Состояние и перспективы использования ветроэнергетики

     Использование водных ресурсов

     В отличие от традиционных тепловых электростанций, ветряные электростанции не используют воду, что позволяет существенно  снизить нагрузку на водные ресурсы.

     Радиопомехи

     Металлические сооружения ветроустановки, особенно элементы в лопастях, могут вызвать  значительные помехи в приёме радиосигнала. Чем крупнее ветроустановка, тем  большие помехи она может создавать. В ряде случаев для решения  проблемы приходится устанавливать 

     дополнительные  ретрансляторы [4].  
 
 
 
 

4. Перспективы использования энергии солнца и ветра 

     Такие природные и поистине бесценные  источники, как солнечная радиация и энергия ветра, были всегда рядом  с человеком, их старались использовать, приручить стихию. С незапамятных времен пространственную структуру  своего жилья человек организовывал  с учетом ориентации на Солнце. Фактически то, что мы сейчас называем энергосберегающими строительными приемами, есть ничто иное как попытка грамотного использования и сохранения тепла, дающего нашим светилом, в зданиях.

     Более чем в 70 странах мира разработаны  и действуют гелиоэнергетические  программы. Так в Германии реализован проект «Тысяча крыш», где 2250 домов  было оборудовано фотогальваническими  установками. В США принята программа  «Миллион солнечных крыш», рассчитанная до 2010 г. В настоящее время эксплуатируется  более миллиона солнечных водонагревателей. Получают распространение «солнечные дома». Разработаны способы управления регулированием систем.

     Во  всем мире производится анализ эффективности  по использованию возобновляемых источников энергии. Мировыми лидерами по применению энергии солнца и ветра являются США, Германия, Нидерланды, Дания, Индия. Также активно ведутся разработки в Скандинавии, Норвегии, Канаде.

     Использование возобновляемых видов энергии, в  частности энергии солнца и ветра, приобрело ощутимые масштабы и устойчивую тенденцию к росту. По различным  прогнозам, эта доля к 2010-2015 гг. во многих государствах достигнет 10% и более. Большее применение нашло использование  энергии ветра из-за более низких удельных капиталовложений. Возрастает наряду с суммарной мощностью  ВЭУ (ветровая энергоустановка) единичная, превысившая 1 МВт.

     Конечно, на сегодняшний день без дублирующих  систем энергоснабжения зданий, использующих невозобновляемые ресурсы, не обойтись, но даже 20%-ное замещение их дает несомненный положительный эффект. Что дают эти 20%? Это прежде всего, снижение на 1/5 использования количества невозобновляемых энергоносителей, используемых для эксплуатации зданий, снижение риска надвигающейся экологической катастрофы и, что самое важное для хозяина, снижение затрат на содержание своего дома.

     Возможность полного, либо частичного замещения  невозобновляемых энергоносителей  для энергоснабжения зданий позволяет  решить многие проблемы. Просто необходимо обеспечить жилые дома экологичными системами отопления (и летнего  охлаждения), горячего водоснабжения. Да, конечно, стоимость оборудования и монтажа гелиосистем на сегодняшний  день не самое дешевое и не самое  простое решение. Но с учетом того, что солнечная энергия и енергия  ветра ничего не стоит, а стоимость  на невозобновляемые энергоносители постоянно  растет, оборудование окупится за 2-3 года и будет служить до полного  износа.

     С учетом перспективы разработок, ведущихся  в этом направлении, можно смело  прогнозировать, что к 2012 году появятся новые ветроэнергетические установки, с большей эффективностью и сроком окупаемости до 1 года. Стоимость  установок сегодня уже на порядок  ниже, чем была 10 лет назад.

     Различные строительные приемы использования  возобновляемых источников энергии  как в реконструируемых зданиях, так и при новом строительстве  дают такую возможность. Надо только правильно их использовать.

