100 вопросов и ответов по ветроэнергетике

Выдержки из брошюры «Ветроэнергетика. Вымыслы и факты. Ответы на 100 вопросов».
Полную версию брошюры можно скачать по следующей ссылке:Скачать брошюру

Авторы: П. П. БЕЗРУКИХ д. т. н., П. П. БЕЗРУКИХ (МЛАДШИЙ)

ЧТО ТАКОЕ ВЕТЕР? Основы ветроэнергетики

Ветер — циркуляционное перемещение воздушных масс, вызванное неравномерностью нагрева земной поверхности (непостоянной в течение суток, сезона и в пространстве), а также вращением земли вокруг своей оси, вызывающем так называемую кариолисовую силу инерции (от греческого karyon — орех, ядро ореха — вид земли из космоса). Это глобальные причины, вызывающие воздушные течения общей циркуляции атмосферы земли.

Однако существует множество причин местного масштаба вызывающих «местные ветры», то есть ветры свойственные определённым районам земного шара. Местные ветры возникают независимо от более мощных воздушных течений, лишь налагаясь на них или же представляют собой местные видоизменения общих течений.

По происхождению различаются следующие местные ветры, как правило, носящие свои названия:

А. Ветры, связанные с особенностями нагревания земной поверхности: бризы — в прибрежных районах морей и больших озер и водохранилищ, как разница в нагреве суши и воды; горно-долинные ветры в горах, меняющие направления дважды в сутки; ледниковые ветры, постоянно дующие вниз по склонам ледниковых долин.

Б. Ветры, связанные с течениями общей циркуляции атмосферы над горными массивами. При этом на подветренных склонах гор воздух получает нисходящую составляющую скорости и усиливается в над- ветренной части. В результате создаются местные ветра, получившие названия фёна, боры, сармы и тому подобные.

Такие ветры определяют характерные периодические изменения в погоде: потепление и падение влажности при фёне, похолодание при боре.

В. Ветры, связанные с течениями общей циркуляции атмосферы, но без нисходящей составляющей, а топографически усиленные в данном районе: афганец, урсатоевский ветер в Средней Азии, каньонный ветер в Северной Америке, косава на балканском полуострове и другие.

Г. Ветры, связанные с течениями общей циркуляции атмосферы, даже не усиленные в данном районе, но создающие в нем особый важный для хозяйственной деятельности режим погоды, приносящие потепление или похолодание, песчаную пыль или влагу: суховей в южных областях России и Украины, сирокко в Средиземноморье, хамсин в Египте, хармаштан в Западной Африке, блиццард в Северной Америке, пурга в Северной и Центральной Азии, памперо в Аргентине и другие.

Д. Многочисленные пыльные вихри, шквалы, пыльные и песчаные бури, связанные с неустойчивой стратификацией (распределение температуры воздуха по вертикали) атмосферы при сильном нагревании воздуха снизу или притоке холодного воздуха в высоких слоях.

Таким образом, ветер как явление природы сильнейшим образом влияет на жизнь и хозяйственную деятельность людей. Но оказалось возможным использовать его и для производства механической и электрической энергии.

КАКИМИ ПРИБОРАМИ ИЗМЕРЯЕТСЯ СКОРОСТЬ И НАПРАВЛЕНИЕ ВЕТРА?

В настоящее время почти повсеместно скорость ветра определяется прибором, называемым анемометром, обычно чашечного типа. Чашки вращаются вокруг вертикальной оси, на которой расположен маленький генератор, генерирующий импульсы, количество которых пропорционально скорости вращения. Эти данные пересчитываются (обычно автоматически) в скорость ветра.

Направление ветра определяется прибором типа «флюгер». Обычно оба прибора совмещаются в единую конструкцию.

ЧТО ТАКОЕ ВЕТРОУСТАНОВКА И КАК ОНА РАБОТАЕТ?

Схематично это выглядит так. Лопасти ветроколеса связаны с оголовком, к которому крепится вал, поток ветра набегает на лопасти ветроколеса и приводит их в движение. Этот вал через муфту соединяется с входным валом редуктора (мультипликаторы). Далее к выходному валу редуктора присоединяется генератор, который и вырабатывает электрическую энергию. А редуктор нужен для того, чтобы повысить скорость вращения вала до величины необходимой генератору.

