Нетрадиционные источники энергии на Украине и в Крыму

сталкивается с противодействием. С одной стороны, ветровые фермы занимают

большие площади. С другой стороны, возникают проблемы, связанные с

изменением ландшафта при строительстве ВЭУ. Площади, занимаемые ВЭУ,

могут быть использованы для сельскохозяйственных нужд. Стоимость 1 га

земли в зависимости от регионов может составлять от 100 до 2500 дол. и

более. Опыт подсказывает, что требования сохранения эстетики в

большинстве случаев могут быть решены.

Другой проблемой, связанной со строительством ВЭУ, возникшей в 1994

г., стала потенциальная возможность гибели птиц на путях их миграции.

Орнитологи указывают, что некоторые пути миграции птиц проходят через

площади, занимаемые ВЭУ. В связи с этим возникла необходимость провести

научные исследования для понимания природы и масштабов проблемы. Эксперты

надеются на успешное ее решение.

Немаловажными проблемами также являются влияние уровня шума,

создаваемого установкой и влияние работы ВЭУ на системы радиосвязи.

Еще одной из проблем ветроэнергетики является то, что регионы,

благоприятные для использования энергии ветра, удалены от крупных

индустриальных центров, а строительство новых линий электропередач

потребует значительных затрат времени и средств. Так, по расчетам

специалистов линия электропередачи для передачи мощностью 2000 МВт на

2000 км может стоить 1,5 биллиона дол.[1]

О СТРОИТЕЛЬСТВЕ ВЭС В УКРАИНЕ

Современная ветроэнергетика является одной из наиболее развитых и

перспективных отраслей альтернативной энергетики. В настоящее время, в

условиях энергетического кризиса на Украине, ветроэнергетика занимает

одно из ведущих мест в использовании НВИЭ.

В Украине взят курс на ускоренное развитие производства

ветроэнергетических установок (ВЭУ) и строительство ветроэлектростанций

(ВЭС) общей мощностью 500 МВт и более, для чего в ветроэнергетику

направляются большие государственные инвестиции (0.75% от товарной

продукции производства электроэнергии в системе Минэнерго Украины).

В то же время доля ветроэнергетики в мире за последние 15— 20 лет

развития составила только 0,1—0,15% от мировых поставок энергии. Так, в

Дании, где производство и внедрение ВЭУ получило наибольшее развитие,

доля ВЭС и отдельных ВЭУ на 1993 г. составляла лишь 2% от объема

производства электроэнергии. А по данным комиссии Мирового экономического

Совета по прогнозированию мировой экономики доля всех нетрадиционных

источников энергии (НИЭ) в последующие 30 лет не будет существенно

возрастать.

Особо следует отметить, что в странах Европы, Америки, в Японии

развитие ветроэнергетики идет на фоне сильной и стабильной экономики, при

избытке традиционной генерирующей мощности, отсутствии энергетического

кризиса. Большинство ВЭУ созданы частными объединениями, производственная

база изготовителей ВЭУ обеспечивает высокие требования стандартов этих

стран к качеству изделий, растет единичная мощность ВЭУ и

совершенствуются их конструкции. Во всех странах-производителях установок

имеются стандарты на ВЭУ, как правило, на внутренний и внешний рынок

поступают ВЭУ только с сертификатами качества. Украина пока далека от

всего этого.

Необходимо также отметить, что суммарная располагаемая мощность ВЭС в

Украине в 500 МВт даст прибавку среднегодовой мощности лишь в 800—100

МВт, что для уровней страны составляет весьма малую величину.

Существующие намерения государства по внедрению ветроэнергетики в

Украине базируются в основном на применении лицензированной ВЭУ модели

«USW 56-100» и ВЭУ отечественной разработки типа «АВЭ-250С».

Фирмой «Виндэнерго Ltd» разработан проект программы работ по

проектированию, строительству и эксплуатации ветроэлектростанций, а также

подготовке серийного производства ветроэнергетического оборудования на

предприятиях машиностроительного и военно-промышленного комплексов

Украины. Программа базируется практически на одновариантном производстве

в Украине ВЭУ модели «USW 56-10U», не рассматриваются варианты других

моделей, а также моделей других фирм. Программа не прошла всесторонней

экспертизы со стороны государственных и общественных организаций страны и

зарубежья.

В программе за основу обоснований берутся показатели стоимости,

выработки и другие данные исходя из начальной части строительства

Донузлавской ВЭС, очень краткого периода ее эксплуатации и малого числа

ВЭУ на ней, что не может ложиться в обоснование многозатратной программы

по Украине.

