Вітрові електростанції: Неприпустима назва — Вікіпедія

Вітрогенератори, вітрові електростанції та вітряки. Купити, опис та технічні характеристики. Доставка Тернопіль, Львів, Харків, Київ, Дніпропетровськ, Хмельницьк, Івано-франківськ

Вітрові  електростанції (ВЕС) — комплекси сучасного обладнання , що складаються  з вітрогенератора потужністю від 100 Ват до 10 мВат, контролера заряду, комплекту акумуляторних батарей та інвертора напруги. ВЕС призначені для перетворення чистої природної енергії вітру в електрику, що широко використовується в повсякденному житті.

Вітрогенератори бувають з горизонтальною або вертикальною віссю. Сучасний вітровий електрогенератор з горизонтальною віссю більш розповсюджений, має більший КПД (майже в 3 рази), легкий в регулюванні і здійсненні штормового захисту та має більш низьку вартість. Одночасно вітрогенератор малої потужності до 1 кВт  з вертикальною віссю має перевагу в роботі від слабких вітрів усіх напрямків, легкий в конструюванні і майже не створює шум. Такий вітрогенератор незважаючи на набагато більшу вартість знайшов деяке застосування. Але в основному використовуються вітрогенератори з горизонтальною віссю, що виробляють 95% вітрової електроенергії.

 

Вітрові електрогенератори найбільш вигідно використовувати в місцях, де неможливо провести загальну електромережу, або підключення є дуже витратним, а  також — у місцях з частими відключеннями електрики. Також потрібно врахувати середньорічну швидкість вітру та встановлювати там де цей показник перевищує 3 м/с.

Високий вітроенергетичний потенціал мають Українські карпати, Кримські гори, узбережжя Чорного, Азовського морів та Донецька височина. Також сильними середньорічними вітрами відзначаються височини південно-західної України та Придніпровська височина. Найбільш притадними місцями для встановлення вітрогенераторів є ділянки біля водойм (ставків, озер, річок) або височини які здіймаються над основним рельєфом. Такі ділянки є по всій території України, але потрібно враховувати, що вітер це не стабільна величина і відрізняється на протязі року та залежить від погодних умов і пори року.

Дані наведені на карті є лише для ознайомлення і не варто по них робити розрахунки або висновки про доцільність встановлення Вітрогенератора. Кожен регіон має свою специфіку і тому для остаточних результатів краще звернутись до спеціалістів і провести дослідження.

  Вітрогенератори з горизонтальною віссю

У нас ви можете замовити ряд послуг для проведення досліджень про можливість і рентабельність встановленння вітрової електростанції у вашому регіоні.

  Приклади готових систем

Вітрогенератори і обладнання для вітрових електростанцій

Вітрогенератор – це пристрій, котрий дозволяє отримувати електричний струм від кінетичної енергії вітру.

Принцип дії вітрогенератора такий: пориви вітру, котрі проходять крізь лопаті та ротор вітрової станції, змушують їх обертатись. Таким чином, обертання ротора і лопатей призводять до руху головний вал, котрий в свою чергу активовує редуктор, обертання якого призводить до роботи електричного генератора.  В результаті чого, кінетична енергія вітру спочатку перетворюється у механічну енергію на роторі, а вже потім, завдяки електричному генератору – в електричну.

Будова вітрогенератора має такий вигляд:

Існує 2 типи вітрогенераторів, котрі відрізняються між собою будовою ротора (рухомої частини конструкції):

1.      З горизонтальною віссю

2.      З вертикальною віссю

При встановленні вітрогенератора варто розуміти і те, не тільки швидкість потоку вітру є єдиним показником потужності. Чим більшими є розміри турбіни вітрогенератора, тим більшою є його потужність. Тобто, якщо турбіна вітряної електростанції є великою, їй щоб виробити електроенергію певної потужності необхідний менший потік вітру, ніж електростанції з меншою турбіною.

Зазвичай, високі показники вітрових електростанцій досягаються в ті дні, коли сонячні станції є не дуже ефективними, адже вітер зазвичай є характерним для хмарної прохолодної погоди, яка не дозволяє сонячній електростанції мати високу генерацію електроенергії. Крім того, перевагою вітрових електростанцій над сонячними є те, що вони можуть працювати вночі і взимку, коли є вітряна погода.

Щодо встановлення вітрових електростанцій, то їхня схема роботи є майже аналогічною сонячній. Вони можуть встановлюватись як для автономного забезпечення себе електроенергією, так і підключатися до мережі.

Енергія, вироблена від вітрогенератора, є екологічно чистою і може продаватися по законодавчо закріпленому в Україні, «зеленому тарифу» по ціні 10,2 Євроцентів за кВт.

Приклад роботи автономної вітрової електростанції можна побачити нижче:

Крім того, вітрогенератор може успішно працювати із сонячними панелями. Для цього необхідно встановити спеціальний гібридний контролер, котрий розприділятиме електричний струм одночасно від сонячних фотомодулів та вітрової станції.  

Позитивні та негативні аспекти використання вітроенергетики

Людство з давнини використовувало енергією вітру. Десь з п’ятого тисячоліття до нашої ери на човнах використовувались вітрила. Вітряні млини для переробки зерна винайдені ще у середньовіччі. Вважається, що перші вітряки були збудовані в Сістані, десь між сучасним Іраном та Афганістаном, між дев’ятим та сьомим сторіччями до нашої ери. Вони мали вертикальну вісь, від шести до дванадцяти крил з полотна або очерету та використовувались як млини та помпи для води. Млини такого типу були поширені в ісламському світі і в XIII столітті принесені в Європу хрестоносцями .

У XVI столітті в містах Європи починають будувати водонасосні станції з використанням гідродвигуна і вітряка. У Нідерландах численні вітряки відкачували воду з земель, огороджених дамбами. Відвойовані у моря землі використовувалися в сільському господарстві. У посушливих областях Європи вітряки застосовувалися для зрошення полів. У Данії в 1890 році була побудована перша вітроелектростанція, а до 1908 року налічувалося вже 72 станції потужністю від 5 до 25 кВт.

Попередниця сучасних вітроелектростанцій з горизонтальною віссю мала потужність 100 кВт і була побудована в 1931 році в Ялті. Вона мала вежу висотою 30 метрів. До 1941 року одинична потужність вітроелектростанцій досягала 1,25 МВт.

Починаючи  з 1940-х по 1970-і роки вітроенергетика переживає період занепаду в зв’язку з інтенсивним розвитком передавальних і розподільних мереж, що давали незалежне від погоди енергопостачання за помірні гроші.

Відродження інтересу до вітроенергетики почалося в 1970-х після нафтової кризи 1973 року. Криза продемонструвала залежність багатьох країн від імпорту нафти і призвела до пошуку варіантів зниження цієї залежності. В середині 1970-х в Данії почалися випробування попередників сучасних вітрогенераторів. Пізніше чорнобильська катастрофа також стимулювала інтерес до поновлюваних джерел енергії. Каліфорнія здійснила одну з перших програм стимулювання вітроенергетики, почавши надання податкових пільг для виробників електроенергії з вітру .

Теперішній час галузь  вітроенергетики  бурхливо розвивається. До початку 2019 року загальна встановлена ​​потужність усіх вітрогенераторів перевищила 600 гігават перевершила сумарну встановлену потужність атомної енергетики (проте на практиці фактично використана  за рік потужність вітрогенераторів у кілька разів нижче встановленої , в той час як АЕС майже завжди працює в режимі встановленої потужності). Середнє збільшення суми потужностей всіх вітрогенераторів в світі, починаючи з 2009 року, становить 38-40 гігават за рік і обумовлено бурхливим розвитком вітроенергетики , насамперед, в США, Індії, КНР  та країнах ЄС. У 2010 році в Європі було сконцентровано 44% встановлених вітряних електростанцій, в Азії – 31%, в Північній Америці – 22%.

В Україні процес будівництва вітроенергетики розпочався у 1996 році, коли була запроектована Новоазовська ВЕС проектною потужністю 50 МВт. Значне зростання будівництва вітроелектростанцій спостерігається з 2009 року, після запровадження Урядом України «Зеленого тарифу».

Інститутом відновлюваної енергетики НАН України складена карта вітроенергетичного потенціалу нашої країни. Найбільш привабливими регіонами для використання енергії вітру є узбережжя Чорного і Азовського морів, а також гірські райони країни.  Загальний економічний потенціал вітрової енергетики на основі супутникових даних та кліматичних моделей оцінюється Міжнародним агентством з відновлюваної енергетики (IRENA) у 119 ГВт – він є достатнім щоб з надлишком забезпечити електроенергією всю країну, адже зараз потужність електростанцій всіх видів в державі складає 54 ГВт.

До основних переваг вітроенергетики відносяться екологічна чистота,  ергономічність, відновлюваність та можливість використання для важкодоступних місць.

Так, виробництво електроенергії за допомогою “вітряків” не супроводжується викидами забруднюючих речовин в атмосферне повітря.  При цьому робота одного вітрогенератора потужністю 1 МВт скорочує щорічні викиди в атмосферу 1800 тон СО₂, 9 тон SO₂, 4 тон оксидів азоту .За оцінками Global Wind Energy Council до 2050 року світова вітроенергетика дозволить скоротити щорічні викиди СО₂ на 1,5 мільярда тон .

     Вітрові електростанції займають мало місця і легко вписуються в будь-який ландшафт, а також відмінно поєднуються з іншими видами господарського використання території.

Енергія вітру, на відміну від викопного палива, невичерпна. Робота вітрогенератора потужністю 1 МВт за 20 років дозволяє заощадити приблизно 29 тис.т вугілля або 92 тис. барелів нафти.

Для віддалених місць встановлення вітрових електрогенераторів може бути найкращим і найдешевшим рішенням.

Разом з цим у використанні вітряних електростанцій є  низка негативних  чинників , до яких відносяться нестабільність роботи, відносно невисокий вихід електроенергії, висока вартість, певна небезпека для дикої природи, шумове забруднення тощо.

Нестабільність полягає в відсутності гарантій отримання необхідної кількості електроенергії  на  територіях, де   сила вітру може виявитися недостатньою для вироблення необхідної кількості електроенергії. Так вітрогенератори починають виробляти струм при швидкості вітру 3 м/с  і вимикаються -понад 25м/с .Тому при використанні  вітроенергетики необхідно утворювати  резерв потужності в енергосистемі (наприклад, у вигляді газотурбінних електростанцій), а також механізми згладжування неоднорідності їх вироблення (у вигляді ГЕС або ГАЕС). Дана особливість вітроенергетики істотно здорожує собівартість електроенергії .

     Також вітрові генератори значно поступаються у виробленні електроенергії дизельним генераторам, що призводить до необхідності встановлення відразу декількох турбін. Крім того, вітрові турбіни неефективні в період пікових навантажень.

      Вартість вітроустановки потужністю 1 МВт становить 1 мільйон доларів для вітрових станцій на суші. Вартість  офшорних вітрових електростанцій , які будуються в морі на відстані 10-12 км від узбережжя  на палях або плаваючому фундаменті становить  в 1,5-2 рази дорожче .

       Обертові елементи турбіни становлять потенційну небезпеку для деяких видів живих організмів. За матеріалами досліджень причиною загибелі птахів є травмування лопатями турбіни, а  загибель кажанів настає від баротравми легень внаслідок формування області зниженого тиску на кінцях лопатей турбін. Згідно зі статистикою, лопаті кожної встановленої турбіни є причиною загибелі не менш як чотирьох особин птахів на рік.

На  даний час визначенні рівня шуму від вітроустановок користуються тільки розрахунковий методами , так як ефективне відділення шуму вітроустановки від шуму вітру в даний момент неможливо. За даними розрахунків аеродинамічний шум від сучасних ветрогенераторів на відстані  в 350 м становить 35-45дбА, що відповідає вимогам Державних санітарних норм допустимих рівнів шуму в приміщеннях житлових та громадських будинків і на території житлової забудови, затверджених Наказом МОЗ України № 463 від 22. 02.2019 року для територій прилеглих до житлових будинків в нічний та денний час.

