27 ТЕМА. Состояние и перспективы использования ветроэнергетики
 Скачать 148.74 Kb.
|
|
СОДЕРЖАНИЕ Введение…………………………………………………………………………...3 Состояние и перспективы использования ветроэнергетики……...……………4 Заключение…………………………………………………………….…………12 Список использованной литературы………………………………………...…13 ВВЕДЕНИЕ Несколько последних десятилетий основными источниками энергии в мире являются нефть, уголь и газ. Но так как они являются природными ископаемыми, то запас их иссякаем, конечно трудно сказать, когда именно они закончатся, но факт остается фактом. К тому же использование этих источником наносит необратимый вред окружающей природе и самому человеку. Когда встает вопрос об экологии, имеет смысл рассматривать альтернативные источники электроэнергии. Принцип их работы основан на получение энергии от солнца, ветра, воды, геотермальных источников, переработанных природных отходов и других. Помимо того, что данные источники не портят окружающую среду, имеют неиссякаемые ресурсы, так еще и не требуют дополнительных затрат на сырье. Сегодня во многих развитых странах наблюдается активный рост числа парков ветряных мельниц и солнечных батарей. В основном это страны с небольшими своими запасами ископаемых, или же совершенно не имеющие их. В одном только Китае, за год возводится большее количество ветряных парков, чем в России уже имеется. Но благодаря своей огромной площади, России имеет самые большие перспективы по использованию энергии от ветра. Цель данной работы – рассмотреть состояние и перспективы использования ветроэнергетики. Состояние и перспективы использования ветроэнергетики В настоящее время Россия занимает далеко не лидирующее место в этой области, а более того даже не входит в первые 6 десятков. Самые крупные ветряные парки в России сейчас в Калининградской области, Республике Коми и на Камчатке. Но это далеко не все перспективные зоны для реализации ветряных установок. Ниже приведен список территорий, где благодаря имеющемуся относительно постоянному ветру, возможно сооружение ветроустановок: – Санкт-Петербургская область; – Мурманская область; – Курганская область; – Калмыкия; – Краснодарский край; – Дальневосточный край. Рассмотрим виды ветроэнергетических установок. Горизонтально-осевые ветроэнергетические установки (ГО ВЭУ) ГО ВЭУ являются наиболее простыми устройствами среди всех видов ветрогенераторов. Они представляют собой несложную конструкцию, легки в использовании и ремонте. Однако у ГО ВЭУ имеется один существенный минус — сильная зависимость от направления ветра, вследствие чего для работы этих установок требуются механизмы и системы ориентации на ветер. Для поддержания стабильной выработки энергии необходимо обеспечить постоянную параллельность оси ветроколеса и направления ветра. Системы ориентации на ветер позволяют непрерывно отслеживать ветровую обстановку, эффективно использовать ветровой потенциал, а также удерживают ветроколесо в необходимом направлении.  Рис. 1. Ветроэнергетическая установка с горизонтальной осью вращения Вертикально-осевые ветроэнергетические установки (ВО ВЭУ) По конструкции различают следующие типы ВО ВЭУ: ротор Савониуса — в 1929 г., ротор Дарье был запатентован во Франции в 1925 г. и в США в 1926 г., ротор Масгроува — в 1975 г. [1].  Рис. 2.Типы вертикально-осевых установок: (а) ротор Савониуса, (б) ротор Дарье, (в) ротор Масгроува Принцип работы ВО ВЭУ не зависит от направления ветрового потока, вследствие того, что ось вращения ветроколеса вертикальна. Следовательно, пропадает потребность в механизмах и системах ориентации на ветер. Также для ВО ВЭУ не требуется установка угловой передачи крутящего момента. При использовании ВО ВЭУ можно получать электроэнергию даже при небольших скоростях ветра (3–5 м/c), в свою очередь ГО ВЭУ могут обеспечивать необходимую мощность, только если скорость ветра равна номинальной. Таким образом, ГОВЭУ наиболее производительны при больших мощностях и в местности, где скорость ветра должна быть как минимум 12–15 м/c. А вертикально-осевые ветроустановки способны продуктивно работать при малой скорости ветра и небольшой мощности (до 10 кВт). В России ветроэнергетика развита незначительно. По полученным данным EWEA, итоговая производимая мощность ветроэнергии в России за 2015 г.составила всего лишь15,4МВт [3], причем за последние пять лет новых мощностей практически не вводилось. Данная ситуация связана с наличием многих факторов, которые препятствуют развитию ветроэнергетики в нашем государстве. Во-первых, наличие больших запасов традиционных источников энергии (нефть, уголь, газ) предоставляет возможность отложить развитие не только ветроэнергетики, а альтернативной энергетики в целом, и также формирует у власти, людей, общественности взгляд на развитие энергетики на основе нетрадиционных источников энергии как на крайне долгосрочную перспективу. Во-вторых, недостаток информации и неправильное представление о возможностях ветроэнергетики (неосуществимость применения ВЭУ в природных условиях России, малые мощности ветроустановок) ограничивает понимание данного вида отрасли. В-третьих, в России на данный момент слабо развиты технологии и оборудование, которые позволят