Ветроэнергетическая установка

     В світлі трьох світових криз, з якими  сьогодні зіткнулося людство, – енергетичний, фінансовий і екологічний – стає все більш і більш очевидним, що саме вітроенергетика дає відповідь всім цим глобальним викликам, пропонуючи місцеве, надійне, доступне за ціною і екологічно чисте джерело енергії.

     В даний момент важко спрогнозувати  короткострокові негативні дії  кредитної кризи, що існує сьогодні, на вітроенергетичні інвестиції.

     До  останніх відносяться, наприклад, великі офшорні вітростанції або проекти, що реалізовуються в умовах відсутності  чіткої політичної стратегії, і відповідно, законодавчої підтримки, або ж проекти, що реалізовуються в країнах з  недостатньою правовою стабільністю. 

     4.1 Майбутні перспективи в світі

     Враховуючи  досвід і темпи зростання галузі, отримані за минулі роки, на думку експертів Усесвітньої вітроенергетичної асоціації (WWEA), світова вітроенергетика збереже свій динамічний розвиток і в майбутньому. І хоча короткострокові негативні дії сучасної фінансової кризи утрудняють прогнозування на найближчий час, в середньостроковій перспективі можна чекати, що вітроенергетичні проекти залучатимуть все більше і більше інвесторів через характерну для них низьку міру ризику і зростаючої необхідності в чистих і надійних енергетичних ресурсах.

     Всі вони і в майбутньому будуть основними  рушійними силами створення стійкішої  енергетичної системи. Ретельно розраховуючи і беручи до уваги деякі чинники  ризику, до 2020 року доля вітроенергетики може скласти мінімум 12 % в глобальному вжитку електроенергії [7,8]. Очікується, що до 2020 року в світі буде встановлено не менше 1500000 MВт вітроенергетичних потужностей.

     Недавно опубліковане дослідження Energy Watch Group показує, що, в рамках одного з можливих чотирьох сценаріїв розвитку, до 2025 року швидше за все буде встановлено 7500000 МВт потужностей, що виробляють 16400 TВт×ч електроенергії, а доля всіх поновлюваних джерел енергії в глобальному електропроїзводтсве перевищить 50 %.

     Як  результат, до 2019 року вітроенергетика разом з сонячною енергетикою завоюють 50 % частку світового ринку нових електростанцій. Глобальне виробництво енергії за рахунок непоновлюваних джерел енергії досягне свого піку в 2018  році, а до 2037 року може повністю зупинитися.

     Створення Міжнародного агентства по поновлюваній енергетиці, офіційне відкриття якого відбулося в січні 2009, зіграє роль каталізатора і прискорить темпи подальшого розширення поновлюваної енергетики: безпосередньо через надання ноу-хау своїм, на сьогоднішній день, 76 країнам-членам, а також виступаючи як врівноважуюче лобі в міжнародних процесах, таких як переговори ООН по зміні клімату [7,8]. 

     4.2 Вітроенергетика на континентах

     Якщо  говорити про розподіл вітроенергетичних потужностей по континентах, то також можна відзначити продовження процесу диверсифікації: в цілому, центр вітроенергетичного сектора зміщується з Європейського континенту до Азії і Америки. Доля Європи в сумарній світовій встановленій вітроенергетичної потужності скоротилася з 65,5 % в 2006 до 61 % в 2007, з подальшим пониженням до 54,6 % в 2008 [7,8].

     Всього  чотири роки тому Європейський ринок  домінував в світі, встановлена  потужність нових ветроагрегатов на континенті складала 70,7 %. Проте в 2008 ситуація змінилася і, вперше, доля Європи (32,8 %), Північної Америки (32,6 %) і Азії (31,5 %) в нових встановлених ветромощностях практично вирівнялася. У теж час, Європейський континент як і раніше залишається найбільш сильним, хоча доля Північної Америки і Азії нестримно збільшується.

     Доля  країн Південної Америки і  Африки становить сьогодні лише 0,6 % і 0,5 % від загальної встановленої потужності світової вітроенергетики. Скоротилися і показники по нових введених потужностях за 2008 рік, на сьогодні всього - 0,4 % і 0,3 % від нових введених потужностей в світі (рис. 4.1) [7].

Рисунок 4.1 - Загальна установлююча потужність ВЕУ на континентах  
у 2008 році 

     4.3 Лідери світової вітроенергетики

     На  рис. 4.2 показані лідери світової вітроенергетики, відношення потужності між країнами світу.

     Рисунок 4.2 - Сумарна потужність світового вітроенергетичного парку впродовж 1995-2005 років

     На  рис. 4.3 показано прогноз річних приростів потужностей світового парку ВЕС впродовж 1995-2005 років у вигляді діаграми.