Ветроустановки бывают двух типов — с горизонтальной (рис. 1) и вертикальной (рис. 2) осью вращения (ротор Дарье). Первые составляют более 98% от всех ветроустановок. Ветроустановка включает следующие основные подсистемы: ветроколесо с лопастями, превращающее энергию ветра в механическую энергию вращения вала, кабину, в которой размещены основные устройства и механизмы, в том числе главный подшипник, редуктор и генератор; башню, поддерживающую кабину и ветроколесо на определенной высоте; электрические аппараты, электродвигатели, оборудование и приборы; электрические кабели и провода; заземляющие устройства и повышающий трансформатор.

Принятое за рубежом название — «ветротурбина» является не совсем точным, поскольку в составе ветроустановки имеется генератор и много другого оборудования, кроме ветроколеса, которое и ассоциируется с понятием «турбина».

КАКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЕТРА НУЖНО ЗНАТЬ, ЧТОБЫ СООРУДИТЬ ВЕТРОУСТАНОВКУ?

Совокупность характеристик ветра с точки зрения его использования для производства механической или электрической энергии называется ветроэнергетическим кадастром.

Основными составляющими кадастра являются:

• Среднегодовая скорость ветра. Годовой и суточный ход ветра, то есть его изменения по суткам месяца и месяцам года.
• Повторяемость скоростей, типы и параметры функций распределения скоростей, то есть сколько времени в течение года держится определенная скорость ветра.
• Максимальная скорость ветра.
• Распределение ветровых периодов и периодов штилей.
• Удельная мощность и удельная энергия ветра.
• Ветроэнергетические ресурсы региона, то есть сколько энергии можно выработать с определенной площади.

ЧТО ТАКОЕ «АПВИНД» И «ДАУНВИНД» ВЕТРОУСТАНОВКИ?

Эти слова относятся к тому, как ветроустановка встречает ветер. Если она направлена лопастями (ветроколесом) к ветру, то по-английски это называется «upwind», то есть «на ветер». Если ветер сначала набегает на гондолу, а затем на ветроколесо — «downwind» то есть «под ветер». В первом случае ветроустановка должна иметь специальный привод для поворота на ветер и это ее удорожает. Во втором случае «под ветер» установка становится сама, роль привода поворота играет само ветроколесо. Но оказалось, что в этом случае ВЭУ генерирует инфразвуковые колебания отрицательно влияющие на людей и животных. Поэтому от установок «downwind» практически отказались все изготовители.

ОТ ЧЕГО ЗАВИСИТ МОЩНОСТЬ ВЕТРОУСТАНОВОК?

Мощность ВЭУ (Р_ВЭУ) зависит от скорости ветра в кубе (V³), измеряемого в м/сек, диаметра ветроколеса в квадрате (Д²), плотности воздуха (р=1, 22кг/м³), коэффициента использования энергии ветра (C_p), коэффициентов полезного действия редуктора (η_ред) и электрогенератора (η_ген) или точнее коэффициента преобразования механической энергии в электрическую.

Формула выглядит следующим образом:

МОЖНО ЛИ РЕГУЛИРОВАТЬ МОЩНОСТЬ ВЕТРОУСТАНОВОК?

Да, можно. Существуют два способа регулирования мощности.

Первый способ — поворотом лопасти относительно направления ветра, изменяя так называемый «угол атаки», то есть угол под которым ветер набегает на лопасть и от которого зависит «подъемная» сила лопасти, которая преобразуется в ее вращение. Этот способ по-английски называется «питч-регулирование» (pitch — «ставить», то есть лопасть принудительно ставится в определенное положение). Ветроустановки с поворотом лопастей можно использовать для регулирования мощности как в зависимости от скорости ветра, так и по заданию диспетчера. При этом наибольшая возможная мощность определяется скоростью ветра.

