Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Рязань_20.04.2012

.pdf
Скачиваний:
58
Добавлен:
21.02.2016
Размер:
9 Мб
Скачать
☆

Рис. 2. Динамика изменения структуры потребления топливно-энергетических ресурсов в современном мире.

В солнечных установках используют фотоэлектрические преобразователи на основе кристаллов кремния и арсенида галлия. Последние, обладают лучшей тепловой устойчивостью и более высоким КПД (реально до 20 %). Применение гетероструктурных полупроводников, за открытие и внедрение которых Ж.И. Алферов получил Нобелевскую премию, увеличивает эффективность преобразователей вдвое.

Дудоров В.А., студент НОУ ВПО СТИ (Атаев З.А., д.г.н., доц.)

Возможности и перспективы развития малой гидроэнергетики

В настоящее время гидроэлектростанции (ГЭС) обеспечивают примерно одну пятую мирового производства электроэнергии. Большинство из них крупные электростанции мощностью свыше 100 МВт. Быстрый рост гидроэлектростанций ожидается, в основном, в Азии, Латинской Америке, в странах бывшего Советского Союза. В странах Европейского союза (ЕС) усилия будут сосредоточены, по-видимому, на реконструкции старых ГЭС, нежели на строительстве новых объектов.

Возможности строительства крупных ГЭС в Европе практически исчерпаны, и в настоящее время внимание направлено на развитие малых ГЭС, мощность которых не превышает 10 МВт (иногда даже принимается лимит в 5 МВт). Они генерируют электричество, преобразуя энергию малых рек, каналов, промышленных водотоков. Сегодня эта технология получения электричества является технически выверенной и экономически выгодной.

Малые ГЭС составляют самую большую долю среди других электрогенерирующих возобновляемых источников энергии (ВИЭ) как в Европе, так и в мире. В мире установлено примерно 47 ГВт с потенциалом - техническим и экономическим примерно около 180 ГВт. В Европе установленная мощность - около 9,5 ГВт, намечено к 2010 году нарастить эту мощность до 14 ГВт. В России в настоящее время насчитывается около 300 малых ГЭС и 50 микро ГЭС общей

381

мощностью около 1,3 ГВт, которые производят ежегодно около 2,2 млрд. кВтч электроэнергии.

Благодаря постоянному совершенствованию конструкции и контролирующего оборудования улучшаются эксплуатационные характеристики малых ГЭС и облегчается их продвижение на рынок экологически чистых технологий. Малая ГЭС с установленной мощностью 1 МВт может вырабатывать 6000 МВт∙ч в год, предотвращая при этом эмиссию 4 тыс. тонн углекислого газа, которые были бы выброшены в окружающую среду при выработке этого же количества электричества электростанцией, работающей на угле. А возможности велики, так экономический потенциал гидроэнергии в мире составляет 7300 ТВт∙ч/год. Из этого объема 32% уже освоено, в т.ч. 5% за счет малых ГЭС.

С точки зрения защиты окружающей среды наиболее приемлемыми в Европе считаются маломасштабные проекты ГЭС деривационного типа без водохранилища. В таких ГЭС отвод части воды из естественного русла реки происходит на протяжении нескольких километров, то есть длина деривационного канала обычно не превышает 5 км.

Для минимизации воздействия малых ГЭС на окружающую среду в каждом конкретном случае следует рассматривать топографию местности, состояние русла реки, климат, состояние экосистем, сельскохозяйственное использование данной территории, конструктивные особенности ГЭС (наличие и размеры плотины и водоема). Подземное расположение силового оборудования обычно очень дорого, но в отдельных случаях оказывается единственно верным решением. Подземное строительство должно завершаться приведением поверхности в первоначальный вид с восстановлением соответствующей растительности.

Малые ГЭС, являются наиболее чистым способом получения энергии. Поэтому, в цене произведенного кВт∙час, помимо рыночных ценовых аргументов, должен быть учтен фактор минимального воздействия на окружающую среду.

Без учета экологических и социальных факторов, строительство крупной электростанции на газе зачастую оказывается проще, чем восстановление и пуск десятка 100 кВт малых ГЭС. Самая большая проблема состоит в том, что намерения, провозглашенные законодательно, не осуществляются на практике. Проблемы возникают и на уровне местных администраций. Иногда небольшие местные организации оказывают сопротивление строительству отдельных крупных объектов на основе возобновляемых источников энергии (ВИЭ), не учитывая при этом более широкие выгоды возобновляемой энергетики.