Рисунок 4.3 - Прогноз річних приростів потужностей світового парку ВЕС впродовж 1995-2005 років 

     Для розвитку вітроенергетики урядами  різних держав прийнято відповідні законодавчі  акти для зниження податку для  тих, хто використовує вітроустановки. Наприклад, у Данії 75 % вітроустановок є приватною або кооперативною власністю, власники установок звільняються від податку. В США власники вітроустановок отримують державний кредит від 0,5 до 1,5 цента за 1 кВт∙год. електроенергії, що продається [3,8]. Цей кредит входить до податку, страхування або платні за землю. Для популяризації вітроустановок в Англії розроблено маршрути їх огляду для школярів під час літніх канікул.

     Вітроустановки  виробляють електроенергію практично  без забруднення довкілля, але  вплив на нього мають: відведення під будівництво значних територій та зміни ландшафту, шумові ефекти, радіоперешкоди.

     Проблема  зменшення шумів розв’язується шляхом розташування вітроустановок на значних відстанях (допустимих за рівнем шуму – 40-50 дБ) від житла. Отже, відстань від вітроагрегату до житла має становити 150 м, вітростанції – 250 м [8].

     Наприкінці 1998 року в Буенос-Айресі відбулася зустріч з проблем зміни клімату під егідою ООН. На ній представниками Європейської асоціації з вітроенергетики (EWEA), Датського форуму з енергетики та розвитку і Гринпісу був запропонований сценарій, який передбачає збільшення виробництва вітроенергії до 2017 року з досягненням цифри 844000 МВт, що становитиме 10 % світового виробництва електроенергії. Фахівці вважають, що цієї кількості вітроенергії вистачило б, щоб забезпечити енергією 500 мільйонів європейських сімей. Впровадження такого сценарію в життя дозволило б скоротити річний обсяг викидів двооксиду вуглецю на 232 млн. т до 2010 року і на 1889 млн. т до 2020 року. Але для досягнення цієї мети необхідна урядова підтримка розвитку світової енергетики і не стільки фінансова, скільки ідеологічна.

     Щорічно в Європі встановлена потужність вітроагрегатів складає 200 MВт. При сприятливих умовах приріст установленої потужності може скласти 800 МВт. Найбільш ефективними по нарощуванню встановленої потужності вітростанцій є програми країн Європи , Китаєві, Індії , США, Канади [7].

     Щорічний  оборот за рахунок продажів віброперетворювачів  у країнах Європи складає 400 MECU. Більш 10 найбільших банків Європи інвестують вітроенергетичну індустрію. Більш 20 великих Європейських приватних інвесторів фінансують вітроенергетику

     За  останні три десятиліття технологія використання енергетичних ресурсів вітри  була зосереджена на створенні мережних вітроагрегатів WECS. У цьому напрямку досягнуті значні успіхи. Багато тисяч сучасних установок WECS виявилися цілком не рентоздатними стосовно звичайних джерел енергії. Існуючі електричні мережі здійснюють транспортування електроенергії вироблювані вітропарками в різні регіони.

     В останні роки інтенсивно стали розвиватися  технології використання енергії вітру  в ізольованих мережах. В ізольованих  мережах електропередач неминучі витрати  на одиницю зробленої енергії  в багато разів вище , ніж у  централізованих мережах електропередач. Установки, що роблять електроенергію, звичайно засновані на невеликих двигунах внутрішнього згоряння , що використовують дорозі паливо , коли витрати на транспортування тільки палива часто піднімають вартість одиниці зробленої енергії в десятки разів від вартості енергії в кращих централізованих мережах електропередач. У невеликих мережах електропередач установки, що подають електроенергію, є набагато більш гнучкими: сучасний комплект генераторів на дизельному паливі можна запустити , синхронізувати і підключити до ізольованої мережі менш чим за двох секунд. Перетворення енергії вітру є альтернативним поновлюваним джерелом енергії , щоб замінити дорозі паливо. Нові дослідження технічної здійснюваності проектів використання вітроустановок разом з дизель-генераторами в ізольованих мережах показують ,що світовий потенціал для незалежних систем WECS навіть вище, чому систем WECS, підключених у звичайні мережі електропередач.

     Середньорічний  приріст світової вітроенергетики  становить в середньому (26-27) % і є найвищим у порівнянні з іншими джерелами енергії. На кінець 2005 року загальна потужність світового вітроенергетичного парку досягла 59322 МВт, за 30 років розвитку вона зросла майже у 30 тис. разів. Приріст потужності світового парку ВЕС за 2005 рік становив 11769 МВт (25 %). За подібних темпів приросту в 2006 оці потужність світового парку ВЕС перевищить 70 тис. МВт, що дозволить забезпечити електрикою близько 300 млн. населення [8].