Второй способ заключается в том, что профиль лопасти выполняется различным по длине. В результате при увеличении скорости ветра на отдельных частях лопасти наступает срыв потока и ее «подъемная» сила уменьшается. Таким образом, при скорости ветра выше номинальной удается держать мощность ветроустановки равную номинальной. Способ называется «стол» (stall — «застревать», то есть часть потока ветра как бы застревает и не производит работу. В ветроустановках такого типа принудительно регулировать мощность нельзя. И это их недостаток. Но их достоинство состоит в том, что не нужен сложный механизм поворота лопастей. Тем не менее, практически во всех мощных ВЭУ используется первый способ.

ОТ ЧЕГО ЗАВИСИТ КОЭФФИЦИЕНТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ ВЕТРА? КАКОВО ЕГО НАИБОЛЬШЕЕ ЗНАЧЕНИЕ?

Коэффициент использования энергии ветра (C_p) зависит от многих конструктивных особенностей, но, в конечном счете, от профиля лопасти и от степени ее шероховатости, а также от соотношения между скоростью вращения лопастей и скоростью ветра, называемом коэффициентом быстроходности. Этот коэффициент определяет, в конечном счете, экономичность ветроустановки.

Независимо друг от друга зарубежный ученый А. Бетц и наш Н.Е. Жуковский в начале 20 века определили максимальное значение коэффициента C_p равное 0,593, то есть даже идеальная ветроустановка должна пропускать мимо себя примерно 40% энергии набегающего потока.

В КАКОМ ДИАПАЗОНЕ СКОРОСТЕЙ ВЕТРА РАБОТАЕТ ВЕТРОУСТАНОВКА?

Ветроустановку характеризуют следующие параметры ветра:

• стартовая скорость ветра, обычно в диапазоне от 2,5 до 4, 0 м/с, при которой ВЭУ начинает вращение;
• номинальная скорость ветра, обычно от 10 до 14 м/с, при которой мощность ветроустановки достигает номинального значения;
• максимальная скорость ветра, при которой ветроустановка отключается от сети и останавливается, обычно в диапазоне 20-25 м/с. Существует еще так называемая «буревая скорость ветра». Это скорость, при которой остановленная ветроустановка не должна разрушаться (обычно от 60 до 80 м/с).

ПОЧЕМУ ПРИ СКОРОСТИ ВЕТРА БОЛЕЕ 25 М/С ВЕТРОУСТАНОВКА ОСТАНАВЛИВАЕТСЯ?

Ветроустановка рассчитывается на определенную мощность, например 1 МВт. При скорости 12-13 м/с мощность генератора достигает номинального значения 1 МВт и в диапазоне 13-25 м/с остается постоянной, то есть уже значительная мощность ветропотока не используется, так как нельзя перегружать генератор выше его номинальной мощности.

Дальнейшее увеличение рабочего диапазона нецелесообразно, т. к. скорости ветра более 25 м/с маловероятны, а давление ветра на ветроколесо при его вращении пропорционально площади ометаемой поверхности. Эта сила давления пытается опрокинуть ВЭУ и приходится усиливать фундамент и его крепление к башне. Тогда как при остановленном ветряке площадь, на которую давит ветер, равна сумме площадей лопастей. Эта сумма в десятки раз меньше площади ометаемой поверхности (площади круга). Поэтому остановленные ВЭУ спокойно переносят штормовые ветры.

ЧТО ТАКОЕ КОЭФФИЦИЕНТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ УСТАНОВЛЕННОЙ МОЩНОСТИ (КИУМ)? ГОВОРЯТ, ОН ОЧЕНЬ МАЛ У ВЕТРОУСТАНОВОК.

Коэффициент использования установленной мощности (К_иум) есть отношение фактически выработанной электроэнергии в течение года, к энергии в предположении, что установка работает на полную мощность в течение года. Другими словами это отношение действительной выработки электроэнергии к максимально возможной, т. е. максимальное значение коэффициента равно единице или 100%. Но в жизни и для традиционных электростанций он колеблется от 0, 4 до 0, 8.

Наибольший К_иум у атомных и геотермальных электростанций (0,7 0,8), наименьший у гидроэлектростанций, поскольку на них возлагается снятие пиков нагрузки. А эти пики длятся всего 4-5 часов в сутки.

