Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

2.2. Ветровая энергия

  Мир.  Использование энергии ветра – одно из перспективных направлений современной энергетики. В  последние годы наблюдается массовое увеличение размеров и количества ветропарков во всех странах мира.  Устройства становятся выше, а их лопасти длиннее и легче, что позволяет им работать даже при небольшой силе ветра. Сооружения устанавливаются повсеместно: в лесах, полях, на побережьях, в прибрежных водах морей и океанов (оффшорные парки). Даже в густонаселенных мегаполисах архитекторы умудряются внедрить ветрогенераторы в конструкции небоскребов, переведя их на частичное самообеспечение.

  Для координации усилий и быстрого реагирования на изменения запросов рынка ветровой энергии создана международная некоммерческая организация WWEA (World Wind Energy Association) со штаб-квартирой в Германии. Сегодня ассоциация объединяет интересы более чем сотни стран-участниц. Задачей WWEA является постоянный мониторинг потребностей и предложений в области возобновляемой энергетики, проведение исследований и предоставление консультаций заинтересованному сообществу [2.41].

   Обобщённая таблица  использования энергии ветра в мире среди ведущих стран представлена в таблице 2.5.     

 Таблица 2.5.  Энергия ветра в мире. Сведения по странам Топ- 15Условные обозначения:  **общая мощность к  концу 2015 года;***добавленная мощность в 2015 году МВт;  %;  общая мощность в 2014 году.

Наиболее достоверные сведения представлены в [2.5]. В частности, в [2.42].

   Рис.2. 29.    Энергия ветра. Динамика за 2005-2015 годы.

 Энергия ветра пережила в 2015 году очередной бум. Прирост составил  более 63 ГВ, что на 22% больше, чем в 2014. В целом, общее количество  превысило 433 ГВ. ( см. рис. 2.29.) Более половины  энергии ветра в мире было добавлено за последние пять лет. К концу 2015 года более 80 стран  превысили свои предыдущие показатели ,а 26 стран достигли значений, превышающих 1 ГВт.

Ветровая энергия  стала ведущим источником новых генерирующих мощностей в Европе и Соединенных Штатах.  По одной из оценок второе место  принадлежит  Китаю.  Увеличение этой энергии в 2015 году  превысило  прирост  от других технологий в мире.

А так же  сведения по странам  представлены на рис.2.30 в  источниках [2.43,2.44].

Рис.2. 30.   Энергия ветра. Динамика за год 15 ведущих стран.    

 По вводу новых установок  первенствует  Китай, затем  следуют Соединенными Штаты, Германия, Бразилия и Индия. В  ТОП-10  вошли  Канада, Польша, Франция, Великобритания и Турция (см. рис.2.30). Хотя большинство  новых емкостей было добавлено  Китаем,  но новые рынки открываются в странах Африки, Азии, Латинской Америки и Ближнего Востока. Первые ветряные электростанции  установили Гватемала, Иордания и Сербия. В конце 2015 года  ведущими странами  по  общей  мощности ветряных электростанций на одного жителя были Дания, Швеция,  Германия, Ирландия и Испания. 

 Китаем добавлено в 2015 году 30.8 ГВт. новых мощностей  при  общем количестве более 145 ГВт, что больше, чем весь ЕС. К  концу2015  года  реальный рост значительно превысил ожидаемый (по состоянию на 1-е января 2016 года). Это особенно заметно  в свете замедления экономического роста Китая, что позволило  уменьшить потребление угля из-за роста опасения по поводу изменения климата и загрязнения воздуха.

 

Рис. 2.31.    Ведущие производители ветровых турбин в 2015 году.      

   Большинство ветряных турбин  произведено в Китае, ЕС и США,  при этом основная масса сосредоточена среди сравнительно небольшого количества стран.  В  2015 году  компания Goldwind (Китай) превзошла производство  компании "Vestas" (Дания) и станет в мире крупнейшим поставщиком  ветряных турбин.   Рост в компании Goldwind (и других китайских компаниях) произошел  в  пределах страны, хотя китайские компании все чаще  проявляют активность на новых рынках. Многолетний лидер"Vestas"  заняла второе место в этой отрасли. На одну позицию поднялся GEwind  частично из-за приобретения Alstom (Франция).