Теперішній час вченими проводяться дослідження  аспектів впливу вітряків при  їх масовому використанні на локальні та глобальні кліматичні умови місцевості. Зокрема, зниження середньої швидкості вітрів здатне зробити клімат регіону трохи більше континентальним за рахунок того, що повільно рухаються повітряні маси встигають сильніше нагрітися влітку і охолоджуватися взимку. Також відбір енергії у вітру може сприяти зміні вологісного режиму прилеглої території.

Згідно моделювання Стенфордського університету, великі офшорні вітроелектростанції можуть істотно послабити урагани, зменшуючи економічний збиток від їх впливу

Стаття підготована фахівцями відділу безпеки середовища життєдіяльності Управління державного нагляду за дотриманням санітарного законодавства

Українські малі вітряки – автономні рятівники чи валізи без ручки?

31 серпня 2021

Що може дати мала та середня вітрогенерація сучасному споживачеві за умов державної підтримки

Стати прибутковим бізнесом або повністю замінити центральне енергопостачання – задачі для малої вітрогенерації малоймовірні. Адже тариф на енергію з вітру значно менший, ніж для сонячної генерації, а вартість капітальних витрат навпаки є вищою. Проте фахівці відзначають і значні переваги малої та середньої вітрової генерації. Вітроустановки рятують споживача там, де взагалі відсутнє централізоване енергопостачання або є сезонне «просідання» виробітку електроенергії із сонячних станцій (СЕС).

Чи є майбутнє у ринку малих вітроустановок в Україні, яку роль вони виконують у комбінованих електростанціях та що може оживити вітчизняне виробництво, розбиралась «Українська енергетика».

Кому підійдуть малі та середні вітроустановки?

Вітроенергетичні установки (ВЕУ) малої генерації потужністю до 10—20 кВт в основному використовують для автономного й допоміжного електропостачання побутових споживачів та невеликих господарських об’єктів. 

Турбіни потужністю від 20 до 500 кВт зазвичай використовують середні об’єкти – готелі, енергетичні кооперативи, фермерські господарства, виробництва, військові об’єкти. Вітряки  вирішують і специфічні задачі, наприклад, заживлюють станції мобільного зв’язку у Карпатах.

Вітрова турбіна і супровідне обладнання забезпечує власнику відновлюваний безкоштовний ресурс, споживач зменшує залежність від системи енергопостачання та вирішує проблеми з нестабільною напругою. 

Зацікавлений у встановлення міні-ВЕУ також і бюджетний сегмент ринку. Наприклад, люди кооперуються, будують оселі в полі, де дешевша земля та хочуть забезпечити себе електроенергією, не очікуючи підключення до електромереж роками.

Як оцінити вітровий потенціал свого регіону

Щоб зрозуміти, чи придатна місцевість для встановлення вітряків, більшість інвесторів спочатку звертається до бази даних Українського гідрометцентру. Але фахівці кажуть, що це не зовсім коректний метод, бо установа показує швидкість вітру на висотах до 10 м, а вітрові турбіни знаходяться значно вище. 

«У приватних домогосподарствах вітрогенератори розміщуються на висотах 17—30 м. При цьому швидкість вітру зростає з кожним метром у кубічній залежності. Отже, якщо швидкість вітру понад 6 м/сек, 1 кВт генерації видає 3 тис. кВт-год. на рік. Це реально на висотах до 30 метрів. Отже, ми скрізь маємо близько 7 м/сек», – коментує Микола Савчук, керівник компанії «Греса Групп» та член правління Української вітроенергетичної асоціації (УВЕА).

З експертом погоджується Віталій Шестак, директор компанії SolarWind Systems, який безпосередньо контролює монтажні роботи: «Вітер можна піймати в будь-якому регіоні. Це річки, долини, пагорби. Завжди великий вітропотенціал біля моря. Наприклад, Одещина, Херсонщина, Запорізька область – це безпрограшні варіанти».

Оцінювати вітровий потенціал у своєму регіоні, Віталій Шестак радить майбутнім інвесторам за мапами всесвітнього атласу вітрів.

На інфографіці Всесвітнього атласу вітрів можна побачити, що, наприклад, середня швидкість вітру в заданих координатах у Полтавській області на висоті 50 м становить 5,97 м/сек. Джерело: globalwindatlas.info

Більш докладну картину дають комплексні дослідження, які впродовж року проводяться для великих промислових вітропарків, щоб оцінити їх майбутню рентабельність. Бюджет таких досліджень складає від 60 тис. доларів.

«Для малої енергетики зазвичай робиться математичне моделювання, яке дозволяє оцінити доцільність будівництва, з похибкою не більше 10%, – зазначає Віталій Шестак. – Отже, для малих ВЕУ маємо орієнтир по атласу, власні спостереження замовника та досвід спеціалістів».

Від споживача до прос’юмера – оцінка інвестиції від власника «зеленої» генерації

Сергій Горпинич з селища Більмак, Запорізької області має вітроустановку потужністю 1,6 кВт, вона працює уже майже рік. Власник встановив її поруч з будинком, місцевість відкрита, знаходиться  в низині біля водойми.

«Я не жалкую витрачених на вітряк грошей. І, звісно, хочеться, щоб він постійно крутився, такий у нас людський менталітет. Якби можна було, я б ще й біостанцію поставив, щоб газ не купувати – у нас населений пункт негазифікований, доводиться возити скраплений в балонах», – розмірковує він.

Але це ще не все.

Власну енергетичну програму для домогосподарства інвестор починав у 2017 році з сонячної генерації, коли отримав «зелений» тариф на станцію потужністю 5 кВт. Через два роки поставив ще одну СЕС на 4 кВт вже для комерційного об’єкту – міні-магазину, який знаходиться поруч з будинком. Як підприємець він платить З,89 коп за кВт-год.  для енергозабезпечення магазину з центральної мережі.

Енергетичне господарство Сергія Горпинича, смт. Більмак, Запорізька область. Гібридна система складається з інвертора AXIOMA ENERGY 4 кВт, сонячних панелей Altek 250 Вт – 15 шт, вітрогенератора Flamingo 4.4 (1,6 кВт), акумулятрні батареї Ventura 100 Ah – 8 шт. Фото Сергія Горпинича

Сонячні панелі покривають близько половину потреб магазина в електроенергії. Тому чоловік додав ще і вітряк. Вигода в установці вітряка для Сергія у тому, що завдяки вітру перекривається ще до 30% споживання комерційної енергії для міні-маркету. І лише близько 20% залишку власник оплачує за комерційним тарифу 3,89 грн за кВт-год.

«Сонячна енергія – добре капіталовкладення. Частину електроспоживання  магазину я перекриваю за рахунок сонячної станції. Вітрогенератор поставив у червні 2020 року, він також виробляє електрику для магазину. Його можна було б підключити до домогосподарства та отримати «зелений» тариф, як для гібридної станції, але наразі це економічно не вигідно, бо для комбінованої станції він значно менше, ніж для для  сонячної», – пояснює власник відмову від пільгового тарифу на вітряк.

У інтерв’ю Сергій Горпинич розповів, що знайомився з різними  інструментами взаєморозрахунку з енергосистемою. На його думку механізм «чистого обліку» або net metering – найбільш цікавий і простий для нього, як виробника і споживача одночасно.  

Фахівці пояснюють, що net metering дозволяє споживачам, які виробляють частину або всю власну електроенергію, використовувати її в будь-який час, а не тоді, коли ця електроенергія виробляється. В Україні поки ведеться розробка нормативної бази для застосування цього механізму до малих установок домогосподарств.

«Я підтримую ідею інвестування у відновлювану енергію. Поки сонце світить і вітер дує, у нас буде своя електроенергія. Це розуміють європейські країни, які вкладають значні кошти у ВДЕ», — наголошує власник енергетичного господарства.

Особливості експлуатації малих ВЕУ

Зазвичай малі вітрові проекти мають термін окупності від 10 років, що приблизно вдвічі довше за сонячні домашні електростанції. Фахівці пояснюють це різницею у «зеленому» тарифі на вітер і сонце, а також значними капіталовкладеннями на старті. Вища ціна на обладнання та монтажні роботи, адже комплекс вітрової установки – це складніше інженерне рішення, ніж сонячна станція.  

Варто врахувати різні нюанси роботи обладнання, зокрема шум, який іноді створює вітротурбіна.

«Працюючі вітрогенератори створюють шуми, які прийнятні для нашого вуха на відстані 20-30 метрів. Не у всіх є такі великі ділянки. Крім того бувають випадки, коли сусіди проти, і при цьому навіть висновки комісії про законність установки і відповідність санітарним нормам не рятують від «дружби» з сусідами», – коментує Віталій Шестак.

Чітких окремих вказівок щодо допустимих рівнів шуму для малих ВЕУ немає. Існують загальноприйняті норми – гранично дозволений рівень закріплений у Державних санітарних нормах допустимих рівнів шуму в приміщеннях житлових та громадських будинків і на території житлової забудови (наказ МОЗ від 22.02.2019 р. № 463). Для прилеглих територіях до житлових будинків він становить вдень – до 70 дБА, вночі – до 60 дБА.

Щодо місця розміщення конструкції, експерт говорить, що її можна віднести до малих архітектурних форм, які встановлюють на відстані не ближче 3 метрів до паркану. Середня висота щогли для розміщення турбіни складає біля 20 метрів. Тож варто заздалегідь оцінити розміри ділянки і врахувати, чи є поруч велика забудова або високі дерева, які можуть заважати вітропотоку. 

Чому у тренді гібридне поєднання сонячної і вітрової генерацій

Стабільність роботи обладнання та найбільш повне завантаження потужностей – головна мета власника домашньої станції з відновлюваних джерел енергії. При експлуатації енергоустановок на ВДЕ інвестори стикаються з природними факторами, які обмежують їх роботу.  

«Сонячні станції найбільш активно працюють періодами: вдень, коли є сонячна енергія та влітку, коли довгий світовий день, – розповідє Віталій Шестак. – Взимку сонячна станція працює на 5-10% від свого літнього потенціалу, і це забезпечує роботу пари лампочок і зарядки для телефона».

Крім того, сезонні провали у генерації погіршують стан акумуляторних батарей для повністю автономних об’єктів. Фахівець відзначає: «Популярні бюджетні свинцево-кислотні акумулятори мають особливості. Вони не люблять бути в розрядженому стані та  мають невелику кількість циклів «заряд-розряд», близько 300. У розрядженій батареї виникають паразитичні процеси, що прискорюють деградацію. Строк її служби у таких умовах не більше року».

Проте навіть більш дорогі літій-іонні батареї, які не мають обмежень у циклах зарядки, не вирішують проблему недостатності енергії взимку. Їм все одно потрібно від чогось заряджатися.

Виникає ситуація, коли багато сонячних панелей не поставити, бо немає куди подіти енергію влітку. Крім того, це також питання вартості. Тож власники приходять до того, що треба ставити друге джерело енергії. А цим джерелом якраз є вітрогенератор, і в цьому випадку можна обійтись бюджетним свинцево-кислотним акумулятором, бо і взимку він буде постійно підживлюватися.

«0,8 кВт вітру виробляє за типовий зимовий день, стільки ж енергії, як сонячна станція потужністю 20-25 кВт», – коментує різницю у роботі вітрових та сонячних установок Віталій Шестак.

Виникає питання балансування, акумуляції, яке актуальне на всіх рівнях – від домашнього господарства до енергосистеми України. Найбільш ефективним рішенням для автономних станцій і малих мережевих станцій, що працюють на компенсацію власного споживання, є поєднана робота вітрових і сонячних установок. 

