ОБНАДЕЖИВАЮЩИЕ ШАГИ В РАЗВИТИИ ВЕТРОЭНЕРГЕТИКИ РОССИИ
Валерий Феодосиевич Белей, кандидат технических наук, заведующий кафедрой электрооборудования судов и электроэнергетики Калининградского государственного технического университета

По прогнозам специалистов [1] к 2060 г. более 70% необходимой человечеству энергии будет производиться за счет возобновляемых источников, но уже сейчас в Швеции, Швейцарии, Австрии, Норвегии и Канаде вклад возобновляемых источников энергии в энергетику этих стран превысил 25%.

Разработанная в 1995 г. новая энергетическая политика России базируется на использовании природного углеродного топлива. Необходимость масштабного развития возобновляемых источников энергии в этой программе не обсуждается. Вероятная доля возобновляемых источников энергии в энергетике России к 2005-2010 гг. оценивается в 1%. Недооценка доли возобновляемых источников энергии, в первую очередь, ветроэнергетики как наиболее динамично развивающейся отрасли мировой энергетики, приводит к отставанию России в сетевой, когда ветроустановки (ВЭУ) работают на электроэнергетическую систему, и автономной ветроэнергетике [2]. Установленная мощность ВЭУ в мире в 1996 г. составила 6 170 МВт, в 2000 — 17 500 МВт (доля Германии — 34,9%), к 2006 г. прогнозируется более 36 000 МВт. Следует отметить, что стоимость электроэнергии, вырабатываемой с использованием возобновляемых источников энергии, удельные капитальные вложения на эти цели соизмеримы с показателями электростанций на истощаемом топливе (таблица).

Россия обладает огромным ветроэнергетическим потенциалом [4]. Калининградская область относится к районам, имеющим среднее значение ветроэнергетического потенциала. Установка же ВЭУ целесообразна в местах, где среднегодовая скорость ветра на уровне фликкера (8-10 м над землей) превышает 5 м/с. Этим требованиям отвечает морское побережье Калининградской области: г. Балтийск - 6,1 м/с; г. Светлый - 5,2 м/с. Суммарный ветроэнергетический потенциал прибрежной зоны области оценивается в пределах 1 100-1 300 МВт [5].

Важным шагом в развитии ветроэнергетики России явилась сдача в эксплуатацию 26 июля 2002 г. самого крупного в России ветропарка общей установленной мощностью в 5,1 МВт (одна ВЭУ мощностью 600 кВт и 20 ВЭУ по 225 кВт каждая), построенного в Калининградской области при финансовой поддержке правительства Дании. На церемонии пуска ветропарка присутствовали представители РАО ЕЭС России, делегации Дании, Германии, Польши, Литвы (фото). Ветропарк предназначен для параллельной работы с существующей электроэнергетической системой. Каждая ВЭУ в составе ветропарка представляет собой полностью автоматизированную автономную установку, система управления которой обеспечивает управление всеми режимами ВЭУ по заданному алгоритму. При скоростях ветра около 4 м/с ВЭУ подключается к сети и выдает в сеть активную мощность (Р), при скорости около 12 м/с выходит на номинальный режим, при скорости ветра 25 м/с отключается от сети, а при 20 м/с снова подключается к сети (рис. 2). В диапазоне ветров от 12 до 25 м/с регулирование мощности, обеспечение Р=Рном, осуществляется за счет поворота лопастей (питч(pitch)-регулирование (ВЭУ-225)) или срыва потока воздуха на отдельных участках лопастей (сталл (stall)-регулирование (ВЭУ-600)). Следует отметить, что эти виды регулирования или их комбинация используются во всех производимых в мире ВЭУ. В ВЭУ рассматриваемого ветропарка используются асинхронные генераторы: в ВЭУ-600 с одной, в ВЭУ-225 с двумя обмотками на статоре. Преимущество двухскоростной машины (ВЭУ-225) заключается в том, что она обеспечивает наиболее полное использование энергии ветра. При более низкой скорости вращения уменьшаются потери в ВЭУ. Ряд фирм, например, "Enercon", выпускает ВЭУ на синхронных машинах. Асинхронные генераторы наилучшим образом отвечают условиям работы ВЭУ, характеризуемых резкими и частыми изменениями скорости ветра, имеют малую инерционность вращающихся частей и более простую конструкцию. Однако они потребляют из сети реактивную мощность, но так как эти ВЭУ предназначены для параллельной работы с сетью, то проблема реактивной мощности перекладывается на энергосистему.

В заключение о некоторых тенденциях развития ветроэнергетики. В 60-70-х годах большинство ВЭУ в Европе имели мощности до 20 кВт, в конце 80-х от 100 до 250 кВт, в 2000 г. средняя мощность выпущенных в ФРГ ВЭУ составила 1 100 кВт. Фирма "Der Wind" планирует создание ВЭУ мощностью 3-5 МВт [2]. Рост мощностей ВЭУ обусловлен их более высокими удельными показателями при выработке электроэнергии. Коэффициент использования установленной мощности ВЭУ находится в пределах от 0,2 до 0,52. Наряду с отдельными ВЭУ и ветропарками в мире планируется строительство крупных ветроэлектростанций: мощностью 1 000 МВт и стоимостью 1,5 млрд. евро на мелководье в 45 км от немецкого острова Боркум, мощностью 500 МВт в Техасе [6]. Находится в стадии решения вопрос о строительстве в Калининградской области на шельфе Балтийского моря ветропарка мощностью в 50 МВт. В мире уделяется пристальное внимание проблемам электромагнитной и экологической совместимости ВЭУ. В частности, уровень шума современных ВЭУ значительно ниже, чем у ВЭУ ранних поколений (рис. 2).

Список использованных источников
1. Martin Jakubowski: Unitenergy evolves strategies for a industry of renewable energy. Energy 2000. P. 58-59.
2. Харитонов В.П. Особенности развития ветроэнергетики // Энергосбережение. - 2001. - N№ 3. - С. 50-52.
3. Безруких П.П., Безруких П.П. Состояние и тенденции развития ветроэнергетики // Электрические станции. - 1998. - N№ 10. - С. 58-64.
4. Красовский Н.В. Ветроэнергетические ресурсы СССР и перспективы их использования. Атлас энергоресурсов СССР. Т. 1-3. - М.: Энергоиздат, 1935. - 200 с.
5. Орлова Н.С. Ветроэнергетические ресурсы Калининградской области и возможности их рационального использования: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. - Калининград, КГТУ, 1996.
6. О. Артюшин. Электроветряки в открытом море // Индустрия. - 2001. - N№ 37-38.