Средний К_иум всех электростанций России в 2009 году составил 0,5. А средний К_иум для дизельных электростанций в России — 0,18. Такое низкое использование установленной мощности дизельных электростанций объясняется двумя обстоятельствами. Первое — дизельные электростанции, как правило, работают в автономной энергосистеме, в таких системах нагрузка ночью падает почти до нуля, а вечером имеет максимум. Вот и приходится мощность дизеля выбирать по максимуму нагрузки, поэтому остальное время дизель-генератор работает с недогрузкой. Второе — дизель-генератор в автономных энергосистемах должен иметь резерв, на случай выхода из строя основного дизель-генератора. Вот и простаивает резервный дизель-генератор большую часть календарного времени, а К_иум считается на всю установленную мощность, поэтому у дизельных электростанций он чрезвычайно низок.

Что касается ветростанций, то их К_иум в Европе в среднем составляет 0,2-0,3. Но зависит он в основном от ветровых условий. Есть примеры ВЭС, где он равняется 0,4 и выше.

ЕСЛИ КОЭФФИЦИЕНТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ УСТАНОВЛЕННОЙ МОЩНОСТИ РАВЕН 0,25, ЗНАЧИТ ЛИ ЭТО, ЧТО ВЕТРОУСТАНОВКА ВРАЩАЕТСЯ ЛИШЬ ЧЕТВЕРТУЮ ЧАСТЬ ГОДА?

Нет, конечно. Ветроустановка большую часть времени работает с мощностью, меньшей номинальной. А время, когда она вращается, составляет 70-90% времени года.

ЧТО ТАКОЕ КОЭФФИЦИЕНТ ГОТОВНОСТИ ВЕТРОУСТАНОВКИ?

Коэффициент готовности или «готовность» отражает надежность ветроустановки и любой энергетической установки. Он отражает в процентах время, в течение которого ветроустановка готова вступить в работу за календарный отрезок времени. То есть исключается время, необходимое на обслуживание и ремонт. Для ветроустановок коэффициент готовности составляет 98% и выше. Это самый высокий коэффициент среди генерирующих источников.

ЧТО ТАКОЕ «КЛАССЫ МЕСТНОСТИ» В ВЕТРОЭНЕРГЕТИКЕ?

По величине энергии проходящей на один кв. метр ометаемой поверхности существует подразделение местности на семь классов. Фактически это подразделение местности по среднегодовой скорости ветра на высоте 50 м над поверхностью. Названия классов и их характеристика приводятся в таблице 2.

Таблица 2. Характеристика классов местности по ветроэнергетике

Номер класса	Характеристика класса	Удельная мощность, Вт/м2 на высоте 50 м	Среднегодовая скорость, м/с на высоте 50 м
1	Poor (бедный)	0-200	0,0-5,6
2	Marginal (малорентабельный)	200-300	5,6-6,4
3	Fair (средний)	300-400	6,4-7,0
4	Good (хороший)	400-500	7,0-7,5
5	Excellent (отличный)	500-600	7,5-8,0
6	Outstanding (выдающийся)	600-800	8,0-8,8
7	Superb (великолепный)	> 800	> 8,8

 

Эти данные являются ориентиром для выбора площадки сооружения ВЭС большой мощности. Для ВЭУ малых мощностей это не является решающим фактором.

Ометаемая поверхность — это площадь, которую очерчивают лопости ветроустановки при вращении. Для горизонтально-осевых ВЭУ — это площадь круга с диаметром (Д), для вертикально-осевых ВЭУ — это площадь прямоугольника со сторонами Н — высота ветроко- леса, и Д — диаметр ветроколеса.

ЧТО ТАКОЕ СРОК ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ОКУПАЕМОСТИ?

Срок энергетической окупаемости ветроустановки (или любой другой электростанции) — это термин, обозначающий за какое время ветроустановка (или электростанция другого типа) выработает количество энергии, равное количеству, затраченному на её производство, монтаж (строительство), обслуживание и утилизацию. По оценкам Британской и Американской ветроэнергетических ассоциаций этот срок для ВЭУ составляет от трёх до восьми месяцев (в зависимости от среднегодовой скорости ветра) — это один из самых коротких сроков всех видов электроустановок тогда как для угольных и атомных электростанций он составляет шесть и более месяцев.

