КАКОВ РЕАЛЬНЫЙ ВКЛАД ВЕТРОЭНЕРГЕТИКИ В ГЕНЕРИРУЕМУЮ МОЩНОСТЬ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ? (ЕСТЬ ЛИ ЗАМЕЩЕНИЕ МОЩНОСТИ ВЭС)
Тот факт, что при работе ВЭС экономится (замещается) топливо на тепловых электростанциях понятно и не специалисту. А термин «замещение мощностей» поясним на следующем примере. Пусть максимум нагрузки в энергосистеме составляет 550 000 кВт и длится один час в определенное время суток в наиболее напряженные месяцы (декабрь, январь). В системе тепловая электростанция мощностью 500 000 кВт и ветроэлектростанция мощностью 50 МВт. Достаточно ли этого, чтобы на 100 % гарантировать бесперебойное энергоснабжение потребителей? Очевидно, что нет. Поскольку мы не можем гарантировать того, что в отмеченные нами моменты мощность, развиваемая ВЭС, будет 50 МВт. [ad#строчный]По мы можем гарантировать, что она всегда, к примеру, будет не меньше 5 000 кВт и с вероятностью 50 % будет составлять 50 МВт. Этот случай означает,что наша ВЭС мощностью 50 000 кВт, обеспечила «вытеснения мощности» 5 МВт. И в энергосистеме должен находиться резерв мощности 45 000 кВт. На тот случай, если ВЭС не разовьет свою номинальную мощность ветроустановки. Этот пример при всей своей условности разъясняет проблему «вытеснения мощности», являющуюся самым уязвимым качеством ветроустановок. С этой точки зрения вопрос о точной величине вытесняемой мощности ветроустановок зависит от многих факторов, в том числе от величины среднегодовой скорости ветра на месте установки ВЭУ и соответствием между распределенном скорости ветра и нагрузкой энергосистемы. Если периоды наибольших ветров, да еще с относительно постоянной скоростью совпадают с максимумом нагрузки, то мы вправе говорить о существенном вытеснении мощности. Другими словами, мы можем до определенной величины уменьшать резервную мощность энергосистемы. Однако этот вопрос должен решаться на основе исследований в конкретных энергосистемах.
СКОЛЬКО ВЕТРОЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ,ВЫРАБАТЫВАЕМОЙ НА ВЭС В ДЕЙСТВИТЕЛЬНОСТИ МОЖЕТ БЫТЬ ПОСТАВЛЕНО В ЭНЕРГОСИСТЕМУ СТРАНЫ?
Рассмотрим этот вопрос на примере США и России.
США
Тихоокеанская Северо-Западная Лаборатория «Бателле»(Batcllc) оценила, что при современной технологии ветровая энергия может составлять около 20 % всей годовой выработки США т.е. ежегодно 560 млрд. кВт-ч. Хотя ресурсов ветровой энергии гораздо больше. Только в одном штате Северная Дакота на ветроустановках может быть установлена мощность, способная произвести одну треть электроэнергии,потребляемой в США.Около 1800 МВт составляет мощность ветроустановок, установленных в США. Они произвели в 1996 г. 3,6 млрд. кВт\ч ветроэлектроэнергии. Если принять удельный расход топлива на электростанциях на угле порядка 340 грамм условного топлива на 1 кВт-ч,то это означает экономию 1,2 млн. тонн в угольном эквиваленте.
Россия
[ad#строчный 2]
Рабочая группа Минтопэнерго России, созданная в 1993 году для разработки «Концепции развития и использования возможностей малой и нетрадиционной энергетики в энергетическом балансе России» определила, что технический потенциал ветровой энергии -ветроустановок составляет 6218 млрд. кВт-ч в год. Это почти в 10 раз превышает потребление электроэнергии в России в 1997 г. Однако этот потенциал распределен неравномерно. Перспективными регионами по применению ветроустановок являются:
Области: Архангельская, Астраханская. Волгоградская,
Калининградская, Камчатская, Ленинградская, Магаданская,
Мурманская, Новосибирская, Пермская, Ростовская, Сахалинская, Тюменская;
Края. Краснодарский, Приморский, Хабаровский,
Другие субъекты Российской Федерации: Дагестан,
Калмыкия, Карелия, Коми, Ненецкий автономный округ, Хакасия, Чукотка, Якутия, Ямало-Ненецкий автономный округ.
