Ветро электростанции США

Министерство образования Российской Федерации

Уфимский Государственный Авиационный Технический Университет

Кафедра общенаучных дисциплин

Реферат на тему "Ветроэнергетика в США"

по предмету: Введение в инженерное дело.

              Студент 2 курса группы № ЭССН-204з

              Васильченко Максим Владиславович

              Специальность 140205

              Отделение заочное

              Филиал в г.Нефтекамске

г. Нефтекамск

2012г.

Содержание:

История ветроэнергетики.…….………………………………………………….3

Чистое топливо…...……………………………………….………………………3

Перспективные инвестиции…..………………………………………………….4

Недостатки ветроэнергетики. Борьба с недостатками…………..……………..6

Крупнейшие ветроэлектростанции…...………...……………………………….8
Современные ветровые электростанции.…….…………………...……………11
Список использованных источников…………..……………………………….16

История ветроэнергетики.

Человек издавна использует энергию ветра. Еще на заре цивилизации ее применяли в мореплавании. Считается, что древние египтяне ходили под парусами 5 тыс. лет назад. Известные всем ветряки (крылья ветряной мельницы, прикрепленные к башне) обеспечивали работу ирригационной системы на древнем Крите. 

Работающие за счет ветра мельницы для помола зерна являются одним из наиболее крупных технических достижений средних веков. В XVI в. в городах Европы начинают строить водонасосные станции, в Голландии ветряки применялись для перекачки воды из низин и отвоеванных у моря земель и были основным средством для поддержания равнин незатопленными. В засушливых областях Европы ветряные мельницы использовались для орошения полей.

Первая ветряная мельница для производства электрической энергии изобретена во второй половине XVIII в. в США Чарльзом Ф. Брашем. К 1940 г. в Соединенных Штатах были построены более 6 млн ветряков, в основном для подъема воды и производства электроэнергии. Но с начала 50-х годов централизованная электрификация хозяйств приостановила рост и развитие ветряных турбин во всем мире почти на 20 лет, ведь обмолот зерна и подъем воды с помощью электричества оказались эффективнее. И только после того, как мир пережил несколько нефтяных кризисов, интерес к ветро-энергетике возобновился. Ведь ископаемые ресурсы тают на глазах. Как сообщается в ежегодном отчете компании ТНК-BP, запасов нефти при современных темпах ее добычи хватит на 40 лет, природного газа — на 60, каменного угля — на 200 с небольшим. Энергопотребление же в мире только растет, а значит, запасов останется на еще меньший срок, несмотря на внедрение новых технологий добычи ресурсов. Согласно данным SPE International (Society of Petroleum Engineers) сегодня ископаемое топливо является источником 80% энергии, производимой в мире, а энергопотребление увеличивается на 1,6% в год. 

Чистое топливо

Ветер — практически идеальный источник энергии: неисчерпаемый, бесплатный и безотходный. Запасы энергии ветра более чем в 100 раз превышают запасы гидроэнергии всех рек планеты. Ветряки не потребляют ископаемого топлива. Более того, работа ветрогенератора мощностью 1 МВт за 20 лет эксплуатации позволяет сэкономить примерно 29 тыс. т угля или 92 тыс. баррелей нефти. Он не загрязняет атмосферу. Такая установка сокращает ежегодные выбросы в атмосферу 1800 т углекислого газа, 9 т оксида серы, 4 т оксидов азота. По оценкам Global Wind Energy Council, к 2050 г. мировая ветроэнергетика позволит уменьшить ежегодные выбросы СО2 на 1,5 млрд т.

Необходимое условие установки ВЭС — достаточная среднегодовая скорость ветра (более 6–7 м/с). Как правило, это открытые территории, где круглый год дуют сильные ветры (равнины, морское побережье, мелководье). В последние годы технологии ветрогенераторов бурно развиваются, и принципы, по которым 20 лет назад строили ветряные фермы, уже считаются устаревшими. Новые разработки позволяют извлекать энергию даже в довольно безветренных районах.

