 Июль 2010 г.
  16. ↑ GlObal Wind enerGy OutlOOk 2008 Архивная копия от 3 декабря 2008 на Wayback Machine
  17. Edward Milford BTM Wind Market Report 20 Июль 2010 г.
  18. ↑ Wind Energy Businesses in China
  19. ↑ Lema, Adrian and Kristian Ruby, «Between fragmented authoritarianism and policy coordination: Creating a Chinese market for wind energy» Архивная копия от 25 июня 2008 на Wayback Machine, Energy Policy, Vol. 35, Isue 7, July 2007
  20. ↑ China’s Galloping Wind Market (англ.) (недоступная ссылка). Дата обращения 23 января 2011. Архивировано 20 февраля 2011 года.
  21. Liu Yuanyuan China Increases Target for Wind Power Capacity to 1,000 GW by 2050 5 Январь 2012
  22. Liu Yuanyuan China Releases Technical Standards for Wind Power Industry 22 Сентябрь 2011 г.
  23. Ivan Tong and Ben Warren Renewable Energy Recap: China 28 Декабрь 2011

Особенности и проблемы развития ветровой энергетики

Библиографическое описание:

Нечаев И. С., Шонина Д. Е. Особенности и проблемы развития ветровой энергетики // Молодой ученый. — 2019. — №15. — С. 44-46. — URL https://moluch.ru/archive/253/57941/ (дата обращения: 21.03.2020).



В данной статье рассматривается перспектива развития ветровой энергетики, её проблемы и роль в мировой электроэнергетики. Также приведён обзор видов ветровых электростанций и принцип действия ветровых установок.

Ключевые слова: ветровая электростанция, энергетика, электроэнергетика, перспектива развития.

In this article the perspective of development of wind energy, its problems and role in the world electric power industry is considered. Also given is an overview of the types of wind farms and the operation of wind installations.

Keywords: wind power station, power, electric power, perspective of development.

Известно, что основная часть электроэнергии в наше время вырабатывается с помощью трех основных видов электростанций: атомных, тепловых и гидравлических. На долю же всех альтернативных источников энергии приходится около двух процентов. Несмотря на это нетрадиционная энергетика развивается и распространяется в мире. Одним из направлений альтернативной энергетики является ветровая энергетика.

За последние годы ветроэнергетика начала бурно развиваться. Все из-за того, что энергия ветра является неисчерпаемой, а преобразование кинетической энергии ветра в электрическую является экологически чистой. Помимо этого важную роль играет и то, что некоторые страны не имеют достаточно энергоресурсов для удовлетворения собственных энергетических потребностей, поэтому они зависят от импорта электроэнергии, а в связи с политической нестабильностью и вооружёнными конфликтами в странах поставщиках, создаются риски для стран-импортеров. Именно эти факторы подталкивают развитие ветроэнергетики.

Ветровая электроэнергетика прошла долгий путь от 18-ого века до нашего время. Сейчас для строительства ветровых электростанций используются дешёвые и эффективные материалы, а мощность электроустановок возрастает, это сокращает издержки и увеличивает конкурентоспособность.

Конструкция электрогенератора такова: электроустановка состоит в первую очередь из ротора с лопастями, которые преобразовывают кинетическую энергию ветра о вращательную, дальше идёт редуктор, задача которого заключается в повышении скорости вала, потом следует генератор, преобразующий полученную энергию в электрическую. Так же в состав электроустановки входят флюгер и анемометр их задача собирать информацию о ветре, а также направлять лопасти в направлении максимальной силы ветра, башня, которая нужна что б поднять ветрогенератор а достаточную высоту и трансформатор, преобразующий напряжение.

Выделяют четыре вида ветровых электростанций, которые в основном основаны на их местоположении: прибрежные, наземные, плавающие и оффшорные [1].

Прибрежные располагаются около прибрежной линии, такое расположение обуславливается бризами, которые дают некую постоянность в ветровом потоке.

Наземные находятся на возвышенностях, самый распространенный вид.

Оффшорные строятся в море, где постоянно дуют морские ветра.

Плавающие, располагаются примерно на таком же расстоянии от берега, как и оффшорные, но на плавающей платформе.

Отметим же теперь преимущества ветровых электростанций. Первое это же, конечно, неисчерпаемые ресурсы, на которых работает установка, второе- это чистота вырабатываемой энергии, нет ни парникового эффекта, ни вредных выбросов, третье- это малая площадь занимаемая под электростанцию, так как она поднята на достаточное расстояние от земли, четвертое- это дешевизна получаемой энергии и пятое- это возможность установить электроустановку в любых местах, где дует ветер.

Теперь перейдём к минусам: главный минус ветровых установок заключается в том, что сила ветра и его направление меняется, бывает и так, что ветра нет вообще, из-за чего происходит сбой в подаче электроэнергии. Для компенсации этого недостатка использую системы хранения большой емкости или комбинированную систему «ветро-дизель» в которых есть специальные устройства, распределяющие нагрузки между ветроэнергетической установкой и дизелем [1].

Второй минус, это то, что стартовый этап строительства станции требует достаточно больших материальных вложений. Иногда привлекаю инвестиции целой области. В среднем стоимость 1 кВт установленной мощности составляет $1000 [2].

К последним минусам отнесем не такие значительные недостатки, такие как нарушение естественного вида ландшафта, шумы, вырабатываемые станцией, которые могут причинять неудобства людям, но это решается установкой электростанции на определённом расстоянии от жилья. Ну и последнее это небольшая вероятность столкновения птиц с лопастями ветряка [2].

В заключение можно сказать, что ветровая электроэнергетика, является перспективной в развитии, и из рисунка 1 виден рост устанавливаемой мощности в мире, что свидетельствует о её потенциале.

http://www.dw.com/image/16072717_304.jpg

Рис. 1. Доля ветроэнергетики в мире

Литература:

1. Электростанции ветряные: планирование и типы ветряных электростанций // [Электронный ресурс]. — Режим доступа https://businessman.ru/new-elektrostancii-vetryanye-planirovanie-i-tipy-vetryanyx-elektrostancij.html (Дата доступа 12.03.2018)

2. Энергия ветра: преимущества и недостатки// [Электронный ресурс]. — Режим доступа http://electricalschool.info/energy/1539-jenergija-vetra-preimushhestva-i.html (Дата доступа 12.03.2018)

Основные термины (генерируются автоматически): перспектива развития, кинетическая энергия ветра, ветровая энергетика, ветровая электроэнергетика.

Ветроэнергетика США — Википедия

Карта потенциала ветроэнергетики США

Ветроэнергетика США является наиболее быстро развивающейся отраслью возобновляемой энергетики в стране. В конце 2015 года США имели 74,5 ГВт установленных мощностей, уступая по этому показателю лишь Китаю. В 2015 году было добавлено 8,6 ГВт новых мощностей. Ветроэнергетика США вырабатывает около 5% электроэнергии в стране.

