Проект
Приоритетныенаучные исследования в Украине
«Ветер — альтернативный источник энергии»
Нурахметова Валерия
10-Б класс
Введение
Энергия ветра — этопреобразованная энергия солнечного излучения, и пока светит Солнце, будут дутьи ветры. Таким образом, ветер — это тоже возобновляемый источник энергии.
Люди используют энергиюветра с незапамятных времен — достаточно вспомнить парусный флот, который былуже у древних финикян и живших одновременно с ними других народов, и ветряныемельницы. В принципе, преобразовать энергию ветра в электрический ток, казалосьбы, нетрудно — для этого достаточно заменить мельничный жерновэлектрогенератором. Ветры дуют везде, они могут дуть и летом, и зимой, и днем,и ночью — в этом их существенное преимущество перед самим солнечным излучением.Поэтому вполне понятны многочисленные попытки «запрячь ветер вупряжку» и заставить его вырабатывать электрический ток.
Движущей силой этого процессаявляются происходящие изменения в энергетической политике стран со структурной перестройкойтопливно-энергетического комплекса, связанной с экологической ситуацией,складывающейся в настоящее время как переходом на энергосберегающие иресурсосберегающие технологии в энергетике, так и в промышленности и вжилищно-гражданском комплексе.
Ежегодно в мире увеличиваетсячисло международных симпозиумов, конференций и встреч ученых и специалистов,рассматривающих состояние и перспективы развития этого направления энергетики.
Значительное внимание этойпроблеме уделяется организациями, входящими в ООН, такими как ЮНЕСКО, ЕЭК,ЮНЕП, ЮНИДС, а также другими межправительственными и неправительственными международнымиорганизациями. Выделяются значительные средства на работы в области НВИЭ изцелевых ассигнований ЕЭС, Европейского фонда национального развития, Евроатомаи других организаций.
Приближающаяся угроза топливного“голода”, а также загрязнение окружающей среды и тот факт, что прирост потребностив энергии значительно опережает прирост ее производства, вынуждает многиестраны с новых позиций обратить внимание на энергию солнечных лучей, ветра,текущей воды, тепла земных недр, то есть на энергию, большая часть которойрастворяется в пространстве, не принося ни вреда, ни пользы.
В настоящее время напроизводство тепла и электричества расходуется ежегодно количество тепла,эквивалентное примерно 1000 трлн. Баррелей нефти, сжигание которых сильнозасоряет атмосферу Земли.
Обоснование
Существующийэнергетический потенциал и перспектива использования нетрадиционных ивозобновляемых источников энергии.
Ветер – один из нетрадиционныхисточников энергии. Ветер рассматривается специалистами как один из наиболее перспективныхисточников энергии, способный заменить не только традиционные источники, но иядерную энергетику.
Выработка электроэнергиис помощью ветра имеет ряд преимуществ:
Экологически чистоепроизводство без вредных отходов;
Экономия дефицитного дорогостоящеготоплива (традиционного и для атомных станций);
Доступность;
Практическаянеисчерпаемость.
В ближайшем будущем ветербудет скорее дополнительным, а не альтернативным источником энергии. По оценкамзарубежных специалистов (в частности США), достаточная конкурентно способность ветроэнергетическихустановок (ВЭУ) по сравнению с традиционными типами электростанций может бытьобеспечена при сокращении стоимости ВЭУ примерно в два раза и повышении ихнадежности в 3-5 раз. Во многих странах мира (США, ФРГ, ДАНИЯ, ИТАЛИЯ,ВЕЛИКОБРИТАНИЯ, НИДЕРЛАНДЫ и др.) ассигнуются значительные государственныесредства на НИОКР в области создания ВЭУ. Особое внимание при проведении этихработ уделяется повышению надежности установок, их безопасности, снижению шума,уменьшению помех теле- и радиокоммуникаций.
В настоящее время можно выделитьследующие сановные направления использования энергии ветра:
Непосредственная выработкамеханической или тепловой энергии (ветротепловые, ветронасосные, ветрокомпрессорные,мельничные и т.п. установки);
Удовлетворениепотребностей в электроэнергии мелких предприятий, фирм, учреждений и т.п.