В ближайшие годы большинство государств мира планируют значительно увеличить выработку энергии от использования ветроэнергетики. Так, правительство Канады предполагает к 2015 г. производить порядка 10% тока из энергии ветра, а Германия и Новая Зеландия к 2020 г. выработают по 20% электроэнергии с помощью ВЭС. Ветроэнергетический потенциал Великобритании через два года увеличится до 10%. К 2010 г. в ЕС ветрогенераторами будет производиться около 40 тыс. МВт, а к 2020 г. — 180 тыс. МВт. Установленные мощности Китая к этому времени вырастут до 30 тыс. МВт. Индия к 2012 г. построит 12 тыс. МВт новых ветроэлектростанций.

Перспективные инвестиции

Капиталовложения в строительство больших ветропарков в Европе составляют порядка $1 тыс. на 1 кВт установленной мощности. И с каждым годом, по мере усовершенствования конструкций ВЭС (улучшаются их аэродинамика и электрические параметры, уменьшаются механические потери) и увеличения их мощности, затраты на единицу произведенной энергии снижаются. По данным British Wind Energy Association, в 2005 г. средняя стоимость 1 кВт, выработанного береговой ветряной электростанцией, составляла около 4,9 цента, а сегодня достигает 3,5–3,8 цента за 1 кВт•ч (10 лет назад этот показатель составлял 16 центов). Себестоимость энергии, производимой ВЭС, уже сопоставима с ценой электроэнергии, вырабатываемой ТЭС и ГЭС. В 2006 г. в США электричество, производимое ветряными фермами, стоило 5,58 цента за 1 кВт, угольными ТЭЦ — 5,31 цента, газовыми — 5,25 цента. С учетом «зеленых» тарифов (за выработанное ВЭС электричество платят дороже, чем атомной или тепловой генерации), большого срока службы (порядка 20 лет) и отсутствия необходимости в частом техобслуживании капитальные затраты на строительство ВЭС довольно быстро окупаются.

Исследования и эксперименты, проведенные при финансовой поддержке государств и фондов по развитию альтернативной энергетики, дали новый толчок для развития технологий использования энергии ветра. Современные промышленные ветряки разительно отличаются от ветряных мельниц, которые можно увидеть в музеях сельского быта. Но даже спустя столетия принцип их работы практически не изменился: энергия вращающихся под напором ветра лопастей через систему трансмиссии передается на электрический генератор. Благодаря трансмиссии генератор может работать эффективно при различных скоростях ветра.

Хотя ветряки различаются по своей конструкции, однако наиболее широко распространены ветродвигатели двух типов: с горизонтальной (крыльчатые) и вертикальной (карусельные) осями вращения. Крыльчатые ВЭС представляют собой лопастные механизмы с горизонтальной осью вращения. В таких моделях роторный вал и генератор располагаются сверху, при этом система направляется на ветер. Малые ветряки регулируются с помощью флюгерных конструкций, в то время как на больших (промышленных) установках имеются датчики ветра и сервоприводы, которые поворачивают ось вращения на воздушный поток. Большинство промышленных ветрогенераторов с горизонтальной осью оснащены коробками передач, которые позволяют системе подстраиваться под текущую скорость ветра. Достоинства горизонтальной оси — изменяемый шаг лопаток турбины, который дает возможность использовать энергию ветра по максимуму в зависимости от времени дня и сезона. Высокая мачта позволяет добираться до более сильных воздушных потоков. Коэффициент использования энергии ветра у крыльчатых ВЭС (чаще всего их ветроагрегаты бывают двух- или трехлопастными) намного выше, чем у других ветряков, недаром они занимают более 90% рынка.