Pacific Northwest Laboratory в 2001 году оценила потенциал ветроэнергетики 20 штатов США. Из энергии ветра третьего класса и выше, на доступных землях, 20 штатов могут ежегодно производить до 10 777 млрд кВт·ч электроэнергии в год, что в три раза больше потребления США в 2001 году.

Наибольшим потенциалом обладает штат Северная Дакота, которую называют «Саудовской Аравией энергии ветра».

В 2008 году Департамент энергетики США (DoE) опубликовал исследование: 20% Wind energy. В исследовании DoE прогнозирует, что к 2030 году США из энергии ветра будут вырабатывать 20 % электроэнергии, производимой в стране[1].

Согласно исследованию, проведённому National Renewable Energy Laboratory (NREL) в 2010 году, потенциал офшорной ветроэнергетики оценивается в 4150 ГВт, тогда как в 2008 году суммарная мощность всей энергетики США составляла 1010 ГВт[2].

Крупнейшие ветряные электростанции США[править | править код]

Таблица: Крупнейшие ветроэлектростанции США в 2008-2012 гг

Ветряные электростанции к началу 2014 года были построены в 34 штатах США.

US wind power capacity.svg

Турбины занимают только 1 % от всей территории ветряной фермы. На 99 % площади фермы возможно заниматься сельским хозяйством или другой деятельностью. Фермеры США получают ежегодно $3000 — $5000 арендных платежей за одну ветряную турбину, построенную на их участке. Некоторые фермы от сдачи земли в аренду ветряным электростанциям получают доходов больше, чем от основной деятельности.

Крупнейшие поставщики ветрогенераторов в 2007 году[править | править код]

US wind power capacity.svg

В 2008 году в США было построено 55 новых заводов по производству оборудования для ветроэнергетики. Доля оборудования, произведённого в США, выросла с 30% в 2005 году до 50% в 2008 году[3].

Интерес к офшорным ветряным электростанциям вызван тем, что на море ветра дуют с наибольшей силой. Кроме того, расположение ВЭУ в море решило бы проблему близости к потребителю, поскольку большинство крупных американских городов расположено именно на побережье. Однако, стоимость таких проектов значительно выше, поэтому прибрежные и морские ветряные электростанции развиваются в США достаточно медленно. Первую в США офшорную ветряную электростанцию планировалось построить в Мексиканском заливе. Первая очередь электростанции должна была составить 250 МВт. Первое разрешение на строительство было выдано в октябре 2006 года.

В конце 2007 года в США рассматривались проекты строительства 16 офшорных ветряных электростанций.

07 февраля 2011 г. министр Внутренних дел Кен Салазар и министр энергетики Стивен Чу в контексте совместного плана («National Offshore Wind Strategy»[4]) по ускорению развития офшорной энергетики объявили совместный план работы. В первую очередь, это дополнительное финансирование на сумму $50,5 млн. для проектов оффшорных ветряных энергетических установок по трем направлениям: развитие технологий (инновационные конструкции ветровых турбин и оборудования), устранение рыночных барьеров (базовые и целевые экономические исследования по снижению рисков, созданию цепей поставок, планированию, оптимизации инфраструктуры и пр.) и создание трансмиссии следующего поколения. Также были установлены несколько приоритетных зон для размещения ВЭУ в районе среднеатлантических штатов (площадью 122 кв. морские мили у берегов штата Делавэр, площадью 207 у штата Мэриленд, площадью 417 у Нью-Джерси и площадью 165 у Вирджинии). Позже было запланировано определить такие же зоны у штатов Массачусетс и Род-Айленд, а также у берегов Северной Каролины. Внедрение экологически чистых, возобновляемых источников при помощи офшорной ветровой энергии должно стать средством достижения цели, поставленной президентом: к 2035 году производить 80% электроэнергии из экологически чистых источников энергии. В действительности в Министерстве Внутренних дел США предполагают, что территории у берегов Новой Англии и Средне-Атлантических штатов располагают ветряным ресурсным потенциалом в более чем 90 000 МВт[5]. План министров ориентирован на решение трех ключевых задач: сравнительно высокая стоимость оффшорной ветровой энергетики, технические проблемы при установке и эксплуатации и отсутствие у американских компаний опыта работы с подобными проектами. Строительство же первой в США прибрежной ветряной электростанции мощностью 420 МВт, получившей название Кейп Винд (Cape Wind), планируется в районе мыса Кейп-Код, штат Массачусетс. Сроки начала строительства намечены на 2013 год.[6].

Работа ветряных электростанций в 2007 году позволила предотвратить выброс в атмосферу около 28 млн тонн СО2.

Ветряные электростанции, в отличие от традиционных тепловых электростанций, производят электроэнергию без использования воды, что позволяет сократить эксплуатацию водных ресурсов.

Ветряные электростанции производят электроэнергию без сжигания традиционных видов топлива. Это позволяет сократить спрос и цены на топлива.

Одна ветряная турбина мощностью 1 МВт за 20 лет эксплуатации позволит сэкономить около 29 тыс. тонн угля, или 92 тыс. баррелей нефти.

Средняя цена электроэнергии в США в 2007 году выросла до $0,0918 за кВт·ч.

По данным Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL)[7] 12 новых ветряных электростанций, построенных в США в 2007 году, продавали свою электроэнергию по ценам от $0,025 до $0,064 за кВт·ч. Из них шесть новых электростанций продавали свою электроэнергию по ценам менее $0,03 за кВт·ч.

В начале 1980-х годов стоимость ветряного электричества в США составляла $0,38 за кВт·ч. При этом среди всех штатов в Техасе развитие рассматриваемой отрасли связано с наименьшими затратами, а в Калифорнии и Новой Англии, напротив, с наибольшими.[8]

Новая ветряная электростанция получает налоговый кредит (но не субсидии) в размере $0,015 за каждый произведённый кВт·ч электроэнергии. Налоговая льгота действует в течение 10 лет.

Государство субсидирует только исследовательские работы и производство оборудования для ветряной энергетики.

По данным Департамента энергетики США (DoE) с 1950 года по 1997 год правительство США субсидировало энергетику на $500 млрд (в ценах 2004 года). В 2003 году всего около 1 % субсидий, выделенных энергетике США, было предназначено для ветряной энергетики.

По данным AWEA в 2004 году в США было установлено около 30 МВт малых ветрогенераторов. В 2006 году было продано 6807 малых ветряных турбин. Их суммарная мощность 17 543 кВт. Их суммарная стоимость $56 082 850 (примерно $3200 за кВт мощности).

В 2009 году было продано 20,3 МВт. малых ветрогенераторов. Суммарные мощности малой ветроэнергетики превысили 100 МВт. В США 95 компаний производили оборудование для малой ветроэнергетики[9]. В 2010 году продажи увеличились до 25,6 МВт. Размер рынка малой ветроэнергетики составил $139 млн[10].

