Смекни!
smekni.com

База знаний в области технологий и систем использования низкотемпературных и возобновляемых источников энергии (стр. 11 из 20)

На рис. 2.2.3 показаны два сценария использования возобновляемых источников энергии в странах Европы.

Благоприятные условия для развития энергетики позволят к 2020 г. увеличить потребление электрической энергии на 30%

в том числе за счет возобновляемых источников энергии на 15%. В таблице 2.2.3. [184] приведены соотношения для выработки электроэнергии различными возобновляемыми источниками энергии в странах Европы по оптимистическим и пессимистическим прогнозам до 2020 года. Прогноз сотавлен на основании анализа темпов прироста установленной мощности различных видов возобновляемых источников энергии в странах Европейского Союза. Доля ветровой энергии будет составлять по пессимистической оценке 15%, по оптимистической оценке 16%.
Табл. 2.2.3

Возобновляемые источники энергии В 2020 г. “Минимум” В 2020 г. “Максимум” при благоприятной политике поддержки
Mtoe % Mtoe %
“Modern” биомасса 243 45 561 42
Солнечная 109 21 355 26
Ветровая 85 15 215 16
Геотермальная 40 7 91 7
Мини ГЭС 48 9 69 5
Приливов и волн 14 3 54 4
Суммарная 539 100 1345 100
В 1990 г. новые возобновляемые источники энергии составили 164 Mtoe (1,9 % ) от общей потребляемой энергии

В 1994 г. во всем мире установленная мощность ветростанций составляла 3200 MW , 1400 MW приходилось на Европу. В таблице 2.2.4 приведены данные о суммарной установленной мощности ветростанций по странам[190].

Табл. 2.2.4

Страна, регион

Установленная мощность ( MW)
США Дания Германия Великобритания Нидерланды Испания Греция Швеция Италия Бельгия Португалия Ирландия Франция Остальные регионы Европы Индия Китай Остальные регионы Мира 1700 520 320 145 132 55 35 12 10 7 2 7 1 35 100 25 75
Всего около 3200

Ежегодно в Европе установленная мощность ветроагрегатов составляет 200 MW При благоприятных условиях прирост установленной мощности может cоставить 800 MW. Наиболее эффективными по наращиванию установленной мощности ветростанций являются программы стран Европы , Китая, Индии , США, Канады.

Ежегодный оборот за счет продаж ветропреобразователей в странах Европы составляет 400 MECU. Более 10 крупнейших банков Европы инвестируют ветроэнергетическую индустрию. Более 20 крупных Европейских частных инвесторов финансируют ветроэнергетику. Стоимость ветровой энергии зависит в основном от следующих 6 параметров:

  • инвестиций в производство ветроагрегата ( выражается как отношение $/кв. м - цена одного кв. метра ометаемой площади ротора ветротурбины);
  • коэффициета полезного действия системы;
  • средней скорости ветра ;
  • доступности;
  • технического ресурса.


Табл. 2.2.5

Параметры Ситуация 1 Ситуация 2 Ситуация 3
среднегодовая скорость ветра на высоте 10м 5.0-5.8 м/сек 5.5-6.4 м/сек 6.0-7.0 м/сек
Количествоэлектро энергии вырабатываемой ветроагрегатом 650 кВт ч/
825 кВт ч/
1140 кВт ч /
стоимость электроэнергии 0.046 ЕСU/кВтч 0.036 ECU/кВтч 0,026 ECU/кВтч

За последние три десятилетия технология использования энергетических ресурсов ветра была сосредоточена на создании сетевых ветроагрегатов WECS. В этом направлении достигнуты значительные успехи. Многие тысячи современных установок WECS оказались полностью конкурентоспособными по отношению к обычным источникам энергии. Существующие электрические сети осуществляют транспортировку электроэнергии вырабатываемые ветро-парками в различные регионы.