«Вітрогенератор забезпечує об’єкт енергією взимку, а сонячні станції – влітку. Саме це і називається розподіленою генерацією. Коли мікрогенеруючі станції приватних домогосподарств не просто знаходяться поблизу споживання електроенергії, але й розподілені протягом всього року, – наголошує Віталій Шестак. – А не так, як склалася ситуація на сьогодні: більшість клієнтів встановлює сонячні станції, що дають багато енергії влітку, в той час, коли нам вона потрібна взимку для обігріву приміщень». 

Для порівняння режимів роботи фахівці наводять діаграми типових річних генерацій ВЕУ, СЕС та комбінованого варіанту «сонце + вітер».

Три діаграми типової річної генерації: зліва направо – «вітер», «сонце» та комбінована система. Джерело: «Греса Групп»

«Для комбінованої системи ми отримуємо рівний стабільний майданчик, який перекриває власне споживання, тобто забезпечує постійно електроенергією за рахунок вітрогенерації, – коментує діаграми експерт Микола Савчук. – Тому, практично всі, хто ставить домашні автономні сонячні станції, через рік додають вітрогенератор».

Надійність енергозабезпечення від комбінованої системи на прикладі реалізованого об’єкту доводить Віталій Шестак. На фото бачимо обладнання автономної станції, а на графіку представлено дані про роботу гібридної установки впродовж місяця. Помаранчева лінія показує вхідну потужність (генерацію), синя лінія – вихідну потужність (споживання).

Обладнання повністю автономної комбінованованої сонячно-вітрової електростанції 5 кВт (потужність СЕС – 7 кВт, ВЕС – 0,8 кВт. Резервне джерело – дизель-генераторна установка 8 кВт).
Фото Віталія Шестака 

«Встановленої потужності відновлюваних джерел енергії достатньо для забезпечення потреб даного об’єкту. Резервна дизель-генераторна установка за зимовий період використовувалась вкрай рідко – загальна витрата пального взимку була біля 8 літрів», – підсумовує фахівець.

Вітрові «зелені» тарифи занизькі для розвитку сектору

Якщо порівнювати інвестиційні плани для бізнесу, то сонячні станції набагато вигідніші, гроші повертаються вдвічі швидше. Тому в Україні дуже мало власників побутових вітрових установок оформлюють «зелений» тариф. 

У звіті Держенергоефективності за 1 квартал 2021 року серед отримувачів «зеленого»  тарифу представлено  тільки 4 вітроустановки і 8 комбінованих станцій.

Необхідність збалансованого розвитку ВДЕ в Україні періодично обговорюють на всіх рівнях.  Віталій Шестак і Микола Савчук теж працювали над рівнем обґрунтованих тарифів, у тому числі і для вітрової енергії. Вони брали участь у засіданні робочої групи, яка у 2018 році розробляла зміни, що стали законом про запровадження «зелених» аукціонів.  

«На жаль, пропозиція підвищити ставку «зеленого» тарифу саме для вітрової генерації, щоб привести термін окупності до прийнятного для малого інвестора рівня, не пройшла», – констатує Віталій Шестак. 

Важливі зміни в законодавстві, які стосувалися малої вітроенергетики, відбулися у 2019 році. Так, згідно із нормами Закону «Про альтернативні джерела енергії», для домогосподарств, які планували використовувати вітрову енергію, потужність енергогенеруючих установок була збільшена до 50 кВт, а тариф становив 11,63 євроцентів за кВт-год. 

При цьому, для електроенергії, виробленої з енергії сонячного випромінювання генеруючими установками приватних домогосподарств, встановлена потужність яких не перевищує 30 кВт, тариф становив 18,09 євроцентів за кВт-год.

Також було введено категорію – «комбіновані вітро-сонячні генеруючі системи» з тарифом 16,37 євроцентів за кВт-год. Зміни повинні були активізувати розвиток більш збалансованих систем «сонце + вітер», які генерують електроенергію упродовж року незалежно від сезону.

Нововведення були прийняті тільки в серпні 2019 року, і цей тариф діяв чотири місяці, а з 1 січня 2020 року був знижений на 25% – до 12,28 євроцентів за кВт-год. Ця затримка, а потім зниження, за висновками УВЕА, зробило використання вітрогенераторів в таких системах економічно непривабливим, а плани з розвитку комбінованих систем розподіленої генерації – декларативними. 

Експерти вважають, що варто повернутися до обговорення тарифів, щоб привести термін окупності комбінованих ВДЕ-установок до прийнятного для домогосподарств рівня – знизити з 10-12-ти до 7-8 років. 

При цьому Віталій Шестак наголошує, що збільшити ставки «зеленого» тарифу треба для чисто вітрових станцій. Бо в комбінованих системах є можливість для маніпуляцій, наприклад, коли на сонячні станції будуть ставити маленький вітрячок тільки заради отримання більшої ставки тарифу.

Наразі «зелені» тарифи прив’язані до курсу євро й актуалізуються у гривні щоквартально постановами НКРЕКП. Нові тарифи набули чинності з 1 квітня 2021 року.

«Зелений» тариф для побутових установок, потужність яких не перевищує 150 кВт; коп. за кВт-год. (без ПДВ)

 «Зелений» тариф для побутових уставок, потужність яких не перевищує 50 кВт; коп. за кВт-год. (без ПДВ)

Хто відкриє «вікно можливостей» для українського виробника 

Експерти з малої вітроенергетики вважають, що економічно обґрунтована ставка «зеленого» тарифу створила би попит у споживачів на міні-ВЕУ. В Україні є місцеве виробництво машин малої потужності, зокрема ВЕУ під торговельною маркою Flamingo Aero та Верано-КО. Вітчизняні вітрогенератори малого сегменту працюють у понад кількох десятках країн. Українські фахівці вважають що виробництво у секторі «чистої» енергії має перспективи, але за певних умов.

«Малими генераторами з горизонтальною віссю мало хто займається, ця ніша не заповнена. В Європі більше задоволений попит на потужності від 50 кВт. А споживач, якій розраховує на меншу потужність, шукає такі моделі на ринку, – пояснює енергетичний експерт Віталій Шестак. – Розвиток виробництва малих ВЕУ та підтримка його на державному рівні сприятиме багатьом процесам. Це може дати поштовх для розвитку науки і техніки в Україні, якісному підйому української інженерії, підтримає місцевого виробника». 

Наразі, за інформацією опитаних експертів, потужності українських виробників малих ВЕУ не задіяно, а підприємці виконують поодинокі замовлення.  

Експерт Микола Савчук нагадує, що Україна на міжнародному рівні взяла зобов’язання збільшувати частку енергії, виробленої з ВДЕ, у загальному кінцевому споживанні енергії. Так, у 2015 році країна підтримала Глобальні цілі сталого розвитку до 2030 року та виписала національні завдання.. Одна з глобальних цілей ООН – забезпечити населенню доступ до чистих та надійних джерел енергії. Разом із екологічними завданнями Європейського зеленого курсу (Green Deal) це може сприяти стійкому розвитку економіки країни та викоріненню залежності від викопних палив.  

Чи розглядають українські енергетичні стратеги розвиток сектору малої та середньої вітроенергетики, як одну з можливостей досягти згадану ціль, покаже час. 

А поки Михайло Савчук, член правління УВЕА, пропонує законодавцям підтримати розвиток вітрової і комбінованої генерації в домогосподарствах, на підприємствах малого й середнього бізнесу. Енергію від малих ВЕУ фахівець характеризує, як максимально наближену до споживача розподілену генерацію. 

Підтримку галузі опитані нами експерти бачать у сприянні українським виробникам побутових ВЕУ. Для розвитку малої вітрової генерації вони пропонують підвищити ставку «зеленого» тарифу до економічно обґрунтованого рівня. Крім того фахівці рекомендують створити законодавчі передумови для впровадження  механізму «чистого обліку» для всіх категорій споживачів. 

Лариса Білозерова, спеціально для «Української енергетики»

Автор: Лариса Білозерова

Вітрові електростанції поблизу Довговолі почнуть будувати вже влітку наступного року

Потужні вітрові енергетичні установки біля села Довговоля почнуть встановлювати вже влітку 2022 року. Адже місцева громада на майже чотирьох гектарах землі уже дозволила побудувати вітрову електростанцію. Загалом мають встановити 12 вітрових турбін потужністю 5,6 МВт кожна.

Як пише «Рівне вечірнє», інвестора зацікавили не сильні поліські вітри, а близькість високовольтних ліній, куди можна відправляти вироблену електроенергію.

Олександр Марковець, головний архітектор громади:

Олександр Марковець

— Переговори з інвестором на районному рівні розпочалися у січні 2020 року. Компанія розробила детальний план території, затверджено економічну та екологічну оцінку цього проєкту. Станція будуватиметься на вільних землях громади. Сесія уже дала дозвіл на передачу в оренду 3,8 гектара землі. На цій території, відповідно до документації, має бути встановлено 36 вітряків висотою 250 метрів. Діятимуть 12 вітрових турбін потужністю 5,6 МВт кожна. Для того, щоб людям не заважав шум, збережено відстань у 450 метрів від станції до будинків.

Територія ця вибрана не випадково, бо тут є енергетичні мережі високої потужності, куди можна збувати вироблену електроенергію. Усі вітряки разом вироблять 201 МВт потужності. Порівняйте — один енергоблок атомної електростанції має потужність 400 МВт. Тобто вітрова станція має потужність половину одного енергоблоку.

Читайте також: Вітропарк «Володимирець» потужністю 230 ГВт-год. на рік таки збудують. А ще тут вироблятимуть водень

Микола Герасименко, директор компанії «MCL», яка опікується будівництвом електростанції:

Микола Герасименко

— Загальна вартість інвестиції становить близько 80 мільйонів євро. Термін будівництва станції недовгий — близько 6-8 місяців. Найдовше у цьому процесі — це чекати на самі вітроенергетичні установки. Адже вони купуються із заводу в Європі. Разом із доставкою процес очікування займає до восьми місяців. Згідно із нашими планами, будівництво і встановлення обладнання має триватиме до кінця 2024 року. Термін експлуатації вітрової станції складатиме 25 років. Після цього почнеться встановлення дільниці з виробництва водню.

Потрібно розуміти, що водень — це паливо майбутнього. Адже його калорійність тричі вища, ніж природного газу. І це необмежене джерело енергії. Для його виготовлення потрібна електроенергія й вода з електролізом. Водень використовується в галузях, які потребують великої кількості енергії — металургія, цементна промисловість тощо. Зараз водень є основним продуктом для виробництва аміаку та аміачних добрив. І ніякої небезпеки у водню немає.

Читайте також: У Довговолі збудують вітрові електростанції та планують запустити завод для виробництва водню
Читайте також: На Володимиреччині планують будувати вітрові електростанції потужністю до 18 мегават. Де – розкажемо

Вітрові електростанції і кажани на півдні Херсонської області

Вітрова електроенергетика — альтернативний вид енергетики. При всіх перевагах цього виду енергетики, вона має і деякі екологічно негативні моменти, серед яких шумове забруднення і пряма загроза аерофауні: птахам, рукокрилим, комахам. Важливим завданням є раціональне співвідношення переваг та ризиків використання цього виду енергетики. Північно-західне Причорномор’я — перспективна територія для використання енергії вітру. Сучасна хіроптерофауна цього регіону налічує 12 видів кажанів. З них звичайними є — 8 видів. З них — 2-3 види осілі, решта зустрічаються під час сезонних міграцій. На узбережжі, де доцільно розміщувати вітрові електростанції, міграція рукокрилих виражена слабко. Осілі ж види прив’язані переважно до антропогенних біотопів. Згідно з спостереженнями на діючих ВЕС випадки загибелі кажанів в регіоні не встановлені. Встановлення науково обґрунтованого сезонного та добового режиму роботи ВЕС може практично повністю виключити випадки загибелі тварин.

