Ветроэнергетическая установка

ЗМІСТ 

      ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ ТА СКОРОЧЕНЬ 

     ВВП – валовий внутрішній продукт

     ВНП – валовий національний продукт

     АЕС – атомна електростанція

     ВЕС – вітрова електростанція

     ФХВВ - фторхлорвуглеводневий

     ФВВ - фторовуглеводневі гази

     НВДЕ - нетрадиційні та відновлювані джерела  енергії

     ВДЕ - відновлювані джерела енергії

     БУП - блок управління і перетворення

     АБ - акумуляторні батареї

     ВДЕ - відновлювані джерела енергії

     ЄС  – Європейський Союз

     WWEA - експерти Усесвітньої вітроенергетичної асоціації

     УАЕ – українська автоновна енергетика

      ВСТУП 

     Нетрадиційні  та відновлювані джерела енергії  стали останнім часом одним із важливих критеріїв сталого розвитку світової спільноти. Здійснюється пошук нових і вдосконалення існуючих технологій, виведення їх до економічно ефективного рівня та розширення сфер використання. Головними причинами такої уваги є очікуване вичерпання запасів органічних видів палива, різке зростання їх ціни, недосконалість та низька ефективність технологій їхнього використання, шкідливий вплив на довкілля, наслідки якого все більше і більше турбують світовому спільноту.

     В Україні доцільно масштабно розвивати і впроваджувати сучасні технології використання поновлюваних та нетрадиційних (альтернативних) джерел енергії. Ці джерела енергії практично не завдають шкоди довкіллю. Окрім того, їх не потрібно видобувати, купувати і транспортувати, бо вони є результатом дії сонячного випромінювання на фізичні, хімічні та біологічні процеси, що повсюдно відбуваються на Земній кулі, а з цього випливає їх практична невичерпність та поновлюваність.

     До  поновлюваних джерел енергії відносять  енергію сонячного випромінювання, вітру, річкових потоків, морських хвиль, енергію, акумульовану в довкіллі та біомасі. Сюди ж належить також енергія припливів та тепло глибинних шарів Землі — геотермальна енергія.

     Україна характеризується достатньо високими енергетичними потенціалами вітрового потоку в Карпатах, в АР Крим, на узбережжях Чорного й Азовського морів, де середньорічні швидкості вітру на висоті 10 м становлять 5 і більше метрів за секунду, що ставить вітрову енергію на перше місце серед відновлюваних джерел для виробництва електричної енергії.

     Вітроенергетика сьогодні перестала бути фантастикою і є самою швидкорослою галуззю серед альтернативних джерел енергії. Вітер є незвичайним енергоносієм, невичерпним, але який має безліч складних і слабо передбачених фізичних параметрів для кожного окремо взятого географічного місця.

     Вітрова енергетична установка (ВЕУ) може виробляти електроенергію лише тоді, коли дме вітер. Тому, щоб забезпечити себе енергією і в періоди затишшя, потрібен буфер або, інакше кажучи, накопичувач енергії. Зазвичай для цього використовують електрохімічний акумулятор (АБ) або теплоізольовану ємність з теплоносієм, що нагрівається електричними нагрівачами (ТЕНами), а для вітропомпових установок – ємність, у якій накопичується видобута із глибини вода. За таких умов користуватися накопиченою енергією можна в будь-який час – тільки-но буде в цьому необхідність. Таким можна отримати доступ до власної енергії та можливість використовувати її на власний розсуд: у місцях, де немає централізованого електропостачання або ж як резервне джерело енергії, що дає змогу заощаджувати електрику від централізованої мережі та забезпечувати електропостачання у разі її відсутності. Крім того, у другому випадку ще й відпадає проблема з високовартісним обладнанням, яке часто виходить з ладу через незадовільну якість енергії в мережі, особливо у сільській місцевості. 

      1 ПОТЕНЦІАЛ ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ 

     Електроенергетика вкрай потрібна галузь для сучасного  суспільства. Однак крім великої  користі вона приносить чимало екологічних  проблем. Використання лише традиційних джерел енергії (нафти, газу, ядерного палива) руйнує і забруднює землю, водні ресурси й повітря.

     Зростання масштабів використання електричної  енергії, загострення проблем охорони  навколишнього середовища значно активізували пошуки екологічно чистіших способів вироблення електричної енергії. Інтенсивно розробляються способи використання непаливної відновлюваної енергії: сонячної, вітряної, геотермальної, енергії хвиль, припливів і відпливів, енергії біогазу тощо. Джерела цих видів енергії невичерпні, але потрібно розумно оцінити, чи зможуть вони задовольнити усі потреби суспільства. 

