Экологичные технологии
Навигация
Библиотека
Скачать Книги
Поиск по сайту

Главная > Энергия ветра > Ветроэнергетика мира

Ветроэнергетика мира

Технический прогресс конца XX века открыл совершенно новые возможности для ветроэнергетики, что и вызвало ее бурное развитие в Европе, США и в крупнейших государствах Азии — Индии и Китае. К концу 1999 г. во всем мире было установлено ветроэлектрогенераторов общей мощностью 14 ГВт. Из них 9,5 ГВт размещено в странах Европейского сообщества. К концу текущего года установленная мощность ВЭУ составит около 30 000 МВт.

По оценкам, проведенным в США, на 25 % поверхности Земли среднегодовая скорость ветра на высоте флюгера (8 — 10 м) превышает свыше 5,1 м/с. Учитывая экономические, технические, экологические и другие ограничения, к 2010 г. можно было бы установить ветровые электростанции (ВЭС) общей мощностью около 450 ГВт.

Располагаемый ветровой потенциал Европы может вполне реально обеспечить выработку ветровыми энергетическими установками (ВЭУ) до 10 — 20 % электроэнергии. В последние годы ежегодный прирост энергомощностей ВЭУ в Европе составил более 35 %. При этом аккумулирующие возможности нарастали со скоростью около 40 % в год. На прошедшей в сентябре 2000 г. в г. Касселе (Германия) конференции Европейской ассоциации ветроэнергетики (EWEA) было заявлено о мерах по ускоренному развитию ветроэнергетики в Европе. Так, вместо планировавшегося ввода 40 ГВт мощностей в 2010 г. предполагается ввести 60 ГВт, к 2020 г. — 150 ГВт, из них 50 ГВт — ветроустановки, размещенные в море. Такая политика со­ответствует генеральной линии Европейского Союза (ЕС) на переход к потреблению электроэнергии, получаемой от возобновляемых источников.

С учетом особенностей стран Европейского Союза наибольшие возможности в использовании ветровой энергии имеются в Германии, Дании, Норвегии, Великобритании, Испании, Нидерландах, Италии и Франции.

Учитывая, что производство электроэнергии за счет сжигания различных видов топлива на ТЭС и использования гидроэнергии на крупных ГЭС составляет на каждом из этих двух типов электростанций от 20 до 30 % всей выработки электроэнергии, экологический эффект за счет ВЭС весьма существен.

В Европе, например, выбросы СO2 за счет использования ветро­вой энергии снижены в настоящее время на 4 млн. т.

Энергетический кризис 70-х годов и рост цен на нефть обусловил в середине 70-х годов ветроэнергетический бум, который привел к составлению и развитию во многих странах Европы, а также в США, Канаде, Австралии, Новой Зеландии национальных программ по использованию энергии ветра. Этими программами определены планы ввода ВЭУ с учетом располагаемого ветрового потенциала и финансовых возможностей каждой из стран.

Развитию ветроэнергетики способствуют крупные исследователь­ские программы, разработанные как для отдельных стран, так и для целых регионов. Исследовательскую программу по развитию ветроэнергетики США координирует Американский институт электроэнергетики (EPRI). Совместно с Министерством энергетики США ведется разработка новой техники, оценка эффективности проек­тов, оптимизация характеристик ветровых турбин. Программа предусматривает обучение эксплуатационного персонала, обсуждение новых проектов, координацию сотрудничества со странами ЕС. Программа финансируется из федерального бюджета.

Программа "Jou Ре II" Европейского Союза предусматривает разработку новой технологии в энергетике, включая альтернатив­ные источники энергии; координирует действия по созданию круп­ных ветровых турбин в Европе ведущими фирмами Германии, Италии, Дании, Швеции, Шотландии, Испании, Греции. Программа финансируется из бюджета ЕС.

Совместные исследования в области ветроэнергетики и проводи­мые университетами и отдельными учёными и энергокомпаниями разных стран, направлены на создание преимущественно ВЭУ большой мощности.

Разработки ВЭУ с вертикальной осью вращения продолжаются в Канаде. В опытной эксплуатации находится ряд таких ВЭУ, в том числе одна мощностью 4 МВт.

В университете г. Мельбурна (Австралия) и в Англии исследуются свойства ВЭУ с вертикальными шарнирно складывающимися лопастями.