   Siemens (Германия) опустилась на две позиции  и занимает  четвертую (но занимает первую в оффшорном рынке),  Хамеса (Испания) на пятом месте, вслед за компанией Enercon (Германия). В ТОП-10 оказались все китайские компании (см. рис. 2.31.) Suzlon (Индия) выбыла из ТОР-10 за счет продажи дочерней компании Senvion (Германия) в 2015 году. ТОП- 10 мировых производителей турбин захватили почти 69%  рынка. Однако  компоненты поставляются из многих  других стран.

Оффшорный сектор занимает значительное место(3.4 ГВт.), в основном, в Европе,  а в мире он составляет более 12 ГВт. Энергия ветра играет важную роль в удовлетворении спроса на электроэнергию в  большом количестве  стран, включая Данию (42% от спроса  в 2015 году), Германию (более 60% в четырех Землях) и Уругвай (15.5%).  Прошедший год являлся успешным для большинства  топ - производителей турбин. Они превзошли свои собственные ежегодные показатели. Для удовлетворения растущего спроса открываются новые заводы по всему миру. Существенной проблемой  для многих стран является  отсутствие инфраструктуры  для ветровой генерации.

 В расширенном виде основные производители ветряных турбин можно  представить с ледующим образом (см.табл.2.6 ) [ 2.45].

Таблица 2.6.   Основные производители ветряных турбин в мире

     Динамика    развития  энергии ветра за  последние 20 лет выглядит так (рис.2.32 ) [2.46].

      Рис.2.32. Развитие ветроэнергетики за период 1996-2016 гг.

   Различные статистические источники информации при  рассмотрении сведений в области производства и использования энергии ветра (и  не только ветра, но и других видов возобновляемой энергии) приводят для одного и того же периода разные данные. В ряде случаев они отличаются в пределах статистической  погрешности, в других весьма значительно. Данное явление можно объяснить тем, что в разных источниках информации учитывается различный объём использования баз данных. Часто в таких случаях приводятся разные таблицы, графики и диаграммы для относительно объективного представления "состояния дел" в каждом конкретном случае [2.46].

Из круговой диаграммы рис.2.33 следует,что почти половина установленных мощностей принадлежит Китаю,а слудующая за ней Германия установила в 2015 году в4.5 раза меньше мощностей,чем Китай.

 2.33. Установленные мощности в 2014 году [ 2.47].

Что же касается совокупных мощностей на этот год,то картина выглядит несколько иной: на первом месте Китай,за ним США и Германия.

                                                                                                                                                                                                                                                                                                         

 Рис.2.34. Совокупная мощность ветровой энергетики в 2015 году.

       Сведения о  мировой ветроэнергетике представлены также  в  [2.48] и изображены на  обобщённом рис.2.35.

Рис.2.35. Совокупные показатели ветроэнергетики [2.48].

 В связи стем,что установка ветровых электростанций непосредственно затрагивают окружающую среду,мнение населения в  данном вопросе  в различных странах значительно отличаются. Например, в опросе Харриса приведены сведения  по разным странам,предсталенных в  [2.49] (см. табл.2.7).

Таблица 2.7. Мнение населения разных стран относительно установок преобразователей энергии ветра

            Условные обозначения:  решительно выступают "против"; "против" больше, чем  "за"; "за" больше, чем "против";  решительно "за".

 За прошедшие годы эти настроения находятся в "динамическом равновесии ", локально изменяясь в ту  или иную сторону. Например,  пару лет тому назад в одном из районов Дармштадта,  Эберштадте  (Darmstadt -Eberstadt, Hessen, BRD), где в настоящее время автор проживает, на горе Франкенштайн (Frankenstein)  решили установить  энергетическое поле, состоящее из 10 тыс. (!)  ветряков.

Реакция жителей была такова, что от этого проекта  отказались по следующим основным причинам:  изменяется "роза  ветров", т.е. климат в данной местности, нарушаются траектории полета птиц, увеличивается "шумовая составляющая", и, главное, особых преимуществ в цене на электроэнергию, т.е. резкого снижения цены за кВт. ч, предусматривалось.

  Исходя из данных таблицы 2.8, можно посмотреть динамику изменения производства и потребления энергии ветра  за определённые годы[2.50].

Таблица 2.8. ТОП-10 стран по производству ветряной электроэнергии за 2012 год

Аналогичные данные  можно привести за другие годы [2.51].

