Реферат: Возобновляемые источники энергии: энергия ветра
Португалия и Испания в некоторые дни 2007 года из энергии ветра выработали около 20 % электроэнергии. 22 марта 2008 года в Испании из энергии ветра было выработано 40,8 % всей электроэнергии страны.
Ежегодно в Европе установленная мощность ветроагрегатов составляет 200 MW При благоприятных условиях прирост установленной мощности может cоставить 800 MW. Наиболее эффективными по наращиванию установленной мощности ветростанций являются программы стран Европы, Китая, Индии, США, Канады.
Ежегодный оборот за счет продаж ветропреобразователей в странах Европы составляет 400 MECU. Более 10 крупнейших банков Европы инвестируют ветроэнергетическую индустрию. Более 20 крупных Европейских частных инвесторов финансируют ветроэнергетику. Стоимость ветровой энергии зависит в основном от следующих 6 параметров:
инвестиций в производство ветроагрегата (выражается как отношение S кв. м. - цена одного кв. метра ометаемой площади ротора ветротурбины);
коэффициета полезного действия системы;
средней скорости ветра;
доступности;
технического ресурса.
За последние три десятилетия технология использования энергетических ресурсов ветра была сосредоточена на создании сетевых ветроагрегатов WECS. В этом направлении достигнуты значительные успехи. Многие тысячи современных установок WECS оказались полностью конкурентоспособными по отношению к обычным источникам энергии. Существующие электрические сети осуществляют транспортировку электроэнергии вырабатываемые ветропарками в различные регионы.
В последние годы интенсивно стали развиваться технологии использования энергии ветра в изолированных сетях. В изолированных сетях электропередач неизбежные затраты на единицу произведенной энергии во много раз выше, чем в централизованных сетях электропередач. Установки, производящие электроэнергию, обычно основаны на небольших двигателях внутреннего сгорания, использующих дорогостоящее топливо, когда расходы на транспортировку только топлива часто поднимают стоимость единицы произведенной энергии в десятки раз от стоимости энергии в лучших централизованных сетях электропередач. В небольших сетях электропередач установки, подающие электроэнергию, являются гораздо более гибкими: современный комплект генераторов на дизельном топливе можно запустить, синхронизировать и подключить к изолированной сети менее чем за две секунды. Преобразование энергии ветра является альтернативным возобновляемым источником энергии, чтобы заменить дорогостоящее топливо. Новые исследования технической осуществимости проектов использования ветроустановок совместно с дизельгенераторами в изолированных сетях показывают,что мировой потенциал для независимых систем WECS даже выше, чему систем WECS, подключенных в обычные сети электропередач. В таблице 6 приведены параметры действующих ветродизельных систем. Указанные системы были построены в 1985-1990 г.г. Их эксплуатация выявила необходимость совершенствования систем, создания автоматизированного управления.
Энергия ветра в России
Современная экономика России базируется на использовании невозобновляемых углеводородных топливно-энергетических ресурсов. Удельный вес нефти, природного газа и угля суммарно составляет более 90 процентов, причем в последнее десятилетие наблюдается опережающее увеличение доли одного источника – природного газа.
В ближайшие годы будет продолжаться тенденция ухудшения горно-геологических условий добычи углеводородных ресурсов и ужесточения экологических стандартов при сжигании традиционного топлива во всех отраслях национальной экономики. Одновременно по мере научно-технического прогресса будет возрастать конкурентоспособность альтернативных источников энергии, среди которых наиболее важную роль будут играть нетрадиционные возобновляемые источники энергии.
Одним из видов нетрадиционных возобновляемых источников энергии является энергия ветра. Энергия ветра на земле неисчерпаема, а в последние 15 - 20 лет бурно развивалось ее использование для производства. Многие столетия человек пытается использовать энергию ветра себе во благо, строя ветростанции, выполняющие различные функции: мельницы, водяные и нефтяные насосы, электростанции.