Ветровая электроэнергетика – альтернативный вид энергетики. При всех преимуществах этого вида энергетики, она имеет и некоторые экологически негативные моменты, среди которых шумовое загрязнение и прямая угроза аэрофауне: птицам, рукокрылым, насекомым. Важная задача – рационально соотнести преимущества и риски использования этого вида энергетики. Северо-западное Причерноморье – перспективная территория для использования энергии ветра. Современная хироптерофауна этого региона насчитывает 12 видов летучих мышей. Из них обычными являются – 8 видов. Из них – 2-3 вида оседлые, остальные встречаются во время сезонных миграций. На побережье, где целесообразно размещать ветровые электростанции, миграция рукокрылых выражена слабо. Оседлые же виды привязаны преимущественно к антропогенным биотопам. По наблюдениям за действующими ВЕС случаи гибели летучих мышей в регионе не установлены. Установление научно обоснованного сезонного и суточного режима работы ВЕС может практически полностью исключить случаи гибели животных.

Wind power generation — an alternative form of energy. With all the advantages of this type of energy, it also has some negative aspects of environmentally among which noise pollution and direct threat aerofaune: birds, bats, insects. Important task — to rationally to relate advantages and risks of using this type of energy. Northwestern Black Sea region — perspective area for the use of wind energy. Modern hiroptofauna this region has 12 species of bats. Of them are common — 8 species. Of them — 2-3 resident species, other species are found during seasonal migrations. On the coast, where it is expedient to place wind power bat migration is poorly expressed. Settlers Transient species are tied mainly to anthropogenic habitats. Observations existing wind power plants in the region cases of death bats are not installed. Establishment of science-based seasonal and diurnal mode WPP can practically exclude cases of death of animals.

Вітрова енергетика в Україні та світі

Понад 40 країн світу на кліматичному саміті COP26 у Глазго домовились про поступову відмову від вугільної енергетики протягом наступних 20 років. Серед них й Україна. Декарбонізація енергетичного сектору і зменшення викидів вуглецю для обмеження кліматичних змін – це питання проходить червоною ниткою у виступах чи не усіх світових лідерів та формує ключові віхи у міжнародній дорожній карті трансформації енергетики. Замінити найбільш «брудну» генерацію планують екологічними та відновлюваними видами палива.  

Світові енергетичні тенденції

Міжнародне агентство з відновлюваної енергії (IRENA) вважає, що трансформація глобальної енергетичної системи спрямована на покращення енергетичної безпеки та підвищення доступності енергії. Для країн, які сильно залежать від імпортованого викопного палива, енергетична безпека є ключовою складовою національної безпеки, і відновлювані джерела енергії можуть надати альтернативу збільшення різноманітності джерел енергії через розвиток місцевої генерації, і тим самим сприяти гнучкості системи і стійкості до загроз (Читайте Захист об’єктів критичної інфраструктури). Значні перспективи впровадження технологій відновлюваної енергетики мають, зокрема, територіальні громади, особливо зосереджені у сільській місцевості. Адже розвиток ВДЕ зумовлює створення робочих місць на місцевому рівні та залучення до роботи як чоловіків, так і жінок різних професій. Міжнародні експерти переконані, що трансформація глобальної енергетичної системи принесе значні соціально-економічні вигоди, які є ключовими для впливу на будь-яке політичне рішення. Тож, нагальні потреби суспільства, соціальні та екологічні вигоди, а також привабливі економічні можливості є драйвером трансформації світової енергетичної системи.

Енергія вітру та сонця відіграватиме провідну роль у трансформації світового електроенергетичного сектору. У Звіті про глобальну енергетичну трансформацію за 2019 рік IRENA наводить можливі сценарії  розвитку глобальної енергетики до 2050 року. Аналіз енергетичних сценаріїв показує, що зростає консенсус щодо зростаючої ​​ваги вітроенергетики в енергетичному балансі протягом найближчих десятиліть. На думку фахівців IRENA, берегова та офшорна вітрова генерація може забезпечити більше однієї третини (35%) загального попиту на електроенергію до 2050 р., що чітко підкреслює важливість збільшення частки виробництва електроенергії з вітру для декарбонізації енергетичної системи. Та чи зможе Україна, яка задекларувала “зелений курс”, приєднатись до країн-лідерів з розвитку ВДЕ?  

Читайте також: Як Україна буде зменшувати вуглецеві викиди і скільки це буде коштувати

За даними Міністерства енергетики України, частка теплової генерації в загальному виробництві електроенергії з 2016 року зменшилась на 5%. Так, якщо у 2016 році частка генерації ТЕС в загальному виробництві електроенергії складала 32,2%, то за підсумками 2020 року тепловими електростанціями було вироблено лише 27,2%. Частка кліматично нейтральної електричної енергії, виробленої на атомних електростанціях, великих ГЕС та з відновлюваних джерел енергії  за підсумками 2020 року покриває близько 2/3 всього споживання. Міненерго прогнозує, що ця тенденція збережеться й надалі. Відповідно до затвердженого Міненерго прогнозного балансу електричної енергії, за підсумками поточного року очікується подальше скорочення вугільної генерації ТЕС до 25,6%. І перехід до відновлюваної генерації – не «довгострокова перспектива», а нагальна потреба.

За даними Міжнародного агентства з відновлюваної енергетики (IRENA), за два десятиліття встановлена ​​потужність вітрової генерації у світі зросла майже в 75 разів – з 7,5 гігават ГВт у 1997 році до приблизно 564 ГВт до 2018 року. Сьогодні потужність вітрових електростанцій складає 730 ГВт і демонструє оптимістичні тенденції у майбутньому. Швидке зростання вітроенергетики відзначають в Азії, Північній Америці, продовжують розвивати потенціал такі країни ЄС як Данія, Іспанія, Ірландія та Німеччина. 

За даними Державного агентства з енергоефективності та енергозбереження України, за І півріччя 2021 року загальна потужність об’єктів ВДЕ збільшилась на на 278,4 МВт. Втім, настрої інвесторів не можна назвати надто оптимістичними: фахівці енергетичної галузі констатують погіршення умов для залучення інвестицій у ВДЕ. Цьому є декілька причин: прийняття закону щодо затвердження ретроспективних ініціатив зі зниження «зеленого тарифу» та припинення дії пільгового тарифу для працюючих станцій з 1 січня 2030 року, невиконання умов меморандуму щодо повернення боргів перед “зеленою” генерацією та запобігання накопичення нових. Але сектор ВДЕ має і надалі  розвиватися.

Вітроенергетика України. Погляд в історію та прогнози на майбутнє

Використовувати енергію вітру для отримання електроенергії люди почали лише у ХІХ столітті після появи електричного генератора. Над вітровими турбінами працювали науковці з Великої Британії та США, однак перші вітрові станції сучасного типу першими з’явилися у Данії у 1891 році.

На території України перші вітрові електростанції розробляв один з засновників космонавтики Юрій Кондратюк ще у 1930-х роках. Він працював над проєктом Кримської вітрової електростанції потужністю 12 МВт, з баштою заввишки 160 м і трилопатевим пропелером діаметром 80 м. 1937 року на горі Ай-­Петрі в Криму почалося будівництво фундаменту станції. Однак у 1938 році будівництво зупинили і більше до проєкту не повертались.

Другий етап розвитку вітрової енергетики в Україні розпочався у 1996 році. Саме в цьому році запроєктували Новоазовської ВЕС потужністю 50 МВт у селі Безіменне Донецької області. Запрацювала станція аж через 15 років – у 2011 році.

У 1997 році запрацювала перша ВЕС на території України – Трускавецька, а вже за три роки в Україні працювало 134 турбіни.

Більшість вітрових електростанцій в Україні знаходиться на узбережжях Чорного та Азовського морів, на території Кримських та Карпатських гір, у Одеській, Херсонській та Миколаївській областях. За даними Інституту відновлюваної енергетики НАН України, ці регіони є найбільше підходять для використання енергії вітру. 

Новий етап у розвитку вітроелектростанцій розпочався 2009 року, після запровадження Урядом України «Зеленого тарифу». (економічний механізм винагороди за генерацію електроенергії із відновлюваних джерел енергії (ВДЕ).

На кінець 2012 року потужність вітроелектростанцій в Україні становила майже 263 МВт, а через сім років Україна увійшла до «Гігаватного клубу». Він об’єднує країни, встановлена вітроенергетична потужність яких перевищує 1 000 МВт.

За даними Національної енергетичної компанії, «Укренерго», загальна встановлена потужність вітроенергетичного сектору в Україні складада 1529 МВт. В УВЕА (Українській вітроенергетичній асоціації) очікують, що до кінця року вона зросте до 1750 МВт. 

Найбільші вітрові електростанції в Україні

«Зелену» електроенергію в Україні генерують 34 вітрові електростанції (включно з тими, що знаходяться на території ОРДЛО). Найбільшими з них є Ботієвська, Приморська, Мирненська, Орлівська, Овер’янівська та Новоазовська ВЕС. Усі ВЕС першої сімки, крім Боївської та Приазовської, ввели в експлуатацію у 2019 році.

Ботієвська ВЕС знаходиться біля села Приморський Посад Мелітопольського району Запорізької області. Станція побудована у 2012 році енергетичним холдингом ДТЕК і є найбільшою серед ВЕС в Україні. Станція складається 64 турбін Vestas V–112 3 МВт кожна, загальна потужність – 200 МВт. 

Станція дозволяє знизити шкідливі викиди в атмосферу на 730 тис. т вуглекислого газу. Це прирівнюється до викидів 365 тисяч автомобілів.

Приморська ВЕС знаходиться у селі Борисівка Запорізької області. Станція запрацювала у листопаді 2019 року. Будувала станцію компанія Wind Power – дочірня компанія ДТЕК ВДЕ. На ВЕС встановлено 52 вітротурбіни потужністю 3,8 МВт кожна. Висота вежі складає 110 м, а діаметр ротора 137 м. Потужність станції складає 200 МВт. 

Мирненська ВЕС знаходиться на землях Мирненської об’єднаної територіальної громади на Херсонщині. Тут на площі 55 га встановлено 35 турбін загальною потужністю 163 МВт. Генерувати станція може близько 574 млн кВт·год енергії щорічно і скорочує викиди на 455 тис. тонн СО2 щорічно. 

Орлівська ВЕС в Приморському районі Запорізької області. Всього Орлівська ВЕС має 26 вітротурбін V126 компанії Vestas потужністю 3,8 МВт. Висота вежі складає 112 м, а діаметр ротора – 126 м.

Новотроїцька ВЕС знаходиться в Новотроїцькому районі Херсонської області. ВЕС складається з 12 вітротурбін V126 потужністю 3,65 МВт кожна та 8 ВЕУ моделі V136 потужністю 3,6 МВт компанії Vestas. Загальна висота кожної вежі 117 м, при цьому розмах лопатей 126 м та 136 м.

Овер’янівська ВЕС знаходиться на Херсонщині в межах Генічеського району. Станцію ввели в експлуатацію у 2019 році. Потужність ВЕС складає 68,4 МВт.  Це дає змогу скоротити 210 тис. тонн викидів СО2 в рік. 

Новоазовську ВЕС запроєктували ще у 1996 році, запрацювала вона через 15 років. Вона складається 23 вітротурбін потужністю 2,5 МВт кожна, виробником яких є німецька компанія Fuhrlaender AG. Під час проєктування і будівництва ВЕС врахували усі вимоги ботаніків, орнітологів, зоологів для зменшення шкідливого впливу на навколишнє середовище. 

