Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






ПЕРСПЕКТИВЫ ВЕТРОЭНЕРГЕТИКИ В БЕЛАРУСИ



Республика Беларусь обладает развитой промышленностью и системой транспорта с чрезвычайно энергоемкими производствами и энергетикой, на 85% базирующейся на привозных энергоносителях. В эпоху всеобщего сокращения мировых запасов энергоресурсов, усиления борьбы за обладание этими ресурсами или за доступ к ним и роста цен на импортируемые энергоносители назрела необходимость внедрения новых источников энергии, обеспечивающих энергетическую независимость и энергетическую безопасность страны. Таких источников два: ядерная энергетика и возобновляемые источники энергии, включая местные виды топлива. К размещению в стране атомной электростанции после Чернобыльской катастрофы население страны еще не готово. Велик страх. Но Национальная Академия наук уже дала свою экономическую оценку необходимости строительства атомной электростанции. Решение о строительстве первой белорусской АЭС принято.

Беларусь обладает значительными возобновляемыми энергетическими ресурсами. Энергия ветра является важнейшим возобновляемым источником энергии. Другие источники: биомасса, гидроэнергия рек, солнечная энергия – менее интенсивны или их использование связано с нарушением экологии. Извлечение энергии биомассы и местных видов топлива сопровождается сжиганием отходов и загрязнением атмосферы. Извлечение гидроэнергии рек сопровождается заливом и потерей значительных территорий, нарушением экологии и условий жизни, что ограничивает возможности гидроэнергетики. Солнечная энергия здесь – значительно менее интенсивна [1]…[4].

Анализ ветровых условий Беларуси показывает, что приведенные среднегодовые фоновые скорости ветра составляют 2,8 - 4,4 м/с, что считается неперспективными для ветроэнергетики. Однако в ряде местностей и в отдельных точках отмечаются более высокие скорости ветра: наибольшие на вершинах некоторых возвышенностей 5-6 м/с и фоновые на возвышенностях - 4,4 - 4,8 м/с (Табл.1.5.1). Такие площадки перспективны для внедрения ветроэнергетических установок.

 

 

Таблица 1.5.1. Расчетные среднегодовые наибольшие и фоновые скорости ветра на некоторых высотах на территории Беларуси

№ пп Область, район Населенный пункт Абсолютная высота, м Среднегодовая скорость ветра, м/с
Наибольшая. Фоновая Наибольшая Фоновая
  Минская область
Мядельский Пасынки 6.0 3.7
Молодечненский Уша 5.7 4.3
Логойский Янушковичи 5.6 4.1
Лысая Гора 6.2 4.7
Звериничи 5.7 4.0
Дзержинский Глушинцы 6.1 4.7
Чики 5.7 4.3
Павелково 5.6 4.0
Минский Клюи 6.0 4.3
Чучаны 5.6 4.1
Копыльский Велешино 5.4 4.0
Клецкий Пан.Мурованка 5.3 3.9
Смолевичский Луково 5.3 4.0
Воложинский Першай 5.6 4.0
  Гродненская область
Ошмянский Кеждуны 5.7 4.5
Тимуты 5.3 4.4
Лейлубка 5.3 4.4
Лужище 5.6 4.8
Островецкий Вяжи 5.9 4.7
Сморгонский Милидовщина 6.0 4.8
Ивьевский Трабы 5.2 4.3
Новогрудский Пуцевичи 6.0 4.8
Дятловский Беляки 5.5 4.5
Свислочский Б.Бобровники 5.4 4.5
Зельвенский Пасутичи 5.3 4.4
Гродненский Гривки 5.4 4.4
  Витебская область
Лиозненский Добромысль 5.5 4.4
Вел.Село 5.6 4.5
Шарики 5.6 4.5
Городок 6.0 4.7
Витебский Краски 5.6 4.5
Городокский Лахи 5.4 4.4
Загоряне 5.7 4.5
Браславский Укля 5.6 4.1
Оршанский Пугляи 5.4 4.5
Толочинский Голошево 5.3 4.5
Козигорка 5.6 4.5
Криницы 5.4 4.5
Сенненский Пацково 5.6 4.5
Лепельский Путчино 5.7 4.6
Докшицкий Телеши 5.2 4.4
Поставский Романишки 5.4 4.5
Ушачский Адворица 5.4 4.5
  Могилевская область
Шкловский Полыковичи 4.6 4.0
Горецкий Стадоселье 5.0 4.0
Мстиславский Крутая 5.0 4.0
Белыничский Крюки 4.7 3.8
Климовичский Недведь 4.8 3.9
  Гомельская область
Кормянский Буда-Буровая 4.5 3.7
Добрушский Кр.Калинино 4.3 3.7
Мозырский Бибики 5.2 3.7
  Брестская область
Ивацевичский Жемойдяки 5.0 3.7
Барановичский Юшкевичи 5.0 3.9
Мицкевичи 5.1 3.9
Дрогичинский Кремно 4.3 3.7
Малоритский Радеж 3.8 3.7