Достойная альтернатива горизонтальным системам — карусельные, или роторные ВЭС. Такие устройства запатентовал во Франции Джордж Джин Мари Дарье в 1920 г., но интенсивной их разработкой начали заниматься лишь с 1970 г. Основным преимуществом вертикальной системы является отсутствие необходимости направления оси на ветер — установка использует воздух, поступающий с любого направления. Когда ветровой поток усиливается, карусельные ВЭС быстро наращивают силу тяги, после чего скорость вращения ветроколеса стабилизируется. Поэтому особенно эффективными ветрогенераторы с вертикальной осью вращения показали себя в областях с переменным ветром. Они могут работать даже в сильный шторм, тогда как горизонтальные автоматически отключаются, если сила воздушного потока превышает максимально допустимое значение. Кроме того, плоские прямоугольные лопасти вертикальных ВЭС производят меньше шума, проще в изготовлении и подвергаются гораздо меньшим нагрузкам в процессе эксплуатации, чем криволинейные вращающиеся части горизонтальных систем. Соответственно, вертикальные ветроустановки дешевле и долговечнее. Между тем у вертикальных моделей есть и недостатки. Из-за потерь на вращении против потока воздуха большинство систем почти в два раза менее эффективны, чем с горизонтальной осью вращения. Поскольку некоторые элементы системы находятся внизу и, соответственно, под весом конструкции, то их ремонт или замена могут предполагать демонтаж всего агрегата.

Недостатки ветроэнергетики. Борьба с недостатками.

Наряду с неоспоримыми достоинствами у ветровых станций имеется и ряд минусов. В непосредственной близости от ветрогенератора уровень шума может превышать 100 дБ. Помимо шума, воспринимаемого человеческим ухом, вокруг ВЭС возникает опасный инфразвук частотой 6–7 Гц, вызывающий вибрацию. От него дребезжат стекла в окнах и посуда на полках. При эксплуатации ВЭС в зимний период при высокой влажности воздуха возможно образование ледяных наростов на лопастях. В этом случае при пуске системы лед может разлетаться на значительное расстояние. Металлические сооружения ветроустановки, особенно элементы в лопастях, могут вызвать значительные помехи в приеме телепередач и радиосигналов. И чем крупнее агрегат, тем большие помехи он может создавать. Необходимо принимать во внимание и тот факт, что под ветрогенераторы необходима определенная площадь.

Ветер — нерегулируемый источник энергии. Выработка электричества зависит от его силы — фактора, отличающегося большим непостоянством. Соответственно, выдача электроэнергии с ветрогенератора в энергосистему отличается большой неравномерностью как в суточном, так и в недельном, месячном, годовом и многолетнем разрезе. Учитывая, что энергосистема сама имеет неоднородности нагрузки (пики и провалы в энергопотреблении), регулировать которые ветроэнергетика, естественно, не может, значительная ее доля в генерации способствует дестабилизации энергосистемы. Проблемы в сетях и диспетчеризации энергосистем из-за нестабильности работы ветрогенераторов начинаются после достижения ими 20–25% общей установленной мощности генерации. Для решения этой проблемы необходимо создавать резерв мощности в энергосистеме (например в виде газотурбинных электростанций), а также механизмы сглаживания неоднородности выработки энергии (в виде ГЭС или ГАЭС). Данная особенность ветроэнергетики существенно удорожает получаемый от нее ток. Да и энергосистемы с большой неохотой подключают ветрогенераторы к энергосетям, что привело к появлению в ряде стран специальных законодательных актов, обязующих их это делать.

Развивая ветротехнологии, ученые пытаются устранить неудобства при эксплуатации системы. Конструкторам удалось снизить уровень шума и вибраций подбором скорости вращения ветроколес и совершенствованием профилей лопастей. В последние годы появляются и вовсе бесшумные модели устройств. Отсутствие шума обеспечивается за счет снижения трения между основными вращающимися элементами конструкции благодаря применению принципов магнитной левитации, что повысило и КПД установок. Такие ветряки можно устанавливать практически в любом месте, даже довольно близко от жилых помещений или на крыше жилого дома. А сооружение около ВЭС ретрансляторов сводят до минимума теле- и радиопомехи. Для экономии пространства устанавливают ВЭС не только на суше (оншорные), но и в море (оффшорные), иногда на значительном расстоянии от берегов. Это значительно повысило их работоспособность, ведь на воде сила ветра гораздо выше. Разработаны даже плавающие системы для морских станций большой глубины. Поднимают ветрогенераторы и в воздух. Уже есть аппарат, способный оторваться от земли на 300 м с установленным на нем ветряком. Он работает в широком диапазоне скоростей ветра (от 1 до 28 м/с) и может перемещаться в особо ветреные регионы.