     1.1 Потенціал енергозбереження в Україні

     Безсистемна і надто повільна структурна перебудова економіки України, висока внаслідок  технологічної відсталості енергоємність  основних видів продукції, великі обсяги імпорту енергоносіїв, критична зношеність основних фондів на електричних станціях є головними чинниками непомірно високого рівня витрат паливно-енергетичних ресурсів на одиницю ВВП і ВНП, що веде країну до економічної кризи, руйнації продуктивних сил та соціального збурення в суспільстві.

     Враховуючи  зазначене, зрозуміло, що в Україні  необхідно якнайшвидше провести структурну перебудову її промислового комплексу з метою оптимізації  енергоспоживання та одночасної мінімізації  імпорту енергоносіїв з Росії.

     Поряд зі структурною перебудовою економіки для успішного вирішення проблеми енергозабезпечення необхідно реалізувати низку організаційно-правових і технічних заходів з енергозбереження. За одночасної реалізації організаційно-правових заходів і суттєвих змін структури економіки обсяги споживання енергоресурсів можна скоротити у 2 - 3 рази.

     Організаційно-правові  заходи задля енергозбереження - це розробка і запровадження законів, стандартів, нормативів, податків на викиди шкідливих речовин, на використання імпортованих енергоносіїв, налагодження обліку шляхом використання лічильників ресурсів, державна підтримка впровадження нових ефективних видів техніки, технологій, матеріалів тощо.

     Надалі  в енергоємних галузях економіки  - металургії, електроенергетиці, вугле-, нафто- і газовидобуванні та переробці, комунальному господарстві - потрібно впроваджувати заходи, які потребують значних капітальних витрат. Зважаючи на те, що більшість підприємств цих галузей є приватними, налагодження державного регулювання і здійснення загальнодержавної технічної політики щодо енергозбереження в інтересах країни будуть складними і довготривалими процесами, які вимагають запровадження ефективних економічних і правових стимулів.

     Однак виключно організаційними заходами проблеми енергозбереження не вирішуються, адже основний потенціал розв'язання їх мають технічні заходи, які можна розглядати як другий етап програми енергозбереження. Цей етап передбачає значні капіталовкладення як в енергозбереження, так і в удосконалення енергетичної техніки та енергоефективного обладнання. Питомі капіталовкладення на створення 1 кВт встановленої потужності у 4 рази більші, ніж на 1 кВт зекономленої [1]. Тому енергозбереження має більш високий пріоритет в порівнянні з модернізацією енергетики. Але неможливо буде обійтися без приросту енергетичних потужностей, тобто необхідне інвестування і енергозбереження, і розвитку енергетики.

     Основний  потенціал енергозбереження зосереджений у найбільш енергомістких галузях  економіки. Змістом заходів в  цих галузях є модернізація обладнання, оновлення технологічних процесів та застосування нових ресурсоощадних матеріалів. Це дозволить, окрім економії ресурсів, підвищити також якість виробів, що важливо для виходу на західні ринки.

     Про нагальну потребу оптимізації структури  промислового комплексу свідчить той факт, що енергомісткість одиниці ВНП України поступається усім розвинутим країнам світу, де цей показник нижчий у 10 разів [1].

     Окрім цих міжгалузевих та загальнодержавних  заходів, необхідно через національні  програми реалізувати цілу низку заходів щодо енергозбереження в галузях. Такими галузевими, але важливими для всієї економіки України заходами щодо енергозбереження є [1]:

• модернізація процесів регенерування брухту чорних металів та виплавки чавуну (і сталі), підвищення якості сталі;
• збільшення частки використання деталей із високоміцного чавуну та пластмас до світового рівня;
• оптимізація технологічних процесів виробництва шляхом впровадження систем автоматичного контролю;
• налагодження вітчизняного виробництва і масштабного використання високоякісних енергоекономних освітлювальних ламп;
• створення умов і стимулів для повторного використання деталей машин, за належного рівня стандартизації цей потенціал може становити (60 - 80) % деталей;
• обладнання електричних двигунів в устаткуванні перетворювачами частоти для економного споживання електроенергії в період неповного завантаження приводу, економія електроенергії може становити (20 – 30) %;
• оптимізація теплопостачання міст за рахунок використання теплонасосних станцій для вилучення теплової енергії з вторинних низькопотенційних енергоресурсів (теплових викидів промисловості та комунального господарства) і з природного середовища (озер, рік, морів, ґрунту, повітря);
• налагодження випуску електричних лічильників для погодинного обліку і запровадження диференційованих тарифів;
• збільшення частки комбінованого виробництва електрики і тепла за рахунок масштабного впровадження когенераційних та утилізаційних установок;
• збільшення частки децентралізованого виробництва електрики в рамках Об'єднаної енергетичної системи України з метою скорочення втрат енергії з нинішніх (16—28) до (6—8) %.

     На  рис. 1.1 зображена Енергетична стратегія України до 2030 року. 

Рисунок 1.1 - Енергетична стратегія України на період до 2030 року [1]: енергоємність ВВП країн світу, кг у.п./$ США