В 2006 году 51 % малых ветрогенераторов было установлено в сельских домах, 19 % на сельскохозяйственных фермах, 10 % на предприятиях малого бизнеса, 10 % в школах и общественных зданиях.

Наиболее перспективными регионами для развития малой ветроэнергетики считаются регионы со стоимостью электроэнергии более $0,1 за кВт·ч. Себестоимость электроэнергии, производимой малыми ветрогенераторами в 2006 г. в США составляла $0,10 —$0,11 за кВт·ч. AWEA ожидает, что в ближайшие 5 лет себестоимость снизится до $0,07 за кВт·ч.

AWEA прогнозирует, что к 2020 году суммарная мощность малой ветряной энергетики США вырастет до 50 тыс. МВт, что составит около 3 % от суммарных мощностей страны. Ветряные турбины будут установлены в 15 млн домах и в 1 млн предприятий малого бизнеса. В индустрии малой ветроэнергетики будут заняты 10 тыс. человек. Они ежегодно будут производить продукции и услуг на сумму более чем $1 млрд.

В 2008 году в ветряной энергетике США было занято 85 тысяч человек. За 2008 год было создано 35 тысяч новых рабочих мест. В строительстве ветряных электростанций заняты около 8 тысяч рабочих[11].

  1. ↑ 20 % Wind energy report
  2. ↑ Assessment of Offshore Wind Energy Resources for the United States
  3. ↑ Wind Installations Continue To Break Records Across the Globe
  4. ↑ Press Release: Salazar, Chu Announce Major Offshore Wind Initiatives. 07.02.2011//www.doi.gov — http://www.doi.gov/news/pressreleases/Salazar-Chu-Announce-Major-Offshore-Wind-Initiatives.cfm
  5. ↑ Logan J., Kaplan M. S. CRS Repot for Congresss. Wind Power in the United States: Technology, Economic, and Policy Issues., p.11//www.fas.org
  6. ↑ Cape Wind Timetable//www.capewind.org/ — Архивированная копия (неопр.) (недоступная ссылка). Дата обращения 6 мая 2012. Архивировано 20 мая 2012 года.
  7. ↑ Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL)
  8. ↑ Bolinger M., Wiser R. 2010 Wind Technologies Market Report. 06.2011, p. vii://www.eia.gov — http://www.eia.gov/forecasts/aeo/pdf/0383(2011).pdf
  9. Ron Stimmel, AWEA Small Wind Picks Up Even as Economy Turns Down. 29 Июнь 2010 г
  10. Raghunandan Kothamasu, GlobalData Big Prospects for Small Wind Turbines 28 Февраль 2012 г
  11. ↑ Installed US Wind Energy Capacity Grows by Record 8,300 MW

Энергия ветра — это… Что такое Энергия ветра?

Ветроэнергетика — отрасль энергетики, специализирующаяся на использовании энергии ветра — кинетической энергии воздушных масс в атмосфере. Энергию ветра относят к возобновляемым видам энергии, так как она является следствием деятельности солнца. Ветроэнергетика является бурно развивающейся отраслью, так в конце 2008 года общая установленная мощность всех ветрогенераторов составила 120 гигаватт[1], увеличившись вшестеро с 2000 года[2].

История использования энергии ветра

Мельница со станиной

«Мельницы на козлах, так называемые немецкие мельницы, являлись до середины XVI в. единственно известными. Сильные бури могли опрокинуть такую мельницу вместе со станиной. В середине XVI столетия один фламандец нашел способ, посредством которого это опрокидывание мельницы делалось невозможным. В мельнице он ставил подвижной только крышу, и для того, чтобы поворачивать крылья по ветру, необходимо было повернуть лишь крышу, в то время как само здание мельницы было прочно укреплено на земле» (К. Маркс. «Машины: применение природных сил и науки»).

Масса козловой мельницы была ограниченной в связи с тем, что её приходилось поворачивать вручную. Поэтому была ограниченной и её производительность. Усовершенствованные мельницы получили название шатровых.

В XVI веке в городах Европы начинают строить водонасосные станции с использованием гидродвигателя и ветряной мельницы. Толедо — 1526 г., Глочестер — 1542 г., Лондон — 1582 г., Париж — 1608 г., и др. Нидерландах многочисленные ветряные мельницы откачивали воду с земель, ограждённых дамбами. Отвоёванные у моря земли использовались в сельском хозяйстве. В засушливых областях Европы ветряные мельницы применялись для орошения полей.

Первая в мире современная ветроэлектростанция с горизонтальной осью мощностью 100 кВт была построена в 1931 году в Крыму [3].

Современные методы генерации электроэнергии из энергии ветра

Современные ветрогенераторы работают при скоростях ветра от 3—4 м/с до 25 м/с.

Мощность ветрогенератора зависит от площади, заметаемой лопастями генератора. Например, турбины мощностью 3 МВт (V90) производства датской фирмы

В августе 2002 года компания 2004 года турбина оставалась крупнейшей в мире. В декабре 2004 года германская компания REpower Systems построила свой ветрогенератор мощностью 5,0 МВт. Диаметр ротора этой турбины 126 метров, вес гондолы — 200 тонн, высота башни — 120 м. В конце 2005 года Enercon увеличил мощность своего ветрогенератора до 6,0 МВт. Диаметр ротора составил 114 метров, высота башни 124 метра. Компания Clipper Windpower разрабатывает ветрогенератор мощностью 7,5 МВт для офшорного применения[4].

Наибольшее распространение в мире получила конструкция ветрогенератора с тремя лопастями и горизонтальной осью вращения, хотя кое-где ещё встречаются и двухлопастные. Были попытки построить ветрогенераторы так называемой ортогональной конструкции, то есть с вертикальным расположением оси вращения. Считается, что они имеют преимущество в виде очень малой скорости ветра, необходимой для начала работы ветрогенератора. Главная проблема таких генераторов — механизм торможения. В силу этой и некоторых других технических проблем ортогональные ветроагрегаты не получили практического распространения в ветроэнергетике.

Наиболее перспективными местами для производства энергии из ветра считаются прибрежные зоны. В море, на расстоянии 10—12 км от берега (а иногда и дальше), строятся офшорные ветряные электростанции. Башни ветрогенераторов устанавливают на фундаменты из свай, забитых на глубину до 30 метров.

Могут использоваться и другие типы подводных фундаментов, а также плавающие основания. Первый прототип плавающей ветряной турбины построен компанией H Technologies BV в декабре 2007 года. Ветрогенератор мощностью 80 кВт установлен на плавающей платформе в 10,6 морских милях от берега Южной Италии на участке моря глубиной 108 метров.

Использование энергии ветра

В 2008 году суммарные мощности ветряной энергетики выросли во всём мире до 120 ГВт. Ветряные электростанции всего мира в 2007 году произвели около 200 млрд кВт·ч, что составляет примерно 1,3 % мирового потребления электроэнергии. Во всём мире в 2008 году в индустрии ветроэнергетики были заняты более 400 тысяч человек. В 2008 году мировой рынок оборудования для ветроэнергетики вырос до 36,5 миллиардов евро, или около 46,8 миллиардов американских долларов[5].

