Нетрадиционные источники энергии при энергоснабжении автономных потребителей
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
зываемой ортогональной конструкции, то есть с вертикальным расположением оси вращения. Считается, что они имеют преимущество в виде очень малой скорости ветра, необходимой для начала работы ветрогенератора. Главная проблема таких генераторов - механизм торможения. В силу этой и некоторых других технических проблем ортогональные ветроагрегаты не получили практического распространения в ветроэнергетике.
Наиболее перспективными местами для производства энергии из ветра считаются прибрежные зоны. В море, на расстоянии 10-12 км от берега (иногда и дальше), строятся офшорные ветряные электростанции. Башни ветрогенераторов устанавливают на фундаменты из свай, забитых на глубину до 30 метров. Могут использоваться и другие типы подводных фундаментов, а также плавающие основания. Первый прототип плавающей ветряной турбины построен компанией H Technologies BV в декабре 2007 года. Ветрогенератор мощностью 80 кВт установлен на плавающей платформе в 10,6 морских милях от берега Южной Италии на участке моря глубиной 108 метров.
1.1 Использование энергии ветра
Ветроэнергетика является бурно развивающейся отраслью. В 2008 году суммарные мощности ветряной энергетики выросли во всём мире до 120 ГВт. Ветряные электростанции всего мира в 2007 году произвели около 200 млрд кВтч, что составляет примерно 1,3% мирового потребления электроэнергии. Во всём мире в 2008 году в индустрии ветроэнергетики были заняты более 400 тысяч человек. В 2008 году мировой рынок оборудования для ветроэнергетики вырос до 36,5 миллиардов евро, или около 46,8 миллиардов американских долларов.
В 2007 году в Европе было сконцентрировано 61% установленных ветряных электростанций, в Северной Америке 20%, в Азии 17%.
Данные по установленным мощностям ветроустановок в некоторых странах мира приведены в таблице 1, а значения суммарных мощностей установленных ветроустновок в мире приведены в таблице 2.
Некоторые данные по зарубежным странам:
Страны Евросоюза в 2005 году вырабатывали из энергии ветра около 3% потребляемой электроэнергии. В Дании 20% электроэнергии вырабатывается за счет ветра. В Германии установлено самое большое количество ветряных генераторов. Португалия и Испания в некоторые дни 2007 года из энергии ветра вырабатывали около 20% электроэнергии.
Таблица 1
Суммарные установленные мощности ветроустановок, МВт, по странам мира 2005-2007 г. (Данные Европейской ассоциации ветроэнергетики (EWEA))
Страна2005 г., МВт2006 г., МВт2007 г., МВт2008 г., МВтГермания18428206222224723903Испания10028116151514516754США9149116031681825170Китай12602405605012210Украина77,3868989Россия1415,516,516,5
Таблица 2
Суммарные установленные мощности ветроустановок, МВт, и прогноз Всемирной ассоциации ветроэнергетики (WWEA) до 2010 г.
19992000200120022003200420052006200720082009 прогноз2010 прогноз136961803924320311643929047686590047390493849120791140000170000
марта 2008 года в Испании из энергии ветра было выработано 40,8% всей электроэнергии страны [14]. В 2007 году в США из энергии ветра было выработано 48 млрд. кВт*ч электроэнергии, что составляет более 1% электроэнергии, произведенной в США за 2007 год. В США ветрогенераторами вырабатывается самое большое количество энергии.
Техасский миллиардер Пикенс намерен построить в Западном Техасе самую большую ветряную электростанцию. Этот проект является частью так называемого плана Пикенса по вложению 1 млрд. долларов в создание ветряного коридора от Дакоты до Техаса.
Только за последний год в Китае количество электроэнергии, вырабатываемой ветром, удвоилось.
1.2 Ветроэнергетика в России
На сегодняшний день Россия отстает от других стран как по установленным ветроэнергетическим мощностям, так и по темпам роста отрасли. На конец 2008 года в России было 16,5 МВт ВЭС. Внедрение новых ветроэнергетических мощностей происходит в России достаточно медленными темпами (в 2005 году - 14; 2006 - 15,5; в 2007 году - 16,5 МВт в 2008 году новые мощности не вводились). В среднем темпы прироста составляют 8% в год (в Китае он составляет ~60%, США ~ 30%, Испании ~ 20%).
Технический потенциал ветровой энергии России оценивается свыше 50 000 миллиардов кВтч/год. Экономический потенциал составляет примерно 260 млрд кВтч/год, то есть около 30% производства электроэнергии всеми электростанциями России.[13]
Одна из самых больших ветроэлектростанций России (5,1 МВт) расположена в районе поселка Куликово Зеленоградского района Калининградской области. Её среднегодовая выработка составляет около 6 млн кВтч.[13]
На Чукотке действует Анадырская ВЭС мощностью 2,5 МВт (10 ветроагрегатов по 250 кВт) среднегодовой выработкой более 3 млн кВтч, параллельно станции установлен ДВС, вырабатывающий 30% энергии установки.
Также крупные ветроэлектростанции расположены у деревни Тюпкильды Туймазинского района республики Башкортостан (2,2 МВт).[13]
В Калмыкии в 20 км от Элисты размещена площадка Калмыцкой ВЭС планировавшейся мощностью в 22 МВт и годовой выработкой 53 млн кВтч, на 2006 год на площадке установлена одна установка Радуга мощностью 1 МВт и выработкой от 3 до 5 млн кВтч.
В республике Коми вблизи Воркуты строится Заполярная ВДЭС мощностью 3 МВт. На 2006 действуют 6 установок по 250 кВт общей мощностью 1,5 МВт.
На острове Беринга Командорских островов действует ВЭС мощностью 1,2 МВт.
В 1996 году в Цимлянском районе Ростовской области установлена Маркинская ВЭС мощностью 0,3 МВт.
В Мурманске действует установка мощностью 0,2 МВт.
Существуют проекты на разных стадиях проработки Ленинградской ВЭС 75 МВт Ленинградская область, Ейс