Наиболее эффективно использование ВЭУ при объединении их в комплексы, которые в российской терминологии называют ветро­выми электростанциями (ВЭС) как для работы на объединенные электрические сети большой мощности, так и для работы на сети соизмеримой мощности, или в сочетании с резервирующими или аккумулирующими энергообъектами.

Ветроэнергетические комплексы, состоящие из комбинации ВЭУ с другими источниками энергии или аккумуляторами, обеспечивают непрерывное энергоснабжение автономных потребителей вне зависимости от наличия и интенсивности ветра в данный момент времени.

Наиболее распространенной комбинацией являются ветродизельные электростанции (ВДЭС).

ВДЭС с аккумуляторной батареей (АБ) имеются на острове Ратин в Северной Ирландии (140 кВт), в Квинсленде (Австралия) в составе шести ВЭУ по 250 кВт и четырех дизель-генераторов по 1000 кВт с АБ и инвертором мощностью 600 кВт и в Монголии (30 кВт).

Имеются и у нас в Камчатскэнерго на Беринговых островах (две ВЭУ по 250 кВт и ДЭС - 1, 26 МВт).

На Канарских островах принята в эксплуатацию установка в со­ставе ВЭУ мощностью 225 кВт и двух дизель-генераторов по 75 кВт с маховиками на валу в качестве аккумуляторов кинетической энергии.

Цена электроэнергии, получаемой на ВЭС, по оценкам института EPRI (США) уже сегодня составляет 5 — 7 цент/кВт • ч и сравнима с показателями традиционных электростанций — 5 — 9 цент/кВт • ч на АЭС, 4 — 5 цент/кВт • ч на ТЭС, работающих на угле и газе, 5 — 20 цент/кВт • ч на ГЭС различной мощности.

По суммарным затратам (обслуживание, ремонт, топливо и др.) ВЭС (1,4 цент/кВт • ч) оказываются предпочтительнее угольных ТЭС (2 цента/кВт • ч), газовых ТЭС (2,9 цента/кВт • ч), мазутных ТЭС (3,2 цента/кВт • ч). Приведенные данные относятся к регионам со среднегодовыми скоростями ветра 5-6 м/с. При более высоких среднегодовых скоростях ветра экономическая эффективность ВЭС возрастает. Можно констатировать, что во многих странах в 1990-е годы ветроэнергетика сложилась в самостоятельную отрасль топ­ливно-энергетического комплекса и промышленного производства и перестала быть нетрадиционной.

В 2001 г. установленная мощность ветровых электростанций мира составила около 24,5 ГВт, годовой ввод мощностей — 7 ГВт. За последние 10 лет годовые темпы прироста мощности ветровых элек­тростанций были примерно 27 %.

Примечательно участие в ветроэнергетическом бизнесе компа­нии General Electric, которая недавно приобрела Enron Wind Corp. Основные рынки ветрогенераторов находятся в Европе, США, Латинской Америке, Индии и Китае.

Годовые доходы Enron Wind возросли с 50 млн дол. в 1997 г., когда она приобрела компанию по производству ветрогенераторов Zond, примерно до 750 млн долл. в настоящее время, хотя для GE Power Systems с годовыми доходами 20 млрд дол. это немного.

В 2001 г. в США введены ветровые электростанции мощностью 1695 МВт, но конгресс не смог продлить действие закона Production Tax Credit, чтобы не подрывать рынок. По этому закону в течение 10 лет поставщики электроэнергии, выработанной ветровыми электростанциями, получали субсидию по 1,7 цент/(кВт • ч).

В Германии в 2001 г. были введены ветровые электростанции мощностью 2660 МВт (годовой прирост 44 %) и только 700 МВт было введено на газовых электростанциях. Сейчас установленная мощность ветровых электростанций ФРГ составляет 8745 МВт (примерно в 2 раза больше, чем в США). Пока их доля в производстве электроэнергии скромна — 3 %. В недалеком будущем долю планируется увеличить до 25 %, в значительной степени за счет строительства прибрежных ветровых электростанций. К 2006 г. их мощность должна достичь 500 МВт, к 2010 г.— 2,3 ГВт, а к 2025 — не менее 20 — 25 ГВт. Следует помнить о том, что нынешнее правительство Германии планирует вывод из эксплуатации всех АЭС.

В связи с таким развитием ветроэнергетики важнейшее значение приобретает проблема аккумулирования электроэнергии.