За даними УВЕА, уже наступного року цей перелік найбільших ВЕС може змінитися. Зокрема, ДТЕК ВДЕ розпочала будівництво Тилігульської ВЕС у Миколаївській області загальною потужністю 500 МВт. Введення в експлуатацію заплановано на кінець 2022 року. У Чаплинському районі Херсонської області уже найближчим часом запрацює ВЕС потужністю 241,8 МВт.

Міні вітрові станції на подвір’ї: утопія чи реальність

Більшість вітрових електростанцій, що будуються в Україні, є переважно великими і забезпечують електроенергією цілі населені пункти. Потужності Овер’янівської ВЕС вистачить, щоб забезпечити електроенергією 44 тисячі домогосподарств, середня потужність нових вітрових турбін, введених в експлуатацію у першій половині 2021 року, складає 3,8 МВт.

Але поруч з великими ВЕС також використовують вітрові установки малої генерації потужністю до 10-20 кВт.

Їх використовують для забезпечення електроенергією невеликих господарств.

Така вітрова установка Flamingo потужністю 1,6 кВт працює в селищі Більмак Запорізької області. Її встановив місцевий житель Сергій Горпинич. Вітряк закриває до 30% енергії для міні-маркету, який належить Горпиничу. Решту електроенергії для магазину і приватного домогосподарства підприємця генерують сонячні батареї.

Втім, встановлення таких міні вітрових станцій є поодинокими і не набули широкого поширення. Причин цьому декілька.

По-перше, термін окупності такої станції складає приблизно 10 років. Це вдвічі довше за сонячні домашні електростанції. Різниця пояснюється вищою ціною на обладнання, адже вітрова установка – це складніше інженерне рішення, ніж сонячна станція.  

По-друге, доцільність встановлення вітрових установок.  Експерт з кліматичної та енергетичної політики Центру екологічних ініціатив «Екодія» Олег Савицький відмічає, що міні вітрові станції доцільно встановлювати у віддалених місцевостях, де не проведено ліній електропередач. Наприклад, у віддалених поселеннях в Карпатах.

Що далі?

У звіті Міжнародного енергетичного агентства (МЕА) наголошують на важливості переходу до кліматично нейтрального світу через скорочення викидів у атмосферу вуглекислого газу до 2050 року. І, також як і IRENA, одним із рішень, які сприяють зменшенню викидів, називають розвиток відновлюваних джерел енергії.

Для досягнення цілей декарборбанізації МЕА рекомендує удвічі пришвидшити темпи будівництва та введення в експлуатацію сонячних та вітрових електростанцій. Очікується, що таким чином вийде скоротити понад половину викидів вуглецю в атмосферу. Для цього до 2030 року необхідно інвестувати в розвиток ВДЕ та енергоефективність $4 трлн. 

«Сонячні та вітрові електростанції сьогодні є найдешевшим доступним джерелом нової генерації електроенергії. Технологія чистої енергії стає новою головною сферою інвестицій та зайнятості – і динамічною ареною міжнародного співробітництва та конкуренції»,  – відмічають автори звіту.

Енергетичною стратегією України до 2035 року, прийнятою у серпні 2017 року, передбачається підвищення енергоефективності та використання енергії із відновлювальних та альтернативних джерел. Впровадження заходів із запобігання та адаптації до зміни клімату визначається як один із пріоритетів розвитку енергетики. 

Згідно з документом, до 2025 року частка ВДЕ в енергетичній системі України повинна складати 12%, а до 2035 року – не менше 25%. 

Водночас важливо, щоб цей процес відбувався з урахуванням спроможності нашої економіки стимулювати розвиток відновлюваної енергетики та нашої енергосистеми прийняти такі об’єкти. При цьому українським споживачам має бути гарантоване якісне, надійне та безперебійне постачання електричної енергії незалежно від жодних погодних умов.

Звіт НЕК «Укренерго» з оцінки відповідності (достатності) генеруючих потужностей у 2020 році враховує поточні тенденції у сфері енергозбереження та передбачає подальше зростання частки всіх видів ВДЕ у структурі виробництва електроенергії впродовж 10-11 років. Так у 2020 році вона збільшилася вдвічі у порівнянні з попереднім роком (з 3,5% у 2019 до 7,39% у 2020 р.). У наступні три роки (2021-2023) тенденція до зростання має зберігатися, хоча прогнозується, що його темпи будуть значно меншими (зниження темпів від 16% у 2022 році до 2,4 у 2031 р.).

У перспективі ВДЕ мають частково замінити електроенергію з вугільних ТЕС, які за прогнозом до 2031 року зменшать свої обсяги виробництва електроенергії на майже 12%. Реалізація такого сценарію розвитку ВДЕ в Україні вимагає підвищення гнучкості енергосистеми. Для цього вже найближчим часом необхідно побудувати:

Мінімум 1 ГВт високоманеврових потужностей зі швидким стартом (повна активація з зупиненого стану – не більше 15 хвилин, можливість здійснювати пуск та зупинку не менше чотирьох разів за добу з діапазоном регулювання не менше 80% від встановленої потужності). Водночас для максимізації виробництва електроенергії з ВДЕ і відповідно максимального зменшення його обмежень доцільно будувати не менш 2 ГВт високоманеврових потужностей.

0,5 ГВт систем акумулювання електроенергії (energy storage) за умови залучення ВДЕ до балансування енергосистеми та надання резервів. Без залучення ВДЕ до балансування або вимушеного обмеження потужностей АЕС, потреба в energy storage може зрости до 2 ГВт.

Також для реалізації цільового сценарію розвитку генеруючих потужностей необхідно до 2031 року забезпечити постійно доступну робочу потужність ТЕС, які сьогодні є основними видами генерації для балансування енергосистеми, на рівні не менше 12 ГВт. Це можна зробити шляхом реконструкції вугільних ТЕС та впровадження на них заходів зі зниження шкідливих викидів. Одним зі способів розв’язання цієї проблеми може стати термінова реконструкція енергоблоків ТЕС або нове будівництво 1,2–1,5 ГВт напівпікової потужності.

Також Звіт рекомендує надавати державну підтримку ВДЕ через проведення аукціонів з розподілу квот підтримки виключно після розв’язання питання зняття обмежень ВДЕ для забезпечення операційної безпеки енергосистеми. А при встановленні квот підтримки зобов’язувати інвесторів нових ВДЕ встановлювати energy storage або інші види компенсуючих потужностей обсягом 20% від встановленої потужності ВДЕ.

Якщо ці заходи не будуть невідкладно реалізовані, то до поточних проблем з невідповідністю генеруючих потужностей, за результатами оцінювання по базовому сценарію вже з 2025 року виникне проблема недостатності генеруючих потужностей. Реалізація цих рекомендацій Звіту залежить від спільних зусиль  n  

В УВЕА очікують, що через 7 років в Україні може з’явитись ринок офшорної вітроенергетики (вітроелектростанції морського базування). Офшорна вітроенергетика є не лише ефективним інструментом декарбонізації та нарощення енергетичної незалежності, але й продуктивним ресурсом для виробництва «зеленого» водню та нарощення міжнародної співпраці. В УВЕА вважають, що перший офшорний вітроенергетичний проєкт в Україні потужністю 100 МВт можна очікувати вже у 2028 році. 

Динамічний розвиток вітрової енергетики неможливий без стабільності енергетичної системи, оскільки ефективність генерації електроенергії з ВДЕ залежить від погодних умов. Тому подальший розвиток повинен відбуватися разом з будівництвом систем зберігання та накопичення енергії (energy storage), маневрових потужностей та гібридних ВДЕ електростанцій.

Даний медіа проєкт став можливим завдяки підтримці американського народу через Агентство США з міжнародного розвитку, наданій через USAID Проєкт енергетичної безпеки (ПЕБ). Грантоотримувач Проєкту — Журнал Хмарочос несе повну відповідальність за зміст публікацій, який не обов`язково відображає позицію USAID або Уряду Сполучених Штатів Америки.

* Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту та натисніть Ctrl+Enter.

Где используется энергия ветра

Ветряные электростанции требуют тщательного планирования

Эксплуатация ветряной электростанции сложнее, чем просто установка ветряных турбин в ветреной местности. Владельцы ветряных электростанций должны тщательно спланировать, где разместить ветряные турбины, и должны учитывать, как быстро и как часто дует ветер на площадке.

Подходящими местами для ветряных турбин являются места, где среднегодовая скорость ветра составляет не менее 9 миль в час (миль в час) или 4 метра в секунду (м/с) для небольших ветряных турбин и 13 миль в час (5.8 м/с) для коммунальных турбин. Благоприятные места включают вершины гладких округлых холмов; открытые равнины и вода; и горные ущелья, которые направляют и усиливают ветер. Ветровые ресурсы, как правило, более благоприятны для производства электроэнергии на больших высотах над земной поверхностью. Большие ветряные турбины размещаются на башнях высотой от 500 до 900 футов.

Карта ветровых ресурсов США

Источник: Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии, США.С. Министерство энергетики (общественное достояние)

Нажмите, чтобы увеличить

Скорость ветра меняется ежечасно и сезонно

Энергетические ресурсы ветра меняются ежечасно и сезонно на всей территории Соединенных Штатов. Скорость ветра обычно меняется в течение дня и от сезона к сезону. Например, в Техачапи, штат Калифорния, где расположены многочисленные ветряные турбины, с апреля по октябрь ветер дует чаще, чем зимой, и обычно сильнее всего ветер во второй половине дня.Эти колебания являются результатом сильной жары в пустыне Мохаве в летние месяцы. По мере того, как горячий воздух над пустыней поднимается, более прохладный и плотный воздух над Тихим океаном устремляется через горный перевал Техачапи, чтобы занять его место. В Монтане сильные зимние ветры, дующие через долины Скалистых гор, зимой создают более сильные ветры.

К счастью, сезонные колебания скорости ветра в Калифорнии и Монтане соответствуют потребностям потребителей в электроэнергии в этих штатах.В Калифорнии люди потребляют больше электроэнергии днем ​​и летом. В Монтане зимой люди потребляют больше электроэнергии.

Расположение проектов ветроэнергетики в США

В 2020 году в 42 штатах были реализованы ветроэнергетические проекты коммунального масштаба, которые в совокупности произвели около 338 миллиардов киловатт-часов (кВтч). ¹ Пятью штатами с наибольшим объемом выработки электроэнергии за счет ветра в 2020 году были Техас, Айова, Оклахома, Канзас и Иллинойс.В 2020 году эти штаты вместе произвели около 58% всей выработки ветровой электроэнергии в США.

Ежемесячные и годовые данные о выработке электроэнергии в США на национальном уровне и на уровне штатов доступны в обозревателе данных по электроэнергии Управления энергетической информации США (EIA), а данные о почасовой выработке электроэнергии по источникам топлива/энергии для 48 штатов с более низким уровнем дохода по регионам доступны в Hourly Electric. монитор сетки.

Международная ветроэнергетика

Мировое производство ветровой электроэнергии также значительно увеличилось за последние годы.В 1990 г. 16 стран произвели в общей сложности около 3,6 млрд кВтч ветровой электроэнергии. В 2010 г. 105 стран произвели около 340 млрд кВтч, а в 2019 г. 127 стран произвели около 1 419 млрд кВтч ветровой электроэнергии.

В пятерку ведущих стран по выработке ветровой электроэнергии и их доли в общемировом производстве ветровой электроэнергии в 2019 году вошли

• Китай – 29%
• США – 21%
• Германия–9%
• Индия – 5%
• Великобритания–5%

Международный портал энергетической статистики EIA предоставляет данные о производстве ветровой электроэнергии по регионам и странам мира.