 





В целом исследователи указывают на 1800…2000 площадок на территории Беларуси со среднегодовыми скоростями ветра от 4,8 до 6 м/с и более.

Расчеты показывают технико-экономическую целесообразность строительства ветроэлектростанций на территории Минской, Гродненской, Витебской и других областей на площадках со среднегодовыми скоростями ветра 4,8 м/с и выше.

Если на перспективных площадках установить только по одной ВЭУ мощностью 1500кВт (при расчетной скорости ветра 11м/с и высоте установки 110м), возможная выработка электроэнергии составит

,

а срок окупаемости при тарифе на электроэнергию 0,095долл./кВт.ч

,

где 0,305 - коэффициент использования номинальной мощности при средней среднегодовой скорости ветра на этих площадках 5 м/с, табл.2.2.1.

При тарифе на электроэнергию 0,06 долл./кВт.ч и использовании 1/2 всех названных площадок, где средняя среднегодовая скорость ветра 5,5 м/с, выработка электроэнергии составит

,

а срок окупаемости не более

Для сравнения, капитальные затраты на строительство атомной электростанции составляют от 1500 до 2500 долларов на 1 кВт установленной мощности. Эксплуатационные затраты АЭС включают: потребление электроэнергии на собственные нужды станции, издержки на техническое обслуживание и текущий ремонт, отчисления на погашение процентной ставки за кредит, отчисления за эксплуатацию электросетей, государственные отчисления, затраты на закупку ядерного топлива и на захоронение радиоактивных отходов и составляют 30...35% стоимости выработанной электроэнергии. При тарифе на покупку электроэнергии у производителей 0,0475 долларов за 1 кВт. ч, при коэффициенте использования номинальной мощности 0,7 срок окупаемости АЭС на основании (1) составит

Таким образом, ветроэнергетика в Беларуси по своим технико-экономическим показателям предпочтительней ядерной энергетики. Однако возможная выработка электроэнергии с помощью окупаемых ВЭУ пока ограничена 10...20% потребности страны.

Наиболее предпочтительным вариантом первоочередного строительства ВЭС по срокам окупаемости и выработке электроэнергии являются варианты расположения ВЭС на максимальных высотах со среднегодовой скоростью ветра 6...6,2м/с. Это:

· Высота 217м - деревня Пасынки Мядельского района Минской области,

· Высота 342м Лысая Гора Логойского района,

· Высота 342м д. Глушинцы Дзержинского района,

· Высота 308м д. Клюи Минского района,

· Высота 320м д. Милидовщина Сморгонского района Гродненской области,

· Высота 323м д. Пуцевичи Новогрудского района.

· Высота 297м д. Городок Лиозненского района Витебской области.

На основании полученного опыта их разработки и эксплуатации будет возможно дальнейшее широкое внедрение ветроэнергетики в энергетику страны.

Таким образом:

1.Внедрение ветроэнергетики в Беларуси целесообразно и необходимо независимо от решения вопроса о строительстве атомной электростанции.

2.Экономически целесообразно внедрение ветроэнергетических установок со сроками окупаемости до 8 лет. Такой срок окупаемости при стимулирующем тарифе на электроэнергию 0,095 долл./кВт. ч обеспечивается при внедрении ВЭУ на площадках со среднегодовыми скоростями ветра от 4,8 до 6 м/с и выше, на высотах, возвышающихся над плато на 20…30 м и более. При тарифе 0,06 долл./кВт. ч внедрение ВЭУ экономически оправдано для площадок со среднегодовыми скоростями ветра 5,5 м/с и выше.