В последние годы интенсивно стали развиваться технологии использования энергии ветра в изолированных сетях. В изолированных сетях электропередач неизбежные затраты на единицу произведенной энергии во много раз выше , чем в централизованных сетях электропередач. Установки, производящие электроэнергию, обычно основаны на небольших двигателях внутреннего сгорания , использующих дорогостоящее топливо , когда расходы на транспортировку только топлива часто поднимают стоимость единицы произведенной энергии в десятки раз от стоимости энергии в лучших централизованных сетях электропередач. В небольших сетях электропередач установки, подающие электроэнергию, являются гораздо более гибкими: современный комплект генераторов на дизельном топливе можно запустить , синхронизировать и подключить к изолированной сети менее чем за две секунды. Преобразование энергии ветра является альтернативным возобновляемым источником энергии , чтобы заменить дорогостоящее топливо. Новые исследования технической осуществимости проектов использования ветроустановок совместно с дизельгенераторами в изолированных сетях показыают ,что мировой потенциал для независимых систем WECS даже выше, чему систем WECS, подключенных в обычные сети электропередач. В таблице 2.2.6 [191] приведены параметры действующих ветро-дизельных систем. Указанные системы были построены в 1985-1990 г.г. Их эксплуатация выявила необходимость совершенствования систем, создания автоматизированного управления.

Табл. 2.2.6

Страна Место расположения Мощность ветроагрегата ,кВт Мощность дизельгенера- тора,кВт Мощность нагрузки, кВт
Австралия Остров Роттнест 20,50,55 1100 90-460
Бразилия Фернанд де Норонха 2х5 50 200 макс.
Канада Остров Келверт 2х3 12 0,5-3,5
--#-- Кембридж Бэй 4х25 4: 380-760 2375 макс
--#-- Форт Северн 60 85,125,195 50-150
Дания Ризо 55 125 30-90
Франция место де Лас Турс 10х12 152 100 макс
Германия Хелоголенд 12002 2-1200 1000-3000
--#-- Шнитлинген 11 25 1-15
Греция Остров Китнос 5х22 31.4
Ирландия Кейп Клиер 2х30 60 15-100
--#-- Айнис Ойр 1х63 1х12,1х26,1х44 ---
Италия Келбриа 20 2х20 ---
Голландия ECN 2х30 50 50
Норвегия Фроуа 55 50 15-50
Испания Буджерелоз 25 16 ---
Швеция Аскескар 18,5 8,1 ---
--#-- Келмерский университет 22 20 ---
Швейцария Мартинджи 160 130 60-80
Великобрита-ния Остров Файр 55 1х20, 1х50 ---
--#-- Фолклендские острова 10 10 ---
--#-- Остров Ланди 55 3х6, 1х27 ---
--#-- Машинилес 15 10
--#-- RAL 16 7
США Острова Блок 150 1х225,400,500 1800 макс
--#-- Клейтон 200 1х400,1700; 2х1000; 3х1250 1000-3500

Ветроэнергетика в России

В России существует значительный нереализованный задел в области ветроэнергетики. Фундаментальные исследования аэродинамики ветряка , осуществленные в ЦАГИ , заложили основу современных ветротурбин с высоким коэффициентом использования энергии ветра. Однако жесткая ориентация на большую гидроэнергетику и угольно-ядерную стратегию и почти полную глухоту к новациям и экологическим проблемам надолго затормозило развити ветроэнергетики. Выпускаемые “ Ветроэном” ветроустановки не отвечали современным требованиям и представлениям высоких технологий ветроэенергетической индустрии. Толчком для дальнешего продвижения и создания современного ветроэнергетического оборудования стала федеральная научно-техническая программа “Экологически чистая энергетика”[193] . Для участия и получения финансирования были отобраны лучшие проекты ветроэнергетичесих установок различных классов по мощности. Были разработаны проекты ветроагрегатов мощностью до 30 кВт , 100 кВт,

250 кВт, 1250 кВт. Начавшаяся перестройка, развал экономики и прекращение финансирования по программе не позволила довести указанные проекты до коммерческого уровня. Почти все проекты остались на уровне опытных и макетных образцов. Опытный образец ветроагрегата мегаваттного класса был спроектирован и построен МКБ “Радуга” , который организовал кооперацию предприятий авиационной промышленности. Разработка, изготовление и строительство финансировалось правительством Калмыкии. Ветроагрегат был построен недалеко от Элисты и успешно работает , вырабатывая 2300-2900 тыс. кВт ч электроэенергии в год. Ветроагрегат подключен к сети. В МКБ “ Радуга” были спроектированы ветроагрегаты мощностью 8кВт и 250 кВт. Российской Ассоциацией развития ветроэнергетики “ Energobalance Sovena” совместно с Германской фирмой Husumer SchiffsWert (HSW) были изготовлены 10 ветроагрегатов сетевого исполнения единичной мощностью 30 кВт. Ветропарк с установленной мощностью 300 кВт был построен в 1996 г. в Ростовской области и запущен в эксплуатацию.