Типичной является ситуация, когда население деревни или отдельного района ничего не получают от малой ГЭС в зоне проживания, только собственник ГЭС получит прибыль, используя местную реку. Поэтому новая инициатива помощи этим небольшим посѐлкам со стороны сектора малой гидроэнергетики – отмена взимания платы за электричество, произведенной малой ГЭС с жителей тех муниципалитетов, где была установлена ГЭС – заслуживает особой позитивной оценки.

Гидроэнергетика занимает важное место и в энергобалансе России. В настоящее время около 20% (165 млрд. кВт∙час) электроэнергии страны производится на гидроэлектростанциях, при общей установленной мощности ГЭС России 44,1 ГВт. Распределение потенциала малой гидроэнергетики по экономическим районам России приведено в таблице.

Экономический потенциал гидроэнергии страны составляет 852 млрд. кВтч, т.е. его использование в настоящее время составляет всего около 20 %. Значительная часть неиспользованного потенциала находится в таких энергодефицитных районах, как Северный Кавказ и Дальний Восток. Несмотря на то, что потенциал для развития

382

гидроэнергетики России велик, в ближайшее время не предвидится интенсивного строительства ГЭС, что связано как с экономическими причинами, так и с более жесткими экологическими требованиями, а возможности строительства больших ГЭС в Европейской части страны практически исчерпаны.

В то же время, снижение надежности централизованного электроснабжения, особенно в сельских районах, повышение стоимости топлива и его транспортировки в удаленные районы являются факторами, побуждающими местные администрации искать пути для смягчения энергозависимости от монополистов и влияющими на выбор схемы энергоснабжения с использованием местных, в особенности возобновляемых, энергоресурсов. В этой связи возрастает интерес к использованию энергии малых рек и водотоков.

Таблица Гидроэнергетический потенциал по экономическим районам России [10]

Экономический

Теоретический

Технический

потенциал,

потенциал,

район

млрд. кВт-ч

млрд. кВт-ч

 

 

 

 

Европейская часть

186,9

59

В том числе:

 

 

Северный

48,6

15,1

и Северо-Западный

 

 

Белорусский

3

0,9

Центральный и

7,6

2,9

Центрально-Черноземный

 

 

Волго-Вятский

6,1

2,4

Поволжский

28,9

9

Северо-Кавказский

50,1

15,5

Уральский

42,6

13,2

Азиатская часть

921,7

299

В том числе:

 

 

Западно-Сибирский

74,5

24,6

Восточно-Сибирский

395,2

128,4

Дальневосточный

452

146

Вся территория

1108,6

358

России

 

 

Как известно, гидроэнергетические проекты требуют больших капиталовложений, иногда в несколько раз превышающие этот показатель для электростанций на газе, но, в то же время, расходы при производстве электроэнергии намного меньше. Строительство малых ГЭС требует меньших начальных инвестиций, поэтому более реально в современных экономических условиях. Правильно

383

спроектированные малые ГЭС (обычно менее 10 МВт) обычно без ущерба интегрируются в условия функционирования местной экосистемы.

Наиболее экономически целесообразными направлениями развития малой гидроэнергетики в настоящее время являются: реконструкция и восстановление существовавших ранее малых ГЭС; строительство малых и микро ГЭС при сооружаемых гидроузлах, на существующих водохранилищах неэнергетического назначения с перепадами; сооружение малых ГЭС на не больших реках.

Литература

1.Атаев З.А. Географические основы локальной энергетики Центрального экономического района России : монография / Ряз. гос. ун-т им. С.А. Есенина. – Рязань, 2008. – 284 с.

2.Атаев З.А. Территориальная организация локальной энергетики ЦЭР России: Монография / З.А. Атаев ; Ряз. гос. ун-т им. С.А. Есенина. – М. ; Рязань : Изд-во МПСИ, 2006. – 344 с., 15 с. ил.

3.Бляшко Я.И. Опыт МНТО «ИНСЭТ» по созданию и эксплуатации оборудования для микро и малых ГЭС. //Возобновляемая энергия, № 4,1998.

