Ветроэнергетика сегодня в России и за рубежом

Таблица 2. Параметры ВЭС для замены одной АЭС мощностью 4 млн. кВт

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.

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.

ГЛАВА 5. ВЕТРОЭНЕРГЕТИКА СЕГОДНЯ В РОССИИ И ЗА РУБЕЖОМ

У России есть обширные возможности для того, чтобы развивать возобновляемую энергетику. Однако несмотря на это, на сегодняшний день она, если доверять статистике, занимает только 64 место в мире по объему общей электрической мощности ветропарков. Говоря иначе, в России налицо почти полное отсутствие интереса к потенциалу данной сферы энергетики.

Согласно разным источникам суммарная мощность ветроэлектростанций в России составляет не более 16-17 МВт электроэнергии. При этом согласно данным Bloomberg в Китае мощность всех ветроэлектростанций составляет около 76 ГВт. А это значит, что российская ветроэнергетика производит за год примерно столько же энергии, сколько китайская ветроэнергетика может выдать за 2 часа.

Ветропарк в китайской провинции Хейбей

Специалисты утверждают, что главная проблема развития альтернативной энергетики в России состоит в том, что подобные проекты нуждаются в значительных финансовых влияниях, хотя проведение, скажем, Олимпийских игр в Сочи, доказывает тот факт, что для реализации больших энергетических вливаний хватает возможностей, необходимо только желание. Согласно информации из интернета, если учитывать расходы на приобретение, монтаж и применение соответствующего оборудования в Российской Федерации, себестоимость 1 кВт/ч «ветряного» электричества составит от 6 до 18 рублей. При этом так называемая традиционная энергетика продает 1 кВт/ч за 2-4 рублей. Казалось бы, это показывает, что ветроэнергетика не является выгодным делом. Но при этом стоит сделать пару поправок. Во-первых, газ, нефть и другие ископаемые источники энергии рано или поздно закончатся. Во-вторых, благодаря стремительному развитию данной области энергетики и техническому прогрессу себестоимость вырабатываемой энергии продолжает ощутимо снижаться.

Российский обыватель в массе своей полагает, что ветры дуют только на океанских берегах, однако согласно данным отчета 2011 года от группы экспертов из компании AnalyticResearchGroup, Россия обладает наибольшим ветропотенциалом в мире. Технический потенциал ветряных электростанций РФ оценивается в 2 469,4 млрд. кВтч в год, а общие ресурсы в данной отрасли определяются в 10,7 ГВт. Наибольшие ветровые энергетические зоны в России располагаются как правило на островах и побережье Северного Ледовитого океана от Камчатки до Кольского полуострова; в районах Дона, Средней и Нижней и Волги; на побережье Азовского, Черного, Балтийского, Баренцева, Охотского и Каспийского морей; на Алтае, в Карелии, на Байкале, в Туве.

На текущий момент на 70% территории Российской Федерации бензиновые или дизельные электростанции являются чуть ли не единственными источниками энергии. К примеру, на Крайнем Севере, где живет более 10 миллионов человек, каждый год расходуется 6-8 миллионов тонн топлива. При этом себестоимость вырабатываемой электрической энергии составляет от 10 до 12 руб. за кВт/час. Согласно оценкам экспертов, Применение ветродизельных установок в данном регионе позволит сократить расход топлива в два-три раза, что снизит цену электроэнергии.

Ветропарк на британском побережье

В отдаленных регионах страны ветроэлектростанции наиболее перспективны, ведь люди живут там вдали от ЛЭП, и цены на топливо многократно увеличиваются из-за транспортировки энергетических ресурсов. К примеру, органы управления в некоторых удаленных регионах Восточной Сибири тратят на топливо более половины бюджета населенного пункта.