Перспективными являются также отдельные районы других краев, областей и республик Российской Федерации.Имеющийся потенциал используется в совершенно недостаточной мере. На сегодня в России функционируют ВЭС,подключенные к сетям энергосистем, общей мощностью2,8 МВт, вырабатывающие около 4 млн. кВт-ч в год, в том числе:Калмыцкая ВЭС — мощность 1 МВт (1 ВЭУх1 МВт), разработчик — МКБ «Радуга», изготовитель — Тушинский машиностроительный завод. Проектная мощность — 22 МВт;Воркутинская ВЭС — мощность 1500 кВт (6 ВЭУх250 кВт), разработчик НПО «Ветроэн», изготовители — НПО «Ветроэн» и ПО «Южмаш» (Украина). Проектная мощность —2,5 МВт: Ростовская ВЭС — мощность 300 кВт (10 ВЭУхЗО кВт).разработчик и изготовитель — немецкая фирма Хуэумср Шифтсверт с участием ПО «Ленподъемтрансмаш» и ассоциация «Совена».Между тем в энергосистеме России, включая районы автономного энергоснабжения, экономически оправданная доля ветроэнергетики может составлять 3 — 4 % от общего электронотребленим.
СКОЛЬКО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ДАЕТ И МОЖЕТ ДАТЬ ВЕТЕР ВО ВСЕМ МИРЕ?
По данным научных исследований ветроустановки могут дать энергию, эквивалентную 5800х1015 (квад) BTUS (Британских тепловых единиц) ежегодно. Это превышает в 15 раз общее потребление энергии в мире. Каждый «квад» соответствует около 172 млн. баррелей нефти или 40 млн. т угля. В 1996 г. работает в мире примерно 30 ООО ветроустановок общей мощностью 6172 000 кВт. Эти ветроустановки генерируют в год более 10 млрд. кВт-ч электроэнергии.
КАК ОЦЕНИВАЮТ СПЕЦИАЛИСТЫ БЛИЖАЙШИЕ ПЕРСПЕКТИВЫ ВЕТРОЭНЕРГЕТИКИ В МИРЕ?
Как показано в табл. 1. установленная во всем мире мощность ветроустановок превысила 6100 МВт, к 2000 г. эта цифра удвоится, а к 2006 г. общая мощность ВЭУ увеличится почти в 6 раз и составит 36 ТВт. Таковы прогнозы составленные Европейской и американской ветроэнергетическими ассоциациями. По их прогнозам в России и странах
ветроэнергетика в мире
СНГ к 2000 г. мощность ветроустановок достигнет 30000 кВт. а
к 2006 г. — 1020 МВт. Есть все возможности «оправдать» эти прогнозы.
СТРАНЫ-ЛИДЕРЫ ПО ВЕТРОЭНЕРГЕТИКЕ
Ветроэлектростанции построены во всех частях света. На конец 1996 г. установленная мощность (в МВт) в 10 странах-лидерах составляла:
США…………………………………………1794 Англия_________________________264
Германия………………1576 Испания………………………………….216
Индия……………….- 820 Швеция…………………………….105
Дания………………………….785 Италия……………………………………….70
Нидерланды……………………305 Китай……………………………………30
Впечатляющая картина! В десятку входят как самые богатые и самые развитые страны (США, Германия, Швеция), так и развивающиеся гигантские страны (Индия, Китай), а также небольшие европейские государства (Дания, Нидерланды). Это доказывает настоятельную необходимость развития ветроэнергетики в России, несмотря на наши богатые запасы органического топлива.