Ориентировка программы на производство в Украине ВЭУ суммарной

мощностью в 1000 МВт не обоснована, в том числе ни внутренними, ни

зарубежными заявками, ни технико-экономическим расчетом.

В 1995 г. в Украине произошли значительные изменения в соотношении

цен, а также ухудшилось финансовое состояние, в том числе и в Минэнерго

Украины — основном инвесторе программы. Эти обстоятельства требуют

рассмотреть целесообразность продолжения выполнения программы.

В программе не учитываются некоторые затраты (на реконструкцию

существующих высоковольтных сетей, противоаварийной автоматики, АСУ ВЭС,

защит и др.), не полно учитываются затраты на проектирование,

строительство и эксплуатацию ВЭС, не рассмотрены многие вопросы,

сопутствующие строительству ВЭС в 500 МВт (режимы, устойчивость,

противоаварийная автоматика, АСУ ВЭС, предварительные согласования

площадок для ВЭС и т.д.), не учтен рост стоимости в последующие годы, не

определен прогноз (динамика) стоимости электроэнергии от традиционной

энергетики и от ВЭС, стоимости деталей к ВЭУ, поставляемых извне, прогноз

стоимости ВЭУ при переходе на производство установок модели «USW 33M-VS».

При расчете цены на ВЭУ модели «USW 56-100» и стоимости электроэнергии от

нее отсутствуют аналогичные расчеты и динамика цен по годам для других

типов ВЭУ.

Программа рассчитана только на 2 года, что явно недопустимо при таких

больших инвестициях в ветроэнергетику Украины.

В Украине не проведены серьезные исследования по влиянию крупных ВЭС

на окружающую природную среду в зоне их действия. Эти вопросы требуют

дополнительных исследований и согласовании с природоохранными

организациями, да и соответствующие законы отсутствуют.

ВЭУ модели «USW 56-100» имеют малую для работы в параллель с

энергосистемой Украины единичную мощность при формировании комплекса

мощного генерирующего источника (ВЭС), что приводит к снижению

эффективности использования земли под ВЭС, ветроэнергопотенциала, росту

удельных затрат в строительство и на эксплуатационные расходы.

В мире в последние годы основной ввод ВЭУ, работающих в параллель с

сетью, идет по линии ввода установок единичной мощностью 250—500 кВт.

Считается целесообразным переходить к единичным мощностям ВЭУ

мегаваттного класса.

ВЭУ модели «USW 56-100» базируется на устаревшей конструкции, что

приводит к меньшей ее эффективности. По ветроэнергетическим

характеристикам установка имеет относительно низкие скорости — отключения

(22 м/сек) и неразрушающую (56 м/сек), относительно высокие скорости —

включения (5 м/сек) и номинальную (13 м/сек), что не позволяет

использовать часть диапазона энергии ветра на площадке, а также

ограничивает область применения ВЭУ. Расположение лопастей за гондолой

увеличивает аэродинамические потери и соответственно снижает выработку

электроэнергии. ВЭУ не имеют противогололедной защиты, что ограничивает

область их применения или снижает выработку электроэнергии в гололедных

районах. Установки не предназначены для работы в автономном режиме, что

также ограничивает область их применения.

ВЭУ модели «USW 56-100» обладают еще целым рядом недостатков:

установки не вырабатывают реактивную мощность, что требует дополнительных

капиталовложений на компенсацию реактивной нагрузки; решетчатая

конструкция башни установки приводит к большой вероятности гибели птиц, а

также к необходимости размещения шкафа управления на уровне земли, что не

исключает возможности хищения электроники из шкафа; незащищенность

аппаратуры АСУ от помех и воздействий; отсутствие автоматики

раскручивания силовых и контрольных кабелей; тяжелый режим механизмов

гондолы из-за знакопеременных нагрузок вследствие применения системы

«рыскания» для ориентировки гондолы на направление ветра; быстроходность

ветроколеса (72 об/мин); усложненная конструктивно-технологическая схема

лопасти для их производства требует большого оснащения, ручного труда и

специальных материалов. Фирменные требования к качеству изготовления

узлов и деталей ВЭУ затруднительно выдержать в условиях Украины. Для их

выполнения требуются большие инвестиции на модернизацию производственных

баз украинских производителей ВЭУ.