Ветряные турбины в океане

Источник: стоковая фотография (защищено авторским правом)

Оффшорная ветроэнергетика

Воды у побережья США обладают значительным потенциалом для производства электроэнергии за счет энергии ветра. В настоящее время в США действует один оффшорный ветроэнергетический проект: ветряная электростанция на Блок-Айленде у побережья Род-Айленда с мощностью производства электроэнергии 30 мегаватт (МВт).Несколько других ветроэнергетических проектов у восточного побережья США находятся на стадии планирования. По состоянию на конец 2020 года в двенадцати европейских странах действовали морские ветроэнергетические проекты.

Последнее обновление: 17 марта 2021 г.

Ветроэнергетика с использованием энергии ветра：Системы и решения：Возобновляемая энергия

Производство энергии ветра означает получение электроэнергии путем преобразования энергии ветра в энергию вращения лопастей и преобразования этой энергии вращения в электрическую энергию с помощью генератора. Энергия ветра увеличивается пропорционально кубу скорости ветра, поэтому ВЭУ следует устанавливать в зоне с более высокой скоростью ветра.
Мы работаем в партнерстве с производителями ветряных турбин, чтобы продавать ветряные турбины и строить электростанции, используя нашу сеть продаж. Мы также продолжаем разрабатывать электронные устройства, включая системы управления, используя наши знания и технологии, основанные на технологиях проектирования и производства тепловых и гидравлических электростанций. занимаемся производством ветровой энергии самостоятельно.Обладая сильной репутацией с обеих сторон, производителя и пользователя, мы предлагаем решения для удовлетворения потребностей клиентов в самых разных ситуациях.

Простая в установке/эксплуатации ветровая электростанция без необходимости беспокоиться об истощении

В мире растет внедрение ветроэнергетики, которая имеет следующие характеристики:

• • Нет выбросов CO ₂

• • Ветер — безопасный источник энергии, существующий повсеместно, и не нужно беспокоиться об истощении, как ископаемое топливо

• • Простое оборудование и простота в эксплуатации

• • Мало привязанность к окружающей среде

В современном мире прогресс в технологиях создания более крупных ВЭУ заметен, и это приводит к увеличению выработки электроэнергии на единицу ВЭУ и развитию большого поля ВЭУ, называемого «ветряной электростанцией». Развиваются и технологии строительства морских ВТГ.

Высоконадежная технология ветряных турбин

Герметичный синхронный генератор с постоянными магнитами (PMSG), обеспечивающий повышенную эффективность выработки электроэнергии без необходимости внешней системы возбуждения

При возбуждении от постоянных магнитов генератор не требует технического обслуживания и снижает частоту отказов за счет удаления токосъемных колец для внешнего возбуждения.Отсутствие необходимости во внешней системе возбуждения повышает эффективность выработки электроэнергии. Благодаря использованию систем водяного охлаждения и внутреннего вентиляторного охлаждения генератор не забирает воздух снаружи, что подходит для использования в среде с большим количеством мелких частиц в космосе или в прибрежных/морских районах.

Генератор для ВЭУ 2 МВ

Более длинная лопасть обеспечивает более высокое годовое производство энергии даже при низкой скорости ветра

Использование более длинного лезвия позволяет преобразовывать больше энергии ветра в электричество. Для ВЭУ мощностью 2 МВт типа У93 применяются лопасти длиной 45 м и диаметром 93 м, что на 16% больше, чем у других производителей, что увеличивает площадь приема ветра и обеспечивает более высокую годовую выработку энергии даже при низкой скорости ветра.

Компоновка гондолы

Применены ГРМ

с коробкой передач и полноразмерным преобразователем.

Внутренняя конструкция гондолы 2 МВ ВТГ

ВТГ 2 МВт

Ветрогенератор Toshiba мощностью 2 МВт характеризуется следующими характеристиками:

• • Модель: U88E

• • Высокая надежность благодаря среднескоростной передаче (1:72)

• • Малый синхронный генератор с постоянными магнитами (PMSG)

• • Герметичный генератор с системой водяного охлаждения

• • Affinity для высоковольтной системы в системе с полным преобразователем

* Стандарт IEC: эталонная скорость ветра 50 м/с, средняя скорость ветра 8. 5 м/с, предельная скорость ветра (Ve50) 70 м/с.

* Если скорость ветра превышает 70 м/с, проконсультируйтесь с нами.

Ветроэнергетический бизнес Toshiba

Чтобы удовлетворить потребности клиентов, Toshiba предоставляет всестороннюю поддержку во многих различных бизнес-ситуациях, от геологических/экологических исследований и бизнес-планирования до проектирования, производства, строительства, ввода в эксплуатацию и эксплуатации и обслуживания после запуска генератора.

Комплексная поддержка от назначения участков-кандидатов – Планирование –

Мы оказываем поддержку нашим клиентам от назначения участков-кандидатов, включая геологические или экологические исследования, решение вопросов, связанных с законами/нормативными актами, до планирования строительства.Также мы предоставляем упаковочные решения с аккумуляторной/вторичной батареей для стабильной мощности генератора и оптимизируем точку установки путем микроразметки с помощью CFD для сложной структуры земли.

Достижение высокой ветроустойчивости с помощью длинных лопастей – Дизайн/Производство–

^※1

У нас есть различные ветрогенераторы с длинными лопастями, которые охватывают широкий диапазон скоростей ветра, поэтому мы можем предоставить ветрогенераторы, подходящие для каждого объекта.Мы также продолжаем разрабатывать большие ВТГ для наземных и морских установок, чтобы снизить себестоимость единицы продукции.

Надлежащая установка и безопасное обслуживание

Мы предлагаем подходящие способы установки для каждого объекта.
Toshiba сотрудничает с производителями ветряных турбин и другими местными субподрядчиками, чтобы обеспечить безопасную и стабильную работу в различных меню периодического обслуживания, ремонта, капитального ремонта и гарантии.Что касается поставок запчастей, у нас есть запасы запчастей у отечественных субподрядчиков для бесперебойной поставки.

Установка ВТГ

Ветроэнергетика – обзор

5.1 Необходимость прогнозирования выработки энергии ветра в электроэнергетических системах

Ветроэнергетика, способная преобразовывать кинетическую энергию ветра в электрическую без серьезного ущерба окружающей среде, считается одной из наиболее перспективных Распределенные энергетические ресурсы в мире.Относительно дешевая стоимость установки ускоряет установку ветрогенерации в мире. Глобальный совет по ветроэнергетике сообщил, что годовая глобальная установленная мощность в 2014 году превысила 50 ГВт, а глобальная совокупная мощность производства ветровой энергии выросла в геометрической прогрессии, как показано на рис. 5.1 [1].

Рисунок 5.1. Глобальный рост ветроэнергетики.

(a) Годовая установленная мощность; (b) совокупная установленная мощность.

Генерация ветровой энергии привлекательна из-за ее достоинств в плане стоимости, экологичности, устойчивости, масштабности и повсеместности; однако такие недостатки, как прерывистость, изменчивость и неопределенность, по-прежнему остаются технологическими проблемами. Как указано в разделе 5.2.1, мощность, вырабатываемая за счет энергии ветра, варьируется в зависимости от изменения скорости ветра.

В типичной электроэнергетической системе общая мощность производства обычных генераторов, таких как тепловые, гидро- и/или атомные электростанции, должна соответствовать общему спросу (потреблению электроэнергии) в каждый момент времени для поддержания частоты системы. Системный оператор обеспечивает адекватное регулирование частоты за счет еженедельного/суточного планирования выработки электроэнергии, включая обязательства по единицам, экономическую диспетчеризацию нагрузки в режиме онлайн и управление частотой на основе характеристик спада скорости, которые охватывают различные временные области.Цель планирования выработки состоит в том, чтобы найти наиболее экономичный график выработки, который может удовлетворить прогнозируемый спрос на предстоящую неделю/день и удовлетворить статические и динамические эксплуатационные ограничения, такие как ограничения мощности, ограничения напряжения, обеспечение запаса регулирования и другие критерии по стабильность, надежность и безопасность. Здесь прогноз спроса, учитываемый в процессе планирования, должен быть прогнозом спроса, который должен обеспечиваться обычными производителями, или чистым спросом (фактический спрос минус общая мощность систем производства возобновляемой энергии).То есть выход ветровой энергии в течение целевого периода должен прогнозироваться с таким же или более высоким временным разрешением (обычно 30 минут в процессе суточного планирования) в энергосистеме с массовым проникновением ветровой энергетики. Поскольку данные прогноза, используемые при планировании генерации, содержат ошибки, системная частота отклоняется, даже если генераторы работают по расписанию. Диспетчер экономической нагрузки онлайн пересматривает график выработки на основе краткосрочных (от нескольких минут до нескольких часов вперед, в зависимости от страны и региона) прогнозов спроса и ветровой энергии.Колебание чистого спроса в течение интервала планирования также влияет на системную частоту. По мере роста выработки ветровой энергии краткосрочные колебания чистого спроса также увеличиваются. Это кратковременное отклонение частоты компенсируется посредством управления частотой первичной и вторичной нагрузки, при котором выходная мощность генератора автоматически регулируется в пределах запаса первичного и вторичного резерва, полученного в процессе планирования генерации. То есть понимание характеристик колебаний выработки ветровой энергии также является важным фактором для оценки адекватного уровня резервных запасов.

Как было сказано выше, прогноз выработки ветровой энергии становится важной технологией для стабильной работы энергосистемы с массовым производством ветровой энергии. На самом деле, некоторые региональные системные операторы (RSO)/независимые системные операторы (ISO) и операторы системы передачи (TSO), такие как Управление энергетики Бонневилля, Совет по надежности электроснабжения Техаса и ISO Нью-Йорка в США, Оператор системы электроснабжения Альберты в Канаде , 50Hertz в Германии, EirGrid в Ирландии, Energinet в Дании, Tohoku-EPCO в Японии и т. д. интегрировали функцию прогнозирования выработки ветровой энергии в свое планирование генерации и/или онлайн-операции по распределению экономической нагрузки [2].

Еще одна потребность в прогнозировании выработки ветровой энергии возникает со стороны владельцев/инвесторов ветряных электростанций. В некоторых странах и регионах ветряным электростанциям разрешено продавать свою мощность на рынке электроэнергии на сутки вперед, где участники рынка должны показать свой график выработки на следующий день. Для ветряных электростанций график выработки должен планироваться на основе прогноза ветровой энергии на сутки вперед. Если внутридневной рынок станет более популярным, также возникнет потребность в краткосрочном прогнозировании.

Энергия ветра

Энергия ветра является одной из самых быстрорастущих технологий использования возобновляемых источников энергии. Использование растет во всем мире, отчасти потому, что затраты падают. Согласно последним данным IRENA, мировая установленная мощность ветрогенерации на суше и на море увеличилась почти в 75 раз за последние два десятилетия, увеличившись с 7,5 гигаватт (ГВт) в 1997 году до примерно 564 ГВт к 2018 году. Производство ветровой электроэнергии удвоилось в период с 2009 по 2013 год, а в 2016 году на энергию ветра приходилось 16% электроэнергии, вырабатываемой возобновляемыми источниками энергии.Во многих частях мира наблюдается сильная скорость ветра, но иногда лучшими местами для производства энергии ветра являются отдаленные районы. Оффшорная ветроэнергетика имеет огромный потенциал.

Первые ветряные турбины появились более века назад. После изобретения электрического генератора в 1830-х годах инженеры начали пытаться использовать энергию ветра для производства электроэнергии. Производство ветровой энергии имело место в Соединенном Королевстве и Соединенных Штатах в 1887 и 1888 годах, но считается, что современная ветроэнергетика была впервые разработана в Дании, где ветряные турбины с горизонтальной осью были построены в 1891 и 22 годах.8-метровый ветряк начал работу в 1897 году.

Ветер используется для производства электроэнергии с использованием кинетической энергии, создаваемой воздухом в движении. Она преобразуется в электрическую энергию с помощью ветряных турбин или систем преобразования энергии ветра. Ветер сначала ударяет по лопастям турбины, заставляя их вращаться и вращать соединенную с ними турбину. Это изменяет кинетическую энергию на энергию вращения, перемещая вал, соединенный с генератором, и тем самым производя электрическую энергию посредством электромагнетизма.