По данным ООН к 2000 г. доляновых и возобновляемых источников энергии составит более 13% энергоресурсов и будетэквивалентна использованию примерно 1 млрд. т нефти, что немногим меньше доли природногогаза и более чем в два раза превосходит долю ядерной энергии.
На Украине с помощью американскихфирм предусматривается строительство ВЭУ общей мощностью 500 МВт.
Современное состояниеразвития в Украине
Первый 100 кВт-ныйветроагрегат в Украине был установлен в 1936 году в Крыму. Дальнейшему развитиюветроэнергетики помешала война. Во второй половине ХХ века в Украине строилисьветроэнергостанции, но основной упор был сделан на ТЭЦ и ГЭС, чуть позже — наАЭС.
Советское руководствопредпочитало масштабные проекты, благо энергоносители стоили очень дешево.Однако и после распада Союза ветроэнергетика в Украине развивалась достаточномедленно. Теперь главной причиной стал хронический дефицит средств. А первенствасреди стран СНГ мы достигли только благодаря тому, что у них тоже не хваталоденег на альтернативную энергетику...
Современнаяветроэнергетика является одной из наиболее развитых и перспективных отраслейальтернативной энергетики. В настоящее время, в условиях энергетическогокризиса на Украине, ветроэнергетика занимает одно из ведущих мест виспользовании НВИЭ.
В Украине взят курс на ускоренноеразвитие производства ветроэнергетических установок (ВЭУ) и строительство ветроэлектростанций(ВЭС) общей мощностью 500 МВт и более, для чего в ветроэнергетику направляются большиегосударственные инвестиции (0.75% от товарной продукции производстваэлектроэнергии в системе Минэнерго Украины).
В то же время доляветроэнергетики в мире за последние 15— 20 лет развития составила только0,1—0,15% от мировых поставок энергии. Так, в Дании, где производство ивнедрение ВЭУ получило наибольшее развитие, доля ВЭС и отдельных ВЭУ на 1993 г.составляла лишь 2% от объема производства электроэнергии. А по данным комиссии Мировогоэкономического Совета по прогнозированию мировой экономики доля всех нетрадиционныхисточников энергии (НИЭ) в последующие 30 лет не будет существенно возрастать.
Необходимо такжеотметить, что суммарная располагаемая мощность ВЭС в Украине в 500 МВт дастприбавку среднегодовой мощности лишь в 800—100 МВт, что для уровней странысоставляет весьма малую величину.
Существующие намерениягосударства по внедрению ветроэнергетики в Украине базируются в основном наприменении лицензированной ВЭУ модели «USW 56-100» и ВЭУ отечественнойразработки типа «АВЭ-250С».
Потенциал энергиивозобновляемых источников энергии (ВИЭ) в Украине
/>
Источник: Институтвозобновляемой энергетики Украины НАН Украины
Что необходимо сделатьдля развития этого проекта?
Для реализациинамеченных целей необходимо:
— обеспечить в государственном масштабепоследовательное наращивание выпуска ветротурбин для украинских ВЭС;
— на местном уровне обеспечитьподдержку и участие в развитии ветроэнергетики (такую поддержку ныне очень активно декларируют органы местной властиКрыма, Херсонской, Донецкой, Львовской, Николаевской и ряда других областей Украины в регионахэнергодефицитных и имеющих хороший ветропотенциал);
— помочь развитию рыночнойинфраструктуры, в первую очередь обеспечитьстабильность цен, доступ к общей электросети всемфизическим и юридическим лицам — владельцам ВЭС, осуществлять меры по пресечению монополизма;
— ликвидировать субсидии наэкологически вредные виды производства энергии;
— включить в стоимость энергии ееэкологическую стоимость;
— оказывать поддержку исследованиям, развитию и распространению новых техники и технологий вобласти ветроэнергетики.