В 2007 году в Европе было сконцентрировано 61 % установленных ветряных электростанций, в Северной Америке 20 %, Азии 17 %.

Страна 2005 г., МВт 2006 г., МВт 2007 г., МВт 2008 г. МВт.
США 9149 11603 16818 25170
Германия 18428 20622 22247 23903
Испания 10028 11615 15145 16754
Китай 1260 2405 6050 12210
Индия 4430 6270 7580 9645
Италия 1718 2123 2726 3736
Великобритания 1353 1962 2389 3241
Франция 757 1567 2454 3404
Дания 3122 3136 3125 3180
Португалия 1022 1716 2150 2862
Канада 683 1451 1846 2369
Нидерланды 1224 1558 1746 2225
Япония 1040 1394 1538 1880
Австралия 579 817 817,3 1306
Швеция 510 571 788 1021
Ирландия 496 746 805 1002
Австрия 819 965 982 995
Греция 573 746 871 985
Норвегия 270 325 333 428
Бразилия 29 237 247,1 341
Бельгия 167,4 194 287
Польша 73 153 276 472
Турция 20,1 50 146 433
Египет 145 230 310 365
Чехия 29,5 54 116
Финляндия 82 86 110
Украина 77,3 86 89
Болгария 14 36 70
Венгрия 17,5 61 65
Иран 23 48 66 85
Эстония 33 32 58
Литва 7 48 50
Люксембург 35,3 35 35
Аргентина 26,8 27,8 29 29
Латвия 27 27 27
Россия 14 15,5 16,5

Таблица: Суммарные установленные мощности, МВт, по странам мира 2005—2007 г. Данные Европейской ассоциации ветроэнергетики [6] и GWEC[7].

1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 прогноз 2010 прогноз
7475 9663 13696 18039 24320 31164 39290 47686 59004 73904 93849 120791 140000 170000

Таблица: Суммарные установленные мощности, МВт, и прогноз WWEA до 2010 г.

Страны Евросоюза в 2005 году вырабатывают из энергии ветра около 3 % потребляемой электроэнергии.

В 2007 году ветряные электростанции Германии произвели 14,3 % от всей произведённой в Германии электроэнергии[8].

В 2007 году более 20 % электроэнергии в Дании вырабатывалось из энергии ветра [8].

Индия в 2005 году получает из энергии ветра около 3 % всей электроэнергии.

В 2007 году в США из энергии ветра было выработано 48 млрд кВт·ч электроэнергии, что составляет более 1 % электроэнергии, произведённой в США за 2007 год.

Португалия и Испания в некоторые дни 2007 года из энергии ветра выработали около 20 % электроэнергии [8]. 22 марта 2008 года в Испании из энергии ветра было выработано 40,8 % всей электроэнергии страны [9].

Ветроэнергетика в России

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.[10]

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 Зеленоградского района Калининградской области. Её среднегодовая выработка составляет около 6 млн кВт·ч.[10]

На Чукотке действует Анадырская ВЭС мощностью 2,5 МВт (10 ветроагрегатов по 250 кВт) среднегодовой выработкой более 3 млн кВт·ч, параллельно станции установлен ДВС, вырабатывающий 30 % энергии установки.

Также крупные ветроэлектростанции расположены у деревни Тюпкильды Туймазинского района респ. Башкортостан (2,2 МВт).[10]

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 год 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 острове Беринга Командорских островов действует ВЭС мощностью 1,2 МВт.

В 1996 году в Цимлянском районе Ростовской области установлена Маркинская ВЭС мощностью 0,3 МВт.

В Мурманске действует установка мощностью 0,2 МВт.

Существуют проекты на разных стадиях проработки Ленинградской ВЭС 75 МВт Ленинградская область, Ейской ВЭС 72 МВт Краснодарский край, Морской ВЭС 30 МВт Карелия, Приморской ВЭС 30 МВт Приморский край, Магаданской ВЭС 30 МВт Магаданская область, Чуйской ВЭС 24 МВт Республика Алтай, Усть-Камчатской ВДЭС 16 МВт Камчатская область, Новиковской ВДЭС 10 МВт Республика Коми, Дагестанской ВЭС 6 МВт Дагестан, Анапской ВЭС 5 МВт Краснодарский край, Новороссийской ВЭС 5 МВт Краснодарский край и Валаамской ВЭС 4 МВт Карелия.

Успешным примером реализации возможностей ветряных установок в сложных климатических условиях является ветродизельная электростанция на мысе Сеть-Наволок.

Началось строительство «Морского ветропарка» в Калининградской области мощностью 50 МВт. В 2007 году этот проект был заморожен[11].

Как пример реализации потенциала территорий азовского моря можно указать Новоазовскую ВЭС, действующей на 2007 год мощностью в 20,4 МВт, установленную на украинском побережье Таганрогского залива.

Реализуется «Программа развития ветроэнергетики РАО „ЕЭС России“». На первом этапе (2003—2005 г.) 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 и двигатели внутреннего сгорания. В связи с ликвидацией РАО ЕЭС России все проекты, связанные с ветроэнергетикой были переданы компании РусГидро. В конце 2008 года РусГидро начала поиск перспективных площадок для строительства ветряных электростанций[12].

Перспективы

Запасы энергии ветра более чем в сто раз превышают запасы гидроэнергии всех рек планеты.

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

Германия планирует к 2020 году производить 20 % электроэнергии из энергии ветра[13].

Европейским Союзом установлена цель: к 2010 году установить 40 тыс. МВт ветрогенераторов, а к 2020 году — 180 тыс. МВт[14].

В Испании к 2011 году будет установлено 20 тыс. МВт ветрогенераторов.

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 2020 году[15].

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

Новая Зеландия планирует производить из энергии ветра 20 % электроэнергии.

Великобритания планирует производить из энергии ветра 10 % электроэнергии к 2010 году.

Египет — к 2010 году установить 850 МВт новых ветрогенераторов.

Япония планирует к 2010 — 2011 году увеличить мощности своих ветряных электростанций до 3000 МВт.[16]

Международное Энергетическое Агентство International Energy Agency (IEA) прогнозирует, что к 2030 году спрос на ветрогенерацию составит 4800 гигаватт.

Экономические аспекты ветроэнергетики

Лопасти ветрогенератора на строительной площадке.

Экономия топлива

Ветряные генераторы практически не потребляют ископаемого топлива. Работа ветрогенератора мощностью 1 МВт за 20 лет эксплуатации позволяет сэкономить примерно 29 тыс. тонн угля или 92 тыс. баррелей нефти.

Себестоимость электроэнергии

Себестоимость электричества, производимого ветрогенераторами, зависит от скорости ветра.