  Наиболее полные данные состояния энергетики ветра в ретроспективе и по 2016 год  в мировом  масштабе по странам, регионам, континентам   изложены в [2.52]. Некоторые из них  приведены ниже на рис.2.36 - 2.41 и таблице 2.10.

Ежегодная и совокупная продукция  энергии ветра представлена на диаграммах рис.2.36 за период с 2001-го по 2016 годы.

 

Рис.2.36. Ежегодная и совокупная продукция  энергии ветра.

На круговых диаграммах рис.2.37 приведены сведения  на конец 2016 года  по новым мощностям за год для 10 ведущих стран и имеющиеся мощности  к концу 2016 года.

Ежегодное производство ветроэнергии  по континентам приведено  на диаграммах,изобраэённых на рис.2.38.

А ежегодное производство  ветроэнергии по странам за 2015-2016 гг.представлено на рис. 2.39,2.40.

Ориентировочный прогноз ветроэнергетики  до 2019 года приведен на рис.2.41.

Рис.2.37. Круговые диаграммы по странам за 2016-й год.

Суммарные сведения по производству ветроэнергии  и её динамика за за 2015-2016 гг. по континентам и странам  сведены с таблицу 2.9

Выводы,исходя из приведенных данных,а также численные сведения  по континентам,отдельным странам и крупным обединениям, например, ЕС, приведены ниже.

 

Рис.2.38. Ежегодное производство ветроэнергии  по континентам.

Рис. 2.39,2.40. Ежегодное производство по странам за 2015-2016 гг.

Рис.2.41.Ориентировочный прогноз ветроэнергетики  до 2019 года.

Таблица 2.9. Производство энергии ветра и её динамика за 2015-2016 гг.

   Европа. Некоторые страны особенно интенсивно развивают ветроэнергетику. В частности,  по данным на 2014 год в  Дании с помощью ветрогенераторов производится 39 % всей электроэнергии; в Португалии - 27 %; в Никарагуа - 21 %; в Испании - 20 %; Ирландии  - 9 %; в Германии - 8 %; в ЕС - 7,5 % [2.53]. В 2014 году 85 стран мира использовали ветроэнергетику на коммерческой основе. В то же время особенностью европейского рынка является то, что в перерасчёте на 1 тыс. жителей  лидерами в использовании ветроэнергетики  являются совершенно другие страны – Дания, Португалия, Швеция. И только Испания входит в четвёрку лидеров в обоих списках[ 2.41 ].

  Испания занимает 4-е место в рейтинге стран с самой развитой ветроэнергетикой. В условиях угнетенного состояния экономики и нехватки собственных природных ресурсов альтернативные виды энергии являются стратегическим направлением развития страны. Суммарная мощность ветроэлектростанций составляет порядка 23 ГВт. В соответствии с данными WWEA за 2015 год в стране не наблюдалось существенного прироста доли энергии, вырабатываемой «ветряками».

   Развитие ветроэнергетики в таких странах ЕС, как Великобритания,  Италия, Франция связано, в первую очередь, с постепенным отказом от использования атомной энергии. Страны не только занимаются активным строительством ветропарков, но также являются ведущими разработчиками и производителями турбинного оборудования, наряду с Германией. По состоянию к концу 2015 года мощности ветропарков составляют: Британия – 13,6 ГВт, Франция – 10,3 ГВт, Италия – 8,95 ГВт.

   Дания. В силу своих небольших размеров страна не может конкурировать по общему количеству производимой «ветряками» энергии с такими гигантами, как Китай и  США. Общая мощность ветропарков Дании составляет 5 ГВт,  поэтому в первую десятку рейтинга она не входит. Однако при пересчете количества киловатт ветровой энергии на душу населения, Дания является несомненным мировым лидером. Сегодня доля ветроэнергетики в общем энергетическом «котле» страны приближается к 30%, а к 2020 году планируется довести этот показатель до 50%.  Власти страны обнародовали программу, в соответствии с которой к 2050 году Дания откажется от использования традиционных энергоресурсов полностью.

   Обобщённые сведения по Европе  по обеспеченности жителей энергией ветра можно наглядно представить, как показано на диаграмме рис.2.42.

Забезпеченість жителів вітроенергетикою (КВт / 1000 мешканців)

Рис.2.42. Обеспеченность жителей ветроэнергетикой (кВт / 1000 чел.)