4.Виссарионов В.И., Золотов А.А. Экологические аспекты возобновляемых источников энергии. – М.: Изд-во МЭИ, 1996. – 156 с.

5.Возобновляемая энергия. – М.: Интерсоларцентр, 2003. – Июль.

8.Гидроэнергетика /В.И. Обрезков, Н.К. Малинин, Л.А. Кароль и др.; Под ред. В.И. Обрезкова. – Энергоиздат, 1981. – 608 с.

9.Дж. Трайделл, А. Уай. Возобновляемые источники энергии. М: Энергоиздат,

1990 г.

10.Малая гидроэнергетика /под ред.Л.П. Михайлова. – М.: Энергоатомиздат, 1989.Новая энергетическая политика России. – М.:Энергоатомиздат, 1995

11.Потапов В.М., Ткаченко П.Е., Юмманов О.А. Использование водной энергии. М: Колос, 1972 г.

Дудоров В.А., студент НОУ ВПО СТИ (Атаев З.А., д.г.н., доц.)

Классификация, системное развитие малой гидроэнергетики в России

Стоит отметить, что до сих пор отсутствует четкая дифференциация между малыми и крупными ГЭС. Малые ГЭС можно классифицировать по нескольким параметрам. Обычно их разделяют на ГЭС без водохранилища и с водохранилищем, в том числе с размерами водоема до 1 га и свыше 1 га. ГЭС с малыми водоемами до 1 га могут запасти лишь небольшой объем воды для регулирования суточных колебаний уровня. По параметру мощности, к малым ГЭС относятся станции мощностью до 30 МВт с мощностью единичного агрегата до 10 МВт. К микро ГЭС относятся гидроагрегаты мощностью до 100 кВт.

Большинство малых ГЭС работают по так называемой «run-of-river» схеме, то есть без использования больших водохранилищ. Такие безрезервуарные малые ГЭС производят электроэнергию тогда, когда воды в реке достаточно для работы

384

гидротурбин; когда расход воды падает ниже определенной величины, работа малой ГЭС останавливается.

Это означает, что автономные схемы малых ГЭС не всегда могут обеспечить непрерывное электроснабжение, за исключением случаев, когда минимальный расход реки обеспечивает нормальную работу ГЭС. Эту проблему можно решить двумя способами. Во-первых, использовать существующие вверх по течению водные резервуары для регулирования расхода. Во-вторых, интегрировать малую ГЭС в систему централизованного электроснабжения. Это, с одной стороны, позволяет автоматически контролировать станцию и удаленно управлять ее параметрами (напряжение, частота), но с другой стороны, приводит к необходимости продавать электроэнергию электросетям по их закупочной цене, которая обычно значительно ниже отпускной цены.

Внастоящее время многие развитые страны имеют решения на уровне правительств об установлении фиксированной закупочной цены на электроэнергию, производимую на основе возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Пример Португалии, Испании и Германии показал, что обоснованные закупочные цены существенно влияют на развитие возобновляемой энергетики. Другим преимуществом малых ГЭС является возможность полной автоматизации ее работы, что приводит к снижению затрат на обслуживание и, следовательно, снижает стоимость производимой электроэнергии.

ВРоссии в течение последних 10 лет ведутся работы по созданию оборудования для малых ГЭС. В этой работе участвуют заводы Сызранский «Турбомаш», Ленинградский металлический, Уралэлектротяжмаш, ПО Электросила, заводы ВПК. К настоящему времени в России созданы технические условия для обеспечения строительства малых ГЭС, и дальнейшее развитие сдерживается экономическими причинами.

Оборудование для малых и микро ГЭС также разрабатывают и выпускают ряд малых предприятий. На некоторых из них налажен серийный выпуск оборудования малой гидроэнергетики. Среди таких организаций МНТО «ИНСЭТ», НПП «Ранд». МНТО «ИНСЭТ» выпускает оборудование для малых и микро ГЭС восьми типоразмеров: микро ГЭС мощностью до 90 кВт с пропеллерными рабочими колесами на напоры 1,5-10 м; микро ГЭС мощностью до 100 кВт с диагональным рабочим колесом на напоры 10-55 м; гидроагрегаты с пропеллерными рабочими колесами на напоры 3,5-9 м и 10-25 м мощностью до 500 и 1500 кВт; гидроагрегаты с радиально осевыми рабочими колесами на напоры свыше 30 м и мощностью до 1500 кВт. Эти агрегаты работают на целом ряде реконструированных и вновь создаваемых малых ГЭС. Более 150 комплектов оборудования поставлено в различные регионы России, страны СНГ и дальнее зарубежье.

