Источник: Flickr
Ветроэнергетика — это один из самых экологически чистых способов производства энергии. Суть ее работы проста и заключается в преобразовании энергии ветра в электричество. Сегодня около 75 стан мира стараются повсеместно развивать этот вид альтернативной энергетики. Если сравнивать с другими возобновляемыми источниками (солнце и вода), то ветрогенерация безусловно лидирует и по объему введённых мощностей, и по инвестициям.
Ветроэнергетика сейчас проигрывает ТЕС, АЭС и СЕС только по высокой стоимости капиталовложений, однако расходы на ее эксплуатацию и ремонт значительно ниже других. Если подсчитать все расходы ТЕС и АЭС с учетом скрытых, которые, как правило, не включают в цену электроэнергии, например, затраты, связанные с загрязнением окружающей среды, то ветроэлектростанции (ВЭС) безусловно выигрывают.
Еще одна проблема, которая пугает энергетические компании – это непостоянность ветра в тех регионах, которые действительно нуждаются в ветрогенерации. Так есть ли будущее у этого альтернативного источника и каким оно будет? Обо всем по порядку в материале Валерии Кузнецовой.
Энергию ветра люди использовали с давних пор. Первое документальное свидетельство об изобретении ветряка для помола зерна принадлежит греческому ученому Герону Александрийскому, жившему в I век н. э. А вот идея использовать ветер для выработки электричества появилась только в 19 веке. За основу как раз и взяли аэродинамический механизм, за счет которого производится работа обычной ветряной мельницы. Сегодня работа ветроэлектростанции – это уже сложнейший технический процесс двойного преобразования энергии. Сначала ветер преобразуется в движение, а потом движение преобразуется в электричество.
Современный ветряк с горизонтальной осью представляет собой стальную башню высотой от 70 до 125 м. На вершине установлены генератор с ротором, имеющим специальные лопасти. Поток ветра приводит лопасти турбины ветряка в движение, которые поворачивают ось, соединяющуюся с ротором генератора. Внутри генератора происходит превращение энергии вращения в переменный ток. Однако такой ток хранить в батареях для накопления энергии нельзя, поэтому далее специальная электронная цепь внутри турбины прообразовывает его в постоянный.
Чтобы максимально использовать силу ветра, ученые разработали различные формы лопастей — поверхность одной закруглена, а поверхность другой – плоская. Это позволяет увеличить скорость ветра и направить поток воздуха на другую лопасть.
При сильном ветре турбина может сломаться, поэтому она снабжена тормозной системой, которая при необходимости может замедлить или остановить работу ветряка.
Задача у всех видов ветрогенераторов одна – преобразование энергии ветра в электричество. Но выполнять эту задачу можно разными способами.
Существуют ветряки с горизонтальной и вертикальной осью. Работу первого типа, который, кстати, является самым распространённым, мы разобрали выше. Такие ветрогенераторы имеют много минусов: создают много шума, ультразвук, вибрацию, мелкие животные покидают территории близ установок.
Но наука на месте не стоит. Ученые активно взялись за разработку механизмов ветряков с вертикальной осью. Их основная особенность заключается в том, что у таких ВЭС нет необходимости ориентироваться на ветер. А их главный недостаток – небольшая мощность, которую эффективно использовать только для обеспечения частных хозяйств.
Вот 5 самых распространенных вертикальных ВЭС, которые используются частниками по всему миру. (под каждым пунктом фотография)
Самое перспективное направление ВЭС – это аэростаты. У летающих генераторов полно преимуществ: они экологичны, практичны и экономичны. Воздушные агрегаты, чаще всего похожие на кайты или шары. Они безопасны для птиц, не создают помех радиоволнам, не издают громких звуков и могут работать в любую погоду. Исследователи сегодня активно разрабатывают эту air-технологию, которая непременно займет свою нишу на энергетическом рынке будущего.
