ЧТО НАДО ЗНАТЬ О ВЕТРОЭНЕРГЕТИКЕ?

02/04/2014 - 15:18
Институт развития возобновляемой энергетики
ЩО ТРЕБА ЗНАТИ ПРО ВIТРОЕНЕРГЕТИКУ?

Использовать ветер для своих благ человечество начало еще много веков назад. Наши далекие предки с помощью парусов передвигались по морям, а первые ветряные мельницы были сооружены еще в II-I веках до н.э. В Древнем Египте. Персы, жившие на территории современного Ирана в VII веке н.э., конструировали уже более совершенные ветряки крыльчатой конструкции.

В 1887-1888 г. житель США Чарльз Ф.Браш на своем дворе соорудил генератор мощностью 12 кВт, с помощью которого была обеспечена работа 350 ламп накаливания. Таким образом, ветровая турбина питала электроэнергией его дом и лабораторию вплоть до1900 года.

Среди возобновляемых источников энергии ветроэнергетика занимает важное место. По оценкам Pacific Norhwest Laboratory (США), площадь, на которой среднегодовая скорость ветра на высоте флюгера (8-10 м) превышает 5,1 м/с, состовляет 25% поверхности земли.

С учетом экономических, технических, экологических и других показателей к 2020 году можно было бы установить ветроэлектростанции общей мощностью около 450 млн.кВт со среднегодовой выработкой электроэнергии более 900 млрд. Вт⋅ч в год, что составило бы примерно 3,5% вырабатываемой в мире электроэнергии. В большинстве государств, обладающих значительным ветровым потенциалом и развитой промышленностью, в том числе ветроэнергетической, разработаны и выполняются государственные программы развития ветроэнергетики, осуществляется в разных видах государственная поддержка, действующая до тех пор, пока ветроэнергнтика не станет самостоятельным коммерческим способом выработки электроэнергии. В марте прошлого года катастрофа на японской АЭС « Фукусима-1» вывела на улицы немецких городов сотни тысяч демонстрантов. Они требовали полностью остановить работу всех ядерных реакторов в Германии, хотя ни разрушительных землетресений, ни цунами там не предвидится. Правительству Германии пришлось отменить закон о продлении сроков эксплуатации АЭС до 2035 года; новый план Министерства охраны окружающей среды предусматривает полную остановку шести электростанций в 2021 году и еще трех - в 2022 году. После событий в Японии из 17 атомных станций в Германии летом 2011 года осталось работающими четыре.

В связи с такими событиями, ветроэнергетика в Германии заняла прочные позиции и развивается ускоренными темпами. В Европе себестоимость 1 кВт «ветряной» электроэнергии — 9 центов, всего в два раза дороже выработанной ТЭЦ. Для сравнения: себестоимость «солнечной» энергии — 40 центов. По числу ветроэнергетических установок — более 20 000 — Германия опережает все страны мира. Самые крупные в мире ветрогенераторы мощностью 6 мВт (компания Enercon, 2005 год) и 5 мВт (REpower Systems, 2004 год), находятся в Германии. Никого уже не удивляют многочисленные гигантские сооружения (высота самого большого «ветряка» 138 м) с огромными «пропеллерами». Стальные лопасти настолько велики, что их невозможно перевезти целиком. Ветродвигатель, соединённый с генератором электрического тока, вращается со скоростью 20—25 оборотов в минуту. Общая мощность ветроэнергетических установок превысила 25 МВт. Главная германская компания по производству ветроустановок «Enecon» выпускает их около десятка в неделю, занимая четвёртое место в мире.

Приобрести ветродвигатель, по крайней мере самый маленький, ценой около миллиона евро, в принципе, могут и частные лица. Но хозяин ветроустановки всю выработанную энергию обязан продать в общую электрическую сеть. И все равно ставить ветроэнергетические установки в Германии выгодно: их владельцы получают различные субсидии и налоговые льготы.

Сегодня ветродвигатель это не только эффективный и экологичный источник энергии. Современные достижения науки и техники в области ветроэнергетики поражают воображение, восхищают и просто ошеломляют одновременно.

В 1981 году был изобретен магнитный ветродвигатель МагЛев (MagLev) исследователем возобновляемых источников энергии Эдом Мазуром (Ed Mazur). Его преимущество заключается в том, что он снижает эксплуатационные расходы и увеличивает срок службы генератора. Кроме того он способен генерировать один ГВт. Мощности (достаточно для питания 750000 домов), и обеспечивать чистой энергией, себестоимость которой меньше одного цента за 1кВт/ч. Его конструкция разработана таким образом, что лопасти турбины подвешены на воздушной подушке и энергия направлена на линейные генераторы с минимальными потерями. На сегодняшний день действующий магнитный ветродвигатель МагЛев находится в Китае.

Украина обладает значительным природным потенциалом для реализации ветроэнергетических проектов, что определяет заинтересованность государства в развитии этой отрасли и привлекает большое количество потенциальных отечественных и зарубежных инвесторов. По данным научных исследований, максимальные оценки ветроэнергетического потенциала территорий Украины находятся на уровне 330 млрд. кВт, что превышает установленную мощность украинских электростанций в 6 тысяч раз. Это, конечно, гипотетические оценки, не предполагающие его полного использования, но дающие вполне реальное представление о перспективах развития отрасли. Мировой опыт показывает, что наиболее эффективно энергия ветра используется в морских и прибрежных районах, а также в горных и пересеченных местностях. С этой точки зрения территория Украины, имеет соответствующие географические характеристики и значительное количество перспективных для ветроэнергетики зон. Такие оценки сделаны на основе компьютерных расчетов, произведенных по данным замеров скорости ветра за двадцатилетний период на 216 метеостанциях системы «Госкомгидромета» Украины. Наибольшим ветровым потенциалом обладают значительные территории, прилегающие к Черному и Азовскому морям, а также Карпатский, Западно-Крымский и Восточно-Крымский регионы. Кроме того, есть участки с повышенным ветровым потенциалом в Донбасском регионе и в Днепропетровской области. При реализации проектов по строительству и вводу в эксплуатацию ветроэлектростанций на всех этих территориях, можно было бы обеспечить около 30% покрытия потребностей Украины в электроэнергии. 

Теперь, когда скорейшее применение возобновляемой энергии стало не просто планом на будущее, а вопросом выживания, процесс, без сомнения, пойдёт по нарастающей, и результаты этого прорыва не заставят себя ждать.

«Пессимист жалуется на ветер; оптимист ожидает от него изменения; реалист настраивает парус».

Уильям Артур Уорд

People are forever trying to find new sources of renewable energy, so it isn’t surprising that they are especially interested in water and its versatility. Accordingly, much effort has been directed into obtaining energy from tidal and wave power, which are defined as circular movements of water molecules caused by wind that moves water surface through friction.