Другая оценка этого явления — «коэффициент энергетической эффективности» — это отношение энергии выработанной ветроустановкой (или любой электростанцией) за срок службы к энергии, затраченной на производство установки, строительство, обслуживание и утилизацию ветроустановки (или любой другой электростанции).

По исследованиям университетов США, коэффициент энергетической эффективности ветростанций Среднего Запада Америки составил от 17 до 39 (в зависимости от среднегодовой скорости ветра. В то время как для атомных электростанций он оказался равным — 16, а для угольных — 11.

ЕСЛИ ВЕТРОСТАНЦИЯ НЕ МОЖЕТ ВЫДАТЬ УСТАНОВЛЕННУЮ НА НЕЙ МОЩНОСТЬ В ЛЮБОЕ ВРЕМЯ, ЗНАЧИТ, ЕЕ НАДО РЕЗЕРВИРОВАТЬ НА 100%. ТОГДА ЗАЧЕМ ЖЕ ЕЕ СТРОИТЬ?

Это самое распространенное заблуждение, живущее среди энергетиков, которые не имели дело с ветростанциями. Во-первых, при любой ситуации ветростанции сокращают выработку на органическом топливе, т. е. его экономят. А, во-вторых, сеть общего пользования проектируется таким образом, что нет необходимости резервировать каждый мегаватт ветровой энергии мегаваттом от ископаемого топлива или от передаваемой мощности.

В электрической сети генерирующая мощность всегда больше, чем потребляемая, поскольку ни одна станция не имеет 100% надежности и нагрузка в сети не постоянна. В сложной энергосистеме предусмотрено резервировать многие толчки нагрузки, от внезапного отключения генерирующей мощности до включения энергоемкого оборудования в промышленном секторе. Автоматические устройства и операторы сети выравнивают генерирующую и потребляемую мощность и изменяющаяся мощность от ветростанций просто еще одно изменение среди многих. В США по данной проблеме проведено много исследований, Вот как звучит вывод Utility Wind Interest Group (организация включающая 55 электрических компаний США, имеющих в своих энергосистемах ветростанции).

«Устаревшее и непрофессиональное мнение, одно из главных беспокойств, часто выражаемое в энергетике состоит в том, что ветростанции будут нуждаться в резервировании или передаваемой мощности в равном объеме. Сейчас ясно, что как раз при умеренной доле ветроэнергетики, необходимость иметь дополнительную генерирующую мощность для компенсации нестабильности ветростанции, значительно меньше, чем один к одному и часто близка к нулю».

Одно из авторитетнейших исследований проведенное в 2004 году для департамента коммерции штата Миннесота, подтвердило, что дополнительное включение ВЭС мощностью 1500 МВт в энергосистему наибольшего объединения Xeel Energy в штате Миннесота США, будет нуждаться в дополнительном вводе мощности всего лишь 8 МВт на традиционном топливе, для того, чтобы погасить дополнительные вариации мощности.

Многие источники генерации, имеющие высокую надежность, допускают неожиданный перерыв в энергоснабжении: например, атомные и угольные станции отключаются для непредвиденного внепланового ремонта или технологического обслуживания и очень часто с коротким промежутком времени между уведомлением и отключением. При этом никто не ставит вопрос о резервировании отключения этих станций от других станций равной мощности. Реальность состоит в том, что ветроэнергия естественно изменяемая, но не ненадежна.

Ветростанция сооружается в местах интенсивных ветров и модель сезонной и дневной выработки электроэнергии можно предвидеть с приемлемой точностью.

Дания и многие региональные энергосистемы в других странах Европы работают с 10-15% и более ветровой энергии от общей мощности, без дополнительных проблем надежности или необходимости сооружения резервных электростанций. В отличие от электростанций на органическом топливе, ветроустановки не нуждаются в отключении всех ветротурбин для обслуживания и ремонта одной из них. Одна турбина может находится в ремонте, когда другие работают.