Работают специалисты и над созданием новых высокомощных проектов. Например, американская компания Maglev Wind Turbine Technologies намерена наладить производство турбин с вертикальной осью максимальной мощностью в 1 гигаватт. Новая установка способна поставлять в сеть до 8,75 ТВт•ч энергии ежегодно, что позволит сэкономить примерно 5,5 миллионов баррелей нефти. Одна турбина Maglev может обеспечить электропитанием 750 тыс. домов, а занимает площадь всего около 40 га. Тогда как 1 тыс. традиционных ветровых генераторов могут обеспечить энергией 500 тыс. домов, занимая при этом территорию в 26 тыс. га.

Норвежская компания StatoiHydro и немецкий концерн Siemens AG разрабатывают плавающие ветрогенераторы для морских станций большой глубины. StatoilHydro построила демонстрационную версию мощностью 2,3 МВт в июне прошлого года. Турбина Hywind, производимая компанией Siemens Renewable Energy, весит 5,3 тыс. т при высоте 65 м. Установлена она на плавучей платформе в десяти километрах от острова Кармой, неподалеку от юго-западного берега Норвегии. В будущем компания планирует довести мощность турбины до 5 МВт, а диаметр ротора — до 120 м.

В разработку новых моделей ветровых турбин вкладывают немалые деньги и государственные структуры, и частный бизнес. Так что будущее у ветровой энергетики есть, и весьма впечатляющее.

Крупнейшие ветроэлектростанции

Таблица №1. Крупнейшие ветроэлектростанции США на май 2008 года.

Первое место в таблице №1 занимает Roscoe Wind Farm (рисунок № 1) — самая мощная оншорная (наземная) ветряная электростанция (установленная мощность — 781,5 МВт)

Ветропарк Roscoe Wind Farm расположен рядом с городом Роско в центральной части штата Техас (США) на площади около 40 тыс. га. Был введен в строй осенью 2009 г. Включает в себя 627 ветроустановок производства компаний Mitsubishi, General Electric и Siemens общей установленной мощностью 781,5 МВт. Производимой им электроэнергии достаточно для обеспечения электричеством 250 тыс. домов в Техасе.

Рис. 1 – Электростанция Roscoe Wind Farm

Стоимость проекта составила более $1 млрд. Инвестор — компания E.ON Climate and Renewables. До этого самым большим наземным ветропарком считался Horse Hollow Wind Energy Center, расположенный в 160 км к западу от Далласа, штат Техас. Его суммарная мощность составляет 735,5 МВт.

Рис 2. – Электростанция Horse Hollow Wind Energy Center

Второй ветряной электростанцией по установленной мощности остается Horse Hollow Wind Energy Center (рисунок №2) с 735.5 МВт.
Интересный факт, что обе электростанции расположены в штате Техас, который также является лидером по установленной ветряной мощности в США – 9403 МВт.

Рис.3 – Электростанция Tehachapi Pass Wind Farm

Впервые серьезное использование ветровых генераторов началось в Калифорнии, где были построены три самые большие в США ветровые электростанции (ВЭС). Наиболее крупная из них Tehachapi Pass Wind Farm (рисунок №3) представляет собой систему 5 тысяч трехлопастных горизонтальноосных ветроэлектродвигателей, общей мощностью 690 мгвт, занимающих площадь 130 квадратных километров. Она располагается в одном из богатых сельско-хозяйственных районов - долине Joaquin (Cern County), в той ее части, которая является самым большим в стране производителем моркови. Электроэнергия ветрогенераторов идет здесь также на орошение плантаций хлопка, посадок картофеля, садов апельсинов и виноградников.

Рис. 4 – Электростанция Capricorn Ridge Wind Farm.