 Самым мощным ветропарком  в Европе является Британский оффшорный массив London Array, расположенный дельте Темзы, - крупнейший проект такого рода. В настоящее время ветропарк на воде генерирует 0,63 ГВт электроэнергии. Суммарное количество электроэнергии, вырабатываемое всеми оффшорными ветроэлектростанциями Британии, составляет 3,6 ГВт. Предполагается, что к 2020 году этот показатель будет составлять 18,0 ГВт.

 

Германия. В 2014 году ветряные электростанции Германии произвели 8,6 % от всей произведённой в Германии электроэнергии. К концу 2014 года в Германии работали 24867 ветряных турбин суммарной мощностью 38116 МВт. [2.54].

Оффшорная энергия ветра  представляет  собой большой потенциал в Германии. При этом  учитывается, что скорость ветра на море от 70 до 100% выше, чем на суше, и  ветер гораздо более постоянный.     В настоящее время используется   новое поколение 5 МВт. и более крупных ветровых турбин.  Они способны  более полно использовать потенциал энергии ветра в море, что делает возможным эксплуатацию ветряных электростанций экономически эффективным способом. 

В  июле 2009 года строительство первой морской  ветроустановки было  завершено.Эта турбина является первой  из 12 ветряных турбин для морского ветропарка в Северном море. Германия  работает над новым планом по повышению коммерциализации возобновляемых источников энергии  с особым акцентом на морские ветроэлектростанции.

 В соответствии с планом, большие ветровые турбины будут возведены вдали от побережья, где дует ветер более последовательно, чем это делается на земле, и где огромные турбины не побеспокоят жителей.  Планируется  довести установленную  мощность  до 7.6 ГВт. к 2020 году и  до 26 ГВт. к 2030 году.

  Основной проблемой в дальнейшем будет отсутствие достаточных  сетевых мощностей для передачи электроэнергии, вырабатываемой на северных морях  крупным промышленным потребителям в Южной Германии.  В 2014 году всего 410 турбин с 1747 МВт. были добавлены к ветропаркам Германии.  Мощность 528.9 МВт. была добавлена в сеть в конце 2014 года. Несмотря на это замедление, в 2014 году гигаваттный барьер был  пройден.

 В течение 2015 года мощность морской ветроэнергетики  утроилась до более   чем  3 гигаватт, что свидетельствует о растущем значении этого сектора [2.54].

 В 2011 году 8 % электроэнергии Германии было получено из энергии ветра. Производство электричества ветроэлектростанциями сильно зависит от погодных условий. Так, в апреле 2011 года суммарная мощность ветроэнергетики Германии колебалась от менее 1000 МВт. до 19000 МВт. Ночью 7 февраля 2011 года ветряные электростанции выработали около 1/3 электроэнергии Германии.

  Германия является традиционным лидером в производстве ветровых турбин. Все самое инновационное оборудование в этой отрасли  производится здесь. Общая мощность собственных ветроэлектростанций Германии - на текущий момент - 45,2 ГВт., что составляет около трети суммарной производительности ветропарков всего Евросоюза. Прирост доли энергии, вырабатываемой "ветряками" в стране в 2015 году составил почти 10%.

   Карта расположения ветропарков (больших и малых) представлена ниже (см. рис.2.43).

Рис. 2.43.  Карта расположения  ветропарков в Германии.

 Распределение  установленных турбин энергии ветра по Федеральным землям (ФЗ) по мощности  и количеству представлено в таблице 2.10 [2.54]. На первом месте по установленным  мощностям (703942 МВт.)  и по количеству турбин( 5501) ФЗ Niedersachsen.

Таблица 2.10. Мощность и количество  турбин для  энергии ветра по ФЗ

    

            Мощность установленных турбин  в МВт  и объём энергии в ГВт. ч. за период 1990-2016 гг.  с учётом  морской составляющей приведена в таблице 2.11. Отдельно морская составляющая  за период 2009-2015 гг. представлена в таблице 2.12 [2.55].

   Общая картина состояния ветроэнергетики в Германии может быть представлена так, как показано на рис.2.44. Здесь приведены сведения по  ФЗ, по количеству установленных турбин, генерируемых мощностей, динамике изменения тех  или иных показателей за  период по 2015-й год. [2.56-2.58].

