ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ И ВТОРИЧНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ
Потенциал ветровой энергии в Украине
Украина имеет мощные ресурсы ветровой энергии: годовой технический ветроэнергетический потенциал равняется 30 млрд. кВт·ч. В результате обработки статистических метеорологических данных по скорости и повторяемости скорости ветра проведено районирования территории Украины по скоростям ветра и определен удельный энергетический потенциал ветра на разной высоте соответственно зонам районирования.
В условиях Украины с помощью ветроустановок возможным есть использования 15÷19% годового объема энергии ветра, который проходит сквозь сечение поверхности ветроколеса. Ожидаемые объемы производства электроэнергии с 1 м2 сечения площади ветроколеса в перспективных регионах составляют 800÷1000 кВтч/м2 за год. Применение ветроустановок для производства электроэнергии в промышленных масштабах наиболее эффективно в регионах Украины, где среднегодовая скорость ветра > 5 м/с: на Азово-Черноморском побережье, в Одесской, Херсонской, Запорожских, Донецких, Луганской, Николаевской областях, АР Крым и в районе Карпат.
Реализация государственных национальных программ в области ветроэнергетики на 2010 год предусматривает общее годовое производство электроэнергии на ветроэлектростанциях и автономных ветроустановках около 5,71 млн. Мвт·ч; что разрешит обеспечить около 2,5 процентов от общего годового электропотребления в Украине.
Таблица 5.1 - Удельный энергетический потенциал
ветровой энергии в Украине
№ района |
Среднегодовая скорость ветра, ср, м/с |
Высота, м |
Естественный потенциал ветра, кВт*ч/м2 год |
Технически-достижимый потенциал ветра, кВт*ч/м2 год |
1 |
<4,25 |
15 |
1120 |
200 |
30 |
1510 |
280 |
||
60 |
2030 |
375 |
||
100 |
2530 |
460 |
||
2 |
4,5 |
15 |
2010 |
390 |
30 |
2710 |
520 |
||
60 |
3640 |
700 |
||
100 |
4540 |
850 |
||
3 |
5,0 |
15 |
2810 |
520 |
30 |
3790 |
690 |
||
60 |
5100 |
860 |
||
100 |
6350 |
975 |
||
4 |
5,5 |
15 |
3200 |
620 |
30 |
4320 |
830 |
||
60 |
5810 |
1020 |
||
100 |
7230 |
1150 |
В Украине взят курс строительство ветроэлектростанций (ВЭС) общей мощностью 500 МВт и более, для чего в ветроэнергетику направляются большие государственные инвестиции (0.75% от товарной продукции производства электроэнергии в системе Минэнерго Украины).
Необходимо также отметить, что суммарная располагаемая мощность ВЭС в Украине в 500 МВт даст прибавку среднегодовой мощности лишь в 800÷100 МВт, что для уровней страны составляет весьма малую величину.
Существующие намерения государства по внедрению ветроэнергетики в Украине базируются в основном на применении лицензированной ВЭУ модели «USW 56-100» и ВЭУ отечественной разработки типа «АВЭ-250С».
Рисунок 5.3 – Энергетический потенциал энергии ветра в
Украине
ВЭУ модели «USW 56-100» имеют малую для работы в параллель с энергосистемой Украины единичную мощность, что приводит к снижению эффективности использования земли под ВЭС, ветроэнергопотенциала, росту удельных затрат в строительство и на эксплуатационные расходы. Конструкция ВЭУ «USW 56-100» устаревшая, что приводит к меньшей ее эффективности. По ветроэнергетическим характеристикам установка имеет относительно низкие скорости — отключения (22 м/сек) и неразрушающую (56 м/сек), относительно высокие скорости — включения (5 м/сек) и номинальную (13 м/сек), что ограничивает область применения ВЭУ.
Расположение лопастей за гондолой увеличивает аэродинамические потери и соответственно снижает выработку электроэнергии. ВЭУ модели «USW 56-100» обладают еще целым рядом других недостатков: установки не вырабатывают реактивную мощность, что требует дополнительных капиталовложений на компенсацию реактивной нагрузки; решетчатая конструкция башни установки приводит к большой вероятности гибели птиц; незащищенность аппаратуры АСУ от помех и воздействий; тяжелый режим механизмов гондолы; низкая быстроходность ветроколеса (72 об/мин); усложненная конструктивно-технологическая схема лопасти и др. Программа АСУ ТП ветроагрегата не известна для пользователей Украины, в АСУ введен защитный код, что не позволит владельцу ВЭУ самостоятельно ее ремонтировать или модернизировать.
По состоянию на апрель 1996 г. из 32 установок, принятых в эксплуатацию, 22 аварийно вышли из строя с серьезными дефектами: трещины, сползание, отрыв лопастей, дефекты тяги, сгорели 2 генератора и др. По предварительной оценке неисправности возникали из-за неудовлетворительной подготовки модулей ВЭУ на заводе-изготовителе.
Нa основании изложенного можно сделать вывод, что ВЭУ модели «USW 556-100» по конструкции и параметрам не оптимальна для условий работы в параллель с энергосистемой Украины, а также не оптимальна для украинских метеоусловий.
В Украине разработана и производится ВЭУ типа «АВЭ-250С» мощностью 200 кВт. К настоящему времени партия этих установок проходит отработку и опытную эксплуатацию (в основном в Крыму). Разрабатывается подобная установка мощностью 500 кВт.
ВЭУ типа «АВЭ-250С» может работать как в параллель с энергосистемой, так и автономно. По удельной выработке электроэнергии более предпочтительна.
Таким образом, ветроэнергетика в Украине не может заменить традиционную энергетику. Она может только дополнить ее. Для этого необходимо иметь традиционную генерирующую мощность, покрывающую всю нагрузку потребителей. Как и во всем мире, ветроэнергетика Украины в современных условиях высокозатратная и в ближайшей перспективе не может быть рекомендована для внедрения в больших объемах из-за высокой удельной стоимости ВЭУ, низкого коэффициента использования установленной мощности установок (0.15÷0.25), слабости экономики и других факторов.