Альтернативная энергетика

Нетрадиционные возобновляемые источники энергии

Ресурсы ветровой энергии на территории России

Энергия ветра, так же как и солнечная, относится к возобновляемым энергоресурсам. Иногда в быту можно услышать такой термин относительно солнечной и ветровой энергии - даровая, неисчерпаемая, У людей, живущих в местностях, где постоянно дуют ветры, возникала естественная мысль о полезном использовании энергии. Ведь все так просто - поставь ветряк и получай энергию для жилища, освещения маяка, подъема воды из артезианской скважины или других целей - возможности полезного использования энергии разнообразны.

Вот такое сообщение появилось в печати более 100 лет назад в 1887 году: " У Гаевского маяка близ Гавра (Франция) ставят колоссальный ветряной двигатель с целью утилизировать силу ветра для вращения ди-намоэлектрической машины. Двигатель этот американской системы. Крылья его имеют 12 м в диаметре И весьма прочный станок, в котором на каменном фундаменте, скрепленном железными связками, покоится ось. Ток динамомашины предпоДагаёгся сначала собирать в аккумулятор и потом уже употреблять его для получения света. Так как на берегу моря безветренные дни редки, то надеются, что количество добываемого этим способом электричества всегда более достаточно для освещения маяка".

Каковы особенности ветровой энергии и условия ее полезного использования? Как следует из опубликованной информации, перемещения воздушных масс, вызванные сложными геофизическими процессами, происходящими над земной поверхностью, характеризуются направлением, скоростью, вертикальным профилем, величиной порывистости, суточными и сезонными изменениями. Теоретически предсказать эти характеристики с достаточной степенью достоверности для конкретного района крайне сложно.

Поэтому пользуются наблюдениями сети метеорологических станций, которые дают возможность получить некоторые среднестатистические показатели для данной Местности и должны служить основой для решения вопроса о сооружении ветроэнергетической установки или ветроэнергетической станции.       .

Считается, что сооружение ветровой установки мощностью до 5-6 кВт экономически оправдано при скорости ветра, превышающей 3,5-4,0 м/с. Для больших установок требуется скорость ветра 5,5-6,0 м/с. 

Из зарубежных данных видно, что для сооружения ветровой энергетической установки мощностью в несколько мегаватт предпочтительны районы со среднегодовой скоростью ветра 8 м/с на высоте размещения ветроколеса. Приведем данные о скорости ветра для отдельных районов России ( 40). Скорости ветра 8 м/с и более наблюдаются в следующих пунктах России (в скобках указаны значения среднегодовой скорости ветра на высоте 10 м в м/с): Амдерма (8,0), Мархотский перевал в Краснодарском крае (9,3), мыс Желания в Архангельской области (8,0), Пестрая Дресва на Магадане (9,0), Симутир на Курильских островах (10,4), Сюркуль в Хабаровском крае (10,4), гора Эльбрус (8,7). Скорости ветра от 7 до 7,9 м/с характерны для следующих пунктов; Анадырь (7,6), Вайда-Губа в Мурманской области (7,5), Ванкарем (7,9), Гижига в Магаданской области (7,9), Колюгино на Чукотке,(7,4), Кресты на Таймыре (7,3), Петропавловск-Камчатский (7,0), Шумшу на Сахалине (7,9).

В то же время в районах восточнее реки Енисея до побережья Охотского моря преобладают ветры слабой интенсивности - от 1,5 до 3,5 м/с; только на самом побережье она повышается.

Из этого перечня можно увидеть определенную закономерность -высокие скорости ветра характерны для морских побережий и горных перёвалов. Эта закономерность подтверждается также зарубежными исследователями. Например, западногерманские специалисты, изучавшие возможность создания системы мощных ветровых электростанций в Германии, сообщает о том, что скорости ветра на Балтийском побережье Германии находятся в интервале 6-7,5 м/с, во внутренних же районах эти значения меньше. Одновременно они приводят данные о периоде затишья. Оказалось, что периоды затишья (штиля) наблюдаются, как правило, летом, на морском побережье Германии продолжительностью 7-10 ч, во внутренних районах страны - 16-30 ч максимально до 130 ч. Эти же специалисты указывают еще на одну деталь при определении скорости ветра.

Систематические метеонаблюдения и определения скорости ветра ведут, как правило, на высоте 10 м, а ветроколесо расположено на высоте 100 м. По этой причине нахождение расчетной скорости на высоте 100 м осуществляется путем экстраполяции, которая не всегда дает надежные результаты. Экономически приемлемой считается работа ветровой установки в течение примерно 2500 ч/год Сразу же возникает вопрос: что делать потребителю в то время когда, ветра нет или его скорость недостаточна для обеспечения работы установки? В этом случае имеется несколько возможностей. Одна из них - использование резервного источника энергии, в частности подключение другой энергосистемы-Другой вариант предусматривает работу ветровой установки в комбинации с аккумулятором энергии] (механическим, тепловым или электрическим). Зарубежные специалисты отмечают, что только аккумулирование энергии одной или нескольких ветровых установок экономически невыгодно. Целесообразно применять аккумуляторы ветровой установки в комбинации с энергосистемой, причем рекомендуется иметь их электроемкость  1-2 кВт/ч на 1 кВт установленной мощности ветровой установки. Наконец, третий вариант - это комбинация ветровой и солнечной электростанции^ которые в принципе могут резервировать друг друга.