В связи с постоянными выбросами промышленных газов в атмосферу и другими факторами возрастает контраст температур на земной поверхности. Это является одним из основных факторов, который приводит к увеличению ветровой активности во многих регионах нашей планеты и, соответственно, актуальности строительства ветростанций.
Как показали практика и опыт многих стран, использование энергии ветра крайне выгодно, поскольку, во-первых, стоимость ветра равна нулю, а во-вторых, электроэнергия получается из энергии ветра, а не за счет сжигания углеводородного топлива, продукты горения которого известны своим опасным воздействием на человека.
Специфика и условия работы ветроэлектростанций в нашей стране значительно отличаются от зарубежных. Работа автономных систем энергоснабжения в условиях потребления энергии небольшой мощности не позволяет использовать те преимущества, которые имеет ветроэнергетика за рубежом. Большие расстояния между населенными пунктами делают перспективным направлением развития ветроэнергетики в России совершенствование ВЭУ малой мощности (от 10 кВт) в условиях их изолированности от крупных энергосистем.
Россия располагает значительными ресурсами ветровой энергии, в том числе и в тех районах, где отсутствует централизованное энергоснабжение. Побережье Северного Ледовитого океана, Камчатка, Сахалин, Чукотка, Якутия, а также побережье Финского залива, Черного и Каспийского морей имеют высокие среднегодовые скорости ветра.
География распределения ветроэнергетических ресурсов позволяет рационально их использовать как автономными ветроэнергетическими установками, так и при работе ВЭУ в составе местных энергетических систем. Валовой ветровой потенциал России оценивается в 80*1015 кВт/ч/ год, экономический – 40*109 кВт/ч/год (рис. 2). Анализ векового хода скорости ветра на европейской территории России показывает, что вековые вариации ветроэнергетических характеристик могут достигать значительных величин (30-50 процентов для среднемесячных и 15-25 процентов - для среднегодовых скоростей ветра), учет которых необходим при решении практических задач ветроэнергетики.
Для стремительного развития ветроэнегетики в России необходимо следующее:
во-первых, масштабное внедрение ветроустановок в состав «большой энергетики», особенно с учетом неизбежного снижения цен на ветроустановки и роста цен на традиционное топливо (нефть, уголь и т.д.);
во-вторых, создание ВЭУ как большой, так и малой мощности для решения проблем энергообеспечения удаленных и изолированных районов, которые недостаточно обеспечены электроэнергией и практически не имеют другой, экономически выгодной альтернативы, как строительство ветроэлектростанций;
в-третьих, внедрение стимулирующих механизмов: налоговые льготы; предоставление кредитов на продолжительный срок под льготный процент с отсрочкой платежей до окончания строительства; введение экологического налога; установление местных тарифов, которые позволят обеспечить возвращение капитальных вложений в ветроэнергетику; субсидирование пользователей ВЭУ; создание информационной сети, системы образования, стажировок и т.д.
Энергия ветра на Урале
В Нижней Салде (Свердловская область) проходят испытания опытного образца парусной ветроэлектростанции — первой и пока единственной в стране. Автор проекта - местный изобретатель кандидат технических наук Анатолий Волков. Инвестором выступил генеральный директор торгового дома «Казанова» (Екатеринбург, продажа интимных принадлежностей и товаров для здоровья) Алексей Баталов.
Проект ветроэлектростанции парусного типа — своеобразная альтернатива ветрякам, широко известным в Западной Европе и США с 70-х годов. Там они начали массово производиться, когда промышленно развитые страны охватил энергетический кризис, вызванный резким подорожанием нефти.
В стремлении снизить стоимость выработки ветроэнергии западные страны пошли по двум направлениям. Первое — создание гигантских ветроэлектростанций, мощность которых достигает 5 МВт (что сопоставимо с мощностью миниТЭЦ), а диаметр ветроколеса превышает 100 м. По сведениям Европейской ассоциации ветряной энергетики, в 2006 году в ЕС установлены станции совокупной мощностью 7,6 тыс. МВт и стоимостью около 9 млрд евро. И объем выработки оправдывает затраты на создание столь грандиозных сооружений.