Электричество из воздуха

0
20

В середине августа в СЭЗ «Брест» начала работать первая на Брестчине ветроэнергетическая установка

Энергия ветра, преобразованная в электрическую, используется на автозаправочной станции, принадлежащей СП «БелТрансОйл». Как утверждает руководство совместного белорусско-итальянского предприятия, это пробный камень в освоении альтернативных источников дешевой энергии.

С давних пор наши предки довольно активно использовали природный энергетический потенциал – энергию воды, солнца, ветра для помола зерна, распиловки древесины, обмолота, производства сукна и для других производственных нужд. Ветряки, например, с размашистыми крыльями когда-то были неизменным атрибутом белорусского пейзажа.

Но, дешевое углеводородное сырье для производства тепловой и электрической энергии вытеснило энергетические источники , которые природа дает бесплатно. Между тем, энергия ветра обладает колоссальным потенциалом, рациональное использование которого приносит и экономический, и экологический эффект. Применение ветроустановок, например, позволяет экономить природные ресурсы, снижать количество вредных выбросов в атмосферу.

Если для производства одного кВт/ч на тепловой станции расходуется около 0,3 кг условного топлива (что эквивалентно 0,22 кг мазута, 0,2 кг дизтоплива или бензина, 0,26 куб. м природного газа), то, собрав в течение года энергию ветра только с одного квадратного метра, можно сэкономить от 150 до 600 кг топлива.

Однако в обществе сложилось мнение, что на территории Беларуси, в силу ее географического положения, производство энергии из альтернативных источников не может достичь высокого уровня. Мировая же практика показывает, что ветроэнергетика уже достигла такого уровня, который позволяет ей стать основным источником энергии. Сегодня только в Западной Европе запущено в эксплуатацию более 45 000 ВЭУ с суммарной мощностью более 40 тыс. МВт.

В целом в мире количество ветроустановок растет с геометрической прогрессией. С 1995 г. установленная мощность ветряных электростанций увеличилась более чем в 12 раз! Ни одному из традиционных секторов энергетики еще не удавалось в столь короткие сроки достичь таких показателей. С 2000 г. среднегодовой рост установленной мощности ВЭУ составлял 28%. У нас в республике в этом направлении делаются только первые шаги. Пример тому – единственная на Брестчине ВЭУ в свободной экономической зоне «Брест».

Скептики утверждают, что достичь высокого потенциала в использовании энергии ветра в Беларуси невозможно. Мол, у нас ветровой поток нестабильный. Особенно малоэффективна для ветроэнергетики равнинная часть республики. Но, расчеты ученых показывают, что потенциал ветроэнергетической отрасли у нас составляет 6-7 млрд. кВт/ч в год – порядка 20% национального потребления. А сила ветра ничуть не хуже, чем в центральной Европе. Насколько же высока ее эффективность в условиях равнинной местности и пытаются проверить специалисты СП «БелТрансОйл». Они считают, что многое зависит от правильного выбора типа ветроэнергетической установки.

Итальянские учредители совместного предприятия, которые у себя на родине занимаются производством ВЭУ, предложили брестчанам приобрести аэрогенератор JIMP20, спроектированный и построенный на предприятии «Ионное оборудование в Лиццано». Это трехлопастный ротор с прямым креплением к многополюсному синхронному электрогенератору на постоянных магнитах с осевым потоком. Лопасти длиной 3,6 м изготовлены из винилэфирной смолы, армированной стекловолокном. Они выполняют функцию перехвата энергии ветра и трансформации ее в механическую энергию вращения. Верхняя лопасть имеет особое строение для уменьшения уровня шума, вызываемого образованием сильных вихрей.

При увеличении скорости ветра увеличивается скорость вращения лопастей максимум до 200 об/мин. Таким образом, аэродинамические эксплуатационные показатели оптимизируются, тем самым, уменьшая уровень шума. При скорости ветра до 8 м/с турбина контролируется таким образом, чтобы не превышать 130 об/мин. При таких условиях шум на расстоянии 50 м от оси мачты на превышает 60 дБ. При скорости ветра до 12 м/с турбина контролируется таким образом, чтобы скорость вращения лопастей не превышала 200 об/мин. И шум на расстоянии 50 м от оси мачты не превышает 70 дБ.