На рисунке №4 представлена ветроэлектростанция Capricorn Ridge Wind Farm. Данная электростанция начала свою работу в 2007 году. Считается, что ее максимальная мощность превышает 662 МВ, то есть ее ветротурбины способны обеспечить электричеством более 220 000 домов. Электростанция Capricorn Ridge Wind Farm расположена в Техасе.

Рис. 5 – Ветроэлектростанция San Gorgonio Pass Wind Farm.

Другая большая (619 мгвт) калифорнийская ветровая электростанция San Gorgonio Pass Wind Farm (рисунок №5) находится вблизи курортных городов Palm Springs и Hot Springs. Эти популярные бальнеологические курорты обладают многочисленными подземными источниками геотермальных минеральных вод и обеспечиваются электроэнергией с помощью ВЭС.

Эта ветровая электростанция состоит из 4000 турбин-генераторов и занимает территорию площадью 140 квадратных километров.

Современные ветровые электростанции.

Активное использование экологически чистых источников  энергии  сейчас своего рода признак  хорошего  тона,  всячески  приветствуется  как  мировой общественностью, так и правительствами развитых стран. Признанным лидером  в области ветроэнергетике являются  США  и  ФРГ,  где  установленная  мощность ветроэнергетических установок  составила  в  1997  году  1590  и  1550  Мвт. Последующие места  занимают  Дания,  Индия  и  Нидерланды.  В  этих  странах мощности  ветроэнергетических  станций  равнялась  825,  820  и   285   Мвт.

Ветроэнергетическое  машиностроение  обособилось  в  отдельную  отрасль.  На мировом рынке действуют десятки достаточно крупных фирм.  Имеются  тенденции к увеличению производства ветроэнергии во многих странах  мира,  например  в Дании,  в  настоящее  время  ветроэнергетические  станции  обеспечивают   4% потребляемой в стране энергии, то в 2030 на их долю придется  половина  всей производимой в стране электроэнергии.

Ветроэнергетическая установка предназначена для того, чтобы превращать кинетическую энергию ветра в энергию вращения ротора генератора, который,  и вырабатывает  электроэнергию.  Легко   показать,   что   выходная   мощность установки пропорциональна  площади  лопастей  ветрового  ротора  и  скорости ветра.   Поэтому   ветроэнергетические   установки   большой   мощности,   в мегаваттном диапазоне,  должны  быть  по  своим  габаритам  очень  крупными, поскольку скорость ветра в среднем не бывает очень большой.

Удивительно разнообразны конструкции современных ветроустановок. Питер Макгрэв из Англии разработал проект ветроэнергетической установки  мощностью 3 тысячи киловатт с двумя лопастями,  укрепленными  на  горизонтальной  оси. Известная  авиастроительная  фирма  "Макдоннел  –   Дуглас"   спроектировала установку такого же типа, но с тремя лопастями.  А  западногерманская фирма "Мессершмит – Бёльков – Блом" разработала конструкцию ветроколеса с одной лопастью длинной 74 метра, установленной  на башне  высотой 120 метров. Мощность этого гиганта должна составить 5 тысяч киловатт.  Встречаются  и конструкции , где ветер должен вращать  устройство,  напоминающее  огромное велосипедное колесо, на котором вместо спиц укреплены лопасти.

Для  эффективной работы ветроустановок   необходимы   определенные требования  по  их  размещению.  Так,  для  относительно  постоянной  работы ветроэнергетических установок требуется  их  размещение  в  местностях,  где ветровой потенциал составляет 2500 часов в год. Ветровые   условия   района   применительно к ветроиспользованию характеризуются ветроэнергетическим потенциалом,  который  включает  в  себя различные  показателя  ветра,  определяемые   по   результатам   многолетних наблюдений: среднегодовые и  среднемесячные  скорости  ветра; повторяемость скорости и направление  ветра  в  течение  года,  месяца,  суток; данные  о порывистости, затишьях и максимальных значениях скорости ветра; изменения его с высотой и т. п.