Кроме того, установка «USW 56-100» не имеет международного и

украинского сертификатов качества.

В Украине документально не известен опыт эксплуатации этих ВЭУ в США

и других странах, не известен запас заложенной прочности деталей

установок а также результат сертификации ВЭУ в США, усталостные

характеристики лопастей и других частей установок. Часть деталей

производится вне Украины, в дальнейшем потребуется СКВ для приобретения

этих деталей для ремонта установок.

Программа АСУ ТП ветроагрегата не известна для пользователей Украины,

в АСУ введен защитный код, что не позволит владельцу ВЭУ самостоятельно

ее ремонтировать или модернизировать. Естественно, что в условиях

массового производства и эксплуатации этих установок в Украине подобное

обстоятельство нецелесообразно.

Не определены условия поставки запасных частей к ВЭУ по окончании

серийного производства их в Украине. По-видимому, потребуется СКВ.

Стоимость установок этой модели, производимых в Украине, в долларовом

эквиваленте быстро и неуклонно растет. По всей вероятности, такая

тенденция сохранится и в будущем.

По состоянию на апрель 1996 г. из 32 установок, принятых в

эксплуатацию, 22 аварийно вышли из строя с серьезными дефектами: трещины,

сползание, отрыв лопастей, дефекты тяги, сгорели 2 генератора и др. По

предварительной оценке неисправности возникали из-за неудовлетворительной

подготовки модулей ВЭУ на заводе-изготовителе.

Ранее выполненные ТЭО и проект на Донузлавскую ВЭС имели ряд

серьезных недоработок и замечаний.

Рекламная и проектная выработки электроэнергии ла Донуздавскри ВЭС

пока не подтверждаются. Определяется, причина относительно малой

выработки электроэнергии.

Нa основании изложенного можно сделать вывод, что ВЭУ модели «USW 556-

100» по конструкции и параметрам не оптимальна для условий работы в

параллель с энергосистемой Украины, а также не оптимальна для украинских

метеоусловий.

В Украине разработана и производится ВЭУ типа «АВЭ-250С» мощностью

200 кВт. К настоящему времени партия этих установок проходит отработку и

опытную эксплуатацию (в основном в Крыму). Разрабатывается подобная

установка мощностью 500 кВт.

ВЭУ типа «АВЭ-250С» может работать как в параллель с энергосистемой,

так и автономно. По удельной выработке электроэнергии более

предпочтительна.

Выводы

1. Ветроэнергетика в Украине не может заменить традиционную

энергетику. Она может только дополнить ее. Для этого необходимо иметь

традиционную генерирующую мощность, покрывающую всю нагрузку

потребителей.

2. Ветроэнергетика в Украине, как и во всем мире, в современных

условиях высокозатратна и в ближайшей перспективе не может быть

рекомендована для внедрения в больших объемах из-за высокой удельной

стоимости ВЭУ, низкого коэффициента использования установленной мощности

установок (0.15-0.25),слабости экономики и других факторов.

3. Ориентировка на применение, только одного-двух типов ВЭУ в

масштабах всей Украины ошибочна по многим причинам. Только расчеты и

технико-экономические обоснования могут определять оптимальный тип ВЭУ

для каждой площадки ВЭС.

4. Необходимо разработать государственную программу развития

ветроэнер-гетики на более длительный срок (10—15 лет) во многовариантном

исполнении по типам ВЭУ, площадкам, регионам и на тендерной основе

определить организацию-исполнителя.

5. Вряд ли целесообразно в ближайшие годы вкладывать значительные

государственные инвестиции в производство ВЭУ для внутреннего рынка и

строить крупные ВЭС. В первую очередь необходимо создать условия для

внедрения ветроэнергетики (издание законодательных актов, стандартов,

методик, определение льгот, создание сертификационных центров,

стимулирование частного бизнеса на инвестиции в ветроэнергетику и т.д.),

определение кадастра ветра, финансирование строительства пилотных ВЭУ на

перспективных площадках ВЭС и т.д., обеспечить за- щиту иностранного

капитала при вложении в ветроэнергетику Украины.

6. Разработка и осуществление программы развития ветроэнергетики

Украины должны проводиться с учетом требований «Отраслевых руководящих

документов. Определение экономической эффективности капитальных вложений

в энергетику. Методика. Общие методические положения», ГКД 340.000.001.9,

так как программа фирмы «Виндэнерго Ltd» разработана без учета этих

требований.

