Развитие ветроэнергетики
История развития ветроэнергетики насчитывает многие века, начиная с использования паруса и ветряных мельниц. Однако лишь в 20 веке началось крупномасштабное внедрение ветровых турбин, достигшее к концу века мощности несколько миллионов киловатт.
Преобладающей технологией освоения ветровых ресурсов является создание ветропарков, в том числе расположенных на мелководье и шельфе. На конец 2006 года (рис. 1.17) общая установленная мощность ветроэлектрических станций (ВЭС) в мире составила 73,9 тыс. МВт, в Европе — 48 тыс. МВт, а в 2007 году мощность ВЭС в мире составила около 93,8 ГВт.
1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 Рис. 1.17 Общая установленная мощность ВЭС в мире |
В мире насчитывается 11 государств, в которых мощность ВЭУ превышает 1млн. кВт, из них 7 находится в Европе. Страны-лидеры в области ветроэнергетики и приросты мощности в 2007 году приведены в табл.1.14.
Таблица 1.14
Страны-лидеры по установленной мощности ВЭУ и их темпы роста на
2007 год
Ранг |
Ввод мощностей за год, МВт |
Темп роста, % |
Общая установленная мощность, МВт |
|
1 |
Г ермания |
1672 |
8.1 |
22247 |
2 |
США |
5216 |
45 |
16819 |
3 |
Испания |
3515 |
30,2 |
15145 |
4 |
Индия |
1580 |
25,2 |
7850 |
5 |
Китай |
3313 |
127.5 |
5899 |
6 |
Дания |
Г п _ |
0.3 |
3125 |
7 |
Италия |
603 |
28,4 |
2726 |
8 |
Франция |
888 |
56,7 |
2455 |
9 |
Великобритани |
426 |
21,7 |
2389 |
Ранг |
Ввод мощностей за год, МВт |
Темп роста, % |
Общая установленная мощность, МВт |
|
10 |
Португалия |
480 |
24,1 |
2130 |
12 |
Канада |
395 |
26,4 |
1846 |
11 |
Нидерланды |
187 |
11,0 |
1747 |
13 |
Япония |
144 |
17,5 |
1394 |
Остальные |
1266 |
15,7 |
8028 |
|
Всего |
19696 |
25,3 |
93800 |
Промышленностью разработана широкая номенклатура ветроагрегатов с хорошими технико-экономическими показателями. За 25 лет единичная мощность серийных ВЭУ возросла с 30 до 6000 кВт. Диаметр ветроколеса увеличился с 15 до 115 метров (в 8 раз). Годовое производство энергии одним агрегатом увеличилось более чем в 500 раз (рис. 1.18).
Мощность 30kw 80kw_________ 2SOItW______ 600KW l. SOOkW 5000 kW (Offshore) Ротор шшшшяшмкшшшшшшшшйшшшшшшшшштшшяшшшшл Высота оси. 30т 40т 50т 7100т SQjw _ _ _______ Г обоЬая Вьрабсткі Рис. 1.18 Рост единичной мощности ВЭУ |
Значительные изменения претерпели компоновочные решения по размещению оборудования в гондоле, все большее развитие получают безредукторные схемы и схемы выдачи мощности с частотным регулированием. Самый крупный из современных ВЭУ с
безредукторным исполнением Enercon-126 мощностью 6 МВт приведен на рис. 1.19. |
В среднем страны Евросоюза в 2006 году вырабатывали из энергии ветра около 3,4 % потребляемой электроэнергии, но, например, в Дании около 20 % электроэнергии вырабатывается из ветра. В Германии в 2006 году ветровые электростанции произвели 30,6 млрд. кВт ч, электроэнергии, что составило 7 % от всей произведённой электроэнергии.
Для многих стран 2006 год охарактеризовался резким ростом в области ветроэнергетики, так темп роста ветроэнергетики в Бразилии составили около 730% позволив выйти в 20-ку ведущих стран по развитию отрасли. Высокими темпами роста также отметились — Канада — 112,4%, Франция -106,9%, Китай — 90,9% , Португалия 61,4%
Согласно составленной программе «Wind Force 13», производство электроэнергии за счет энергии ветра в 2020 году
должно достичь 13% от общего производства электроэнергии в мире, с учетом роста общего электропотребления. Себестоимость электроэнергии от ВЭУ по данным этой программы должна снизиться до 3,3 цента/кВгч в 2010 году. За это же время удельная стоимость установленной мощности снизится до 705 долл./кВт в 2010 году.
Россия в развитии ветроэнергетики занимает очень низкие позиции. Установленная мощность действующих ветровых электростанций в России на 2007 год составила около 17 МВт.
Среди них:
• Воркутинская ВЭС 1,25 МВт (250 кВт х 5)
• Калмыцкая ВЭС (1 МВт х 2)
• Куликовская ВЭС 5,1 МВт (21 ВЭУ)
• Анадырьская ВЭС (АВЭ-250 хЮ)
• Башкирская ВЭС (550 кВт х4)
• О. Беринга 0,5 МВт (250 кВт х2)
• Краснодарская ВЭС 2,4 МВт (600 кВт хб)
• Ростовская ВЭС (10×30кВт)
• ВЭУ в Красном Селе 75 кВт и 95 кВт
Существуют проекты на разных стадиях проработки Ленинградской ВЭС 75 МВт Ленинградская область, Морской ГЭС — ВЭС 50МВт, Карелия, Приморской ВЭС 30 МВт Приморский край, Магаданской ВЭС 30 МВт Магаданская область, Чуйской ВЭС 24 МВт Республика Алтай, Усть-Камчатской ВДЭС 16 МВт, Камчатская область, Новиковской ВДЭС 10 МВт Республика Коми, Дагестанской ВЭС 6 МВт, Дагестан, Ейской ВЭС, 50 МВт, Ростовская обл, Анапской ВЭС 5 МВт Краснодарский край, Новороссийской ВЭС 5 МВт Краснодарский край, Кронштадской ВЭС 3МВт г. Санкт- Петербург, Валаамской ВЭС 4 МВт Карелия.
Единственным реальным путем вернуть Россию на международной уровень разработок и производства ВЭУ большой мощности, является строительства крупных ВЭС на базе ветроустановок зарубежных фирм с последующим трансфером технологий, т. е. изготовления на российских предприятиях сначала башни, затем кабины, затем других металлоемких деталей с переходом на сборочные операции укрупненных узлов. Многие зарубежные фирмы готовы к такого рода сотрудничеству.