Достоверность оценки ветрового потенциала местности – наиболее  важный фактор, определяющий  эффективность  ветроэнергетических  станций.  В  общем случае для его определения необходимо проведение  непрерывных  наблюдений  в месте    предполагаемого    строительства    ветроэнергетических     станций продолжительностью не менее года.  При  проектировании  большого  количества ветроэнергетических станций эта задача требует огромных   трудозатрат, поскольку  для  каждой  ветростанции  рассматривается  несколько   вариантов площадок.

Современные ветроэнергетические установки используют ветер  приземного слоя на высоте 50-70 м, реже до 100 м от поверхности Земли, причем для  мест строительства  крупных  ветроэнергетических  станций,  предназначенных для работы в мощных энергосистемах, среднегодовая скорость ветра на флюгера  (10м) должна составлять не  менее  6  м(с.  Следует  учитывать,  что  наилучшим местом  для  размещения  ветроустановки  является  гладкая,  куполообразная, ничем не затененная возвышенность.  Вообще  желательно,  чтобы  установка  в радиусе  нескольких  сотен  метров   была   окружена   полями   или   водной поверхностью и ветроколесо было установлено достаточно высоко  над  местными препятствиями, чтобы набегающий на него ветропоток был  сильным,  однородным с минимальными флуктуациями скорости и направления.

Энтузиасты ветроэнергетики предлагают построить  в  наиболее  ветреных местах Земли группы  ветроагрегатов,  соединять  их  между  собой,  а  затем полученную энергию передавать в энергетическую систему. Датские  специалисты предлагают разместить ветровые электростанции в море, где сила ветра  всегда больше,  чем  на  суше.  Они  подсчитали,  что  группа  из  двухсот  морских ветроагрегатов  может  выработать  за  год  столько  энергии,   сколько   ее содержится в полумиллионе тонн угля.

Далее стоит вопрос  выбора  расчетных  параметров  ветроэнергетических установок    для    заданного    (определенного    расчетным    путем    или экспериментально)  ветрового   потенциала,   т.   е.   выбора   экономически оптимального  размера  ветроэнергетической  установки.  Так,   например,   в Калифорнии   на   ветроэнергетической   станции   "Алтамон"   несоответствие выбранного  типоразмера  ветроэнергетической  установки  и   действительного ветрового потенциала привело  к  тому,  что  установка  вырабатывает  50-60% расчетного количества энергии. Затем следует  обосновать  оптимальные  сроки службы и оптимальные показатели  надежности  ветроэнергетической  установки, решить  вопросы   резервирования,   изучить   характеристики   потребителей, рассмотреть  область   целесообразного   использования   ветроэнергетических установок в зависимости от конкретных условий.

Ветроустановки классифицируются по следующим признакам:

- положению ветроколеса относительно направления ветра;

- геометрии ветроколеса;

- по мощности ветроустановки.

В настоящее время технические средства включают два основных типа промышленных ветроустановок: горизонтальные – с горизонтально осевой турбиной (ветроколесом), когда ось вращения ветроколеса параллельна воздушному потоку; вертикальные – с вертикально осевой турбиной (ротором), когда ось вращения перпендикулярна воздушному потоку.

Ветроколеса с горизонтальной осью делятся на однолопастные, двухлопастные, трехлопастные, многолопастные; с вертикальной осью различают следующие конструкции роторов: чашечный анемометр, ротор Савониуса, ротор Дарье, также имеются конструкции с концентратами (усилителями) ветрового потока, такие, как ротор Масгрува, ротор Эванса, усилители потока специальной конструкции.

Следует отметить, что ветроколеса  с  вертикальной  осью  вращения,  в отличие от таковых с  горизонтальной,  находятся  в  рабочем  положении  при любом направлении ветра, однако  их  принципиальными  недостатками  являются большая подверженность  усталостным  разрушениям  из-за  возникающих  в  них автоколебательных процессов и  пульсация  крутящего  момента,  приводящая  к нежелательным  пульсациям  выходных  параметров  генератора. Из-за этого подавляющее большинство  ветроагрегатов  выполнено  по  горизонтально-осевой схеме, хотя продолжаются всесторонние   проработки   различных   типов вертикально-осевых установок.