На сегодняшний день Россия производит примерно 16 МВт ветряной энергии. Самая большая ветроэлектростанция располагается в районе поселка Куликово (Зеленоградского район Калининградской области), также большие электростанции находятся на Чукотке, в Коми, Калмыкии и Башкортостане. На северо-западе, востоке и юге страны существуют пригодные для строительства ветроэлектростанций площадки мощностью около 2500 МВт, а также площадки, ожидающие проектных работ по вводу мощностей более 3000 МВт. При этом на долю ветровой энергетики в Российской Федерации сейчас отводится 0,5-0,8% в общем энергетическом балансе страны. Это крайне мало, поэтому оптимизм внушает тот факт, что 23 мая 2013 года на заседании Правительства получили одобрение нормативные акты, стимулирующие применение возобновляемых источников энергии и локализующих производство оборудования для такой генерации на территории страны.

Ферма ветроэлектростанций в Шотландии

Также правительство одобрило проект постановления, который определяет ценовые параметры торговли мощностью объектов генерации на основе ВИЭ, а также проект изменений, который касается установления требований по локализации для объектов такой генерации. Был принят и проект дополнений по целевым показателям установленной мощности по видам и годам и ВИЭ целью заключения долгосрочных договоров о предоставлении мощности и определения предельных капитальных затрат для проведения конкурсного отбора инвестиционных проектов. Специалисты надеются, что данные проекты благотворно скажутся на развитии отрасли, увеличат мощность энергетического парка ВИЭ и привлекут новые инвестиции.

Стоит отметить, что развитие ветровой энергетики было также обозначено в числе основных задач в рамках госпрограммы "Энергоэффективность и развитие энергетики", которая определяет ввод 6,2 ГВт генерации на основе ВИЭ до 2020 года. Ожидается, что это позволит увеличить долю такой генерации в текущем энергетическом балансе с 0,8% до 2,5%. Согласно планам полномочия по контролю за локализацией производства оборудования для ВИЭ в Российской Федерации будут даны Министерству торговли и промышленности. Премьер-министр Дмитрий Медведев ранее отметил, что если в России не будет создана нормативная база для стимулирования ВИЭ, страна станет заложником существующей ныне углеводородной модели энергетики.

Турбина серийного производства мощностью 5 МВт

В то же время в Европе развитие ветровой энергетики идет стремительными темпами. К примеру, в Испании на острове Гран Канария планируется запуск ветровой турбины высотой 154 метра с лопастями длинной 62,5 метра. До конца 2014 года эксперты планируют ввести ветровую электростанцию в эксплуатацию на полную мощность, после чего она будет снабжать электричеством 11 000 жителей острова. При этом мощность станции составит ориентировочно 11,5 МВт, тогда как пиковое потребление энергии островитянами составляет не более 8 МВт.

Также показателен пример развития альтернативной энергетики в Германии. Четверть века назад фермеры земель Шлезвиг-Гольштейна начали установку первых ветряков. За эти 25 лет первопроходцы в этом направлении достигли поразительных результатов - возобновляемая энергетика стала важнейшим сектором экономики этой провинции с населением всего 3 миллиона человек.

На текущий период этот регион покрывает большую часть потребности в электричестве за счет альтернативных источников энергии. При этом 70% такой энергии берется из ветрогенераторов, еще 20% из биомассы, а 10% дают солнечные батареи. Земельное правительство, которое состоит из социалистов и «зеленых», планирует развивать это направление и дальше. В земле Шлезвиг-Гольштейн впервые появилось специальное министерство альтернативной энергетики, которое в том числе отвечает также за окружающую среду и сельское хозяйство. Около 70 процентов населения данной федеральной земли одобряет постройку новых ветропарков.

Уже к 2015 году Шлезвиг-Гольштейн планирует полный переход на возобновляемые источники энергии. К 2020 году ожидается рост объема производимой энергии с 3700 до 9000 мегаватт. А этого хватит уже не только Шлезвиг-Гольштейну, но и соседним регионам, к примеру электроэнергию можно будет реализовывать в Гамбург.

Очевидно, что мировая ветроэнергетика на сегодняшний день является основным направлением стратегии развития возобновляемых источников энергии, которые должны рано или поздно заменить традиционные углеводороды.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ветер энергия электростанция ветроколесо

В данной курсовой работе рассматривался вопрос изучения ветроэнергетики в системе альтернативных способов получения энергии.