     Прогнозується, що після 2010 року електроенергією, виробленою вітроенергетичними парками, буде користуватися 80 % населення ЄС, а до 2025 року завдяки таким паркам в Німеччині буде виведено із експлуатації 80% потужностей АЕС. До 2050 року Німеччина планує генерувати 50 % електроенергії шляхом використання енергії вітру. Данія таке завдання збирається вирішити до 2030 р. За попередніми даними, в 2005 році Іспанія збудувала ВЕС на 2500 МВт. Її парк нині перевищує 10700 МВт. За п’ять наступних років Іспанія планує задіяти ще 12 тис. МВт. Вітроенергетика Великої Британії подолала межу в 1 тис. МВт. Загалом в Британії діють 1237 ВЕУ сумарною встановленою потужністю 1038 МВт. Британська вітроенергетична асоціація за кликала уряд прийняти зобов’язання щодо виробництва 20 % електроенергії за рахунок відновлюваних джерел енергії до 2020 року. Згідно із прогнозом асоціації, сумарна потужність офшорних ВЕС, малих вітроустановок, електростанцій, що використовують енергію хвиль та припливів, на той час досягне 28 тис. МВт, що складе 21 % від планованого обсягу енергії, необхідного Сполученому Королівству [7,8].

5 ЗАСТОСУВАННЯ  ВІТРОЕНЕРГЕТИЧНИХ УСТАНОВОК В УКРАЇНІ 

     Україна значною мірою залежить від постачання із-за кордону органічного палива, яке становить близько 60 % від загального обсягу споживання. Як свідчить практика країн, де відсутні значні запаси власних паливно-енергетичних ресурсів (нафти газу, вугілля), енергетична незалежність забезпечується за рахунок ядерної електроенергетики, гідроелектростанцій, а також відновлюваних джерел енергії (ВДЕ), з яких до найбільш перспективних відноситься вітрова енергія.

     Уряди різних країн шукають шляхи вирішення  існуючих проблем та оптимізації  шляхів подальшого розвитку вітроенергетики.

     Розвиток  вітроенергетики в Україні сприяє вирішенню низки енергетичних, екологічних, соціальних та економічних проблем, що мають важливе значення для країни. Черговий крок на шляху розвитку вітроенергетики має бути зроблено в найближчі роки шляхом залучення значних недержавних інвестицій за допомогою впровадження державою економічних важелів та пільг.

     Інститутом  відновлюваної енергетики НАН України  проведено ретельні дослідження й створено атлас енергетичного потенціалу відновлюваних джерел енергії України, що має вигляд збірника картографічних, табличних і текстових матеріалів, систематизованих за основними напрямками впровадження відновлюваних джерел енергії на рівні областей України і АР Крим.

     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.

     В Україні на сьогодні введено в експлуатацію одинадцять промислових вітроелектричних станцій. Зараз вітроелектростанції комплектуються вітроустановками потужністю 600 кВт з високими техніко-економічними показниками. Україна на цей момент займає лідируючу позицію в галузі системної вітроенергетики серед країн СНД, враховуючи Росію, але значно поступається країнам Західної Європи. У 2006 році почато дослідження вітрового потенціалу й вибору двох ділянок для будівництва вітроелектростанцій загальною потужністю 300 МВт, у тому числі 100 МВт в Східному Криму в районі смт Леніно і 200 МВт у Західному Криму в районі смт Чорноморське [9,10]. 

     5.1 Перспективи розвитку вітроенергетики в Україні

     Враховуючи, що вітроенергетика визначена у  світі найбільш перспективною галуззю  альтернативної енергетики, а Україна входить до числа країн, що мають значний вітровий та науково-виробничий потенціал і при цьому гостро потребує власних енергоресурсів, існує потреба у довготривалій програмі комплексного характеру для створення цілісної вітроенергетичної галузі. Виходячи з цього, Кабінет Міністрів України видав Постанову від 8 липня 2009 року № 705 стосовно внесення змін до Комплексної програми будівництва вітрових електростанцій [9,10].

     Програмою будівництва вітрових електростанцій в Україні передбачено встановлення до 2014 року дослідно-промислових ВЕС загальною потужністю 62,6 МВт. За рахунок недержавних інвестицій планується збудування ВЕС загальною потужністю 3300 МВт.

     В обсягах загальних витрат на виконання  завдань та заходів з реалізації Комплексної програми будівництва вітрових електростанцій кошти державного бюджету складають 1,0 %, решта – недержавні інвестиції.

     На  виконання бюджетної програми «Заходи  по реалізації Комплексної програми будівництва вітрових електростанцій»  на 2010 рік необхідно передбачити бюджетних коштів в сумі 10,0 млн. дол.