Ветроэнергетика — как наука

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 (таблица 2). 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. 
 

4.Перспективы развития

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 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.

Для первоначального  этапа развития ветроэнергетики  Беларуси определены 1840 площадок для  строительства как одиночных  ВЭУ, так и ВЭС с потенциалом более 200 млрд кВт(ч. Выявленные на территории Беларуси площадки под ветроэнергетику — это, в основном, гряды холмов высотой от 20 до 80 м с фоновой скоростью ветра 5 м/с и более, на которых можно возвести от 5 до 20 ВЭУ. Каждому внедрению должно предшествовать детальное обследование места строительства ВЭУ. Невыполнение условий по результатам обследований приведет к значительным ошибкам в оценке выработки энергии. При выборе конкретных образцов ВЭУ необходимо дополнительно учитывать ряд факторов, связанных с величиной фактического ветроэнергетического ресурса в месте непосредственного размещения ВЭУ. К таким факторам относятся: абсолютная высота местности, высота возвышения площадок и их открытость, отдаленность предполагаемого места размещения ВЭУ от потребителя и особенно от линий электропередачи, в т.ч. от трансформаторных подстанций и т.п. Выборочные обследования зон опытной эксплуатации ветротехнического оборудования на территории Беларуси показали, что при оптимальном выборе строительной площадки для возведения ВЭУ (на возвышениях и открытой местности, на берегах водных массивов и т.п.) окупаемость ВЭУ при среднегодовой скорости ветра 6-8 м/с укладывается в срок около 5 лет. Наиболее эффективно обеспечивается использование современной зарубежной ветротехники на территориях зон со среднегодовыми фоновыми скоростями не ниже 4,5 м/с на холмистом рельефе. К таким регионам относятся: возвышенные районы большей части севера и северо-запада Беларуси, центральная зона Минской области включая прилегающие с запада районы, Витебская возвышенность. Местами на обследуемых территориях возможно обнаружение не выявленной ранее энергоэффективной холмистости, а также других энергоэффективных площадок для строительства не только мощных ВЭУ, но и ВЭС (например, в продуваемых долинах большой протяженности, вблизи крупных водных массивов, на высоких откосах и т.п.).

Специалисты Республиканского гидрометеоцентра активно продолжают исследования ветрового потенциала Беларуси.

Учеными готовится Атлас ветров, который  будет использован для оценки площадок, где можно развернуть ветроэнергетические  установки. Атлас ветров - очень важный документ, который позволит оценить изменения ветрового потенциала нашей страны в условиях изменяющегося климата.

Больше  всего подходят для создания ветропарков северная и северо-западная часть территории Беларуси - Минская, Витебская и Гродненская области. Это связано прежде всего с местным ландшафтом - ветропарки устанавливают обычно на возвышенности. Меньше подходят для этих целей Гомельская, Могилевская и Брестская области. Надо отдавать себе отчет в том, что одни только ландшафтные условия не являются основанием для привлечения инвестиций в ветроэнергетику. Необходимо наличие автомобильных дорог или других подъездных путей к местности, где планируется установка ветропарков, наличие линий электропередач, на которые будет сбрасываться энергия ветра, нужно учитывать также среднегодовую фоновую скорость ветров. Только при таких условиях можно говорить о высокой экономической эффективности проектов. Расход и оплата электроэнергии, получаемой из альтернативных источников энергии, предусмотрен по отдельной схеме расчета, по другим тарифам. Нужно создавать мощный, экономически выгодный конгломерат. Ветроустановки как отдельное сооружение не эффективны.

Кроме того, при строительстве ветропарков должны быть соблюдены и экологические требования. Их работа не должна нарушать биологическое разнообразие региона, создавать проблем для естественного развития лесов, мешать гнездованию и размножению птиц.

В законе "О возобновляемых источниках энергии" определены конкретные подходы получения  энергии, в том числе из альтернативных источников. До 2015 года в Беларуси около 30% энергоресурсов необходимо получать из местных или альтернативных источников.

Как сообщалось БЕЛТА, выгоднее всего применять  энергию ветра в зонах со среднегодовыми фоновыми скоростями ветра выше 5 м/c. В ближайшие два года проекты  по развитию ветроэнергетики будут  выполнены в Новогрудском и Лиозненском районах, где планируется построить ветропарки мощностью 25 МВт и 60 МВт соответственно. Ожидается, что ветропарки появятся в Ошмянском, Сморгонском, Логойском районах. Ведутся переговоры с немецкой фирмой "Энертраг" об установке ветротехники в Дзержинском районе, в экопарке "Волма". Первая очередь проекта предусматривает ввод в строй ветроустановок мощностью 10 МВт. Впоследствии планируется увеличить эту мощность до 150 МВТ.