Количество энергии, которую можно получить от ветра, зависит от размера турбины и длины ее лопастей. Выход пропорционален размерам ротора и кубу скорости ветра. Теоретически при удвоении скорости ветра потенциал ветровой энергии увеличивается в восемь раз.

Мощность ветряной турбины со временем увеличилась. В 1985 году типичные турбины имели номинальную мощность 0,05 мегаватт (МВт) и диаметр ротора 15 метров. Сегодняшние новые ветроэнергетические проекты имеют мощность турбин около 2 МВт на суше и 3–5 МВт на море.

Имеющиеся в продаже ветряные турбины достигли мощности 8 МВт с диаметром ротора до 164 метров. Средняя мощность ветроустановок увеличилась с 1,6 МВт в 2009 г. до 2 МВт в 2014 г.

Согласно последним данным IRENA, производство ветровой электроэнергии в 2016 году составило 6 % электроэнергии, вырабатываемой возобновляемыми источниками энергии. Во многих частях мира наблюдается сильная скорость ветра, но иногда лучшими местами для производства энергии ветра являются отдаленные районы.Оффшорная ветроэнергетика имеет огромный потенциал.

Энергия ветра Информация и факты

Ветер – это движение воздуха из области высокого давления в область низкого давления. На самом деле ветер существует потому, что солнце неравномерно нагревает поверхность Земли. По мере того, как горячий воздух поднимается, более холодный воздух движется внутрь, чтобы заполнить пустоту. Пока светит солнце, будет дуть ветер. А ветер издавна служил источником энергии для человека.

Древние мореплаватели использовали паруса для ловли ветра. Когда-то фермеры использовали ветряные мельницы для измельчения зерна и перекачки воды. Сегодня все больше и больше ветряных турбин вырабатывают электричество из ветра. За последнее десятилетие использование ветряных турбин увеличивалось более чем на 25 процентов в год. Тем не менее, он обеспечивает лишь небольшую часть мировой энергии.

Погода 101

От аномальной жары и града до тайфунов и торнадо погода на нашей планете может быть очень сложной. Узнайте, что заставляет природу дать волю своей ярости.

Как это работает

Большая часть энергии ветра поступает от турбин, которые могут достигать высоты 20-этажного здания и иметь три 200-футовых (60-метровых) лопасти. Ветер раскручивает лопасти, которые вращают вал, соединенный с генератором, вырабатывающим электричество.

Крупнейшие ветряные турбины производят достаточно электроэнергии в год (около 12 мегаватт-часов), чтобы снабжать электроэнергией около 600 домов в США. Ветряные электростанции имеют десятки, а иногда и сотни таких турбин, установленных вместе в особенно ветреных местах.Меньшие турбины, установленные на заднем дворе, могут производить достаточно электроэнергии для одного дома или малого бизнеса.

Бурно развивающаяся ветровая энергетика

Ветер — это чистый источник возобновляемой энергии, который не загрязняет воздух и воду. А поскольку ветер бесплатный, эксплуатационные расходы после установки турбины практически равны нулю. Массовое производство и технический прогресс удешевляют турбины, и многие правительства предлагают налоговые льготы для стимулирования развития ветроэнергетики.

К недостаткам можно отнести жалобы местных жителей на то, что ветряки некрасивые и шумные.Медленно вращающиеся лезвия также могут убивать птиц и летучих мышей, но не так часто, как автомобили, линии электропередач и высотные здания. Ветер также переменчив: если он не дует, электричество не вырабатывается.

Тем не менее, ветроэнергетика переживает бум. Благодаря глобальным усилиям по борьбе с изменением климата, таким как Парижское соглашение, возобновляемые источники энергии переживают бум роста, а энергия ветра лидирует. С 2000 по 2015 год совокупная ветровая мощность по всему миру увеличилась с 17 000 мегаватт до более чем 430 000 мегаватт.В 2015 году Китай также превзошел ЕС по количеству установленных ветряных турбин и продолжает лидировать в установке.

Эксперты отрасли прогнозируют, что если темпы роста сохранятся, к 2050 году одна треть мировых потребностей в электроэнергии будет удовлетворяться за счет энергии ветра.

Насколько устойчива энергия ветра? | Окружающая среда | Все темы от изменения климата до сохранения | ДВ

Вместе с солнечной энергией энергия ветра должна стать ключевой опорой глобального возобновляемого энергоснабжения.

Выработка электроэнергии с помощью ветра не только нейтральна по выбросам углерода, но и может использоваться для производства водорода и синтетического топлива, такого как керосин и дизельное топливо, безвредным для климата способом.

Благодаря солнцу ветер настолько обилен, что может в несколько раз удовлетворить весь мировой спрос на энергию. Это будет жизненно важно для энергетического перехода.

А как же негативы? Какая часть ветряной турбины может быть переработана? А как насчет воздействия на виды и особенно на птиц? Каков пожизненный углеродный след ветряной энергетики?

След ветра: все относительно

Строительство ветряных турбин — очень энергоемкий процесс, особенно производство стальных башен и бетонных фундаментов.

По данным Немецкого агентства по охране окружающей среды (Umweltbundesamt, UBA), ветряным электростанциям требуется от 2 1/2 до 11 месяцев, чтобы выработать количество энергии, необходимое для их строительства.

В среднем ветряки эксплуатируются около 25 лет. За это время они вырабатывают в 40 раз больше энергии по сравнению с энергией, необходимой для производства, эксплуатации и утилизации ветряной электростанции.

Так называемые выбросы вверх по течению, образующиеся в основном при производстве углеродоемкой стали и цемента, включаются в общий углеродный баланс жизненного цикла ветряной турбины.

Недавно построенная береговая ветряная турбина производит около 9 граммов CO2 на каждый киловатт-час (кВтч), который она вырабатывает, согласно данным UBA. Новый морской завод в море выбрасывает 7 граммов CO2 на кВтч.

По сравнению с другими технологиями, ветровая энергетика показывает хорошие результаты с точки зрения выбросов углерода. Для сравнения, солнечные электростанции выбрасывают 33 грамма CO2 на каждый произведенный кВтч. Между тем, энергия, вырабатываемая из природного газа, производит 442 грамма CO2 на кВтч, энергия из каменного угля — 864 грамма, а энергия из лигнита или бурого угля — 1034 грамма.

Согласно исследованию, проведенному по заказу глобального антиядерного движения WISE, на ядерную энергию приходится около 117 граммов CO2 на кВтч, учитывая выбросы, вызванные добычей урана, строительством и эксплуатацией ядерных реакторов.

• Увлечение силой ветра

  Виндсерфинг к победе

  Сегодня виндсерферы могут скользить по воде со скоростью более 90 километров в час. Для этого нужна сила, техника, хорошее снаряжение и много ветра.Здесь, на Олимпийских играх в Токио, голландский виндсерфер Киран Бадлоу выигрывает золотую медаль.

• Увлечение силой ветра

  Катание на лыжах под парусом

  Здесь, в Новосибирске, созданы идеальные условия для сноукайтинга, также известного как кайт-ски. Холодные зимы предлагают огромные замерзшие территории, и дует сильный ветер. С помощью каскадерского змея можно достичь очень быстрой скорости свыше 110 километров в час.

• Увлечение силой ветра

  Скорость до 200 км/ч

  Наземный парусный спорт, также известный как яхтинг на песке, выполняется на другом ветряном транспортном средстве, которое может двигаться очень быстро.В 2009 году Ричард Дженкинс достиг максимальной скорости на сухопутном парусе, разогнавшись до 203 километров в час в Солт-Лейк-Сити в Неваде. Говорят, что предшественники существовали на ветреном севере Китая в 6 веке и в Европе примерно с 17 века.

• Увлечение ветровой энергией

  Путешествие без выбросов углекислого газа

  Грета Тунберг пересекла Атлантику на гоночной яхте Malizia без вредных выбросов в 2019 году. более 5300 километров от Плимута в Англии до Нью-Йорка в США.Тем самым климатический активист подал пример путешествий без выбросов CO2. Электроэнергия вырабатывается на борту «Мализии» с помощью солнечных батарей и подводных турбин.

• Увлечение силой ветра

  Битва Дон Кихота с ветряными мельницами

  Сотни таких мельниц существовали в Испании в XVI веке в ветреной Кастилии-Ла-Манча. Лопасти были покрыты парусиной, чтобы получился парус, который когда-то гнался за ветром и перемалывал муку. Эти испанские ветряные мельницы были классно изображены в романе «Дон Кихот», когда сбитый с толку главный герой вступает в бой с башнями, которые он считает гигантскими.

• Увлечение энергией ветра

  Ветряные водяные насосы

  Эти ветряные мельницы недалеко от Роттердама в Нидерландах являются шедеврами инженерной мысли 18 века. Построенное для откачки воды из низменных земель, образовавшееся мелиорированное болото можно было использовать для сельского хозяйства, а это означало, что ветряные устройства способствовали гораздо большему процветанию в регионе. Сегодня ветряные насосы являются объектами Всемирного наследия ЮНЕСКО.

• Увлечение ветровой энергией

  Увлечение ветровой технологией

  Современное производство электроэнергии с помощью ветра началось в 1980 году в Палм-Спрингс в Калифорнии, где были установлены тысячи трехлопастных турбин.Сегодня старейшие турбины стали достопримечательностью. Их минимальная мощность всего 25 киловатт по сравнению с современными турбинами с мощностью в 500 раз больше. Германия и Дания также были в авангарде современной ветроэнергетики, особенно морской.

• Увлечение ветровой энергией

  Радость прогресса

  Две женщины в головных уборах делают селфи перед современной ветряной турбиной в округе Жунань, Китай. В последние годы Китай сделал беспрецедентный шаг вперед в развитии ветроэнергетики.В 2020 году вновь установлены турбины мощностью 53 гигаватт, что эквивалентно мощности 53 новых атомных электростанций за один год.

• Увлечение ветровой энергией

  Модель будущего

  В настоящее время проводятся многочисленные исследования в области плавучих ветровых технологий. Эта модель турбины с двумя роторами имеет высоту 18 метров и в настоящее время проходит испытания в Балтийском море. Фактическая рабочая турбина будет иметь высоту 180 метров и мощность 15 000 киловатт.Немецкая энергетическая компания EnBW вкладывает значительные средства в турбины и в 2022 году испытает первую крупномасштабную турбину у побережья Китая. . Этот в северной Германии вырабатывает электричество. Во время подъема веревку тянет лебедка с генератором. Оказавшись наверху, воздушный змей поворачивается от ветра и возвращается с меньшим количеством энергии, начиная новый цикл выработки энергии. Технология проходит испытания в сотрудничестве с крупнейшей в Европе угольной компанией RWE.

• Увлечение ветровой энергией

  Ende und Aufbruch

  Поскольку Германия стремится постепенно отказаться от использования угля к 2030 году в соответствии с новым обязательством новой коалиции, ветровая электроэнергия вместе с солнечной станет крупнейшим источником энергии . Тенденция сохранится и в других странах.

  Автор: Геро Рютер

Что можно переработать?

За последние три десятилетия ветроэнергетика выросла в геометрической прогрессии.В 1991 году в Германии было построено 50 ветряков мощностью 100 киловатт. К 2001 году к сети добавилось еще 2000 турбин мощностью 1300 киловатт.

При хорошем обслуживании эти небольшие установки могут работать более 30 лет, и теперь их можно найти во многих странах.

Из-за долгого срока службы только несколько старых установок выведены из эксплуатации. Но к 2050 году до 50 000 ветряных электростанций должны быть закрыты и заменены более новыми и гораздо более эффективными ветроэнергетическими технологиями.

