И. Карапетян - Справочник по проектированию электрических сетей

Окончание табл. 5.8

ВЭС производит электричество за счет энергии перемещающихся воздушных масс (ветра) и состоит из мачты, на вершине которой размещается контейнер с генератором и редуктором. К оси редуктора ВЭС прикреплены лопасти.

Преимущество ВЭС в следующем:

не загрязняют окружающую среду вредными выбросами;

при определенных условиях могут конкурировать с невозобновляемыми энергоисточниками.

Вместе с тем ВЭС обладают недостатками, главные из которых следующие:

ветер от природы нестабилен, что затрудняет использование ветровой энергии из-за необходимости установки резерва в энергосистеме;

создают шумы, поэтому они строятся на таком расстоянии от зданий, чтобы уровень шума не превышал 35–40 дБ;

создают помехи телевидению и радиосигналам;

причиняют вред птицам, если размещаются на путях их миграции и гнездования.

Основную проблему использования ВЭС вызывает непостоянная природа ветра. При этом мощность электростанций в каждый момент времени переменна, что не обеспечивает стабильное поступление энергии от одной ВЭС. Поэтому ВЭС для равномерной и стабильной работы строятся с устройствами аккумулирования электроэнергии.

Основные производители ВЭС — компании Vestas, Nordex, Panasonic, Vergnet, Ecotecnia, Superwind.

На начало 2006 г. общая установленная мощность ВЭС в мире составила около 40 ГВт, в том числе в Германии — 17 ГВт. Использование ВЭС растет весьма высокими темпами. По оценке к 2012 г. суммарная установленная мощность ВЭС возрастет до 150 ГВт, а в ряде стран поступление электроэнергии от них составит 10–15 % приходной части баланса электроэнергии энергосистемы. По местоположению ВЭС различают наземные установки (он-шоры) и прибрежные — в море (офф-шоры). Наибольшее использование получили морские ветропарки (ветрофермы), на которых устанавливаются десятки ВЭС. Указанное определяется более благоприятным ветровым режимом, а также экологическими соображениями.

Наибольшее использование получили ВЭС с горизонтальной осью вращения и диаметром рабочего колеса до 30 м (табл. 5.9).

Разрабатываются ветроэнергетические установки (ВЭУ) с диаметром колеса 100 м и более. В США в 2005 г. началось строительство самого большого в мире ветропарка Cape Cod у побережья штата Массачусетс, который будет иметь установленную мощностью 468 МВт.

Таблица 5.9

В России построено и пущено в эксплуатацию несколько ВЭС общей мощностью более 15 МВт.

Некоторые данные действующих и строящихся ВЭУ России приведены в табл. 5.10.

Таблица 5.10

Зона возможного строительства ГеоТЭС в России в основном ограничивается Камчаткой и Курилами. Потенциальная мощность ГеоТЭС составляет 1 млн кВт. Основными месторождениями являются Паужетское, Мутновское, Киреунское и Нижне-Кошелевское. Использование действующих ГеоТЭС в России характеризуют данные табл. 5.11.

Таблица 5.11

В мире функционируют ГеоТЭС общей установленной мощностью около 7,5 тыс. МВт. Подобные электростанции успешно работают в Индонезии и на Филиппинах. За последние 3–4 года в западной части США были введены ГеоТЭС общей мощностью 900 МВт, себестоимость электроэнергии — 0,06—0,07 долл./кВтч.

Строительство приливных электростанций (ПЭС) с турбинами нового типа является одним из направлений развития гидроэнергетики. ПЭС могут работать в любой зоне графика электрических нагрузок, не загрязняют атмосферу вредными выбросами и не имеют зоны затопления. Капитальные затраты на сооружение ПЭС соизмеримы с затратами на строительство ГЭС.

В России с 1968 г. эксплуатируется одна приливная электростанция — Кислогубская ПЭС (400 кВт).

Для малой Мезенской ПЭС изготовлен экспериментальный металлический энергоблок с диаметром рабочего колеса 5 м на вертикальном валу и проектной мощностью 1500 кВт. Отработанная конструкция и технология доставки и установки будут использованы при строительстве перспективных ПЭС: Северной (Мурманская обл.), Мезенской (Архангельская обл.), Тугурской (Хабаровский край).

Запасы энергии приливов в России оцениваются в 270 млрд кВтч в год. В европейской части страны энергия приливов может быть получена в Мезенском заливе Белого моря, на Дальнем Востоке — в Тугурском заливе Охотского моря. Во Франции действует ПЭС на р. Ранс, на которой установлены 24 агрегата по 10 МВт.

Этот способ производства электроэнергии целесообразно рассматривать в регионах, где солнечное излучение составляет 1900 кВтч и более на 1 м 2в год (в Европе — Испания, Италия, Греция). Основным экономическим мотивом строительства СЭС является низкая себестоимость одного кВтч (0,16 евро). Из числа действующих может быть отмечена СЭС в г. Manzanares (Испания) мощностью 50 МВт, успешно работающая в течение 7 лет. Планируется построить крупнейшую в мире СЭС в австралийском г. Burogna мощностью 200 МВт.

За последние 30 лет в Европе в целом и в Скандинавских странах особенно потребность в эффективном использовании низкосортных видов топлива, таких как биомасса, стала расти во многом благодаря развитию технологии сжигания биомассы в котлах с кипящим слоем. Единичная мощность подобных установок 5-10 МВт. Обычно такие электростанции используются для обеспечения потребности близлежащих потребителей в электрической и тепловой энергии.

Опыт проектирования, строительства и эксплуатации ПС в отечественной и зарубежной практике работы энергосистем в условиях конкурентного рынка, появление новых образцов электротехнического оборудования и материалов позволили сформировать общие технические требования к ПС нового поколения.

ПС нового поколения характеризуются значительным уменьшением объема эксплуатационного и ремонтного обслуживания с переходом в перспективе к работе без постоянного обслуживающего персонала, планированию и проведению ремонтов по фактическому состоянию оборудования.