Немецкая  компания Enertrag AG и Миноблисполком  подписали инвестиционный договор о строительстве в Дзержинском районе современного ветропарка. Свои подписи под документом поставили председатель Миноблисполкома Борис Батура и член Правления компании Enertrag AG Вернер Дивальд. Enertrag AG инвестирует в проект около 360 млн евро. Строительство будет осуществляться в несколько этапов. Начало работ началось в 2010 году, окончание намечено - на 2012 год. Мощность ветропарка составит до 160 МВт. Здесь будет производиться около 170 млн.кВт.ч электроэнергии - это примерно годовое обеспечение двух таких районов, как Дзержинский.

Такой проект очень важен для Минской  области как возможность диверсифицировать энергоресурсы. С его реализацией доля ветроустановок в общем объеме энергопотребления в столичном регионе составит 3%. Проект позволит Минской области значительно увеличить долю местных видов топлива в топливно-энергетическом балансе. Сегодня эта цифра составляет 17%, а нужно в ближайшее время довести потребление МВТ до как минимум 25%.

В Германии ветроэнергетика хорошо развита, в  этом секторе работает около 300 тыс. человек. Суммарная мощность ветроустановок достигает 2 тыс. МВт. Компания Enertrag AG является всемирно известным производителем электроэнергии из возобновляемых источников энергии. По всему миру работает более 400 ветроустановок этой компании.

Исходя  из ветроэнергетического потенциала только в Минской области насчитывается 1076 строительных площадок под размещение на каждой от 3 до 10 ВЭУ континентального базирования мощностью до 1000 кВт. Среднегодовая выработка только 10% этих ВЭУ в статистическом распределении времени работы в номинальном режиме от 2500 до 3300 часов в год на срок эксплуатации установок составляет около 2676 млн кВт(ч. Соответственно среднегодовая экономия жидкого топлива составит более 800 тыс. тонн. Сроки окупаемости капитальных вложений в ветротехнику сопоставимы со сроками окупаемости малых гидроэлектростанций, парогазовых и газо-мазутных электростанций и значительно ниже данных сроков для угольных, атомных и дизельных электростанций. По завершении срока окупаемости затраты на эксплуатацию ВЭУ неизмеримо ниже аналогичных затрат для электростанций, работающих на жидком, газообразном, твердом и ядерном топливе, т.к. не нуждаются в поставках ископаемых источников энергии. Следует учитывать, что ветроэнергетическая отрасль за счет каждой ВЭУ начинает вырабатывать энергию немедленно после монтажа и при этом не требует гигантских единовременных капитальных вложений, также как и концентрированных вложений при заменах по завершении сроков эксплуатации каждой отдельной ВЭУ. Основными препятствиями к развитию ветроэнергетики в Беларуси как путем внедрения зарубежной ветротехники континентального базирования, так и посредством организации производства собственных ВЭУ остаются проблемы финансирования работ по созданию ВЭУ и ВЭС, тарифной и налоговой политики, отсутствия льгот при закупке и эксплуатации ветроэнергетического оборудования, стандартизации и сертификации продукции. 

Литература

1. Рекомендации  по определению климатических  характеристик ветроэнергетических ресурсов. «Госкомгидромет СССР — ГГО им. А.И. Воейкова» и НПО «Ветроэн». Ленинград: Гидрометеоиздат, 1989.

2. НИР  №12488 «Методические указания по  обоснованию и разработке схемы размещения площадок под ветроэнергетические установки на территории Республики Беларусь», руководитель к.т.н. Пекелис В.Г., Минск, НИПИ «Белэнергосетьпроект», 1995.

3. НИР  06.4.1 «Формирование информационного  банка данных по ветроэнергетическому потенциалу в зонах предполагаемого внедрения ветроустановок», руководитель к.т.н. Шадурский Г.П.; ГНТП тема «Жилищно-коммунальное хозяйство», Минск, НПГП «Ветромаш», 1998.

4. Лаврентьев  Н.А., Жуков Д.Д. Белорусская ветроэнергетика  — реалии и перспективы//Энергия  и менеджмент, №3 и 4, 2002.

5. Лаврентьев  Н., Жуков Д. Основные виды возобновляемой  энергии. Потенциал Беларуси //Энергетика и ТЭК», №7, 2003.