Экономический ресурс (потенциал) ветровой энергии. Определение и обозначение.

Экономический потенциал ветровой энергии – это величина годового поступления электрической энергии в регионе от использования ветроэнергетических установок, получение которой экономически оправдано для региона при существующем уровне цен на производство, транспортировку и потребление энергии и топлива и соблюдении экологических норм.

Экономический потенциал региона представляет сумму экономических потенциалов составляющих зон. Следует иметь в виду, что количество зон в регионе и их размеры при определении технического потенциала не совпадают с количеством зон и их размерами при определении экономического потенциала. В самом деле, при расчете технического потенциала количество зон и их размеры определялись по признаку одинаковости среднемноголетней скорости ветра и географических условий. Тогда как количество зон при расчете экономического потенциала наряду с признаками выделения зон технического потенциала должно определяться с учетом реальных потребностей в энергии данной зоны и постоянства в ней принимаемых для расчетов стоимостных показателей. Особенно это касается удельной стоимости сооружения ВЭС. Должно приниматься во внимание, что при удалении ВЭС от точки подключения к сети возрастают затраты на сооружение линии электропередач, которые должны быть учтены в удельной стоимости строительства. Кроме того, бессмысленно говорить об экономическом потенциале (в отличии от технического), если речь идет о территориях, удаленных от жилья на многие сотни километров.

Сказанное выше приводит к тому, что в целом по региону экономический потенциал много меньше технического или, другими словами, площадь, определяющей технический потенциал S_т.

Для каждой зоны используется и принимаются постоянными следующие величины:

• W_э кВт/год – экономический потенциал ветровой энергии;

• Т_ок год – срок окупаемости ветроэлекрической установки;

• Т_сл год – срок службы ветроэлектрической установки;

• Э тенге – экономический эффект использования ветроэлектрических установок;

• С тг/кВт или долл/кВт – удельная стоимость установленной мощности ветроэлектрической установки;

• r_э- рациональный экономический фактор стоимости ветроэлектрической установки;

• Ц_т тенге/(кВт или доллар/ (кВт ) – удельная стоимость производства энергии от традиционного источника (региональный тариф);

• Q кВт /год – годовой дефицит энергии в регионе, или годовая дополнительная потребность промышленного производства в энергии;

• Ц_п тенге/ кВт – удельная цена потерь от недостатка энергии, или удельная стоимость ценностей, производимых промышленностью.

Экономическая эффективность ветроэлектрических установок.

Ветровая энергия представляет один из наиболее дешевых возобновляемых источников энергии. Однако проблема широкого использования ветроэлектрических установок в энергетике связана с их экономической эффективностью и конкурентоспособностью с традиционными системами.

В начале 80-х годов, когда в мире началось промышленное использование ветроэлектрических установок, средняя стоимость производимой ими электроэнергии составляла примерно 30 центов/ кВт , что было значительно выше стоимости энергии от традиционных органических источников – нефти, газа, угля. За последние 15 лет стоимость электроэнергии от установок, подключенных к энергетическим, снизилось почти в 6 раз. В 2006 году стоимость электроэнергии составляла менее 5 центов США/ кВт и сравнима со стоимостью энергии, получаемой при использовании традиционных топлив. За тот же 15-летний период удельная стоимость установленной мощности ветроэлетрических станций, подключенных к энергосистемам, уменьшилась в 4 раза с 4000 до 1000долл./ кВт.

Стоимость установленной мощности возобновляемых источников энергии для конкретного региона, в том числе ветроэлектрических установок, включает стоимость производства соответствующего оборудования, расходы по его транспортировке на место установки и стоимость строительства. Определение стоимости установки. А также ресурса её работы в натурных условиях позволяют установить стоимость вырабатываемой полезной энергии и произвести сравнение с другими источниками энергии.

Основной подход к расчету экономических параметров ветроэлектрических установок включает определение эффективности установок в конкуренции с использованием традиционных видов топлива. Тем самым может быть определена экономическая целесообразность использования и экономический потенциал ветровой энергии в данном регионе.

Стоимость вырабатываемой электроэнергии, Ц, долл./ кВт или тг./ кВт , и удельная стоимость установленной мощности С, долл./ кВт или тг./ кВт , связаны со сроком службы установки Т_сл, год, соотношением:

(2.8)

Срок окупаемости ветроэлектрической установки Т_ок год, определяется по формуле:

(2.9)

где: – общая стоимость установки (капитальные затраты), долл. Или тг.; Ц_э – стоимость (тариф) электроэнергии, вырабатываемой на традиционных установках; Е= – электроэнергия, вырабатываемая установкой в год, кВт /год; Е=98760 ч/год; И_эк – издержки эксплуатации, долл./год или тг./год.

Если ввести коэффициент использования установленной мощности К и норму издержек эксплуатации g, 1/год, в соответствии с условием:

(2.10)

То стоимость энергии выразится как:

(2.11)

а срок окупаемости представиться в виде:

(2.12)

Зависимость срока окупаемости ветроэлектрической установки Т_ок от коэффициента использования установленной мощности К при удельной стоимости установленной мощности С_э= =100долл/кВт и значении нормы эксплутационных издержек =0,05 представлена в таблице 2 для ряда значений стоимости электроэнергии на базе традиционных видов топлива Ц_э.

Таблица 2

Срок окупаемости ветроэлектрических установок, Т_ок

Стоимость Электроэнергии, Цэ, долл./кВт ч	Коэффициент использования установленной мощности, К %
	100	70	50	40	30	20
0,01	26,6
0,02	7,98	13,0	26,6
0,05	2,58	3,75	5,92	7,98	12,3	26,6
0,10	1,21	1,78	2,58	3,33	4,70	7,98

Как видно, экономические показатели, определяющие целесообразность и эффективность использования ветроэлектрических установок, сильно зависит от стоимости Ц_э электроэнергии, получаемой от традиционных видов топлива.

Практически важный случай представляют районы, формально надодящийся в зонах центрального электроснабжения, но остродефицитные по энергии. Наличие дефицита энергии Q, как правило, приходит к значительным потерям, в том числе материальным и финансовым.

Это означает, что в энергодифицитных районах проблемах проблемах использования возобновляемых источников энергии становится насущной и острой.

Экономический эффект использования ветроэлектрических установок Э, р., в общем случае определяется выражением:

где М – число ветроэлектрических установок в зоне.