 

Таблица 2.11. Установленная мощность и генерированная энергия по годам,1990-2016 гг. 

 

Year

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

Installed Capacity (MW)

55

106

174

326

618

1,121

1,549

2,089

2,877

4,435

Generation (GW·h)

71

100

275

600

909

1,500

2,032

2,966

4,489

5,528

 

Year

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

Installed Capacity (MW)

6,097

8,738

11,976

14,381

16,419

18,248

20,474

22,116

22,794

25,732

Generation (GW·h)

9,513

10,509

15,786

18,713

25,509

27,229

30,710

39,713

40,574

38,648

 

Year

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

     

Installed Capacity (MW)

26,903

28,712

30,979

34,022

38,557

44,470

49,972

     

Generation (GW·h)

37,795

48,891

50,681

51,721

57,379

79,206

       

Таблица 2.12. Морская составляющая по мощности и  энергии, 2009-2015 гг.

 

 

Year

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

Installed Capacity (MW)

30

80

188

268

622

994

3,284

Generation (GW·h)

38

176

577

732

918

1,471

8,284

 % of Wind Gen.

0.1

0.5

1.2

1.4

1.8

2.6

10.5

  Суммарная картина в области ветроэнергетики приведена  на рис.2.44.

 

Рис.2.44.     Суммарная картина состояния ветроэнергетики в Германии.

Россия.  Возможности России в генерации ветровой энергии (которые в настоящее время практически не используются) оцениваются в 30% от общего электроэнергетического потенциала страны. Суммарный показатель мощности ветропарков России, который планируется достигнуть к 2020 году составляет 3 ГВт.

 В настоящее время крупнейшие ветропарки России расположены в Крыму (общей мощностью около 60 МВт), в Калининградской области (5 МВт), на Чукотке и в Башкортостане (по 2,2 МВт). В различной степени готовности находятся проекты ветроэлектростанций мощностью от 30 до 70 МВт в Ленинградской, Калининградской областях, в Краснодарском крае, в Карелии, на Алтае и Камчатке.

 В самом ближайшем будущем планируется строительство ветропарка мощностью 35 МВт. в Ульяновске. В июне 2016 года Российская ассоциация ветроиндустрии планирует провести конкурс проектов ветропарков суммарной мощностью 1,6 ГВт. [2.45].

        Сегодня никто не сомневается, что ветроэнергетика – один из наиболее перспективных видов получения "чистой", "зеленой" энергии. Помимо сокращения выбросов углекислого газа, который является обязательным атрибутом "традиционных" ТЭС и ТЭЦ, использование "ветряков" позволяет добиться значительного снижения электроэнергии для потребителя, а период окупаемости оборудования составляет 7-8 лет.

 Ветряные электростанции не загрязняют окружающую среду вредными выбросами. Ветровая энергия, при определенных условиях может конкурировать с не возобновляемыми энергоисточниками. Источник энергии ветра - природа - неисчерпаема.

 К основным недостаткам использования энергии ветра можно отнести следующие [2.45,2.59].

  -  Непостоянная природа ветра. При этом мощность ветряных электростанций в каждый момент времени переменна. Невозможно иметь от одной ветроэлектростанции стабильное поступление определенных объемов электроэнергии.  Ветряные электростанции имеют аккумуляторы для накопления электроэнергии  для более равномерной и стабильной работы системы. По этой же причине возникает необходимость объединения ветряных электростанций в энергосистемы и комплексы с иными способами получения электроэнергии.

Так как ветер от природы нестабилен, с усилениями и ослаблениями, это затрудняет использование ветровой энергии. Поиск технических решений, которые позволили бы компенсировать этот недостаток - главная задача при создании ветряных электростанций.

Качественные ветрогенераторы дороги и практически  плохо окупаемы.

 В связи с зависимостью от силы ветра поступления сгенерированного электричества в общую сеть происходят неравномерно. Поэтому полностью отказаться от использования традиционных ГЭС и ТЭС на данном этапе развития альтернативной энергетики не представляется возможным, так как они необходимы для стабилизации работы сетей.

 - Ветряные электростанции создают вредные для человека шумы в различных звуковых спектрах. Обычно ветряные установки строятся на таком расстоянии от жилых зданий, чтобы шум не превышал 35-45 децибел.