Ветроэнергетикануждается в поддержке:
— продолжения усовершенствованияконструкций и производства ветроагрегатов;
— в продолжении научных исследований иконструкторских разработок с целью улучшения ветротурбин и их компонентов, снижения их стоимости, увеличенияпродолжительности срока службы и надежности в эксплуатации, возможности повторного использования компонентов;
— картографирования ветроресурсов (составление ветроатласа Украины и кадастра перспективных длястроительства ВЭС площадок);
— создания экспертных (сертификационных) центровдля независимой оценки и подтверждении качества, а также для повышения надежности производимой ветротехники;
— создания информационных центров, обладающих объективной, независимойот производителей, информацией о ВЭУ, имеющихся на рынке.
Для существующей в Украинеинфрастуктуры энергообеспечения отдаленных мелких потребителей электроэнергииеще одним экономически эффективным и перспективным направлением развитияветроэнергетики является производство и эксплуатация сетевых ветроагрегатовмощностью в интервале 15- 20 кВт. Благодаря существующему серийному производству необходимыхкомплектующих изделий для этих ветроагрегатов, они будут дешевы и доступны таким потребителям как фермерские хозяйства, горные лесные хозяйства и т.п. Реализация этого направления сулитбольшие выгоды и для энергетики всей страны, таккак позволит значительно сократить потери электроэнергии в линияхэлектропередач.
Районы и центрыразвития
Украина обладает лучшейбазой для развития ветроэнергетики, чем другие страны Восточной Европы,поскольку имеет обширные (более 60 тысяч км кв.) площади мелководных акваторийс высоким (более 6 м/с) ветропотенциалом, не задействованные в хозяйственныхсекторах.
В Украине преобладаютветры со скоростью примерно 5 м/с. Этого вполне достаточно для работысовременного ветроагрегата. Кроме того, некоторые ученые высказывалипредположение, что эта цифра несколько занижена: синоптики измеряли ветер навысоте флюгера (10 метров), а ветроагрегат ставят на высокую башню (до 100 метров).
Синоптики выделяют несколько регионов, где ветры дуют стабильно и наиболеесильно: Карпатский, Причерноморский, Приазовский, Донбасский, Западно-Крымский,Восточно-Крымский. Наилучшие условия для развития ВЭС — в Крыму.
Среди регионов УкраиныАвтономная Республика Крым обладает наибольшим энергетическим потенциалом иопытом работ по использованию всех видов нетрадиционных и возобновляемыхисточников энергии. Целесообразность ускоренного развития нетрадиционной энергетикиКрыма обусловлена не только наличием огромных природных ресурсов, собственнойматериальной и производственной базы, но и экономически выгодными условиямиэксплуатации установок по использованию НВЭИ.
Распределениестроительства ВЭС по регионам Украины до 2030 года.
/>
Источник: Институтвозобновляемой энергетики Украины НАН Украины.
Выводы
1. Ветроэнергетика в Украинене может заменить традиционную энергетику. Она может только дополнить ее. Для этогонеобходимо иметь традиционную генерирующую мощность, покрывающую всю нагрузкупотребителей.
2. Ветроэнергетика вУкраине, как и во всем мире, в современных условиях высокозатратна и в ближайшейперспективе не может быть рекомендована для внедрения в больших объемах из-за высокойудельной стоимости ВЭУ, низкого коэффициента использования установленной мощностиустановок (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 оптимальныйтип ВЭУ для каждой площадки ВЭС.
4. Необходимо разработатьгосударственную программу развития ветроэнергетики на более длительный срок(10—15 лет) во многовариантном исполнении по типам ВЭУ, площадкам, регионам и натендерной основе определить организацию-исполнителя.
5. Вряд ли целесообразнов ближайшие годы вкладывать значительные государственные инвестиции впроизводство ВЭУ для внутреннего рынка и строить крупные ВЭС. В первую очередь необходимосоздать условия для внедрения ветроэнергетики (издание законодательных актов, стандартов,методик, определение льгот, создание сертификационных центров, стимулированиечастного бизнеса на инвестиции в ветроэнергетику и т.д.), определение кадастраветра, финансирование строительства пилотных ВЭУ на перспективных площадках ВЭСи т.д., обеспечить защиту иностранного капитала при вложении в ветроэнергетикуУкраины.