Методика и результаты оценки ветроэнергетического потенциала России
Оценка энергетической ценности ветра проведена в данной работе по методике, развитой авторами и апробированной ранее при определении ветроэнергетического потенциала в нескольких регионах (Архангельская, Мурманская, Калининградская области. Республики Саха (Якутия), Коми, Калмыкия и др.).
Для оценки энергетической ценности ветра в том или ином регионе используются следующие понятия о ветроэнергетическом потенциале.
Валовой потенциал региона (WPBAJI) — средняя многолетняя величина энергии ветровых потоков над территорией региона. Для его определения регион представляется совокупностью зон с площадью каждой 5., в которых средняя годовая удельная мощность ветровой энергии J(, определенная по данным многолетних наблюдений ветра на сети метеорологических станций, в силу однородных ветроклиматических условий, может считаться примерно постоянной. В каждой зоне валовой потенциал, следуя рекомендациям [9], оценивается в кВт * ч по формуле:
(2.1)
где Т = 8760 ч — число часов в году. Валовой потенциал региона Вл^і определяется как сумма валовых потенциалов составляющих его зон. Как правило, валовой потенциал используется лишь для теоретических оценок ветроэнергетического потенциала.
Для оценки практической ценности ветровых ресурсов регионов или областей более объективным критерием является технический потенциал ветровой энергии.
Технический потенциал региона (W*^) в соответствии с [6, 9] определяется как суммарная средняя многолетняя величина энергии ветра, выраженная в кВт • ч, которая может быть получена в регионе при современном уровне развития технологий и техники и соблюдении экологических норм.
WPTEX региона в соответствии с методиками указанных работ определяется как сумма технических потенциалов составляющих его зон с примерно равной удельной мощностью ветра J( , оцениваемой по среднегодовым данным многолетних метеорологических измерений
скорости ветра на сетевых метеостанциях, расположенных в каждой рассматриваемой зоне. В каждой зоне И^тг;к определяется как средняя для зоны доля удельной мощностью ветра Ji, утилизируемая с помощью современных ВЭУ, размещенных по территории таким образом, чтобы ветер успевал восстанавливать отданную предыдущему ВЭУ часть энергии на расстоянии до следующего ВЭУ (= 10 диаметров ветроколеса ВЭУ по данным разных исследователей). При этом удельная мощность ветра, преобразуемая ВЭУ в электроэнергию, оценивается исходя из средних энергетических характеристик современных ВЭУ.
Оцененный таким образом тех нический потенциал зависит от площади региона (считается при этом, что с учетом технических и экологических ограничений ВЭУ могут занимать от 10 до 30% всей площади региона), среднегодовой удельной мощности ветра в зонах, составляющих регион, а также средней энергетической эффективности ВЭУ (долей энергии ветра, превращаемой ВЭУ в полезную работу).
Для определения технического потенциала региона в работе по проекту TACIS использованы более точные методики, развитые с участием авторов отчета в последние годы [24], основанные на использовании как многолетних метеорологических, так и аэрологических данных, для которых рассчитывается непосредственно среднегодовая мощность наиболее технически совершенных серийно выпускаемых ВЭУ, размещенных по территории зоны оптимальным образом.
Экономический ветроэнергетический потенциал региона — возможная среднегодовая выработка энергии всех ВЭУ и ВЭС в регионе, строительство и использование которых экономически целесообразно при существующем уровне стоимости их производства или приобретения, доставки, строительно-монтажных работ и эксплуатации, а также стоимости доставки выработанной ими энергии потребителю и обеспечения соответствующих экологических требований.
Ввиду сложности учета перечисленных факторов экономической эффективности ВЭС, в работах, предшествовавших настоящему исследованию [6, 9], экономический потенциал каждого региона на основании мирового опыта и российской специфики принимался равным 0,5% от величины технического ветропотенциала.
Отметим, что полученные традиционным (универсальным для всех регионов) методом оценки экономического ветроэнергетического потенциала исследованных в Проекте TACIS субъектов РФ, согласно имеющимся у авторов современным данным, оказываются существенно заниженными по сравнению с реально возможными.
Для более достоверной оценки возможных масштабов практического использования ветровых ресурсов региона авторами использован введенный ранее критерий, названный производственным потенциалом, определенный как возможная суммарная годовая выработка современных ВЭС, размещенных на части неосвоенной производством территории региона, ветровые характеристики которой обеспечивают энергетическую эффективность ВЭУ не ниже современных зарубежных рекомендаций
(*шш>28%).