Скорость ветра Себестоимость (для США, 2004 год)
7,16 м/c 4,8 цента/кВт·ч;
8,08 м/с 3,6 цента/кВт·ч;
9,32 м/с 2,6 цента/кВт·ч.

Для сравнения: себестоимость электричества, производимого на угольных электростанциях США, 4,5—6 цента/кВт·ч. Средняя стоимость электричества в Китае 4 цента/кВт·ч.

При удвоении установленных мощностей ветрогенерации себестоимость производимого электричества падает на 15 %. Ожидается, что себестоимость ещё снизится на 35—40 % к концу 2006 г. В начале 80-х годов стоимость ветряного электричества в США составляла $0,38.

В марте 2006 года Earth Policy Institute (США) сообщил о том, что в двух районах США стоимость ветряной электроэнергии стала ниже стоимости традиционной энергии. Осенью 2005 года из-за роста цен на природный газ и уголь стоимость ветряного электричества стала ниже стоимости электроэнергии, произведённой из традиционных источников. Компании Austin Energy из Техаса и Xcel Energy из Колорадо первыми начали продавать электроэнергию, производимую из ветра, дешевле, чем электроэнергию, производимую из традиционных источников.

Другие экономические проблемы

Ветроэнергетика является нерегулируемым источником энергии. Выработка ветроэлектростанции зависит от силы ветра — фактора, отличающегося большим непостоянством. Соответственно, выдача электроэнергии с ветрогенератора в энергосистему отличается большой неравномерностью как в суточном, так и в недельном, месячном, годовом и многолетнем разрезе. Учитывая, что энергосистема сама имеет неоднородности энергонагрузки (пики и провалы энергопотребления), регулировать которые ветроэнергетика, естественно, не может, введение значительной доли ветроэнергетики в энергосистему способствует её дестабилизации. Понятно, что ветроэнергетика требует резерва мощности в энергосистеме (например, в виде газотурбинных электростанций), а также механизмов сглаживания неоднородности их выработки (в виде ГЭС или ГАЭС). Данная особенность ветроэнергетики существенно удорожает получаемую от них электроэнергию. Энергосистемы с большой неохотой подключают ветрогенераторы к энергосетям, что привело к появлению законодательных актов, обязующих их это делать.

Проблемы в сетях и диспетчеризации энергосистем из-за нестабильности работы ветрогенераторов начинаются после достижения ими доли в 20-25 % от общей установленной мощности системы. Для России это будет показатель, близкий к 50 тыс. — 55 тыс. МВт.

По данным испанских компаний «Gamesa Eolica» и «WinWind» точность прогнозов выдачи энергии ветростанций при почасовом планировании на рынке «на день вперед» или спотовом режиме превышает 95 %.

Небольшие единичные ветроустановки могут иметь проблемы с сетевой инфраструктурой, поскольку стоимость линии электропередач и распределительного устройства для подключения к энергосистеме могут оказаться слишком большими.

Крупные ветроустановки испытывают значительные проблемы с ремонтом, поскольку замена крупной детали (лопасти, ротора и т. п.) на высоте более 100 м является сложным и дорогостоящим мероприятием.

Экономика малой ветроэнергетики

В России считается, что применение ветрогенераторов в быту для обеспечения электричеством малоцелесообразно из-за:

  • Высокой стоимости инвертора ~ 50 % стоимости всей установки (применяется для преобразования переменного или постоянного тока получаемого от ветрогенератора в ~ 220В 50Гц (и синхронизации его по фазе с внешней сетью при работе генератора в параллель))
  • Высокой стоимости аккумуляторных батарей — около 25 % стоимости установки (используются в качестве источника бесперебойного питания при отсутствии или пропадании внешней сети)
  • Для обеспечения надёжного электроснабжения к такой установке иногда добавляют дизель-генератор, сравнимый по стоимости со всей установкой.

В настоящее время, несмотря на рост цен на энергоносители, себестоимость электроэнергии не составляет сколько-нибудь значительной величины у основной массы производств по сравнению с другими затратами; ключевыми для потребителя остаются надёжность и стабильность электроснабжения.

Основными факторами, приводящими к удорожанию энергии, получаемой от ветрогенераторов, являются:

  • Необходимость получения электроэнергии промышленного качества ~ 220В 50 Гц (требуется применение инвертора)
  • Необходимость автономной работы в течении некоторого времени (требуется применение аккумуляторов)
  • Необходимость длительной бесперебойной работы потребителей (требуется применение дизель-генератора)

В настоящее время наиболее экономически целесообразно получение с помощью ветрогенераторов не электрической энергии промышленного качества, а постоянного или переменного тока (переменной частоты) с последующим преобразованием его с помощю ТЭНов в тепло, для обогрева жилья и получения горячей воды. Эта схема имеет несколько преимуществ:

  • Отопление является основным энергопотребителем любого дома в России.
  • Схема ветрогенератора и управляющей автоматики кардинально упрощается.
  • Схема автоматики может быть в самом простом случае построена на нескольких тепловых реле.
  • В качестве аккумулятора энергии можно использовать обычный бойлер с водой для отопления и горячего водоснабжения.
  • Потребление тепла не так требовательно к качеству и бесперебойности: температуру воздуха в помещении можно поддерживать в широких диапазонах 19—25°С, а в бойлерах горячего водоснабжения 40—97°С без ущерба для потребителей.

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 [17].

По оценкам Global Wind Energy Council к 2050 году мировая ветроэнергетика позволит сократить ежегодные выбросы СО2 на 1,5 миллиарда тонн[18].

Шум

Ветряные энергетические установки производят две разновидности шума:

  • механический шум (шум от работы механических и электрических компонентов)
  • аэродинамический шум (шум от взаимодействия ветрового потока с лопастями установки)
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 констуктивных просчетов 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.

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[17], 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.

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

Вред, наносимый животным и птицам

Таблица: Вред, наносимый животным и птицам. Данные AWEA [17].

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 ученых, птицы имеют иное строение лёгких, а потому более резистентны к резким перепадам давления и страдают только от непосредственного столкновения с лопастями ветряков[19].

Использование водных ресурсов

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

Радиопомехи

Металлические сооружения ветроустановки, особенно элементы в лопастях, могут вызвать значительные помехи в приёме радиосигнала. Чем крупнее ветроустановка, тем большие помехи она может создавать. В ряде случаев для решения проблемы приходится устанавливать дополнительные ретрансляторы.