Материал поступил в редакцию 15.05.96 © Маркин В.М., 1996

[2]

УДК 621.311.24

Л.Ф. КРИВУШКИН, канд. техн. наук «Укрэнергосетьпроект»

К ОЦЕНКЕ ПЕРСПЕКТИВ И УСЛОВИЙ РАЗВИТИЯ ВЕТРОЭНЕРГЕТИКИ В КРЫМУ

Территория Автономной Республики Крым обладает достаточно большим

ветровым потенциалом на Украине и рассматривается как наиболее

перспективный район для строительства установок по его использованию и

выработке дополнительной электроэнергии.

Анализ ветроэнергетических ресурсов Крыма показывает, что

среднегодовые значения скорости ветра на территории полуострова

колеблются в пределах от 3 до б м/с, причем максимальные вероятности

ч=3,5 м/с (более 60%) отмечаются на Южном берегу Крыма, Керченском

полуострове и в районе горного массива Ай-Петри.

Развитие ветроэнергетики в Крыму обусловлено следующими причинами:

- дефицитностью традиционных природных невозобновляемых топливно-

энергетических ресурсов, критическим состоянием собственных генерирующих

источников и неустойчивой работой крымской энергосистемы в целом;

- высокими экологическими требованиями к энергопроизводящим и топливо-

потребляющим источникам, связанным с развитием в регионе индустрии отдыха

и туризма;

- удачным географическим положением Крыма и его уникальными природно-

климатическими возможностями;

- наличием свободных земельных площадей, пригодных для размещения

объектов ветроэнергетики;

- наличием свободных трансформаторных мощностей с низким

коэффициентом использования, особенно в зимний период года (зона Северо-

Крымского канала).

Использование ветровой энергии не территории Крымского региона

предусматривается по двум основным направлениям:

- строительство ветроэнергетических установок и их комплексов -

ветроэлектрических станций (ВЭС) мощностью 100 кВт и выше и работа в

параллельном режиме с общей энергосистемой;

- строительство ветроустановок небольшой мощности от 4 кВт и выше для

питания относительно небольших отдельных объектов (ферм, арендных

хозяйств, жилых и общественных зданий и пр.) и работа их в автономном

режиме.

Работы по первому направлению выполняются в настоящее время

предприятием ГАЕК Крымэнерго и Государственным Комитетом по водному

хозяйству Автономной Республики Крым согласно «Программе развития

ветроэнергетики и строительства ветростанции в Крыму до 2010 г.», которая

вошла составной частью в Комплексную программу строительства

ветроэлектростанции Украины во исполнение Постановления Кабинета

Министров Украины от 1506.44 г № 415 «О строительстве ветровых

электростанций и Указа Президента Украины от 2.03.96 г. № 159,96 «О

строительстве ветровых электростанций».

Программой определены наиболее перспективные площадки строительства

ВЭС, потенциал энергии ветра и основные научно-технические решения по его

использованию.

В настоящее время в Крыму введены в эксплуатацию и планируются до

2010 г. строительство следующих ВЭС:

а) по предприятиям ГАЭК «Крымпромэнерго»:

- Донузлавская ВЭС с установленной мощностью 5,7 МВт. Введена в

действие в мае 1993 г., смонтировано 53 ветроагрегата типа USW-56-100

мощностью 107 кВт. ч. каждый. Выработано на настоящий момент за весь

период работы 5341674 кВт. ч электроэнергии, в том числе за 1996 г. -

2600000 кВт. ч. Комплексной программой строительства ВЭС планируется

доведение мощностей до 45 МВт к 2000 г.

- Черноморская ВЭС - установленная мощность 0,8 МВт, оснащена 4

ветроаг-регатами АВЭ-250 отечественного производства. Выработано 656960

кВт. ч. Комплексной программой предусматривается доведение мощности

первой очереди к 2000 г. до 5 МВт.

- Акташская ВЭС - установленная мощность 1,6 МВт, оснащенная

отечественными ветроагрегатами АВЭ-250. Выработано за весь период 769060

кВт. ч. электроэнергии, в том числе за 1996г. - 219176 кВт. ч.

Комплексной программой планируется доведение первой очереди мощностью до

9,6 МВт. В дальнейшем планируется увеличение мощности до 17,3 МВт.

Дальнейшее наращивание мощностей в системе «Крымэнерго», согласно

Комплексной программе строительства ВЭС на Украине, планируется в

Восточном Крыму (Чаганы), где имеется наибольший ветровой потенциал.