МНТО ИНСЭТ также осуществляет шеф-монтажные и пусконаладочные работы, а после пуска оборудования в эксплуатацию осуществляет сервисное обслуживание в течение гарантийного срока эксплуатации. НПП «Ранд» изготавливает низконапорные гидротурбинные блоки для микро- и малых ГЭС мощностью от 6-20 кВт до 2,5 МВт для напоров от 3 до 80 м, осуществляет проектирование и строительство гидроэнергетических комплексов. Оборудование для малых ГЭС включает гидроагрегаты мощностью от 100 до 2000 кВт с напорами от 5 до 130 м. Используются осевые и радиально-осевые рабочие колеса в фронтальном и спиральном подводе с возможностью механического и электрического регулирования мощности установок.

НПП изготавливает и передвижные микро ГЭС мощностью до 50 кВт при напорах до 10 м на базе осевых рабочих колес. Другие предприятия России и СНГ.

385

Опытные образцы малых и микро ГЭС разработаны рядом организаций. Так, в Дагестанском Госуниверситете разработана микро ГЭС капсульного типа мощностью до 4 кВт передвижного исполнения весом 38 кг. Центр проблем использования ВИЭ Кыргызской Республики предлагает микро ГЭС мощностью от б до 22 кВт рассчитанные на напоры от 5 до 15 м.

Заслуживают внимания так называемые свободнопоточные микро ГЭС, для работы которых не требуется создание напора воды. Такие микро ГЭС работают при погружении турбины в свободный поток воды и преобразуют кинетическую энергию течения воды. Использование такого типа микро ГЭС ограничено мощностями в несколько кВт. Это связано с ограничениями по размеру рабочего колеса гидротурбины, параметрами створа реки (необходимо полное погружение гидротурбины в часть створа реки, имеющую максимальную скорость потока при минимальных турбулентности и неравномерности распределения скорости воды по сечению), а также минимальной скоростью течения реки. Есть проблемы использования в зимнее время. Однако для сезонного электроснабжения маломощных потребителей электроэнергии применение таких микро ГЭС может быть экономически оправдано.

Разработки свободнопоточных микро ГЭС ведутся и в ВИЭСХ (г. Москва), МКБ «Радуга» (г. Дубна), ТОО «Нистен» (г. Новосибирск), НПП «Компактэнерго» (г. Королев). Использование свободнопоточных микро ГЭС целесообразно при скоростях течения воды более 1 м/с; верхний предел ограничивается прочностью микро ГЭС и турбулентностью потока.

Врамках Федеральной Программы «Энергоэффективная экономика», выполнение которой предполагалось построить и восстановить 184 малые ГЭС в 30 субъектах России общей установленной мощностью 367,3 МВт и расчетной выработкой электроэнергии до 2020 млн. кВт*час в год. Администрации многих удаленных регионов страны (Алтай, Тыва, Камчатка и др.) проявляют большую заинтересованность в улучшении электроснабжения местного населения за счет малой гидроэнергетики. Так, в 2001 году по инициативе руководства Корякского автономного округа было разработано ТЭО строительства малой ГЭС мощностью 2 МВт на р. Палана с годовой выработкой электроэнергии 11,5 млн. кВт*час, что обеспечит замещение 5,4 тыс. т у.т. привозного жидкого топлива. При расчетной себестоимости электроэнергии 0,41 руб/кВт*час срок окупаемости строительства оказывается менее

4,5 лет.

В2000-2001 гг. в соответствии с проектом TACIS «ERUS 9802» были осуществлены технико-экономические обоснования реконструкции и восстановления малых ГЭС в 4 регионах Европейской части России − Ивановской, Ростовской, Ярославской и Псковской областях. Эти исследования ставили задачу определения малых ГЭС объектов для восстановления. Были изучены гидрологические условия в указанных регионах, проверено состояние плотин и гидротехнических сооружений. Также была определена роль восстанавливаемых малых ГЭС в местном энергобалансе (эксперты из Европейских стран). В результате было решено восстановить малую ГЭС мощностью 540 кВт в Ивановской области, где, несмотря на значительные начальные инвестиции, есть коммерческая целесообразность восстановления ГЭС. После 3 лет эксплуатации эта малая ГЭС может приносить прибыль, а через 7-8 лет полностью окупится. Производимая электроэнергия будет питать промышленную и бытовую нагрузку поселка Петровское, а излишки поставляться в местную энергосеть.