 -Ветряные электростанции создают помехи телевидению и различным системам связи. Применение ветряных установок - в Европе их более 26 000- позволяет считать, что это явление не имеет определяющего значения в развитии альтернативной электроэнергетики.

  -Ветряные электростанции причиняют вред птицам на путях миграции и гнездования, мощные ветропарки также оказывают воздействие на окружающую среду: нагревают почву и влияют на микроклимат. Исследования, проведенные в США, показали, что прирост среднесуточной температуры на территории крупной ветрогенерационной станции за 9 лет составил 0,72 градуса Цельсия. При этом ученые связывают такой температурный скачок с тем, что в период проведения исследований с 2003 по 2011 годы, количество "ветряков" на станции возросло с 111 до 2358 штук.  По их мнению, при стабильном количестве установок прирост температуры также должен замедлится.

  - География возможного расположения "ветряков" очень часто не совпадает с географией потребителей. Данная проблема решается путем реконструкции или полного перекроя энергосистемы, что, в свою очередь, связано со значительными временными и финансовыми затратами.

Ветряные электростанции в России. В России, за последние десятилетие, построено и пущено в эксплуатацию лишь несколько ветряных электростанций. В Башкортостане установлены четыре ветряных электростанции мощностью по 550 кВт. В Калининградской области, смонтировано 19 установок. Мощность парка ветряных электростанций составляет ~5 МВт. На Командорских островах возведены две ветротурбины по 250 кВт. В Мурманске вошла в строй ветроустановка мощностью 200 кВт. Но совокупная мощность ветроэлектростанций России не превысила в 2014 году 12 МВт. [2.60].

   Российская Федерация - это страна с большой территорией, расположенной в разных климатических зонах, что определяет высокий потенциал использования ветряных электростанций. Технический потенциал составляет более 6200 миллиардов киловатт часов, или в 6 раз превышает всё современное производство электроэнергии в нашей стране.

   Ветровая карта России    изображена на рис.2.45 [2.61].

http://neftregion.ru/s/stories/files/Lizenzia/vetrovaja-jenergija-v-2008-obzor_1.gif

Рис.2.45. Ветровая карта России.

Данные о среднегодовых скоростях ветра [2.62] служат исходной характеристикой общего уровня интенсивности ветра. По величине среднегодовой скорости ветра можно судить о перспективности  использования ветровой энергии в том или ином районе России. Однако необходимо иметь в виду, что скорость ветра зависит от рельефа местности, шероховатости поверхности, наличия затеняющих элементов, высоты над поверхностью земли.

 Ветровой климат России в силу обширности ее территории, разнообразия климатических и рельефных условий отличается многообразием. Помимо различий, обусловленных климатическими условиями отдаленных друг от друга регионов, ветроэнергетический потенциал (ВЭП) может проявлять значительную пространственную изменчивость даже в одном районе. С другой стороны, имеется и такая информация.  На территории РФ находятся 6 крупных ветряных электростанций[2.63]  (рис. 2.46): Зеленоградская ВЭУ (Калининградская область), ВЭС Тюпкильды (Башкортостан), Калмыцкая ВЭС (Калмыкия), ВЭС с. Тамар-Уткуль (Оренбургская область), ВЭС с. Тамар-Уткуль (Оренбургская область), ВЭС г. Орск (Оренбургская область), ВЭС ООО "АльтЭнерго" (Белгородская область)

Рисунок 3 – Ветряные электростанции

Рис.2.46. Ветряные электростанции РФ.

 Зеленоградская ВЭУ – является одной из самых мощных российских ветряных электростанций. Установленная мощность- 5,1 МВт. Введена в эксплуатацию в 2002 году. ВЭС Тюпкильды  введена в эксплуатацию в 2001 году. Калмыцкая ВЭС введена в эксплуатацию  в2009 году. ВЭС с. Тамар-Уткуль введена в эксплуатацию в 2013 году. ВЭС г.   Орск введена в эксплуатацию в 2015 году. ВЭС ООО "АльтЭнерго"  введена в эксплуатацию в 2010 году.

  График прогноза установки  мощностей представлен на диаграмме рис.2.47.

http://www.abercade.ru/i/photo/energy/alternative_5.jpg

     Источник: Исследовательская компания Abercade                      

Рис.2.47. Прогноз установленной мощности ВЭУ в России.

 Итоги выполнения данного плана в настоящее время ещё не подведены [2.64] .