Предусматривается увеличение мощности ВЭС до 710 МВт.

б) по объектам Госводхоза АР Крым;

- Сакская ВЭС - установленная мощность 0,6 МВт, оснащенная 6

ветрогенера-торами USW-56-100, выработано за весь период 70520 кВт. ч.

электроэнергии, в том числе за 1996 г. - 61210 кВт. ч.. Планируется

доведение ее мощности к 2000 г. до 20 МВт.

- Планируется также строительство : Мироновской ВЭС с доведением ее

мощности к 2000 г. до 17 МВт, Джанкойской ВЭС с доведением ее мощности к

2005 г. до 16 МВт, Пресноводненской ВЭС с доведением ее мощности к 2005 г

до 25 МВт и Восточно-Крымской ВЭС с доведением ее мощности к 2010 г-до

150 МВт.

Кроме того, Комплексной программой строительства ВЭС в Крыму к 2010

г. планируется:

- строительство Западно-Сивашской ВЭС мощностью 10,6 МВт в

экономической зоне «Сиваш»;

- строительство Судакской ВЭС с перспективными ветроагрегатами

мощностью 300-500 кВт, с доведением ее установочной мощности к 2010 г. до

50 МВт;

— строительство Ялтинской ВЭС в пгт. Кацивели с перспективными

ветроагре-гатами мощностью 300-500 кВт, с доведением ее мощности к 2005 г

до 10 МВт.

Строительство ВЭС, предусмотренное Комплексной программой рассчитано

до 2010 г. и на эти цели программой выделено 773,7 млн. грн, причем

46,45% обеспечивается из специального расчетного фонда при НДЦ Украины

созданного для целевого финансирования строительства ВЭС. Остальные

средства предполагается формировать за счет инвестиций совместных

предприятий и других источников, не запрещенных законодательством

Украины. Для привлечения инвесторов для участия в строительстве

ветроэлектростанции, Правительство Крыма издало Постановление от 25.01.96

г. №23 «О развитии ветроэнергетики в Крыму», где предоставляются льготы

при производстве и строительстве ветроэлектростанции.

Работы должны осуществляться на договорной основе, с конкретными

фирмами исполнителями, финансирование работ предпочтительно из

специальных отечественных и зарубежных фондов.

Принимая во внимание, что развитие ветроэнергетики может быть только

при наличии обученного персонала, программой предусмотрено создание

центра сервисного обслуживания, среднего и капитального ремонта, а также

межведомственного центра испытаний и сертификации ВЭУ на базе

ликвидируемой СЭС - 5 в г. Щелкино. В функции центра предполагается

включить:

- сбор, обработку и осуществление обмена информации с

заинтересованными организациями;

- формирование законодательно-нормативной базы;

- участие в проектных работах;

- испытание и сертификация ВЭУ;

- методическая и экспертная помощь организациям и физическим лицам;

- рекламно-выставочная деятельность;

- метеорологические исследования и выбор площадок установки ВЕУ.

Комплексной программой строительства ВЭС до 2000 г. предусмотрено на

эти цели 8,97 млн. грн.

Таким образом, к 2010 г., при успешном развитии Комплексной программы

строительства ветроэлектростанции Украины, предполагается довести общую

мощность ВЭС Крыма до 480 МВт, что позволит повысить надежность

энергосбережения Крыма и дать экономию органического топлива в размере

290 тыс. т. у. т. в год.

Выполнение работы по второму направлению - внедрению малой

ветроэнергетики в Крыму - возможно на основании научно-технических и

опытно-конструкторских разработок, выполненных в КПИ и ИЭД НАМ Украины. К

настоящему времени разработана серия ветроустановок разных мощностей от

0,5 до 100 кВт и разного назначения, которые предназначены для решения

следующих целей и задач по экономии ТЭР:

- автономное снабжение электроэнергией потребителей, не связанных с

централизованными электрическими сетями;

- выработка электроэнергии постоянного тока напряжением 12-14 В;

- отопление и горячее водоснабжение помещений, теплиц и др;

- подъем воды и скважин из колодцев;

- малое орошение и мелиорация;

- переработка сельскохозяйственной продукции.

Общая выработка электроэнергии, за счет строительства ветроагрегатов

малой мощности может составить к 2000 г. 3,96 млн. кВт/ч., за период с

2001 по 2005 гг. –6, 41 млн. кВт/ ч и за период с 2006 по 2010 гг. -

Страницы: 1, 2, 3, 4