По мощности ветроустановки делятся на: малой мощности –  до  100  кВт, средней – от 100 до 500 кВт, и большой (мегаваттного класса) – 0,5-4  МВт  и более.[3][4]

Однако, несмотря на многие положительные черты ветроэнергетики, существует и ряд недостатков. Ветер дует почти всегда неравномерно. Значит, и, генератор будет работать неравномерно, отдавая то большую, то меньшую мощность, ток будет вырабатываться переменной частотой, а то и полностью прекратится, и притом, возможно, как раз тогда, когда потребность в нем будет наибольшей. В итоге любой ветроагрегат работает на максимальной мощности лишь малую часть времени, а в остальное время он либо работает на пониженной мощности, либо просто стоит.

Для выравнивания отдачи тока применяют аккумуляторы, но это как уже отмечалось, и дорого, и малоэффективно.

Интенсивности ветров сильно зависят и от географии. ВЭС выгодно использовать в таких местах, где среднегодовая скорость ветра выше 3,5—4 м/с для небольших станций и выше 6 м/с для станций большой мощности.

Как следует из приведенных выше цифр, мощность одной ветроустановки не превышает в исключительных случаях 4 МВт, а в серийных установках — 200-250 кВт. Но и при столь малых мощностях, ветроагрегаты — довольно громоздкие сооружения. Даже сравнительно небольшой ветроагрегат "Сокол" мощностью 4 кВт состоит из мачты высотой 10 м (с трехэтажный дом) и имеет диаметр трехлопастного ротора 12м (который принято называть "колесом", хотя это вовсе и не колесо). ВЭС на большие мощности и размеры имеют соответствующие. Так, установка на 100 кВт имеет ротор диаметром 37 м с массой 907 кг, а ротор установки "Гровиан" обладает размахом лопастей 100 м при высоте башни тоже 100 м, т.е. выше 30-этажного дома. И при этом такая башня должна быть достаточно массивной и прочной, чтобы выдержать и массу громадного ротора, и вибрации, возникающие при его работе. Развивает этот огромный аппарат сравнительно небольшую мощность — всего 3-4 МВт, а с учетом простоев из-за штилей и работы на пониженной мощности при слабом ветре, средняя мощность оказывается и того ниже — порядка 1 МВт (такое соотношение между номинальной и средней мощностями ВЭС подтверждает следующий факт: в Нидерландах на долю ВЭС приходится 0,11 % всех установленных мощностей, но вырабатывают они только 0,02% электроэнергии). Таким образом, для замены только одной АЭС мощностью 4 млн. кВт потребовалось бы соорудить около четырех тысяч таких монстров с соответствующим расходом стали и других материалов. Если бы мы не захотели связываться с такими уникальными гигантами и решили развивать ветроэнергетику на серийных ветроагрегатах мощностью 4 кВт (средняя мощность 1 кВт), то их бы потребовалось для такой замены около 4 млн. штук. При таких масштабах количество, как говорится, переходит в качество, и возникают проблемы совсем иного рода.

Казалось бы, раз ветер дует бесплатно, значит, и электроэнергия от него должна быть дешевой. Но это далеко не так. Дело в том, что строительство большого числа ветроагрегатов требует значительных капитальных затрат, которые входят составной частью в цену производимой энергии. При сравнении различных источников, удобно сопоставлять удельные капиталовложения, т.е. затраты на получения 1 кВт установленной мощности. Для АЭС эти затраты равны примерно 1000 руб/кВт. В то же время, наша ветроустановка АВЭ-100/250, способная при скорости ветра 6 м/с развивать мощность 100 кВт, стоит 600 тыс руб. (в ценах 1989 г.), т.е. для нее капзатраты составляют 6000 руб./кВт. А если учесть, что ветер не всегда дует с такой скоростью, и что поэтому средняя мощность оказывается в 3-4 раза меньше максимальной, то реальные капзатраты составят порядка 20 тыс.руб./кВт, что в 20 раз выше, чем для АЭС.

Список использованной литературы

1. Алан Уатт, «Электроэнергия: варианты и выборы», «Книжное издательство», Торонто, (1986)