Введение

В век глобализации и новых технологий затраты на производство и потребление энергии становятся все масштабнее, поэтому даже если энергетического кризиса и удастся избежать, то рано или поздно население планеты столкнется с нехваткой углеводородного сырья — запасы нефти, газа и угля будут исчерпаны. По расчетам экспертов, при нынешних объемах добычи угля хватит на 400-500 лет, а нефти и газа — почти на столетие. Ученые и правительства различных стран, в том числе и Беларуси, работают над освоением возобновляемых, так называемых, нетрадиционных, источников энергии. Один из них — энергия ветра — действительно неисчерпаем.

Современная ветроэнергетика во многих развитых странах мира является частью энергетических систем, а в ряде стран – одной из главных составляющих альтернативной энергетики на возобновляемых источниках энергии. К сожалению, в настоящее время доля нетрадиционных и возобновляемых источников энергии (включая и ветроэнергетику) составляет в энергобалансе нашей страны лишь 1,5 %. Однако в Беларуси имеются объективные ресурсные, социально-экономические и экологические предпосылки для широкомасштабного использования, как ветроэнергетики, так и других возобновляемых источников энергии.

Суммарная мощность ветроустановок в различных странах мира достигла в 2005 г. 59 тыс. МВт. По оценкам международных ветроэнергетических организаций, прогноз развития ветроэнергетики на 2020 г. - это достижение 10% доли ветровой энергии в мировом производстве электроэнергии. На сегодняшний момент, доля ветроэнергетики Беларуси составляет лишь малую часть, что объясняется явным невниманием соответствующих структур к развитию этой экологически чистой отрасли энергетики и отсутствием финансовых возможностей приобретения и эксплуатации ветроустановок как организациями, так и населением. Несмотря на такое положение, как и ранее в Советском Союзе, так и сейчас в Беларуси в отечественных научно-исследовательских организациях и вузах, на ряде заводов постоянно велись и ведутся работы в области ветроэнергетических установок, разрабатывается их теория, создаются отдельные промышленные образцы. На сегодня в Беларуси имеется несколько десятков организаций, занимающихся развитием ветроустановок и которые могут производить их в широком диапазоне мощностей от малого до мегаваттного уровня [1].

1 Ветроэнергетика – перспективный источник электроэнергии

1. Развитие ветроэнергетики за рубежом

За рубежом нетрадиционная энергетика начала всерьез развиваться после нефтяного кризиса середины 1970-х годов. По данным Международного энергетического агентства, ветряные электростанции всего мира в 2007 году произвели около 200 млрд. кВт·ч, что составляет примерно 1,3% мирового потребления электроэнергии. В Европе сконцентрировано более 61% установленных ветряных электростанций, в Северной Америке — 20%, в Азии — 17%. В 2007 году общая мощность всех установленных в мире ВЭС достигла 93,849 МВт, в том числе в Дании — 3400 МВт (20% электроэнергии), в Германии — 14,500 МВт (14,3%), и увеличивается на 500-800 МВт ежегодно. Эти страны занимают лидирующее положение в ветроэнергетической отрасли. Во всем мире в индустрии ветроэнергетики заняты 350 тысяч человек. В США в 2007 г. из энергии ветра было выработано 48 млрд. кВт·ч электроэнергии, что составляет более 1% от произведенной в целом. Португалия и Испания из энергии ветра выработали около 20% электроэнергии. 22 марта 2008 г. в Испании из энергии ветра было выработано 40,8% всей электроэнергии страны [2].

Запасы энергии ветра более чем в 100 раз превышают запасы гидроэнергии всех рек планеты. Большинство государств в среднесрочной и долгосрочной перспективе планирует значительно увеличить выработку энергии от использования ВЭУ. Так, правительство Канады предполагает к 2015 году производить порядка 10% электроэнергии из энергии ветра, а Германия и Новая Зеландия к 2020 году произведут по 20% электроэнергии. Через 2 года в Великобритании ветроэнергетический потенциал увеличится до 10%. К 2010 г. в Европейском Союзе установили ветроустановки, мощностью около 40 тыс. МВт. Установленные мощности Китая к этому времени увеличились до 5 тыс. МВт, а к 2020 году планируется до 30 тыс. МВт. Индия к 2012 году увеличила свои ветряные мощности в 4 раза в сравнении с 2005 годом и построит 12 тыс. МВт новых ветряных электростанций.

На Европу приходится около 70% мировых ветровых мощностей, наибольшая часть которых расположена в Германии, Испании и Дании. В странах Европы в зависимости от ветровых потоков ветроэнергетические мощности имеют следующее базирование:

— внутриконтинентальное (ВЭС и единичные ВЭУ размещаются внутри континента);

— прибрежное (ВЭС размещаются вблизи или вдоль морского берега);

— морское (ВЭС размещаются в открытом море неподалеку от побережья).

Поскольку характеристики ветра внутри континента отличаются от характеристик ветра прибрежных зон и вблизи побережья, характеристики соответствующих ВЭУ (начальная скорость вращения, скорость достижения номинальной мощности и др.) также разнятся. Так, хорошо зарекомендовавшие себя в эксплуатации ВЭУ внутриконтинентального базирования ряда немецких фирм начинают работу со скоростей ветра 3,0-4,0 м/с и достигают номинальной мощности при скоростях 10-13 м/с [1].