См. также

Источники

  1. 120 Gigawatt of wind turbines globally contribute to secure electricity generation.
  2. Global Wind Energy Council News.
  3. Alan Wyatt, Electric Power: Challenges and Choices, (1986), Book Press Ltd., Toronto, ISBN 0 92065 000 7,
  4. Clipper to sell offshore 7.5MW wind turbine prototype to UK
  5. US and China in race to the top of global wind industry
  6. «Ветроэнергетика Европы в 2007 году»
  7. «Мировая ветроэнергетика в 2007 году»
  8. 1 2 3 Wind power — clean and reliable
  9. Испания получила рекордную долю электричества от ветра
  10. 1 2 3 Энергетический портал. Вопросы производства, сохранения и переработки энергии
  11. Вернутся ли к развитию ветроэнергетики в Калининграде?
  12. http://www.riarealty.ru/ru/article/34636.html «РусГидро» определяет перспективные площадки в РФ для строительства ветроэлектростанций
  13. http://www.wind-energie.de/en/wind-energy-in-germany/overview/
  14. http://www.renewableenergyworld.com/rea/news/story?id=48410
  15. Lema, Adrian and Kristian Ruby, «Between fragmented authoritarianism and policy coordination: Creating a Chinese market for wind energy», Energy Policy, Vol. 35, Isue 7, July 2007
  16. Japan wind farm building slows on tighter rules
  17. 1 2 3 Wind Energy and Wildlife: The Three C’s
  18. Wind Energy Could Reduce CO2 Emissions 10B Tons by 2020
  19. http://www.membrana.ru/lenta/?8553

Литература

  • Д. де Рензо, В. В. Зубарев Ветроэнергетика. Москва. Энергоатомиздат, 1982
  • Е. М. Фатеев Вопросы ветроэнергетики. Сборник статей. Издательство АН СССР, 1959

Ссылки

Wikimedia Foundation. 2010.

Энергия ветра — это… Что такое Энергия ветра?

Ветроэнергетика — отрасль энергетики, специализирующаяся на использовании энергии ветра — кинетической энергии воздушных масс в атмосфере. Энергию ветра относят к возобновляемым видам энергии, так как она является следствием деятельности солнца. Ветроэнергетика является бурно развивающейся отраслью, так в конце 2008 года общая установленная мощность всех ветрогенераторов составила 120 гигаватт[1], увеличившись вшестеро с 2000 года[2].

История использования энергии ветра

Мельница со станиной

«Мельницы на козлах, так называемые немецкие мельницы, являлись до середины XVI в. единственно известными. Сильные бури могли опрокинуть такую мельницу вместе со станиной. В середине XVI столетия один фламандец нашел способ, посредством которого это опрокидывание мельницы делалось невозможным. В мельнице он ставил подвижной только крышу, и для того, чтобы поворачивать крылья по ветру, необходимо было повернуть лишь крышу, в то время как само здание мельницы было прочно укреплено на земле» (К. Маркс. «Машины: применение природных сил и науки»).

Масса козловой мельницы была ограниченной в связи с тем, что её приходилось поворачивать вручную. Поэтому была ограниченной и её производительность. Усовершенствованные мельницы получили название шатровых.

В XVI веке в городах Европы начинают строить водонасосные станции с использованием гидродвигателя и ветряной мельницы. Толедо — 1526 г., Глочестер — 1542 г., Лондон — 1582 г., Париж — 1608 г., и др. Нидерландах многочисленные ветряные мельницы откачивали воду с земель, ограждённых дамбами. Отвоёванные у моря земли использовались в сельском хозяйстве. В засушливых областях Европы ветряные мельницы применялись для орошения полей.

Первая в мире современная ветроэлектростанция с горизонтальной осью мощностью 100 кВт была построена в 1931 году в Крыму [3].

Современные методы генерации электроэнергии из энергии ветра

Современные ветрогенераторы работают при скоростях ветра от 3—4 м/с до 25 м/с.

Мощность ветрогенератора зависит от площади, заметаемой лопастями генератора. Например, турбины мощностью 3 МВт (V90) производства датской фирмы

В августе 2002 года компания 2004 года турбина оставалась крупнейшей в мире. В декабре 2004 года германская компания REpower Systems построила свой ветрогенератор мощностью 5,0 МВт. Диаметр ротора этой турбины 126 метров, вес гондолы — 200 тонн, высота башни — 120 м. В конце 2005 года Enercon увеличил мощность своего ветрогенератора до 6,0 МВт. Диаметр ротора составил 114 метров, высота башни 124 метра. Компания Clipper Windpower разрабатывает ветрогенератор мощностью 7,5 МВт для офшорного применения[4].

Наибольшее распространение в мире получила конструкция ветрогенератора с тремя лопастями и горизонтальной осью вращения, хотя кое-где ещё встречаются и двухлопастные. Были попытки построить ветрогенераторы так называемой ортогональной конструкции, то есть с вертикальным расположением оси вращения. Считается, что они имеют преимущество в виде очень малой скорости ветра, необходимой для начала работы ветрогенератора. Главная проблема таких генераторов — механизм торможения. В силу этой и некоторых других технических проблем ортогональные ветроагрегаты не получили практического распространения в ветроэнергетике.

Наиболее перспективными местами для производства энергии из ветра считаются прибрежные зоны. В море, на расстоянии 10—12 км от берега (а иногда и дальше), строятся офшорные ветряные электростанции. Башни ветрогенераторов устанавливают на фундаменты из свай, забитых на глубину до 30 метров.

Могут использоваться и другие типы подводных фундаментов, а также плавающие основания. Первый прототип плавающей ветряной турбины построен компанией H Technologies BV в декабре 2007 года. Ветрогенератор мощностью 80 кВт установлен на плавающей платформе в 10,6 морских милях от берега Южной Италии на участке моря глубиной 108 метров.

Использование энергии ветра

В 2008 году суммарные мощности ветряной энергетики выросли во всём мире до 120 ГВт. Ветряные электростанции всего мира в 2007 году произвели около 200 млрд кВт·ч, что составляет примерно 1,3 % мирового потребления электроэнергии. Во всём мире в 2008 году в индустрии ветроэнергетики были заняты более 400 тысяч человек. В 2008 году мировой рынок оборудования для ветроэнергетики вырос до 36,5 миллиардов евро, или около 46,8 миллиардов американских долларов[5].

В 2007 году в Европе было сконцентрировано 61 % установленных ветряных электростанций, в Северной Америке 20 %, Азии 17 %.

Страна 2005 г., МВт 2006 г., МВт 2007 г., МВт 2008 г. МВт.
США 9149 11603 16818 25170
Германия 18428 20622 22247 23903
Испания 10028 11615 15145 16754
Китай 1260 2405 6050 12210
Индия 4430 6270 7580 9645
Италия 1718 2123 2726 3736
Великобритания 1353 1962 2389 3241
Франция 757 1567 2454 3404
Дания 3122 3136 3125 3180
Португалия 1022 1716 2150 2862
Канада 683 1451 1846 2369
Нидерланды 1224 1558 1746 2225
Япония 1040 1394 1538 1880
Австралия 579 817 817,3 1306
Швеция 510 571 788 1021
Ирландия 496 746 805 1002
Австрия 819 965 982 995
Греция 573 746 871 985
Норвегия 270 325 333 428
Бразилия 29 237 247,1 341
Бельгия 167,4 194 287
Польша 73 153 276 472
Турция 20,1 50 146 433
Египет 145 230 310 365
Чехия 29,5 54 116
Финляндия 82 86 110
Украина 77,3 86 89
Болгария 14 36 70
Венгрия 17,5 61 65
Иран 23 48 66 85
Эстония 33 32 58
Литва 7 48 50
Люксембург 35,3 35 35
Аргентина 26,8 27,8 29 29
Латвия 27 27 27
Россия 14 15,5 16,5

Таблица: Суммарные установленные мощности, МВт, по странам мира 2005—2007 г. Данные Европейской ассоциации ветроэнергетики [6] и GWEC[7].