3.Экономически целесообразно внедрение в Беларуси ветроэнергетических установок, спроектированных на расчетные скорости ветра 9...11м/с, высотой 70…110м. Преимущество следует отдать опорам высотой 110м.

4. Следует внедрять только современные ВЭУ мощностью 1000…1500 кВт континентального базирования. Не следует внедрять ветроэнергетические установки мощностью менее 1МВт, особенно установки, демонтируемые в европейских странах в связи с техническим перевооружением мировой ветроэнергетики и предлагаемые на рынке ветроэнергетики.

5. Возможная выработка электроэнергии с помощью окупаемых ВЭУ со сроком окупаемости менее 8 лет при ценах на оборудование и тарифах на электроэнергию 2006 года с учетом стимулирующих коэффициентов может составить от 10% до 20% собственного электропотребления страны. По мере роста цен на энергоносители и электроэнергию выгодность внедрения ветроэнергетики будет распространяться на территории с более низкими скоростями ветра.

Вопросы и задачи.

1.Территория Беларуси составляет 207,6 тысяч квадратных километров. Минимальная высота над уровнем моря – 100…150 м. На высоте 250-300-350 м над уровнем моря, где среднегодовые скорости ветра находятся в пределах от 4,8 до 6,2 м/с, расположено 206кв.км или 0,1% всей территории. Полагая возможным использовать для целей ветроэнергетики 50% территории, расположенной на высоте более 300м, определите возможную годовую выработку электроэнергии ветроэнергетическими установками, их суммарную установленную мощность, капитальные затраты на строительство и срок их окупаемости. Номинальная мощность одной ветроустановки 1500 кВт. Высота установки 110 м. Расстояние между ближайшими агрегатами принимается равным 4х-кратной высоте установки. Капитальные затраты на строительство– 900…1300 долларов за 1 кВт установленной мощности, средний тариф на электроэнергию для потребителей – 250 рублей (РБ) за 1кВт.ч. Эксплуатационные затраты составляют 20% стоимости годовой выработки электроэнергии. Определите срок окупаемости ветроэнергоустановок при применении стимулирующего тарифа за электроэнергию, получаемую от нетрадиционных источников энергии, равного 0,095 долл./кВт.ч. Чему может быть равна годовая выработка электроэнергии ветроэлектростанциями от общего потребления республики в процентах? Определите нижний предел среднегодовой скорости ветра на предполагаемых перспективных площадках, при котором экономически целесообразно внедрение ветроэнергетических установок при существующих в Беларуси тарифах на электроэнергию.

2.Составьте программу расчета и оцените эффективность использования энергии ветра по коэффициенту использования номинальной мощности, годовой выработке электроэнергии и сроку окупаемости ветроэлектростанции мощностью 3000 кВт (2 агрегата по 1500 кВт) в районе высоты Лысая гора Логойского района Минской области. Абсолютная высота вершины 342 м, наибольшая среднегодовая скорость ветра 6,2 м/с, а абсолютная фоновая высота – 300 м и фоновая среднегодовая скорость ветра – 4,7 м/с. Капитальные затраты на строительство ВЭУ по данным фирмы Nordex(Германия) составляют 900…1300 долларов США на 1 кВт установленной мощности. Средняя стоимость электроэнергии для потребителей составляет 195 рублей (РБ) за 1 кВт×час.

3.На карте местности расположите агрегаты ветроэлектростанции с учетом размаха лопастей и необходимых расстояний между ветроустановками. Покажите расположение трансформаторной подстанции и линии электропередачи. Нарисуйте кинематическую схему ветроэнергетической установки 1500 кВт, содержащую ветродвигатель, редуктор, асинхронный генератор. Составьте электрическую схему управления установки.