В ходе данной работы были решены следующие задачи:

1. Изучить историю развития ветроэнергетики.

2. Изучить энергию ветра и ее характеристики.

3. Определить отрицательные аспекты ветроэнергетики.

4. Выявить положительные и отрицательные стороны развития ветроэнергетики сегодня в России и за рубежом.

В результате исследования были сделаны следующие выводы:

Неоспорима роль энергии в поддержании и дальнейшем развитии цивилизации. В современном обществе трудно найти хотя бы одну область человеческой деятельности, которая не требовала бы - прямо или косвенно -больше энергии, чем ее могут дать мускулы человека.

Потребление энергии - важный показатель жизненного уровня. В те времена, когда человек добывал пищу, собирая лесные плоды и охотясь на животных, ему требовалось в сутки около 8 МДж энергии. После овладения огнем эта величина возросла до 16 МДж: в примитивном сельскохозяйственном обществе она составляла 50 МДж, а в более развитом - 100 МДж.

За время существования нашей цивилизации много раз происходила смена традиционных источников энергии на новые, более совершенные. И не потому, что старый источник был исчерпан.

Солнце светило и обогревало человека всегда: и тем не менее однажды люди приручили огонь, начали жечь древесину. Затем древесина уступила место каменному углю. Запасы древесины казались безграничными, но паровые машины требовали более калорийного «корма».

Но и это был лишь этап. Уголь вскоре уступает свое лидерство на энергетическом рынке нефти.

И вот новый виток в наши дни ведущими видами топлива пока остаются нефть и газ. Но за каждым новым кубометром газа или тонной нефти нужно идти все дальше на север или восток, зарываться все глубже в землю. Немудрено, что нефть и газ будут с каждым годом стоить нам все дороже.

В погоне за избытком энергии человек все глубже погружался в стихийный мир природных явлений и до какой-то поры не очень задумывался о последствиях своих дел и поступков.

Но времена изменились. Сейчас, начинается новый, значительный этап земной энергетики. Появилась энергетика «щадящая». Построенная так, чтобы человек не рубил сук, на котором он сидит. Заботился об охране уже сильно поврежденной биосферы.

Несомненно, в будущем параллельно с линией интенсивного развития энергетики получат широкие права гражданства и линия экстенсивная: рассредоточенные источники энергии не слишком большой мощности, но зато с высоким КПД, экологически чистые, удобные в обращении.

Энергетика очень быстро аккумулирует, ассимилирует, вбирает в себя все самые новейшие идей, изобретения, достижения науки. Это и понятно: энергетика связана буквально со Всем, и Все тянется к энергетике, зависит от нее.

Лабиринты энергетики. Таинственные переходы, узкие, извилистые тропки. Полные загадок, препятствий, неожиданных озарений, воплей печали и поражений, кликов радости и побед. Тернист, непрост, непрям энергетический путь человечества. Но мы верим, что мы на пути к Эре Энергетического Изобилия и что все препоны, преграды и трудности будут преодолены.

Очевидно, что мировая ветроэнергетика на сегодняшний день является основным направлением стратегии развития возобновляемых источников энергии, которые должны рано или поздно заменить традиционные углеводороды.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

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.

8. Баланчевадзе В. И., Барановский А. И. и др.; Под ред. А. Ф. Дьякова. Энергетика

сегодня и завтра. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 344 с.

9. Шефтер Я.И. Использование энергии ветра 2 издание.., перераб, и доп.

Энергоатомиздат.

10. Шейдлин А. Е. Новая энергетика. - М.: Наука, 1987. - 463 с.

11. Юдасин Л. С.. Энергетика: проблемы и надежды. - М.: Просвещение, 1990. - 207с.

12. Вершинский Н. В. Энергия океана - М. Наука, 1986 - 144с.

13. Шулейкин В. В. Физика моря - М. ОНТИ, 1938 - 314с.

Размещено на Allbest.ru