1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 прогноз 2010 прогноз
7475 9663 13696 18039 24320 31164 39290 47686 59004 73904 93849 120791 140000 170000

Таблица: Суммарные установленные мощности, МВт, и прогноз WWEA до 2010 г.

Страны Евросоюза в 2005 году вырабатывают из энергии ветра около 3 % потребляемой электроэнергии.

В 2007 году ветряные электростанции Германии произвели 14,3 % от всей произведённой в Германии электроэнергии[8].

В 2007 году более 20 % электроэнергии в Дании вырабатывалось из энергии ветра [8].

Индия в 2005 году получает из энергии ветра около 3 % всей электроэнергии.

В 2007 году в США из энергии ветра было выработано 48 млрд кВт·ч электроэнергии, что составляет более 1 % электроэнергии, произведённой в США за 2007 год.

Португалия и Испания в некоторые дни 2007 года из энергии ветра выработали около 20 % электроэнергии [8]. 22 марта 2008 года в Испании из энергии ветра было выработано 40,8 % всей электроэнергии страны [9].

Ветроэнергетика в России

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.[10]

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 Зеленоградского района Калининградской области. Её среднегодовая выработка составляет около 6 млн кВт·ч.[10]

На Чукотке действует Анадырская ВЭС мощностью 2,5 МВт (10 ветроагрегатов по 250 кВт) среднегодовой выработкой более 3 млн кВт·ч, параллельно станции установлен ДВС, вырабатывающий 30 % энергии установки.

Также крупные ветроэлектростанции расположены у деревни Тюпкильды Туймазинского района респ. Башкортостан (2,2 МВт).[10]

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 год 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 острове Беринга Командорских островов действует ВЭС мощностью 1,2 МВт.

В 1996 году в Цимлянском районе Ростовской области установлена Маркинская ВЭС мощностью 0,3 МВт.

В Мурманске действует установка мощностью 0,2 МВт.

Существуют проекты на разных стадиях проработки Ленинградской ВЭС 75 МВт Ленинградская область, Ейской ВЭС 72 МВт Краснодарский край, Морской ВЭС 30 МВт Карелия, Приморской ВЭС 30 МВт Приморский край, Магаданской ВЭС 30 МВт Магаданская область, Чуйской ВЭС 24 МВт Республика Алтай, Усть-Камчатской ВДЭС 16 МВт Камчатская область, Новиковской ВДЭС 10 МВт Республика Коми, Дагестанской ВЭС 6 МВт Дагестан, Анапской ВЭС 5 МВт Краснодарский край, Новороссийской ВЭС 5 МВт Краснодарский край и Валаамской ВЭС 4 МВт Карелия.

Успешным примером реализации возможностей ветряных установок в сложных климатических условиях является ветродизельная электростанция на мысе Сеть-Наволок.

Началось строительство «Морского ветропарка» в Калининградской области мощностью 50 МВт. В 2007 году этот проект был заморожен[11].

Как пример реализации потенциала территорий азовского моря можно указать Новоазовскую ВЭС, действующей на 2007 год мощностью в 20,4 МВт, установленную на украинском побережье Таганрогского залива.

Реализуется «Программа развития ветроэнергетики РАО „ЕЭС России“». На первом этапе (2003—2005 г.) 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 и двигатели внутреннего сгорания. В связи с ликвидацией РАО ЕЭС России все проекты, связанные с ветроэнергетикой были переданы компании РусГидро. В конце 2008 года РусГидро начала поиск перспективных площадок для строительства ветряных электростанций[12].

Перспективы

Запасы энергии ветра более чем в сто раз превышают запасы гидроэнергии всех рек планеты.

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

Германия планирует к 2020 году производить 20 % электроэнергии из энергии ветра[13].

Европейским Союзом установлена цель: к 2010 году установить 40 тыс. МВт ветрогенераторов, а к 2020 году — 180 тыс. МВт[14].

В Испании к 2011 году будет установлено 20 тыс. МВт ветрогенераторов.

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 2020 году[15].

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

Новая Зеландия планирует производить из энергии ветра 20 % электроэнергии.

Великобритания планирует производить из энергии ветра 10 % электроэнергии к 2010 году.

Египет — к 2010 году установить 850 МВт новых ветрогенераторов.

Япония планирует к 2010 — 2011 году увеличить мощности своих ветряных электростанций до 3000 МВт.[16]

Международное Энергетическое Агентство International Energy Agency (IEA) прогнозирует, что к 2030 году спрос на ветрогенерацию составит 4800 гигаватт.

Экономические аспекты ветроэнергетики

Лопасти ветрогенератора на строительной площадке.

Экономия топлива

Ветряные генераторы практически не потребляют ископаемого топлива. Работа ветрогенератора мощностью 1 МВт за 20 лет эксплуатации позволяет сэкономить примерно 29 тыс. тонн угля или 92 тыс. баррелей нефти.

Себестоимость электроэнергии

Себестоимость электричества, производимого ветрогенераторами, зависит от скорости ветра.

Скорость ветра Себестоимость (для США, 2004 год)
7,16 м/c 4,8 цента/кВт·ч;
8,08 м/с 3,6 цента/кВт·ч;
9,32 м/с 2,6 цента/кВт·ч.

Для сравнения: себестоимость электричества, производимого на угольных электростанциях США, 4,5—6 цента/кВт·ч. Средняя стоимость электричества в Китае 4 цента/кВт·ч.

При удвоении установленных мощностей ветрогенерации себестоимость производимого электричества падает на 15 %. Ожидается, что себестоимость ещё снизится на 35—40 % к концу 2006 г. В начале 80-х годов стоимость ветряного электричества в США составляла $0,38.

В марте 2006 года Earth Policy Institute (США) сообщил о том, что в двух районах США стоимость ветряной электроэнергии стала ниже стоимости традиционной энергии. Осенью 2005 года из-за роста цен на природный газ и уголь стоимость ветряного электричества стала ниже стоимости электроэнергии, произведённой из традиционных источников. Компании Austin Energy из Техаса и Xcel Energy из Колорадо первыми начали продавать электроэнергию, производимую из ветра, дешевле, чем электроэнергию, производимую из традиционных источников.