     Экологическая ситуация требует от архитекторов и  строителей нового мышления. Современная  энергетика, ставшая сегодня традиционной, в зависимости от вида энергоносителя в целом, оказывает отрицательное  воздействие на экологию окружающей среды. Хотя бы в области энергоснабжения  зданий и городов необходимо принимать  решения, позволяющие эффективно использовать возобновляемые ресурсы.

     Анализ  публикаций показывает, что энергетические потребности в энергии во всем мире стимулируют разработку приемов  по использованию возобновляемых источников энергии четвертого поколения. Такие  приемы при меньших затратах на монтаж и оборудование позволяют эффективно эксплуатировать ветровые установки  для энергообеспечения зданий.

     Среди разработок можно выделить два главных  направления, которые следует учитывать:

     -разработка  и применение ветровых энергоустановок  с ограниченным уровнем мощности  для энергоснабжения мелких автономных  потребителей;

     -создание  ветровых энергетических станций  ограниченной мощности в северных  районах (типа Аляски). Это может  радикально решить проблему использования  возобновляемой энергии в масштабах,  ощутимых в мировом энергобалансе.

     Для восприятия ветровой энергии необходимо создание благоприятных условий  в зоне работы лопастей. Размещение ветроэнергетических установок  желательно на автономных площадках. Возможно также размещение ВЭУ на доме, хотя здесь имеется ряд технических  проблем — борьба с вибрацией  и шумом. Представляется возможным  использовать:

     крыши близлежащих зданий и сооружений нежилого назначения (гаражи, крытые площадки, склады торговых сооружений и т.п.);

     здание  или комплекс зданий, в свою очередь, деформируют воздушные потоки, дополнительно  турбулизируя их, внося локальные  изменения, порождаемые ветром;

     при реконструкции и новом строительстве  с учетом строительных приемов использования  энергии ветра возможно устройство энергоактивных пристроек к зданию, конструкции и форма которых  искусственно создают изменение  интенсивности ветровых потоков  или воспринимающих плоскостей;

     возможно  устройство энергоактивных пристроек  к реконструируемому зданию, конструкции  и формы которых предназначены  для создания оптимальной направленности ветровых потоков;

     устройство  интегрированных систем, использующих энергию ветра в различном  временном сочетании, позволяет  с большей эффективностью использовать альтернативную энергию в организации  жилой среды;

     Каковы  же основные принципы, которых следует  придерживаться при проектировании или реконструкции здания с возможностью использования строительных приемов  альтернативного энергоснабжения?

     Прежде  всего, необходимо учитывать климат региона и метеоусловия конкретной местности строительства, действие ветровых потоков в зоне восприятия ВЭУ (вертроэнергетических установок).

     энерговоспринимающие  части установок необходимо правильно  ориентировать с учетом максимальной эффективности;

     при проведении строительства и реконструкции  жилых зданий с последующим использованием в них альтернативного энергообеспечения  необходимо стремиться к созданию энергетически  эффективного здания, теплопотери которого сведены к минимуму за счет оптимального объемно-планировочного решения и  усиленной теплоизоляции. Предполагается экологический подход к созданию жилой среды;

     рекомендуется интегрированное использование  солнечных и ветровых установок  с подключением электрогенерирующих  установок к электросети для  сброса избыточной энергии и забора недостающей, т.е. предусматривать дублирующую  систему;

     развитие  серийного производства, упрощение  конструкции альтернативных систем может значительно снизить себестоимость  энергии от альтернативных систем [5]. 
 
 

     5. Ветроэнергетика Беларуси 

     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, 2) ветроэнергетическим оборудованием, 3) развитой ветротехнической инфраструктурой.

     1. 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. 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. 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.

     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.

     Работы  по оценке технического ветроэнергетического ресурса Беларуси выполнены совместно  НПГП «Ветромаш», РУП «Белэнергосетьпроект»  и Госкомитетом по гидрометеорологии.

     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;