обеспечить длительные сроки эксплуатации. Существует еще много факторов, препятствующих прогрессу в области ветроэнергетики, но, несмотря на приведенные данные, можно привести множество аргументов в пользу развития ВЭУ в нашей стране, например: ветроэнергетические установки не причиняют вред окружающей среде и климату. Ветрогенератор мощностью 1 МВт уменьшает ежегодные выбросы в атмосферу 1800 тонн СО2, 9 тонн SO2, 4 тонн оксидов азота [4]; 70 % территории, где живет 10 % населения, находится в зоне, где электроснабжение потребителя от источника не имеет связи с энергетической системой (децентрализованное электроснабжение) и нуждается в использовании автономных энергоисточников. Зона децентрализованного электроснабжения практически совпадает с зоной потенциальных ветроресурсов (Бурятия, Таймыр, Чукотка, Сахалин и др.); в крупных промышленных городах (Омск, Екатеринбург, Новосибирск), где годовая скорость ветра не превышает 3–5 м/с, есть возможность применения ветроустановок малой мощности с вертикальной осью вращения, что значительно улучшит экологию городов; строительство ВЭУ не требует больших капитальных вложений и осуществляется за короткий срок. Ветроэнергетическая установка на суше, мощностью 10 МВт может быть построена за 2 месяца. Причем стоит отметить, что основное время уходит на строительство фундамента и «выдержку» бетона. Монтаж установки длится всего около 3х дней. А установка мощностью 50 МВт может быть построена за 18 или 24 месяца. Этот срок включает в себя измерение скорости ветра на территории в течение как минимум полгода. Само же строительство ВЭУ занимает около 6 месяцев [5]. Несмотря на медленное развитие ветроэнергетики в нашей стране, мероприятия для стимулирования этой отрасли все же проводятся. Согласно мнению экспертов, потенциал ветроэнергетики совершенно не реализован. Тому имеется множество причин, но главная из них – это материальные затраты на создание ветряных парков, которые делают стоимость энергии альтернативной энергетики равную традиционной. Именно этот фактор тормозит развитие ветроэнергетики в России, так как недостаточно инвесторов, готовых вложить свои денежные средства в рассматриваемую область. Но, на ряду с отрицательными факторами, имеются и положительные.  Рис. 1. Актуальность развития ветроэнергетической отрасли в России На рисунке 1 приведена схема факторов, подтверждающая актуальность развития ветроэнергетической отрасли в нашей стране. Исходя из выше представленной схемы, можно говорить о том, что получение энергии с помощью ветра оказывает положительное влияние на многие области государственного развития. Но понятно, что для строительства парков ветряных мельниц недостаточно только лишь наличие ветра. Необходимо тщательно охарактеризовать потоки ветра согласно следующим критериям, как скорость, повторяемость и мощность. Для этого необходимо как минимум год собирать данные по наличию и скорости ветра на исследуемой территории, а лучше использовать материалы наблюдений метеостанций за последние 10–15 лет. При анализе таких наблюдений можно выявить среднегодовые, среднесезонные и среднемесячные данные о потоках ветра. Также стоит уделить внимание месторасположению ветряных парков. Необходимо учитывать следующие аспекты: – площадь территории; – расстояние до жилых строений, во избежание доставления неудобств наличием громкого шума от вращения лопастей; – наличие потенциальных потребителей. Заявляемая плановая величина капитальных затрат на 1 кВт установленной мощности генерирующего объекта не должна превышать предельную величину капитальных затрат на возведение 1 кВт установленной мощности генерирующего объекта, определенную для соответствующего года и генерирующих объектов соответствующего вида как произведение установленной в отношении указанного года базовой предельной величины капитальных затрат на возведение 1 кВт установленной мощности генерирующего объекта данного вида генерирующих объектов, функционирующих на основе возобновляемых источников энергии, и коэффициента, отражающего изменения валютных курсов к дате начала приема заявок на соответствующий конкурсный отбор. Базовая предельная величина капитальных затрат на возведение 1 кВт установленной мощности генерирующего объекта, руб. на 1 кВт представлена в таблице 1. Таблица 1 Базовая предельная величина капитальных затрат на возведение 1 кВт установленной мощности генерирующего объекта, руб. на 1 кВт
Плановые объемы мощности генерирующих объектов соответствующих видов, которые будут отбираться на годы с 2017 по 2020, соответствуют значениям Целевых показателей величин объемов ввода установленной мощности генерирующих объектов по видам возобновляемых источников энергии, установленных для соответствующего года и соответствующих видов генерирующих объектов к основным направлениям, сниженным на объемы установленной мощности генерирующих объектов соответствующего вида, функционирующих на основе использования возобновляемых источников энергии, поставка мощности которых на оптовый рынок должна начаться в соответствующем году по договорам о предоставлении мощности квалифицированных генерирующих объектов, функционирующих на основе использования возобновляемых источников энергии), заключенным по результатам отборов проектов, проведенных до наступления текущего года. Таблица 2 Целевые показатели величин объемов ввода установленной мощности генерирующих объектов по видам возобновляемых источников энергии, установленных для соответствующего года и соответствующих видов генерирующих объектов, МВт