На конец 2018 года, по данным Российской ассоциации ветроиндустрии, установленная ВЭС в России достигла 140 МВт. Большая часть мощностей сосредоточена в Крыму – 85 МВт, на втором месте Ульяновская область – 35 МВт, затем идут Калининградская область (5,1 МВт) и зоны децентрализованного энергоснабжения.
Будущее ветроэнергетики в России до 2024 года уже определено: Министерством энергетики был проведен конкурс и были разыграны почти все будущие ВЭС. Ставропольская область планирует выйти на мощности ветроустановок в 1,2 гигаватта. «В стране развитие ветроэнергетики нацелено на три гигаватта — почти половину из них мы хотим разместить у себя», — заявил губернатор края Владимир Владимиров в апреле 2019 года.
К слову, на рынке ветряков уже образовалась конкурентная борьба между тремя консорциумами с участием иностранных партнеров. Все они пытаются снизить минимальную стоимость установленной мощности. Эксперты индустрии отмечают значительное снижение конечных цен – до 7 рублей за кВт.ч, на электроэнергию сразу после того, как все ВЭС окупятся. Однако это все равно больше, чем тарифы на электроэнергию в Москве и Московской области – с учетом сетевого компонента потребители за 1 кВт.ч платят 4-6 рублей. Маловероятно, что в России ветровая энергетика сможет стать рентабельной в масштабах страны, так как потенциал снижения кап. затрат на ветроэнергетику уже ограничен.
На данный момент, ветровая энергетика уже дешевле традиционной газовой генерации только в тех странах, где газ дорогой. Лидерами по ВЭС сегодня считаются Китай, США, ФРГ, Индия и др. В целом, по всему миру установленная мощность ветрогенераторов составляет 539 ГВт. В Европе за 2018 год мощности составили 189 ГВт, которые смогли произвести 14% от всей электроэнергии. Это на 2 процента больше, чем в 2017 году.
Если возвращаться к России, то запасы ресурсов ВЭС настолько велики, что их можно приравнять ко всей электроэнергии, производимой в год. Простая математика: энергию ветра рентабельно использовать там, где среднегодовая скорость ветра свыше 3 м/с. А это значит, что к зонам ветровой активности относятся острова Северного ледовитого океана от Кольского полуострова до Камчатки, районы нижней и средней Волги и Каспийского моря, побережье Охотского, Баренцева, Балтийского и Азовского морей. Это как раз те зоны, где сосредоточены нефтегазовые месторождения, а значит – инфраструктура уже развита на достаточном уровне.
Как и другие возобновляемые источники энергии, ветрогенераторы менее вредны для окружающей среды, чем традиционные (газ, нефть), так как не имеют выбросов углекислого газа. Однако во многих странах правительство отказывается поддерживать ветроэнергетику из-за сильного шума, повышенной смертности птиц, бьющихся о лопасти ветряков.
Строительство ВЭС неподалёку от жилых районов делает жить людей невыносимой. Дело в том, что ветряки отбрасывают постоянно мелькающие тени. Как правило, цены на жилье в таких районах падают вдвое. В Германии сегодня широко распространено движение активистов, выступающих против ветрогенераторов – просят законодателей ограничить строительство ВЭУ рядом с жилыми кварталами.
Решение проблемы существует и правительство некоторых стран уже взялось за его реализацию. В странах северной Европы идет активный перенос ветряков на шельфы или в море. Конечно, строительство офшорных ветряных электростанций обходится намного дороже, чем обычных наземных, поэтому компании стремятся получить всевозможные льготы от правительств. Сегодня лидерами офшорных ВЭС являются Германия, Дания и Исландия.
Валерия Кузнецова
Тарифы на услуги "Транснефти" по транспортировке нефти по системе магистральных трубопроводов с 1 января 2027…
Казахстан в 2026 году не добыл порядка 6 млн т нефти из-за аварии на месторождении…
Федеральный бюджет по итогам 2026 года может получить дополнительно ненефтегазовые доходы на сумму порядка 1…
АО "КазТрансОйл" (КТО) за девять месяцев 2026 года осуществило перевалку в систему Каспийского трубопроводного консорциума…