Воздушная турбина весом 800 кг устанавливается на стальной башенной опоре высотой 18 м. Она крепится к горизонтальному валу, который вращается в подшипниковых опорах. Турбина принудительно ориентирована на ветер флюгером площадью 2 кв. м, который также изготовлен из винилэфирной смолы, армированной стекловолокном. Она вращается на 360 градусов по и против часовой стрелки. Установка оснащена мультипликатором, тормозной системой, системой смазки и охлаждения. В основании мачты находится электроустановка. С вращающейся турбиной она соединена гибким спиральным кабелем, который обеспечивает подачу электроэнергии и стабильную работу ВЭУ.

Принцип действия ветроэнергетической установки довольно прост: кинетическая энергия ветра преобразуется в электрическую, которая с помощью преобразователя переменного тока в постоянный и наоборот подается в электроустановку. Далее электрический ток поступает к потребителю или в общую электросеть.

Итальянская ветроустановка рассчитана на оптимальную скорость ветра – 12,5 м/с (минимальная скорость ветра – 3,5 м/с, максимальная – 37,5 м/с). Ее мощность – 20 кВт/ч.
Привязку к местности ветровой турбины выполнили брестские проектировщики. Крепится конструкция на мощном бетонном основании, которое находится в земле. Объем заложенного в землю бетона предотвращает ее опрокидывание. Монтаж выполнен собственными силами.

СП «БелТрансОйл» в сутки потребляет 30-35 кВт/ч электроэнергии, что обходится предприятию в течение года в 50 тыс. долларов. Использование ВЭУ позволит экономить до 10% финансовых средств. На предприятии считают, что этого пока достаточно. Здесь итальянская новинка воспринимается как экспериментальная. Преследуется цель выяснить, чему равна скорость ветра на окраине г. Бреста в течение года. Ведь равнинная местность Брестской области считается наименее перспективной для подобных проектов. Но, многолетние наблюдения показали, что есть зоны, где скорость ветра увеличивается за счет ветровой тяги. К такой зоне относится и пойма р. Лесная, в районе которой установлена новая ВЭУ. Если с ее помощью СП «БелТрансОйл» это утверждение подтвердится, то руководство предприятия намерено установить еще одну подобную ветровую турбину мощностью 1,2 МВт. Прорабатываются возможности использования ВЭУ в других регионах Брестчины. Наиболее привлекателен в этом плане Барановичский р-н.

В последнее время на Брестчине все больше внимания обращается на рациональное использование ветровой энергии. Пружанское отделение районных электросетей РУП «Брестэнерго» приняло решение о возведении ветроэнергетической установки. Специалисты НПО «Малая энергия» (г. Минск) с ноября 2006 по апрель 2007 года провели мониторинг местности и атмосферных явлений в районе д. Могилевцы. Они пришли к выводу, что ВЭУ мощностью в 1 МВт позволит получить 2,5 млн. кВт/ч. Этого достаточно для обеспечения электроэнергией среднего сельхозпредприятия, что составит 3% от потребляемой энергии в Пружанском р-не.

В июле аналогичный мониторинг проведен возле д. Головчицы. Планируется разработка проектно-сметной документации и строительство первой на Пружанщине ВЭУ. Она будет установлена на высоте 65 м. Размах ее лопастей – 60 м. Работа установки возможна даже при незначительном ветре – 3,5 м/сек. Оптимальная скорость ветра для производства электроэнергии – 12 м/сек. Во время урагана установка перестает работать, и включается при снижении его силы.

Преимущество ВЭУ в том, что она работает в те часы, когда наблюдается пик потребления электроэнергии – главным образом днем и в холодное время года. Срок окупаемости одной установки – от 3,5 до 6 лет. По подсчетам специалистов, ветряный потенциал Беларуси – 250 млрд. кВт/час в год. Наиболее приемлемыми регионами по использованию энергии ветра являются Гродненская и Минская области. Северные районы Брестчины тоже считаются подходящими для строительства ВЭУ, чем и воспользовались энергетики Пружанского р-на.

То, что энергию ветра можно довольно эффективно использовать в нашей республике, подтверждают ветроэнергетические установки, которые действуют на протяжении нескольких лет в Нарочанском крае. На въезде в д. Занарочь германским благотворительным общественным объединением «Дома вместо Чернобыля» для переселенцев из Чернобыльской зоны были построены две ВЭУ. На 50-метровой башне установлена ветровая турбина Nordex мощностью 250 кВт, а на 60-метровой цельнометаллической опоре – Repower мощностью 600 кВт. Обе установки производят в год около 140 кВт электроэнергии. Ученые ведут постоянное наблюдение за их работой. Анализ данных показывает, что наши показатели ничуть не хуже, а иногда даже лучше зарубежных Ветер нашу республику не обходит стороной. Остается только использовать его бесплатную энергию.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here