Малая гидроэнергетика России является на настоящий момент наиболее экономически целесообразным возобновляемым источником энергии. Несмотря на высокие начальные инвестиции (от нескольких сотен до нескольких тысяч долларов на

386

кВт установленной мощности), малые ГЭС имеют меньший срок окупаемости по сравнению с другими возобновляемыми источниками энергии. Современные технически выверенные и испытанные технологии позволяют создавать надежные гидроэлектростанции, которые могут работать как в автономном режиме и обеспечивать высокое качество электроэнергии, так и при включении в комплексные системы энергоснабжения и при работе на сеть. При этом экологическая нагрузка на окружающую среду минимальна.

Литература

1.Атаев З.А. Территориальная организация локальной энергетики ЦЭР России: Монография / З.А. Атаев ; Ряз. гос. ун-т им. С.А. Есенина. – М. ; Рязань : Изд-во МПСИ, 2006. – 344 с., 15 с. ил.

2.Бляшко Я.И. Опыт МНТО «ИНСЭТ» по созданию и эксплуатации оборудования для микро и малых ГЭС. //Возобновляемая энергия, № 4,1998.

3.Возобновляемая энергия. – М.: Интерсоларцентр, 2003. – Июль.

4.Малая гидроэнергетика /под ред.Л.П. Михайлова. – М.: Энергоатомиздат, 1989.Новая энергетическая политика России. – М.:Энергоатомиздат, 1995

Кустов Р.А., студент НОУ ВПО СТИ (Атаев З.А., д.г.н., доц.)

Введение в ветроэнергетику

Люди используют энергию ветра с незапамятных времен (ветряные мельницы, парусный флот и др.). В принципе, преобразовать энергию ветра в электрический ток, вроде нетрудно, достаточно заменить мельничный жернов электрогенератором. Сегодня ветроэнергетика − отрасль энергетики, специализирующаяся на преобразовании кинетической энергии воздушных масс в атмосфере в электрическую, механическую, тепловую или в любую другую форму энергии, удобную для использования в хозяйстве. Ветры дуют везде, они могут дуть и летом, и зимой, и днем, и ночью. Поэтому понятны попытки «запрячь ветер в упряжку» и заставить его вырабатывать электрический ток.

Преобразование энергии ветра в механическую, электрическую или тепловую осуществляется в ветроустановках (ВЭУ) с горизонтальным или вертикальным расположением вала ветротурбины. Наибольшее распространение получили ВЭУ с горизонтальной осью ротора. Именно такие турбины с высоким коэффициентом быстроходности обладают наибольшим значением коэффициента использования энергии ветра (0,46-0,48). ВЭУ с вертикальной осью менее эффективны (0,45), но не требуют настройки на направление ветра.

Кинетическая энергия, переносимая потоком ветра в единицу времени через площадь в 1 кв. м (удельная мощность потока), пропорциональна кубу скорости ветра. Поэтому установка ВЭУ оказывается целесообразной только в местах, где среднегодовые скорости ветра достаточно велики. Расчетная скорость ветра для больших ВЭУ обычно принимается на уровне 11-15 м/с.

Вообще, как правило, чем больше мощность агрегата, тем на большую скорость ветра он рассчитывается. Однако в связи с непостоянством скорости ветра большую часть времени ВЭУ вырабатывает меньшую мощность. Считается, что если

387

среднегодовая скорость ветра в данном месте не менее 5-7 м/с, а эквивалентное число часов в году, при котором вырабатывается номинальная мощность не менее 2000, то такое место благоприятно для установки крупной ВЭУ и даже ветровой фермы.

