Ветроэнергетика. Перспективы использования в Республике Беларусь

| Категория реферата: Остальные рефераты
| Теги реферата: решебник 8, шпори для студентів
| Добавил(а) на сайт: Kondakov.

- положению ветроколеса относительно направления ветра;

- геометрии ветроколеса;

- по мощности ветроустановки.

В настоящее время технические средства включают два основных типа промышленных ветроустановок: горизонтальные – с горизонтально осевой турбиной (ветроколесом), когда ось вращения ветроколеса параллельна воздушному потоку; вертикальные – с вертикально осевой турбиной (ротором), когда ось вращения перпендикулярна воздушному потоку.

Ветроколесо с горизонтальной осью делятся на однолопастные, двухлопастные, трехлопастные, многолопастные; с вертикальной осью различают следующие конструкции роторов: чашечный анемометр, ротор Савониуса, ротор
Дарье, также имеются конструкции с концентратами (усилителями) ветрового потока, такие, как ротор Масгрува, ротор Эванса, усилители потока специальной конструкции.

Следует отметить, что ветроколесо с вертикальной осью вращения, в отличие от таковых с горизонтальной, находятся в рабочем положении при любом направлении ветра, однако их принципиальными недостатками являются большая подверженность усталостным разрушениям из-за возникающих в них автоколебательных процессов и пульсация крутящего момента, приводящая к нежелательным пульсациям выходных параметров генератора. Из-за этого подавляющее большинство ветроагрегатов выполнено по горизонтально-осевой схеме, хотя продолжаются всесторонние проработки различных типов вертикально-осевых установок.

По мощности ветроустановки делятся на: малой мощности – до 100 кВт, средней – от 100 до 500 кВт, и большой (мегаваттного класса) – 0,5-4 МВт и более.

Часто идет речь о малой ветроэнергетике, назначение которой – обеспечение водоподъема для сельскохозяйственных целей, получение тепла и электропитания отдельных потребителей в неэлектрофицированных районах и т.п. Во многих странах налажено серийное производство ветроустановок малой мощности. Например, в России НПО "Ветроэн" серийно выпускает установки мощностью 4 кВт с диаметром колеса 6 м.

Следует отметить, что малая ветроэнергетика не требует больших территорий, ее можно развивать везде, где имеются для этого соответствующие условия.

Выбор характеристик ветроколеса для ветроустановки в конкретных ветровых условиях определяется целями, которые перед ней ставятся. Обычно это требование максимизации производства энергии за год, чтобы, например, уменьшить потребление топлива тепловыми станциями единой энергосистемы, либо обеспечение производства определенного минимума энергии даже при слабом ветре, чтобы, например, сохранить работоспособность насосов системы водоснабжения.

Одной из важнейших характеристик ветроколеса является его быстроходность, которая зависит от трех основных переменных: радиуса обметаемой ветроколесом окружности, скорости ветра, угловой скорости вращения колеса.

В настоящее время в мире установлены и находятся в эксплуатации ветроэнергетические установки (ВЭУ) суммарной мощностью более 25 000 МВт.

К началу 2001 г. мировой рынок ВЭУ оценивался следующими цифрами
(табл. 1).

Табл. 1
| |Установленная мощность |Ожидаемая мощность в |
|Мировой рынок |в 2000 г., МВт |2005 г., |
| | |МВт % роста |
|Европейский |13 630 |28 230 / 207 |
|Североамериканский |2 847 |5 890 / 207 |
|Азиатский |1 728 |3 840 / 222 |
|Остальной |244 |2 165 /887 |

Рынок ВЭУ в настоящее время является одним из наиболее быстроразвивающихся, его рост превышает 20% в год.

Ведущими производителями ВЭУ в мире в настоящее время являются фирмы
Германии, Дании, Испании. На рынке ВЭУ существует острая конкуренция между ведущими фирмами. В последние годы некоторые крупные производители ВЭУ разорились и появились новые. На конце 2000 г. рынок распределялся примерно следующим образом (табл. 2).

Табл. 2
|Фирма |Доля, % общего рынка |Примечание |
| |1994 г. |2000 г. | |
|Vestas (Дания) |20,4 |17,9 |- |
|Kenetech (США) |14,2 |- |Разорилась |
|Enercon(Германия) |14,0 |13,7 |- |
|NEPC |8,5 |- |- |
| | | |Куплена |
|Tacke (Германия) |10,4 |- |фирмой |
| | | |Enren(США) |
|Bonus (Дания) |7,5 |11,5 |- |
|NEG Micon (Дания) |17,0 |13,4 |- |
| | | |Куплена фирмой|
|Wind World (Дани) |3,3 |- |NEG Micon |
|Ned Wind(Голландия) |3,2 |- |- |
|Nordex (Германия) |3,0 |8,3 |- |
|Wind Master(Бельгия) |0,1 |- |- |
|Остальные |2,3 |14,1 |- |
|Enron (США) |- |6,0 |- |
|Gamesa (Испания) |- |13,9 |- |
|MADE |- |1,9 |- |

Специалисты подсчитали, что в течение первого десятилетия XXI в. энергия ветра может обеспечить 10% потребности Западной Европы в электроэнергии. Используя большие неосвоенные запасы энергии ветра на морском побережье, европейские страны могут увеличить мощность ветроэнергетических установок до 40 тыс. МВт в 2010 г. и до 100 тыс. МВт в
2020 г. Если учесть, что суммарная мощность ВЭУ в Европе в 2000 г. составляла примерно 8 тыс. МВт, то приведенные цифры свидетельствуют о беспрецедентных темпах развития этого сектора энергетики.

Повышение единичных мощностей и совершенствование технологии улучшают экологические показатели производства энергии на ВЭУ. Стоимость 1 кВТ·ч электроэнергии, вырабатываемой на ВЭУ в 1980 г. составляла 0,45 – 0,60 немецких марок, а в 1995 г. снизилось до 0,11 – 0,25 немецких марки. По оценкам специалистов, в перспективе себестоимость электроэнергии на ВЭУ будет существенно снижаться.

Ведущее место в мире по производству электроэнергии на ветроэлектростанциях (ВЭС) занимает Германия. Причиной успешного развития ветроэнергетики послужили принятые руководством страны в 1991 г. Акт об энергосбережении и Акт о подводе в электросеть энергии от возобновляемых источников. Такие же законодательные акты были приняты в Дании и Испании, что позволило этим странам не только создать промышленное производство ветроустановок. Но и занять лидирующее положение в мире на ВЭС, так и по продажам оборудования на мировом рынке ветроустановок.

По данным на последний год XX в., установленная мощность ветроэлектростанций в Европе составила:

- в Германии – 4 443 МВт

- в Дании – 1 761 МВт

- в Испании – 1 225 МВт

- в Великобритании - 353 МВт.