Экологические аспекты строительства ВЭУ
Экологические аспекты использования энергии ветра приобретают большое значение особенно потому, что в некоторых странах атомная энергетика запрещена в законодательном порядке, например, в Дании. Швеция должна по решению парламента вывести из эксплуатации все атомные электрические блоки в первом десятилетии XXI века. Под давлением общественности правительство Германии отказалось вводить в строй новые АЭС.
Исследования показывают, что ветроэнергетика в наименьшей степени влияет на почву и качество воды. Проведенный Американской ветроэнергетической ассоциацией в 1992 г. анализ позволяет оценить воздействие на землю и воду различных энергетических установок (в центах на 1 кВт-ч выработанной энергии в ценах 1990 г.):
пылеугольные со сжиганием угля в кипящем слое, новые гидроус — у 2 тановки
системы сжигания городского мусора, существующие ТЭС, геотермальные установки, ГТУ, комбинированные парогазовые цик — — 0,1
лы, биомассовые, солнечные установки
ветроустановки — 0,05
Ясно, что в условиях других стран можно получить иные данные, но эти цифры достаточно характерны.
Наиболее благоприятный экологический эффект ветротурбин заключаем ся в том, что они не выбрасывают загрязнений в атмосферу и не создают опасных отходов. Кроме того, по окончании эксплуатации ветроагрегаты легко демонтируются и утилизируются, а земля полностью рекультивируется. По оценке специалистов Великобритании, единица энергии, вырабатываемой
ВЭУ, предотвращает выброс 0,6-1 кг диоксида углерода С02 в атмосферу Так, ВЭУ мощностью 100 кВт исключает выброс 1 т сероводорода H2S, 167 т диоксида углерода С02, значительного количества пыли,
В Германии комплекс ветротурбин суммарной мощностью 12,4 МВт вы, рабатывает ежегодно 26,5 млн кВт. ч электроэнергии. При той же выработке на ТЭС в атмосферу могло бы попасть: 1177 т S02, 2858 т С02, много пыли и других загрязнений. В целом, уже действующие ВЭС на территории стран Ев* ропейского Союза (Р = 4425 МВт) позволяют предотвратить ежегодно выброс 7800000 т С02, 26000 т S02 и 22500 т N0,.
К числу недостатков, присущих ветроэнергетическим станциям, относят большие территории, которые они занимают — порядка 8-10 га на 1 МВт установленной мощности. Собственно фундаменты под дороги ВЭУ занимают только 2% этой площади. Поэтому в Англии, Канаде, Германии и других странах остальная земля используется как пастбище для овец и для возделывания сельскохозяйственных культур.
На начальной стадии эксплуатации ветроэлектрические установки вызывали отрицательное отношение населения из-за неблагоприятного функционального, социального и эстетического воздействия на окружающую среду. Они создавали электромагнитные помехи при приеме теле — и радиопередающей станции. Кроме того, ветроколеса диаметром более 10 м при вращении генерируют инфразвуковые колебания, которые не воспринимаются на слух, но оказывают вредное угнетающее психологическое воздействие на организм человека и на животных.
Влияние указанных факторов можно значительно уменьшить при тщательном изучении мест предполагаемого строительства ВЭУ и с помощью технических мер. Например, помехи при приеме телепередач устраняются путем использования недорогих направленных передатчиков и приемников.
В результате принятых мер современные ветротурбины являются достаточно тихими объектами, и шум перестал быть проблемой. Некоторые страны законодательным порядком регламентируют размещение ветротурбин поблизости от домов, дорог, аэропортов и других объектов.
При создании ВЭС необходимо тщательно прорабатывать вопрос взаимного размещения отдельных ветротурбин. Когда расстояние между ВЭУ меньше 8-10 диаметров ветроколеса, возникает значительное ослабление ветрового потока. Оно может проявиться в нежелательном влиянии на климат ре — гцона из-за ухудшения частоты смены воздуха в промышленных районах.
Снижение уровня шума и вибрации при работе ветроагрегата достигается совершенствованием его конструкции, уменьшением скорости вращения вет — роколеса, тщательной обработкой лопастей, применением эластомерных прокладок между поворотной гондолой и башней.
Некоторые ветротурбины мощностью более 1 МВт, выпускаемые в Германии, имеют литые конструкции из модифицированного чугуна (опорная рама с подшипниковыми кронштейнами), который обладает высокими демпфирующими свойствами по отношению к механическим и акустическим нагрузкам.
Безредукторная конструкция ветротурбины с много полюсным синхронным генератором уменьшает скорость вращения вала генератора и резко понижает уровень шума. Так, немецкие ВЭУ ENERCON-40, ENERCON-60 характеризуются уровнем шума, который в 3-3,5 раза меньше, чем на обычных установках.
В земле Северный Рейн-Вестфалия (Германия) предельно допустимый шум ветротурбин ограничен уровнем 35 дБ для установок мощность более 500 кВт. Поэтому они не должны располагаться ближе 950 м от жилых строений. Предусматривается даже остановка ВЭУ в ночное время при больших скоростях ветра, если уровень шума от ветротурбины превышает 40 дБ.
Экологи высказывали опасения, что в районах размещения ВЭС будет гибнуть много птиц при столкновении с вращающимися лопастями. Однако серия исследований, проведенных в Дании и Соединенных Штатах, показала, что в десятки и сотни раз больше птиц погибает от столкновений с движущимися автомобилями, на линиях электропередачи и от охотников. При проектировании мест размещения ВЭС все-таки следует учитывать пути миграции птиц.