Ветроэнергетические установки достигли сегодня уровня коммерческой зрелости и в местах с благоприятными скоростями ветра могут конкурировать с традиционными источниками электроснабжения. Себестоимость ветровой энергии зависит в основном от следующих параметров: инвестиций в производство ветроагрегата (выражается как отношение $ / кв. м − цена одного кв. метра ометаемой площади ротора ветротурбины); коэффициета полезного действия системы; средней скорости ветра; доступности; наличия технического ресурса. По мере совершенствования оборудования ВЭУ и увеличения серийности их выпуска стоимость, а значит − снижается и себестоимость производимой ими энергии снижаются. Так если в 1981 г. стоимость электроэнергии производимой ВЭУ, составляла примерно 30 американских центов за кВт/ч, то сегодня она составляет 2,6- 5,0 центов.

За последние три десятилетия технология использования энергетических ресурсов ветра была сосредоточена на создании сетевых ветроагрегатов WECS. В этом направлении достигнуты значительные успехи. Многие тысячи современных установок WECS оказались полностью конкурентоспособными по отношению к обычным источникам энергии. Электрические сети осуществляют транспортировку электроэнергии вырабатываемые ветропарками в различные регионы.

Наибольшее распространение из сетевых установок сегодня получили ВЭУ с единичной мощностью от 100 до 500 кВт. Удельная стоимость ВЭУ мощностью 500 кВт составляет сегодня около 1000 $/кВт и имеет тенденцию к снижению. Автономные установки киловаттного класса, предназначенны для энергоснабжения мелких потребителей, могут применяться и в районах с меньшими среднегодовыми скоростями ветра.

В развивающихся странах интерес к ВЭУ связан в основном с автономными установками малой мощности, которые могут использоваться в деревнях, удаленных от систем централизованного электроснабжения. Такие установки уже сегодня конкурентоспособны с дизелями, работающими на привозимом топливе. Поэтому интенсивно стали развиваться технологии использования энергии ветра в изолированных сетях. В изолированных сетях электропередач неизбежные затраты на единицу произведенной энергии во много раз выше, чем в централизованных сетях электропередач. К тому же комбинирование ВЭУ дизель-генератором позволят быстро запустить гибкую и синхронизированную локальную энергосистему.

Литература

1.Алексеев Б.А. Международная конференция по ветроэнергетике / Электрические станции. 1996. №2.

2.Атаев З.А. Географические основы локальной энергетики Центрального экономического района России : монография / Ряз. гос. ун-т им. С.А. Есенина. – Рязань, 2008. – 284 с.

3.Возобновляемая энергия. – М.: Интерсоларцентр, 2003. – Июль.

4.Логинов В.Б. Новак Ю.И. Высокоэффективные ветроэнергетические установки / Проблемы машиностроения и автоматизации. 1995. №1-8.

388

Кустов Р.А., студент НОУ ВПО СТИ (Атаев З.А., д.г.н., доц.)

Ветроэнергетика за рубежом и в России

Сегодня значительные успехи в развитии ветроэнергетики достигнуты за рубежом. Всего в мире насчитывается несколько млн. ветроэнергетических установок (ВЭУ). Самыми мощными на данный момент являются немецкие серийные ВЭУ

Enercon E-126 (7500 кВ) и датский Vestas V163-7.0MW (7000 кВ).

Встранах Западной Европы массово эксплуатируется ВЭУ 100-200 кВт. Во Франции, Дании и в некоторых других странах были введены в строй ВЭУ с мощностями свыше 1 МВт. Но самое широкое развитие ветроэнергетика получила в США. В Америке еще в 1941 г. там была построена первая ВЭС мощностью 1250 кВт, а сейчас общая мощность всех ветроэлектрических станций (ВЭС) достигает 4200 МВт, причем среди них есть с мощностью до 7 МВт.

Во многих странах мира уже реализуются государственные программы развития возобновляемых источников энергии, в том числе и ветроэнергетики. Благодаря этим программам решаются научно-технические, энергетические, экологические, социальные и образовательные задачи. Генераторами проектов возобновляемых источников энергии в Европе являются исследовательские центры (Riso, SERI( в

настоящее время NREL), Sandia, ECN, TNO, NLR, FFA, D(FV)LR, CIEMAT и др.),

университеты и заинтересованные компании.

Поставленные цели достигаются решением задач в области политики, льготного налогового законодательства, государственной финансовой поддержки через научнотехнические программы, льготного кредитования, создания информационной сети, системы образования, стажировок, продвижения высоких технологий, созданием рабочих мест на производствах и подготовки общественного мнения. В целом, благоприятные условия для развития энергетики позволят к 2020 г. увеличить потребление электрической энергии на 30 %, в том числе за счет возобновляемых источников энергии на 15 %.