4.Разработайте принципиальную электрическую схему управления ВЭУ. Синхронный генератор подключен к системе через повышающий трансформатор. При снижении скорости ниже 3 м/с генератор отключается от сети, лопасти ветродвигателя переводятся в нерабочее положение. При повышении скорости ветра свыше 3 м/с, генератор подключается к сети, и работая в двигательном режиме, запускает ветродвигатель и переходит в генераторный режим. При скорости ветра от 3 м/с до расчетной скорости 11 м/с лопасти ветродвигателя установлены под углом атаки, обеспечивающим максимальную подъемную силу. Мощность, развиваемая ветродвигателем и отдаваемая в сеть генератором, пропорциональная кубу скорости ветра. При скорости ветра от 11 м/с до 25 м/с установка развивает номинальную мощность. Это достигается регулированием угла поворота лопастей, при котором уменьшается угол атаки и снижается коэффициент мощности ветродвигателя. При скорости ветра более 25 м/с лопасти ветродвигателя становятся в нерабочее положение, а генератор отключается от сети. Ориентирование головки ветроагрегата по ветру осуществляется исполнительным двигателем системы ориентирования. Двигатель получает сигнал от системы ориентирования, содержащей датчик направления ветра – флюгера с сельсином-датчиком. Скорость ветра измеряется анемометром с электрическим датчиком. Анемометр и флюгер выполнены в одном блоке и расположены на корпусе ветроагрегата.

5.Нарисуйте схему электрических соединений ветроэлектростанции и энергетической системы с напряжением 110 кВ. На электростанции установлены 2 синхронных и 8 асинхронных генераторов по 1000 кВт. Выберите трансформаторы.

6.Как осуществляется грозозащита ветроэлектростанции? Как противостоять обледенению лопастей ветродвигателя?

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. Дж. Твайделл, А. Уэйр. Возобновляемые источники энергии.- М.: Энергоатомиздат, 1990 г.- 391 с.

2. Шефтер Я.И. Использование энергии ветра. - М.: Энергоатомиздат, 1983 г.

3. Олешкевич М.М., Лосюк Ю.А. Нетрадиционные источники энергии. Учебно-методическое пособие для студентов вузов. Минск. БГПА, 2001

4. Олешкевич М.М. Перспективы ветроэнергетики в Беларуси//Энергетика. Известия вузов и ЭО СНГ-1999.-№1

5. Лаврентьев Н.А., Жуков Д.Д. Развитие белорусской ветроэнергетики. Опыт Занарочи // Энергия и ТЭК. – 2004. – № 8. – С. 43 – 45.

6. Вымороков Б.М. Геотермальные электростанции. М.-Л.: Энергия, 1986 г.

7. Коробков В.А. Преобразование энергии океана.- Л., Судостроение, 1986 г.

8. Мак-Вейг Д. Применение солнечной энергии.- М.: Энергоатомиздат, 1981 г.

9. Сассон А. Биотехнология: свершения и надежды.- М., Мир, 1967 г.

10. Копытов Ю.В., Чуланов Б.А. Экономия электроэнергии в промышленности.- М.: Энергия, 1982 г.

11. Олешкевич М.М., Макоско Ю.В. Анализ характеристик роторных ветроэнергетических установок. //Энергетика. Известия вузов и ЭО СНГ-2000.-№6

12. Олешкевич М.М., Макоско Ю.В. Моделирование квазиустановившихся режимов работы асинхронного генератора системного ветроагрегата. //Энергетика. Известия вузов и ЭО СНГ- 2003.-№3, с.29-42

13. Олешкевич М.М., Макоско Ю.В., Олешкевич В.М., Фалюшин П.Л., Бохан Н.И. Комбинированные энергетические установки на возобновляемых источниках энергии. //Энергетика. Известия вузов и ЭО СНГ -2000.-№5, с. 23-30

14. Постановление СМ РБ от 24.4.1997г. №400 с изменениями 28.2.2002г. № 288 «О развитии малой и нетрадиционной энергетики».

15. Постановление СМ РБ от 22.5.1997г. №45 «О порядке формирования тарифов на электроэнергию, покупаемую у объектов малой и нетрадиционной энергетики»

16. Олешкевич М.М., Макоско Ю.В. Олешкевич В.М. Ядерная энергетика и возобновляемые источники энергии. Энергетика и ТЭК- 2007.-№2, февраль, с.16,17,21.

17. Олешкевич М.М., Макоско Ю.В., Олешкевич В.М. Ветроэнергетика – будущее белорусской энергетики.// Энергетика. Известия вузов и ЭО СНГ-2007.-№3,с.

 

 


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2019 год. Все права принадлежат их авторам!