Эксплуатационные характеристики ВЭУ
Широкое внедрение ветроагрегатов и длительный опыт их эксплуатации дают возможность определить основные эксплуатационные показатели — коэффициент использования установленной мощности и удельную годовую выработку, под которой подразумевают отношение вырабатываемой за год электроэнергии к площади ометаемой поверхности.
Датские ветротурбины выпуска начала 90-х годов характеризуются коэффициентом использования установленной мощности порядка 0,2-0,3. Лучшие ветротурбины имеют более высокий коэффициент — до 0,4-0,5. Для сравнения, этот коэффициент для тепловых станций — 0,65-0,7, для атомных станций -0,7-0,8, а для ГЭС — 0,3-0,45.
Американские ветроэлектрические станции в 1995 г. имели средний коэффициент использования установленной мощности 0,21. Для различных крупнейших ВЭС значения этого показателя лежат в пределах 0,18-0,29.
Показатель удельной годовой выработки электроэнергии на единицу площади ометаемой поверхности характеризует условия работы ветроагрега — та, степень его совершенства. Эта характеристика помогает покупателю сориентироваться в возможностях приобретаемой ветротурбины.
Повышение эффективности работы ветроустановок среднего класса мощностью 250-500 кВт с течением времени можно проследить на рис. 2.14.
кВт • ч 1980 1990 2000 Рис. 2.14. Рост удельной выработки электроэнергии |
Сравнение показывает, что современная ветротурбина способна выработать энергии в 2,5 раза больше, чем ее предшественница в 1980 г. Анализ имеющихся данных позволяет выявить еще одну тенденцию: рост удельной выработки электроэнергии в значительной степени зависит от установленной мощности. Так, ветроагрегат с установленной мощностью 1,5 МВт может иметь удельный показатель на 50-60% более высокий, чем 500-к ил оваттная ветротурбина. Это одно из объяснений тенденции к постепенному внедрению все более мощных машин. Кстати, один из проектов программы Европейского Союза THERMIE предусматривает увеличение диаметра стандартной ветро — турбины NEG-MICON мощностью 1 МВт с 53 до 60 м, чтобы повысить выработку энергии на 22% при размещении в местах с невысокой скоростью ветра.
Надежность ветроагрегатов. В середине 90-х годов аварийность ветро — турбин была значительно ниже по сравнению с турбинами первых поколений, но оставалась довольно высокой — одна-две остановки в год каждой турбины. Сравнение надежности компонентов ветроустановки свидетельствует, что самым уязвимым оказывается ротор, состоящий из лопастей, оголовка и подшипников. Число его поломок составляет 26%. Случаи поломки башни оцениваются величиной 21%. Надежность остальных компонентов — трансмиссии (редуктора, муфты, тормозов), электрической части и системы управления (генератора, выключателей и т. д.) характеризуется почти одинаковыми показателями 21 и 20%. Следует отметить, что существует возможность достаточно быстрой замены или ремонта элементов ветротурбмны.