Ветроэнергетика
стан, | | |
|Дальний Восток, Камчатка | | |
|Юг Средней Азии, Восточная |<3,5 |Мелкие ВЭС для решения |
|Сибирь | |локальных задач |
Как следует из приведенных выше цифр, мощность одной ветроустановки не
превышает в исключительных случаях 4 МВт, а в серийных установках — 200-250
кВт. Но и при столь малых мощностях, ветроагрегаты — довольно громоздкие
сооружения. Даже сравнительно небольшой ветроагрегат "Сокол" мощностью 4
кВт состоит из мачты высотой 10 м (с трехэтажный дом) и имеет диаметр
трехлопастного ротора 12м (который принято называть "колесом", хотя это
вовсе и не колесо). ВЭС на большие мощности и размеры имеют
соответствующие. Так, установка на 100 кВт имеет ротор диаметром 37 м с
массой 907 кг, а ротор установки "Гровиан" обладает размахом лопастей 100 м
при высоте башни тоже 100 м, т.е. выше 30-этажного дома! И при этом такая
башня должна быть достаточно массивной и прочной, чтобы выдержать и массу
громадного ротора, и вибрации, возникающие при его работе. Развивает вся
эта махина сравнительно небольшую мощность — всего 3-4 МВт, а с учетом
простоев из-за штилей и работы на пониженной мощности при слабом ветре,
средняя мощность оказывается и того ниже — порядка 1 МВт (такое соотношение
между номинальной и средней мощностями ВЭС подтверждает следующий факт: в
Нидерландах на долю ВЭС приходится 0,11 % всех установленных мощностей, но
вырабатывают они только 0,02% электроэнергии). Таким образом, для замены
только одной АЭС мощностью 4 млн. кВт потребовалось бы соорудить около
четырех тысяч (!) таких монстров с соответствующим расходом стали и других
материалов (табл. 8). Если бы мы не захотели связываться с такими
уникальными гигантами и решили развивать ветроэнергетику на серийных
ветроагрегатах мощностью 4 кВт (средняя мощность 1 кВт), то их бы
потребовалось для такой замены около 4 млн. штук. При таких масштабах
количество, как говорится, переходит в качество, и возникают проблемы
совсем иного рода.
Таблица 8. Параметры ВЭС для замены одной АЭС мощностью 4 млн. кВт
|Параметр |Номинальная мощность агрегата |
| |4 кВт |4 МВт |
|Средняя мощность агрегата |1 кВт |1МВт |
|Необходимое количество агрегатов |4 млн. |4 тыс. |
|Высота агрегата |Юм |150м |
|Расстояние между агрегатами |30м |500м |
|Площадь занимаемой территории |3600 км2 |900км2 |
Казалось бы, раз ветер дует бесплатно, значит, и электроэнергия от него
должна быть дешевой. Но это далеко не так. Дело в том, что строительство
большого числа ветроагрегатов требует значительных капитальных затрат,
которые входят составной частью в цену производимой энергии. При сравнении
различных источников, удобно сопоставлять удельные капиталовложения, т.е.
затраты на получения 1 кВт установленной мощности. Для АЭС эти затраты
равны примерно 1000 руб/кВт. В то же время, наша ветроустановка АВЭ-
100/250, способная при скорости ветра б м/с развивать мощность 100 кВт,
стоит 600 тыс руб. (в ценах 1989 г.), т.е. для нее капзатраты составляют
6000 руб./кВт. А если учесть, что ветер не всегда дует с такой скоростью, и
что поэтому средняя мощность оказывается в 3-4 раза меньше максимальной, то
реальные капзатраты составят порядка 20 тыс.руб./кВт, что в 20 раз выше,
чем для АЭС.
ВЭС с точки зрения экологии.
Совершенно ясно, что даже к одному работающему ветряку близко подходить
не желательно, и притом с любой стороны, так как при изменениях направления
ветра направление оси ротора тоже изменяется. Для размещения же сотен,
тысяч и тем более миллионов ветряков потребовались бы обширные площади в
сотни тысяч гектаров. Дело в том, что ветроагрегаты близко друг к другу
ставить нельзя, так как они могут создавать взаимные помехи в работе,
"отнимая ветер" один от другого. Минимальное расстояние между ветряками
должно быть не менее их утроенной высоты. Вот, и считайте сами, какую
площадь придется отвести для ВЭС мощностью 4 млн.кВт.
