Состояние и перспективы использования ветроэнергетики

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ 
 
 

Кафедра: Экономики и управления предприятиями  АПК 
 
 

Реферат на тему:

«Состояние  и перспективы  использования ветроэнергетики» 
 

по дисциплине: «Основы энергосбережения» 
 
 
 
 
 
 
 

                                                Работу выполнила:

                        Студентка ФМ

     Алексеева Евгения

                                  I курс, гр. ЗКА-1 
 
 
 
 
 
 

Минск, 2008г

СОДЕРЖАНИЕ:

Введение…………………………………………………………………………….3

1. Состояние ветроэнергетики…………………………………………………..4
2. Перспективы использования ветроэнергетики……………………………8
3. Проблемы становления ветроэнергетической отрасли…………………..11

Заключение………………………………………………………………………...14

Список  литературы……………………………………………………………….15 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

     С момента появления на земле человек начал использовать энергию ветра. Ветер в глубокой древности олицетворялся в виде богов, духов. Так у славян почитали Стрибога — бога и повелителя ветра. Олицетворения ветра существуют и в других языческих культах. Из глубины веков до нас дошли сведения, как ветер ловили парусами и путешествовали по морям и рекам. Тысячи ветряных мельниц вплоть до начала XX века трудились, перемалывая зерно в муку. Сервантес в своей книге о Дон Кихоте в одной из наиболее ярких картин представил мельницы могучими великанами, с которыми борется рыцарь «печального образа».

Такой природный и поистине бесценный  источник, как энергия ветра, был  всегда рядом с человеком, его  старались использовать, приручить  стихию.

      В Европе количество водяных  мельниц в конце VXIII века доходило до полумиллиона. В Беларуси в середине XIX века, например, в Гродненской губернии насчитывалось 258 ветряных мельниц.

      Ограниченность  мировых запасов топлива и  энергии, неравномерность их распределения  по планете, ухудшение экологической ситуации все острее ставят вопрос о всемирном использовании нетрадиционных экологически чистых энерготехнологий и использовании возобновляемых энергоресурсов.

     И теперь интерес к использованию энергии ветра, источника нескончаемого, не прошел, и, более того, техника ХХ века открыла для этого совершенно новые возможности.

Эксплуатация  ветроустановок не требует топлива и воды, они могут быть полностью автоматизированы, отчуждаемая территория минимальна и по расчетам

составляет 3 – 5 м²/кВт установленной мощности. Эти установки практически полной заводской готовности, и для их монтажа требуется минимум времени (фундамент и подключение к сети). Вот почему ветроэнергетика  бурно развивается.

Ветроэнергетическая техника в сравнении с другими источниками энергии обладает очевидными преимуществами.

Среди них: 

• отсутствие затрат на добычу и транспортировку топлива;
• низкие удельные трудозатраты на сооружение ветроэнергетических установок (ВЭУ) — эти затраты на порядок меньше, чем для тепловых и атомных станции;
• широкий технологический диапазон прямого использования энергии ВЭУ (в частности, автономность и работа в централизованных сетях, совместимость с другими источниками энергии);
• короткие сроки ввода мощностей в эксплуатацию;

отсутствие вредного воздействия на окружающую среду (в этом отношении ветротехника уступает лишь гелиосистемам). 
 
 
 
 
 

-3-

1. Состояние ветроэнергетики 

     Беларусь  не располагает собственными топливно-энергетическими  ресурсами (ТЭР). Лишь 15% собственных ТЭР покрывают потребности страны, остальные 85% импортируются — в основном из России. В последние годы наблюдается постоянный рост цен на топливо и импортируемую электроэнергию. Этот рост будет иметь место и далее до достижения мировых цен. В связи с этим для Беларуси чрезвычайно важно включать в топливно-энергетический баланс вторичные энергоресурсы и возобновляемые источники энергии, одним из которых является ветер. 
        Ветроэнергетика, как и любая отрасль хозяйствования, должна обладать тремя обязательными компонентами, обеспечивающими ее функционирование:

1. Ветроэнергетическими ресурсами. Для ветроэнергетики Беларуси энергетический ресурс ветра практически неограничен. В стране имеется развитая централизованная электросеть и большое количество свободных площадей, не занятых субъектами хозяйственной деятельности. Поэтому размещение ветроэнергетических установок (ВЭУ) и ветроэлектрических станций (ВЭС) обусловливается только грамотным размещением ветроэнергетической техники на

пригодных для  этого площадях. 
2. Ветроэнергетическим оборудованием. Возможности приобретения зарубежной ветротехники весьма ограничены вследствие отсутствия достаточного выбора именно того оборудования для ВЭУ и ВЭС, которое соответствует климатическим условиям Беларуси, а также мощного противодействия ответственных          административных работников от официальной энергетики.

3. Развитой ветротехнической инфраструктурой. Отсутствие инфраструктуры по проектированию, внедрению и эксплуатации ветротехники и, соответственно, практического опыта и квалифицированных кадров можно преодолеть только в ходе активного сотрудничества с представителями развитой ветроэнергетической

инфраструктуры  зарубежья.

      Темпы увеличения суммарной мощности ВЭУ и ВЭС в мире имеют тенденцию к быстрому росту. Так, суммарная мощность всех ВЭС планеты в 2001 г. составила 24,35 ГВт, а к концу 2006 г. — уже более 74 ГВт и продолжает иметь неуклонную тенденцию к увеличению. Европейская ассоциация ветроэнергетики (EWEA) пересмотрела планы роста установленных ветроэнергетических мощностей в Европе к 2010 г. от прежней цифры в 40 ГВт до 60 ГВт. 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  

-4-

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. Следовательно, освоение ветроэнергетики в Беларуси необходимо вести, ориентируясь на ВЭУ зарубежного производства

внутриконтинентального базирования.