Втаблице 1 приведены соотношения для выработки электроэнергии различными возобновляемыми источниками энергии в странах Европейского союза по оптимистическим и пессимистическим прогнозам до 2020 года. Доля ветровой энергии будет составлять по пессимистической оценке 15 %, по оптимистической оценке 16 %.

Данные Европейской ассоциации ветроэнергетики и GWEC свидетельствуют, что наиболее эффективными по наращиванию установленной мощности ветростанций являются государственные программы стран Европы, Китая, Индии, США, Канады.

Первая в СССР ветровая электростанция мощностью 8 кВт была сооружена в 1929-1930 гг. под Курском по проекту инженеров А.Г. Уфимцева и В.П. Ветчинкина. Через год в Крыму была построена более крупная ветроэнергоустановка (ВЭУ) мощностью 100 кВт, которая была по тем временам самой крупной ВЭУ в мире. Она успешно проработала до 1942 г., но во время войны была разрушена.

ВСССР выпускаемые «Ветроэном» установки не отвечали современным требованиям и представлениям высоких технологий ветроэнергетической индустрии. Толчком для дальнейшего продвижения и создания современного ветроэнергетического оборудования стала научно-техническая программа «Экологически чистая энергетика». Для участия и получения финансирования были отобраны лучшие проекты ВЭУ различных классов по мощности. Были разработаны проекты ветроагрегатов мощностью до 30 кВт , 100 кВт, 250 кВт, 1250 кВт.

Однако начавшаяся перестройка, развал экономики и прекращение

389

финансирования по программе не позволила довести указанные проекты до коммерческого уровня. Почти все проекты остались на уровне опытных и макетных образцов. Опытный образец ветроагрегата мегаваттного класса был спроектирован и построен МКБ «Радуга», который организовал кооперацию предприятий авиационной промышленности. Разработка, изготовление и строительство финансировалось правительством Калмыкии. Ветроагрегат был построен недалеко от Элисты и успешно работает, вырабатывая 2300-2900 тыс. кВт ч электроэнергии в год. Ветроагрегат подключен к централизованной сети.

ВМКБ «Радуга» также были спроектированы ветроагрегаты мощностью 8 кВт и 250 кВт. Российской Ассоциацией развития ветроэнергетики «Energobalance Sovena» совместно с Германской фирмой Husumer SchiffsWert (HSW) были изготовлены 10 ветроагрегатов сетевого исполнения единичной мощностью 30 кВт. Целый ветроэнергетический парк с установленной мощностью 300 кВт был построен в 1996 г.

вРостовской области и запущен в эксплуатацию.

Внастоящее время в России выпускаются серийные ветроагрегаты различной мощности. Делаются первые шаги по пути перехода от единичных автономных ВЭУ к системам связанных в единую сеть многих ветроагрегатов большой мощности. Между тем в стране существует значительный нереализованный задел в области ветроэнергетики. Фундаментальные исследования аэродинамики ветряка, осуществленные в ЦАГИ, заложили основу современных ветротурбин с высоким коэффициентом использования энергии ветра. Однако жесткая ориентация на большую гидроэнергетику и угольно-ядерную стратегию и, почти полную «глухоту» к новациям и экологическим проблемам надолго затормозило развитие ветроэнергетики.

Таблица

Прогноз развития возобновляемой энергетики в странах Европейского союза [2]

 

 

В 2020 г. «Максимум»

Возобновляемые

В 2020 г. «Минимум»

при благоприятной

источники энергии

 

политике поддержки

 

 

 

 

%

%

 

 

 

―Modern‖ биомасса

45

42

 

 

 

Солнечная

21

26

 

 

 

Ветровая

15

16

 

 

 

Геотермальная

7

7

 

 

 

Мини ГЭС

9

5

 

 

 

Приливов и волн

3

4

 

 

 

Суммарная

100

100

 

 

 

Сегодня возможны следующие сценарии развития ветроэнергетики в Российской Федерации: закупка и монтаж зарубежных ветроагрегатов; трансферт западных технологий и организация производства в России; кооперация с зарубежными фирмами и производство ветроагегатов в России; организация производства

390