При этом необходимо иметь в виду, что уже ничего другого на этой
площади делать будет нельзя. Работающие ветродвигатели создают значительный
шум, и что особенно плохо — генерируют неслышимые ухом, но вредно
действующие на людей инфразвуковые колебания с частотами ниже 16 Гц. Кроме
этого, ветряки распугивают птиц и зверей, нарушая их естественный образ
жизни, а при большом их скоплении на одной площадке — могут существенно
исказить естественное движение воздушных потоков с непредсказуемыми
последствиями. Неудивительно, что во многих странах, в том числе в
Ирландии, Англии и других, жители неоднократно выражали протесты против
размещения ВЭС вблизи населенных пунктов и сельскохозяйственных угодий, а в
условиях густо населенной Европы это означает — везде. Поэтому было
выдвинуто предложение о размещении систем ветряков в открытом море. Так, в
Швеции разработан проект, согласно которому предполагается в Балтийском
море недалеко от берега установить 300 ветряков. На их башнях высотой 90 м
будут вращаться двухлопастные пропеллеры с размахом лопастей 80 м.
Стоимость строительства только первой сотни таких гигантов потребуется
более 1 млрд. долл., а вся система, на строительство которой уйдет минимум
20 лет, обеспечит производство всего 2% электроэнергии от уровня
потребления в Швеции в настоящее время. Но это — пока только проект. А тем
временем в той же Швеции начато строительство одной ВЭС мощностью 200 кВт
на расстоянии 250 м от берега, которая будет передавать энергию на землю по
подводному кабелю. Аналогичные проекты были и у нас: предлагали
устанавливать ветряки и на акватории Финского залива, и на Арабатской
стрелке в Крыму. Помимо сложности и дороговизны подобных проектов, их
реализация создала бы серьезные помехи судоходству, рыболовству, а также
оказало бы все те же вредные экологические воздействия, о которых
говорилось ранее. Поэтому и эти планы вызывают движения протеста. Например,
шведские рыбаки потребовали пересмотра проекта строящейся в море ВЭС, так
как, по их мнению, подводный кабель, да и сама станция будут плохо влиять
на рыб, в частности — на угрей, мигрирующих в тех местах вдоль берега.
Из всего сказанного следует один очевидный вывод. Ветрогенераторы могут
быть полезными в районах Крайнего Севера /например — на льдинах у
зимовщиков/ или в некоторых других районах, куда затруднена подача энергии
в других формах, и где потребности в энергии относительно невелики. Но
делать на них ставку при развитии большой энергетики совершенно нереально
ни сейчас, ни в ближайшем будущем.
Литература
1. Алексеев Б.А. Международная конференция по ветроэнергетике /
Электрические станции. 1996. №2.
2. Безруких П.П. Экономические проблемы нетрадиционной энергетики /
Энергия: Экон., техн., экол. 1995. №8.
3. Богуславский Э.И., Виссарионов В.И., Елистратов В.В., Кузнецов М.В.
Условия эффективности и комплексного использования геотермальной
солнечной и ветровой энергии // Международный симпозиум “Топливно-
энергетические ресурсы России и др. стран СНГ". Санкт-Петербург, 1995.
4. Дьяков А.Ф., Прокуроров Н.С., Перминов Э.М. Калмыцкая опытная ветровая
электростанция / Электрические станции 1995. № 2.
5. Логинов В.Б. Новак Ю.И. Высокоэффективные ветроэнергетические установки
/ Проблемы машиностроения и автоматизации. 1995. №1-8.
6. Селезнев И.С. Состояние и перспективы работ МКБ "Радуга" в области
ветроэнергетики / Конверсия в машиностроении. 1995. №5.
7. Соболь Я.Г. "Ветроэнергетика" в условиях рынка (1992-1995 гг.) /
Энергия: Экон., техн. экол. 1995. №11.
| |  скачать работу |
Ветроэнергетика |