           Согласно мировой практике, типоряд ВЭУ В12 и В14 по номинальной мощности соответствует диапазону от 1 кВт до 1,5 МВт. При этом ВЭУ В12 для континентального базирования в Европе обладают диапазоном номинальной рабочей скорости ветра в центре ветродвигателя от 12 до 14 м/с, а ВЭУ В14 прибрежного и морского базирования имеют такую номинальную скорость более 14 м/с. Определен также типоряд ВЭУ В6, В8, В10 на соответствие ветровым климатическим зонам, характерным для равнинно-холмистой местности. Для типоряда ВЭУ В6, В8, В10 на уровне оси ветродвигателя номинальная рабочая скорость ветра соответственно распределяется в диапазонах 6-8 м/с, 8-10 м/с и 10-12 м/с. Работы по оценке технического ветроэнергетического ресурса Беларуси выполнены совместно НПГП «Ветромаш», РУП «Белэнергосетьпроект» и Госкомитетом по гидрометеорологии (табл.1).

     Сведения  о ветроэнергетических ресурсах Беларуси изложены в отчетах по научно-исследовательским работам и в публикациях, использованных при формировании Ветроэнергетического кадастра, который включает: 
— информационный банк данных о ветроэнергетических характеристиках на территории Беларуси; 
— информационную базу данных с программным обеспечением для расчетов

ветроэнергоресурсов на территориях и оценки ветроэнергетического потенциала конкретной ВЭУ в конкретном месте ее внедрения; 
— Ветроэнергетический атлас, содержащий набор карт размещения ветротехники В12 и В14 континентального базирования на отдельных территориях Беларуси и паспорта точек (площадок) преимущественного внедрения ветротехники; 
— временные руководящие документы по применению, созданию, сертификации,

строительству и эксплуатации ветротехники;

— временное  руководство по оценке ветровых режимов  по требованиям ветроэнергетики  на период 2005-2020 гг. 
           Гарантированная выработка утилизируемой энергии ветра с 7% территории Беларуси составит 14,65 млрд кВт(ч. Использование же зон с повышенной активностью ветра гарантирует выработку энергии ВЭУ до 6,5-7,5 млрд кВт(ч с окупаемостью затрат в течение 5-7 лет. Абстрактные сведения о территориальном распределении ветроэнергоресурсов, способствующие планированию развития ветроэнергетики в Беларуси, дополнены разработкой комплекта карт и паспортизацией возвышений (табл.2).  
 
 
 
 
 
 
 

-5-

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

-6-

 

     Эти карты, являясь основной частью Ветроэнергетического атласа Беларуси, в достаточной мере обосновывают по региональным признакам  возможности практической реализации возведения ВЭУ и ВЭС на территориях  страны в целом и каждой области. 
 
 
 
 
 
 

-7-

2.Перспективы использования ветроэнергетики. 

      Для первоначального  этапа развития ветроэнергетики  Беларуси определены 1840 площадок для  строительства как одиночных  ВЭУ, так и ВЭС с потенциалом  более 200 млрд кВт/ч. Каждому внедрению  должно предшествовать детальное обследование места строительства ВЭУ: В настоящее время существуют разные типы ВЭУ с различными техническими и энергетическими характеристиками (рис. 1). Но, несмотря на большую гамму ветротехники, предлагаемой на мировом рынке, особенности ветровых регионов Беларуси позволяют использовать далеко не всякое

ветроэнергетическое оборудование.  
 
 
 
 
 
 
 
 

Таблица 3. Ветротехнические показатели ветроагрегатов, рекомендуемых к внедрению на территории Республики Беларусь

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рис.1. Типы ветрогенераторов; указаны коэффициенты использования энергии ветра

-8-

     В табл.3 приведены ветротехнические показатели ветроагрегатов, рекомендуемых к внедрению в Беларуси, исходя из зональных и среднегодовых фоновых скоростей ветра. Для характеристик, приведенных во второй и третьей сверху строках табл. 2, рекомендуется использовать многолопастные и геликоидные ветроагрегаты, для характеристик, приведенных в нижней строке (скорости ветра выше 12 м/с), - репеллерные и геликоидные соответствующего исполнения (рис.1).

Ввиду довольно сильной пересеченности и  холмистости территории Беларуси диапазон расчетных скоростей ветра Unom ветроагрегатов строго регламентирован градациями 8, 9, 12 м/с на уровне ветроротора в  соответствующих климатических  зонах. 
Чтобы определить наиболее подходящие для ветротехники типы местности, удобно руководствоваться величиной коэффициента использования установленной мощности К (табл. 4). Этот коэффициент соответствует долевой обеспеченности расчетной скорости ветра Unom от полного, 100%-го, распределения скорости ветра U на конкретной территории и для определенного типа ВЭУ. В каждом конкретном случае объем ветро-энергоресурсов определяет возможную выработку ВЭУ заданной мощности, размещенных на определенной территории (страна, область, район и т. п.), за суммарное время в заданном диапазоне (год, месяц):  
W=K_yN_nomT/100 
где N_nom- установленная мощность ВЭУ; Т -продолжительность работы ВЭУ.