КАКОВ СРОК СЛУЖБЫ ВЕТРОУСТАНОВКИ?

Ветроустановки рассчитываются на срок службы 20-25 лет. В течение этого срока из основных механизмов возможна замена лопастей. Во всяком случае, этот вопрос (что подлежит замене в течение этого срока) должен оговариваться при заказе ВЭУ. За срок службы ВЭУ непрерывно вращается около 120 тыс. часов, в отличие от двигателя автомобиля, длительность непрерывной работы которого составляет 4-6 тыс. часов.

КАК ЧАСТО НЕОБХОДИМО ПРОВОДИТЬ ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ ВЕТРОУСТАНОВОК?

Как правило, проверки отдельных систем ветроустановки предупредительного характера проводятся два — три раза в год. Особенно это касается смазки редуктора и механизма поворота башни. По мере увеличения времени эксплуатации добавляется необходимость замены отдельных комплектующих. Все операции по обслуживанию указываются изготовителем в инструкции по эксплуатации.

ЧТО МОЖЕТ ДАТЬ ЭНЕРГИЯ ВЕТРА ДОМОХОЗЯЙСТВУ?

Сельскому жителю: фермеру, пастуху, оленеводу, рыбаку, дачнику небольшие ветроустановки мощностью от 50 Вт до 5 кВт, совместно с аккумуляторной батареей и инвертором (устройство, преобразующее постоянный ток в переменный) может дать свет в дом, возможность смотреть телевизор, слушать радио, поднимать воду из глубины до 40 метров, выполнять роль пастуха в загонах и пользоваться многими электроинструментами небольшой мощности. Кстати, ветроустановки малой мощности могут эффективно использоваться в местах с небольшой среднегодовой скоростью, так что география их возможного применения гораздо шире в несколько раз, чем мощные ВЭС.

КАКОВА МОЩНОСТЬ ВЕТРОУСТАНОВКИ, КОТОРУЮ МОЖНО ИСПОЛЬЗОВАТЬ ДОМОВЛАДЕЛЬЦУ ИЛИ ФЕРМЕРУ?

Для дома и фермы обычно достаточно одной ветроустановки мощностью от 1 до 25 кВт, в зависимости от потребляемой мощности и наличия ветровых ресурсов. Естественно можно использовать несколько ветроустановок, например две по 5 кВт, или две по 10 кВт.

Для электрификации деревни можно использовать несколько ВЭУ общей мощностью до 100-200 кВт.

СКОЛЬКО ЗЕМЛИ НЕОБХОДИМО ДЛЯ РАЗМЕЩЕНИЯ МАЛОЙ ВЕТРОУСТАНОВКИ?

Ветроустановка размещается на башне, которая представляет собой трубу диаметром два-три дюйма. Под трубу делается небольшой бетонный фундамент размером порядка 1, 0 х 1, 0 х 0, 3 м. Для придания устойчивости труба снабжается растяжками в один или два яруса в зависимости от высоты мачты. Под растяжки желательно закапывать в землю небольшие бетонные кубики размером 0, 5 х 0, 5 х 0, 2 м. Растяжек 4 или 8. Так что непосредственно ВЭУ занимает площадь 2-4 м² плюс тропинка к ней. Разумеется, землю между растяжками можно использовать под огород.

КАК БЛИЗКО МОЖНО РАСПОЛАГАТЬ МАЛУЮ ВЕТРОСТАНЦИЮ К ЖИЛОМУ ПОМЕЩЕНИЮ?

Ветроустановки с горизонтальной осью вращения достаточно шумные устройства, правда, очень многое зависти от конкретного производителя. К сожалению многие из них не доводят ВЭУ должным образом до минимального производства шума. Поэтому эти ВЭУ надо располагать на таком расстоянии, на котором шум в ночные часы не будет слышен за закрытыми дверями и окнами у Вас и у соседа.

Если же говорить по науке, то шум от ВЭУ не должен превышать санитарных норм, так называемые, САНПИН. Это примерно 40-50 децибел.

МОЖНО ЛИ РАСПОЛАГАТЬ ВЕТРОУСТАНОВКУ НА КРЫШЕ ДОМА ИЛИ ПОДСОБНОГО СТРОЕНИЯ?