Правительство России поставило цель: к 2020 году привести объем производства и использования энергии, вырабатываемой альтернативными источниками энергии, до 4,5 % от общего объема. На основании этого было введено в действие ряд нормативных актов, которые должны поспособствовать созданию комфортных условий для возобновляемой энергетики и простимулировать рост инвестиций в генерирующие объекты. Так, на основании Постановления Правительства РФ от 28.05.2013 г. № 449 (ред. от 10.11.2015) «О механизме стимулирования использования возобновляемых источников энергии на оптовом рынке электрической энергии и мощности» уже было реализовано несколько инвестиционных проектов на розничных рынках электроэнергии, в том числе в районах с децентрализованным электроснабжением. Например, в сентябре 2015 г. на Дальнем Востоке был открыт ветроэнергетический комплекс в п. Усть-Камчатск. Комплекс содержит три ВЭУ суммарной мощностью 900 кВт. По прогнозам, после сдачи в коммерческую эксплуатацию данный комплекс будет каждый год производить больше 2 млн. кВт∙ч, частично заместив выработку дизельной электростанции поселка, что позволит экономить более 550 тонн топлива. В скором времени планируется построить еще 7 ВЭУ, вследствие чего мощность объекта достигнет около 3 МВт [1]. В России развитию ветроэнергетики, и альтернативной энергетики в целом должно поспособствовать именно государство. Необходимо наличие законов и стратегических программ по развитию альтернативной энергетики, определенных льгот для предпринимателей, других стимулирующих факторов, а самое главное – отделение класса потребителей из пользователей электроэнергии, которые гарантированно будут потреблять энергию, полученную от возобновляемых источников. Еще одним благоприятным фактором, для развития альтернативной энергетики, является постоянный рост цен на традиционные энергоресурсы, тогда как, благодаря инновационным проектам, стоимость сооружения электростанций для возобновляемых проектов постоянно снижается. Таким образом, развитие ветроэнергетики в России, несомненно, принесет большой вклад в экономику государства, а также улучшит экологию нашей страны. Для этого необходимо проводить различные мероприятия по стимулированию данного вида отрасли: финансовая поддержка государства; инвестиционные субсидии (гранты, налоговые льготы, ссуды); установка ускоренной амортизации на оборудование, необходимое для ветроэнергетики и др. ЗАКЛЮЧЕНИЕ И так подведем итоги. Ветер – возобновляемый источник энергии. Капитальные затраты на сооружение ветроэнергетических станций намного меньше, чем на строительство тепловых, атомных или гидроэлектростанций. Ветроэнергетические установки не загрязняют атмосферу и гидросферу, как ТЭС. Каждый кВт·ч выработанной электроэнергии ВЭС замещает сжигание 350 грамм угля. Ветроэнергетические установки не дают радиоактивные отходы, как АЭС. Россия имеет огромный потенциал в развития и использование ветроэнергетики за счёт обширных территорий, специфики географического расположения страны, особенностей рельефа и разнообразия климата. Самый современный в России ветроэнергетический комплекс находится на Дальнем Востоке в поселке Усть-Камчатск, Камчатский край. Это совместный проект РАО «Энергетические системы Востока» и японской правительственной компании NEDO. Ветропарк состоит из одиннадцати ветроустановок совокупной мощностью более 4 МВт, и на сегодняшний день, Усть-Камчатский ветропарк является крупнейшим на Дальнем Востоке. Со слов японских специалистов, при создании ветроэнергетического комплекса в Усть-Камчатске, были применены уникальные технологии, позволившие адаптировать оборудование к работе в суровом климате Камчатского края. Российский энергохолдинг планирует строительство 39 подобных ветроэнергетических комплексов на дальнем Востоке, суммарная мощность которых превзойдёт 100 МВт. Задача комплексов, улучшить надежность и эффективность электроснабжения изолированных населенных пунктов. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ Азимов Т. А. Актуальность развития в Российской Федерации биоэнергетической отрасли / Т.А. Азимов, Л.Ю. Безнощук // Молодой ученый. – 2017. – № 9. – С. 6-10. Азимов Т. А. Ветроэнергетика в России: анализ актуальности и перспективы развития / Т.А. Азимов, Л.Ю. Безнощук // Молодой ученый. – 2017. – №10. – С. 182-184. Азимов Т. А. Газогидраты – новый вид энергоресурсов/ Т.А. Азимов, Л.Ю. Безнощук // Молодой ученый. – 2016. – № 7. – С. 750–753. Бороздин А. Н. Экономические и технические аспекты строительства ветровых установок в Российской Федерации/ А.Н. Бороздин //Вестник Университета. – 2016. – № 10. – С. 53–55. Мудрецов А. Ф. Вопросы развития альтернативной энергетики в России / А.Ф. Мудрецов, А.С. Тулупов // Вестник Томского государственного университета. Экономика. – 2016. – № 4(36). – С. 38–45. |