Это потребует утилизации большей части бетона, обнаруженного в фундаменте, стали в башне и коробке передач и соединения пластика со стеклом или углеродным волокном, используемого в лопастях несущего винта.

Бетон можно измельчать и использовать в дорожных работах, а драгоценную сталь можно перерабатывать в новую сталь. Другие ценные металлы, такие как медь и алюминий, можно использовать повторно.

Но утилизировать лопасти ротора, изготовленные из пластиковых композитов, сложнее. В Соединенных Штатах старые лопасти ротора до сих пор оказываются на свалках.В Европе они в основном использовались в качестве альтернативного топлива в печах для обжига цемента и мусоросжигательных заводах.

В настоящее время в Дании производятся первые перерабатываемые лопасти ротора для крупных морских установок. К 2030 году конструктор завода Siemens Gamesa планирует продавать только перерабатываемые лопасти ротора: ожидается, что с 2040 года производство ветряных электростанций компании будет полностью углеродно-нейтральным.

Помогает ли энергия ветра защите видов?

В целом, быстрое распространение энергии ветра поможет сократить выбросы CO2, замедлить глобальное потепление и утрату биоразнообразия.

Тем не менее, некоторые защитники окружающей среды требуют, чтобы ветряные электростанции не устанавливались в природных заповедниках или в местах остановок перелетных птиц, чтобы не подвергать животных опасности.

Чтобы смягчить это воздействие, все больше крупных ветряных электростанций также оснащаются камерами и программными технологиями, которые направлены на предотвращение столкновений с птицами путем отключения турбин до того, как они подойдут слишком близко.

Китов, тюленей и рыб также беспокоят шумные строительные работы на морском дне при строительстве фундаментов морских ветряных электростанций.

С технической точки зрения эта проблема в значительной степени была решена с помощью кольца крошечных пузырьков воздуха, используемых во время строительных работ, которые гасят шум примерно на 90%.

Морские ветряные электростанции могут даже оказывать положительное влияние на морских животных, поскольку соответствующая территория больше не может использоваться для тралового промысла, что позволяет восстановить рыбные запасы. Более того, основания растений заселяются морскими существами, такими как мидии.

Меньше ветра из-за глобального потепления?

В то время как теплое лето часто бывает безветренным, во многих местах в холодные месяцы и зимой бывают штормы.

Тем не менее, это не означает, что ветроэнергетике угрожает изменение климата. Исследователи считают, что повышение температуры не приведет к значительному снижению глобальной ветровой энергии.

В то время как струйное течение, расположенное на высоте от 8 до 12 километров (до 7 миль) над уровнем моря, замедляется из-за глобального потепления, это не влияет на круглогодичную выработку энергии ветряными электростанциями.

В конечном счете, повышение температуры мало повлияет на мощность ветра: хотя летом будет менее ветрено, прогнозируется, что будущие зимы будут более ветреными.

• Будущее энергии ветра

  Тогда и сейчас

  Энергия ветра использовалась на протяжении веков. Он качает воду, мелет зерно, пилит дрова и доставляет парусники к месту назначения. В Европе в 19 веке насчитывалось сотни тысяч ветряков. Голландцы в основном использовали их для осушения болот. Сегодня ветряная энергия производит экологически чистую электроэнергию и играет центральную роль в достижении климатических целей.

• Будущее ветроэнергетики

  Ветер бьет уголь

  Ветряные турбины часто производят самую дешевую энергию.Электроэнергия от новой угольной или атомной электростанции сегодня стоит в два-три раза дороже. Энергия ветра, вырабатываемая на суше, особенно дешева. Согласно прогнозам, к 2030 году в районах с хорошим ветром стоимость энергии ветра снизится еще больше — до 0,03 евро (0,04 доллара США) за киловатт-час (кВтч).

• Будущее ветроэнергетики

  В 20 раз больше электроэнергии

  Большая ветряная турбина, установленная недалеко от Вильгельмсхафена на севере Германии, вырабатывает 6000 киловатт электроэнергии и покрывает потребности в электроэнергии 10 000 человек. Старые модели, которым 25 лет, выдавали всего 500 киловатт — этого хватило примерно на 500 человек. Современные турбины теперь тянутся в небо на 180 метров. Чем они выше, тем больше ветра ловят.

• Будущее ветроэнергетики

  Гиганты в море

  В море ветер надежный и сильный. Около 5% мировой ветровой энергии приходится на оффшорные парки, подобные этому, у побережья Нидерландов. Такие турбины имеют мощность до 10 000 киловатт.Ожидается, что с 2025 года их мощность вырастет до 15 000 киловатт и обеспечит электроэнергией более 40 000 человек.

• Будущее ветроэнергетики

  Китай лидирует

  Половина всех новых ветряных турбин в мире в настоящее время устанавливается в Китае. Только в 2020 году в стране построены новые турбины мощностью 52 гигаватт ветровой энергии. Это эквивалентно мощности 50 атомных электростанций. Пионеры ветровой экспансии – Дания и Германия.Дания уже покрывает около 50% своих потребностей в электроэнергии за счет энергии ветра, а Германия достигает 25%.

• Будущее ветроэнергетики

  Больше рабочих мест благодаря ветроэнергетике

  Около 1,3 миллиона человек работают в ветроэнергетике по всему миру. Около 550 000 из них находятся в Китае, 110 000 в США, 90 000 в Германии, 45 000 в Индии и 40 000 в Бразилии. Установка и эксплуатация ветряных турбин обходится дороже, чем угольная энергия, поэтому распространение ветровой энергии создает все больше и больше рабочих мест.

• Будущее ветроэнергетики

  Граждане хотят получить прибыль

  В густонаселенных регионах ветроэнергетика часто встречает сопротивление. Но это может измениться, когда граждане вовлекаются в местные проекты. Например, в Штаркенбурге, недалеко от немецкого города Франкфурт, многие жители выступают за расширение использования энергии ветра. Они инвестируют в новые турбины — и получают прибыль от продажи электроэнергии.

• Будущее ветроэнергетики

  Паруса спасают дизель

  В прошлом парусные суда перевозили грузы по всему миру, но затем на смену им пришли дизельные двигатели. Теперь в игру снова вступают современные паруса. С дополнительным ветровым двигателем потребление энергии грузовыми судами может быть снижено до 30%. Кроме того, в будущем корабли смогут использовать зеленый водород в качестве топлива.

• Будущее ветроэнергетики

  Плавучие ветряные электростанции

  В море достаточно места для ветроэнергетики. Но во многих местах вода слишком глубокая для фундамента на морском дне. Альтернативой являются плавучие турбины на буях. Они прикреплены к морскому дну длинными цепями.Плавучие ветряные электростанции уже существуют в Европе и Японии и остаются стабильными даже во время штормов.

• Будущее ветряной энергетики

  Ветровая энергия для дома

  147-метровый небоскреб Strata SE1 в Лондоне привлекает внимание футуристическими ветряными турбинами. Но такие установки на крыше обычно неэкономичны, потому что ветер в городах, как правило, слишком слабый. Фотоэлектрические системы на крышах почти всегда являются более эффективной альтернативой.

• Будущее ветроэнергетики

  Самая экологически чистая энергия

  В течение 3-11 месяцев ветряные турбины производят энергию, необходимую для их строительства.В процессе производства электроэнергии CO2 не образуется, но они меняют ландшафт. Тем не менее, по сравнению с другими источниками энергии, они лучше всего зарекомендовали себя в экологическом балансе. По данным Федерального агентства по охране окружающей среды Германии, их экологические издержки в 70 раз ниже, чем у угольных электростанций.

• Будущее ветроэнергетики

  Где разместить энергию ветра?

  Ветряные и солнечные электростанции вместе могут удовлетворить мировые потребности в энергии. Ветряные турбины вырабатывают электроэнергию при скорости ветра 10 км/ч и выше.В регионах с большим количеством солнца фотогальваника является самым дешевым источником энергии. Чуть дальше к северу и югу от экватора обычно используется смесь ветра и солнца. В особенно ветреных районах энергия ветра может стать самым важным источником энергии.

  Автор: Геро Рутер

Энергия ветра

В настоящее время в Пенсильвании установлено более 1300 мегаватт ветряных электростанций на 27 ветряных электростанциях. Эти ветряные электростанции обеспечивают в среднем достаточно электроэнергии для питания почти 350 000 домов в Пенсильвании.

Универсальные весы ветра

DEP регулирует воздействие ветряных электростанций, как правило, воздействие на воду и водно-болотные угодья, в основном в результате строительства дорог и строительных работ. Разрешительная деятельность DEP осуществляется в Региональном офисе, охватывающем территорию, где будет осуществляться проект. В рамках обычной заявки на получение разрешения заявитель или консультант должен пройти экологическую экспертизу PNDI и попытаться разрешить любые конфликты с соответствующими органами до подачи заявки на получение разрешения в DEP.

Экологическая экспертиза PNDI

В дополнение к этому обязательному обзору Комиссия по охоте Пенсильвании подписала добровольные соглашения о сотрудничестве с компаниями, занимающимися разработкой ветровой энергии в Пенсильвании, чтобы избежать, свести к минимуму и потенциально смягчить любые неблагоприятные воздействия, которые развитие ветровой энергии может оказать на ресурсы дикой природы штата. При посредничестве существенный вклад представителей ветроэнергетики и помощь Пенсильванского объединения ветроэнергетики и дикой природы (PWWC), «Соглашение о добровольном сотрудничестве в области ветроэнергетики» Комиссии по играм.»

Пенсильванское соглашение о добровольном сотрудничестве в области ветроэнергетики

Строительство крупных ветроэнергетических проектов обычно требует одобрения местных органов власти, в которых они расположены. Многие ветряные электростанции в Пенсильвании развивались в соответствии с рекомендациями, изложенными в Типовом постановлении о ветроэнергетике для местных органов власти (PDF). Этот документ могут быть адаптированы по мере необходимости муниципалитетом, который рассматривает возможность развития ветровой электростанции в своих границах.

Сообщество Ветер

Большинство ветровых проектов разрабатываются энергетическими компаниями, специализирующимися на ветроэнергетике.Некоторые общины или группы землевладельцев могут быть заинтересованы в разработке собственного ветроэнергетического проекта.

Нажмите здесь для получения дополнительной информации о Community Wind

Малый ветер

Некоторые домовладельцы и малые предприятия могут быть заинтересованы в установке одной или двух ветряных турбин на территории заказчика только для удовлетворения своих собственных потребностей. Более подробная информация об этом доступна в «Руководстве для потребителей Пенсильвании по малым ветряным электрическим системам».

Руководство для потребителей по малым ветроэлектрическим системам, Пенсильвания (PDF)

Информация о ветроэнергетике в Пенсильвании, включая карты ветра

Дополнительные ресурсы

• Комиссия по коммунальным предприятиям штата Пенсильвания — Пенсильвания требует, чтобы 18 процентов электроэнергии, вырабатываемой из альтернативных источников энергии, включая энергию ветра, в течение 15 лет.В настоящее время Комиссия по коммунальным предприятиям штата Пенсильвания разрабатывает правила для реализации этого требования. Посетите их сайт альтернативной энергии для получения информации об этом процессе.
• Wind Powering America Pennsylvania Info — информация Министерства энергетики США (DOE) о ветроэнергетике в Пенсильвании.
• Wind Powering America — веб-сайт Министерства энергетики США, на котором представлена ​​информация об инициативе Wind Powering America, целью которой является увеличение использования энергии ветра в Соединенных Штатах.
• Американская ассоциация ветроэнергетики — группа защиты интересов ветровой энергетики.
• Национальный координационный комитет по ветроэнергетике. В его состав входят представители правительства, промышленности, экологических и правозащитных групп, работа которых направлена ​​на содействие устойчивому развитию ветровой энергетики.

.