Как сказано в начале брошюры, малые ветроустановки также бывают двух типов: с горизонтальной и вертикальной осью вращения. ВЭУ с горизонтальной осью вращения располагать на крыше нельзя из-за вибрации, которая будет передаваться зданию и, в конечном счете, может привести его к разрушению.

ВЭУ с вертикальной осью вращения, хотя и менее эффективны, но их вибрация близка к нулю и их можно располагать на крышах зданий и сооружений.

КАКОВА СТОИМОСТЬ МАЛЫХ ВЕТРОУСТАНОВОК ПО СРАВНЕНИЮ С ДРУГИМИ ВОЗМОЖНОСТЯМИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ УДАЛЕННОГО ОТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ ОБЩЕГО ПОЛЬЗОВАНИЯ ДОМА ИЛИ ХОЗЯЙСТВА?

Это, безусловно, главный вопрос. Но в этом вопросе имеется много нюансов, которые трудно понять непосвященному человеку, а продавцы далеко не всегда бывают откровенными.

Итак, имеем ориентир: средняя удельная стоимость малых ВЭУ составляет 2000-2500 долл. США/кВт.

Но есть ряд нюансов. Прежде всего, нужно знать, что входит в комплектацию ВЭУ.

Если ветроустановка предназначена для зарядки аккумуляторных батарей, то в её комплектацию входит собственно ВЭУ и зарядное устройство, и в указанную выше цену входят эти устройства, но батарея не входит. Если ВЭУ предназначена для гарантированного энергоснабжения, то в её комплектацию должна входить аккумуляторная батарея и инверторы, которые могут существенно увеличить названную выше удельную стоимость.

В общем же случае необходимо экономически сравнивать варианты энергоснабжения на базе различных источников, включая прокладку линий. При этом фотоэлектрические станции с удельной стоимостью 3-4 тыс. долл. США за кВт могут оказаться самым дорогим решением. Следует иметь в виду, что стоимость ФЭС за последнее время существенно снизилась.

Перспективным решением является гибридные ветродизельные системы. Так при проектировании электроснабжения северных поселков нами были рассмотрены варианты энергоснабжения от дизельной станции 500 кВт и ветродизельной станции с одним дизель-генератором мощностью 200 кВт и четырех ВЭУ мощностью 100 кВт при среднегодовой скорости ветра 6, 7 м/с.

Стоимость ветродизельной станции составила 378000 долл. США, а дизельной 125000 долл. США. Однако экономия топлива дала 90000 долл. США в год, то есть простой срок окупаемости составил менее трех лет.

Таким образом, решающим фактором для применения ветродизельных систем является стоимость топлива и возможность его своевременной и бесперебойной доставки.

НЕ ЯВЛЯЮТСЯ ЛИ МАЛЫЕ ВЕТРОУСТАНОВКИ СЛИШКОМ СЛОЖНЫМИ ДЛЯ СЕЛЬСКОГО ЖИТЕЛЯ?

Нет, не являются. К деталям, изготовляемым по высокой технологии, относятся лопасти, зарядное устройство и инвертор. И чем меньше о них будет знать пользователь, тем лучше. Остальные устройства ВЭУ достаточно простые, во всяком случае не сложнее любого двигателя внутреннего сгорания. Обычно малые ВЭУ должны работать первые 3-5 лет без какого-либо обслуживания. Изготовители должны составлять для потребителей инструкцию пользователя, а по возможности обучать пользователя устранять простейшие неисправности. Хотелось бы предостеречь пользователей от одной распространенной ошибки. В комплекте с аккумуляторной батареей дается зарядно-разрядное устройство, которое в частности контролирует степень разряда батареи и не допускает, чтобы аккумулятор разряжался более чем на 50%. Однако «умельцы» часто отключают автоматику и заставляют аккумуляторные батареи разряжаться ниже этого предела тем самым аккумуляторы приходят в негодность, а «умельцы» пытаются свалить свою вину на изготовителей.

Продолжение…

Эта статья прочитана 14902 раз(а)!

Продолжить чтение