 Целевые показатели объемов ввода установленной мощности генерирующих объектов, функционирующих на основе энергии ветра и степени локализации на территории РФ производства основного и (или) вспомогательного генерирующего оборудования, применяемого при производстве электрической энергии с использованием энергии ветра были определены распоряжением Правительства РФ от 28 мая 2013 г. №861-р.

  Они представлены в таблице 2.13[2.48].   

Таблица 2.13. Прогноз до 2020 года в области ветроэнергетики

     Расчет ожидаемой выработки электроэнергии ветрогенераторами  может быть произведен на основании технических данных ветроустановки Northwind 100 мощностью 100кВт.

На рисунке 2.48 приведен график вырабатываемой мощности в зависимости от скорости ветра  [2.45].

table_m2

Рис.2.48. Зависимость мощности ветрогенераторов от скорости ветра.

США.  Ветроэнергетика США является наиболее быстро развивающейся отраслью возобновляемой энергетики в стране. В конце 2015 года США имели 74,5 ГВт. установленных мощностей, уступая по этому показателю лишь Китаю. В 2015 году было добавлено 8,6 ГВт. новых мощностей. Ветроэнергетика США вырабатывает около 5% электроэнергии в стране. [2.65 ].

   В 2008г. Департамент энергетики США опубликовал исследование,  прогнозирующее к 2030г. 20% участие ветроэлектростанций в выработке электроэнергии. Крупнейшей ветроэлектростанцией США является "Horse Hollow Wind Energy Center" в штате Техас с 736 МВт. установленной мощности.

 Следует отметить, что ветровая турбина занимает около 1% от всей территории "ветровой фермы". На 99% земли можно заниматься сельским хозяйством и другой деятельностью. Поэтому фермеры США ежегодно получают от 3 до 5 тысяч долларов за аренду земли с каждой установленной турбины.

  Крупнейшим производителем ВЭУ на рынке США является General Electric. Порядка 30МВт. введенных в 2009г. в США мощностей составляют малые ВЭУ (до 10кВт.).  Рядовые потребители США покупают их по льготным ценам благодаря субсидиям государства. Резервом мощности для этих установок является энергосистема. В труднодоступных районах с автономным электроснабжением действуют экспериментальные ветродизельные комплексы. [2.65 ].

  Развитие альтернативной энергетики, в том числе – ветровой, в Соединенных Штатах – постоянный, планомерный процесс. К началу 2016 года суммарная мощность американских ветропарков была  оценена в 74,35 ГВт. В силу довольно жесткой регуляторной политики, проводимой властями в энергетической области, в стране не наблюдается ярко выраженного бума строительства "ветряков", однако страна продолжает уверенно удерживать второе место [2.66-2.68].

   Карта установленных мощностей в области ветроэнергетики к концу 2016 года представлена  на рис.2.49 [2.69].

Рис.2.49. Карта распределения мощностей ветроэнергетики дек.2016. 

                          Динамика развития  ветровой энергии и мощности за период 2000.2016гг. представлена  на рис.2.50  [2.70].

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/timeline/43fca977702c5b9023bde271ce071bd1.png а.

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/timeline/7b1f4d33d1868a989f4c89e08107889d.png           в.

Рис.2.50. а. Энергия ветра в ГВт.ч за период 2000-2015 гг.; в. Мощность в МВт. за период 2000-2016 гг.

 В зависимости от климатических условий и инфраструктуры в разных штатах установленная мощность источников энергии ветра различна (см. табл. 2.14) [2.70].

Таблица 2.14. Мощность крупнейших производителей и потребителей энергии ветра

Штаты США с крупнейшими
установленными ветряными мощностями

Место

Штат

Мощность,
МВт

1

Техас

14 098

2

Калифорния

5 917

3

Айова

5 688

4

Оклахома

3 782

5

Иллинойс

3 568

6

Орегон

3 153

7

Вашингтон

3 075

8

Миннесота

3 035

9

Канзас

2 967

10

Колорадо

2 593

Всего

65 879

Штаты с наибольшим и наименьшим использованием энергии  к концу 2015 года в целом  по США, в штатах Техас, Канзас и Миннесота  приведены на рис.2.51[2.67].

 

Рис.2.51.Штаты с наибольшим и наименьшим использованием энергии ветра.


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252