Другие экономические проблемы

Ветроэнергетика является нерегулируемым источником энергии. Выработка ветроэлектростанции зависит от силы ветра — фактора, отличающегося большим непостоянством. Соответственно, выдача электроэнергии с ветрогенератора в энергосистему отличается большой неравномерностью как в суточном, так и в недельном, месячном, годовом и многолетнем разрезе. Учитывая, что энергосистема сама имеет неоднородности энергонагрузки (пики и провалы энергопотребления), регулировать которые ветроэнергетика, естественно, не может, введение значительной доли ветроэнергетики в энергосистему способствует её дестабилизации. Понятно, что ветроэнергетика требует резерва мощности в энергосистеме (например, в виде газотурбинных электростанций), а также механизмов сглаживания неоднородности их выработки (в виде ГЭС или ГАЭС). Данная особенность ветроэнергетики существенно удорожает получаемую от них электроэнергию. Энергосистемы с большой неохотой подключают ветрогенераторы к энергосетям, что привело к появлению законодательных актов, обязующих их это делать.

Проблемы в сетях и диспетчеризации энергосистем из-за нестабильности работы ветрогенераторов начинаются после достижения ими доли в 20-25 % от общей установленной мощности системы. Для России это будет показатель, близкий к 50 тыс. — 55 тыс. МВт.

По данным испанских компаний «Gamesa Eolica» и «WinWind» точность прогнозов выдачи энергии ветростанций при почасовом планировании на рынке «на день вперед» или спотовом режиме превышает 95 %.

Небольшие единичные ветроустановки могут иметь проблемы с сетевой инфраструктурой, поскольку стоимость линии электропередач и распределительного устройства для подключения к энергосистеме могут оказаться слишком большими.

Крупные ветроустановки испытывают значительные проблемы с ремонтом, поскольку замена крупной детали (лопасти, ротора и т. п.) на высоте более 100 м является сложным и дорогостоящим мероприятием.

Экономика малой ветроэнергетики

В России считается, что применение ветрогенераторов в быту для обеспечения электричеством малоцелесообразно из-за:

  • Высокой стоимости инвертора ~ 50 % стоимости всей установки (применяется для преобразования переменного или постоянного тока получаемого от ветрогенератора в ~ 220В 50Гц (и синхронизации его по фазе с внешней сетью при работе генератора в параллель))
  • Высокой стоимости аккумуляторных батарей — около 25 % стоимости установки (используются в качестве источника бесперебойного питания при отсутствии или пропадании внешней сети)
  • Для обеспечения надёжного электроснабжения к такой установке иногда добавляют дизель-генератор, сравнимый по стоимости со всей установкой.

В настоящее время, несмотря на рост цен на энергоносители, себестоимость электроэнергии не составляет сколько-нибудь значительной величины у основной массы производств по сравнению с другими затратами; ключевыми для потребителя остаются надёжность и стабильность электроснабжения.

Основными факторами, приводящими к удорожанию энергии, получаемой от ветрогенераторов, являются:

  • Необходимость получения электроэнергии промышленного качества ~ 220В 50 Гц (требуется применение инвертора)
  • Необходимость автономной работы в течении некоторого времени (требуется применение аккумуляторов)
  • Необходимость длительной бесперебойной работы потребителей (требуется применение дизель-генератора)

В настоящее время наиболее экономически целесообразно получение с помощью ветрогенераторов не электрической энергии промышленного качества, а постоянного или переменного тока (переменной частоты) с последующим преобразованием его с помощю ТЭНов в тепло, для обогрева жилья и получения горячей воды. Эта схема имеет несколько преимуществ:

  • Отопление является основным энергопотребителем любого дома в России.
  • Схема ветрогенератора и управляющей автоматики кардинально упрощается.
  • Схема автоматики может быть в самом простом случае построена на нескольких тепловых реле.
  • В качестве аккумулятора энергии можно использовать обычный бойлер с водой для отопления и горячего водоснабжения.
  • Потребление тепла не так требовательно к качеству и бесперебойности: температуру воздуха в помещении можно поддерживать в широких диапазонах 19—25°С, а в бойлерах горячего водоснабжения 40—97°С без ущерба для потребителей.

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 [17].

По оценкам Global Wind Energy Council к 2050 году мировая ветроэнергетика позволит сократить ежегодные выбросы СО2 на 1,5 миллиарда тонн[18].

Шум

Ветряные энергетические установки производят две разновидности шума:

  • механический шум (шум от работы механических и электрических компонентов)
  • аэродинамический шум (шум от взаимодействия ветрового потока с лопастями установки)
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 констуктивных просчетов 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.

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[17], 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.

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

Вред, наносимый животным и птицам

Таблица: Вред, наносимый животным и птицам. Данные AWEA [17].

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 ученых, птицы имеют иное строение лёгких, а потому более резистентны к резким перепадам давления и страдают только от непосредственного столкновения с лопастями ветряков[19].

Использование водных ресурсов

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

Радиопомехи

Металлические сооружения ветроустановки, особенно элементы в лопастях, могут вызвать значительные помехи в приёме радиосигнала. Чем крупнее ветроустановка, тем большие помехи она может создавать. В ряде случаев для решения проблемы приходится устанавливать дополнительные ретрансляторы.

См. также

Источники

  1. 120 Gigawatt of wind turbines globally contribute to secure electricity generation.
  2. Global Wind Energy Council News.
  3. Alan Wyatt, Electric Power: Challenges and Choices, (1986), Book Press Ltd., Toronto, ISBN 0 92065 000 7,
  4. Clipper to sell offshore 7.5MW wind turbine prototype to UK
  5. US and China in race to the top of global wind industry
  6. «Ветроэнергетика Европы в 2007 году»
  7. «Мировая ветроэнергетика в 2007 году»
  8. 1 2 3 Wind power — clean and reliable
  9. Испания получила рекордную долю электричества от ветра
  10. 1 2 3 Энергетический портал. Вопросы производства, сохранения и переработки энергии
  11. Вернутся ли к развитию ветроэнергетики в Калининграде?
  12. http://www.riarealty.ru/ru/article/34636.html «РусГидро» определяет перспективные площадки в РФ для строительства ветроэлектростанций
  13. http://www.wind-energie.de/en/wind-energy-in-germany/overview/
  14. http://www.renewableenergyworld.com/rea/news/story?id=48410
  15. Lema, Adrian and Kristian Ruby, «Between fragmented authoritarianism and policy coordination: Creating a Chinese market for wind energy», Energy Policy, Vol. 35, Isue 7, July 2007
  16. Japan wind farm building slows on tighter rules
  17. 1 2 3 Wind Energy and Wildlife: The Three C’s
  18. Wind Energy Could Reduce CO2 Emissions 10B Tons by 2020
  19. http://www.membrana.ru/lenta/?8553

Литература

  • Д. де Рензо, В. В. Зубарев Ветроэнергетика. Москва. Энергоатомиздат, 1982
  • Е. М. Фатеев Вопросы ветроэнергетики. Сборник статей. Издательство АН СССР, 1959

Ссылки

Wikimedia Foundation. 2010.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *