1.2.3. Современное развитие ветроэнергетики в России
В России также работают ветровые установки. Например, вблизи поселка Куликово Калининградской области (ветропарк из 21 ветроустановки общей мощностью 5,1 МВт), на о. Беринга Камчатской области (2 ветроустановки по 250 кВт), в районе деревни Тюпкильды Туймазинского района Республики Башкортостан (4 ветроагрегата по 550 кВт). Однако, энергия, вырабатываемая имеющимися ВЭУ, в общей картине энергопроизводства и энергопотребления является настолько незначительной, что не учитывается в энергосистеме РФ [8, 24].
К слову, по данным А.Н. Чумакова, технически достижимые ресурсы ветровой энергии в России оцениваются в 16 млрд. МВт*ч. Россия — одна из богатейших в этом отношении стран. Самая протяженная на Земле береговая линия, обилие ровных безлесных пространств, акватории внутренних озер и морей создают наиболее благоприятные для размещения ВЭС места. Несмотря на то что большая часть побережий малолюдна, лишена крупных промышленных потребителей и развитых высоковольтных сетей, существуют территории с исключительно высоким потенциалом ветра и необходимыми условиями для его использования. Так, на побережье Кольского полуострова, в Архангельской области, на полуострове Канин Нос имеются площадки, где скорость ветра составляет 9–11 м/с, а коэффициент его использования может достигать 4000 часов в год [47].
Экономический потенциал ВЭС на территории России, выраженный в тоннах условного топлива равен 10 миллионам условных тонн [42].
По итогам проведённого в 2016 году конкурсного отбора проектов возобновляемой энергетики на 2017–2020 годы были отобраны 26 объектов ветровой генерации АО «ВетроОГК», дочернего предприятия ОАО «Атомэнергомаш» ГК «Росатом», суммарной установленной мощностью 610 МВт со сроком поставки в 2018–2020 годах [10].
1.3. Исследование ветрового потенциала территорий
1.3.1. Исследование ветрового потенциала в мире
Как известно, об эффективности применения ВЭС можно говорить, если среднегодовая скорость ветра превышает 3 м/с. Кроме того, использование энергии ветра посредством ВЭС связано с определенными проблемами. Неравномерность и непостоянство ветрового потока приводит к значительному изменению частоты вращения ветроколеса ветроэлектрической установки (ВЭУ) и, соответственно, колебаниям напряжения, частоты тока и отдаваемой мощности. Сброс или подключение нагрузки также являются дестабилизирующими факторами. Таким образом, обеспечение требуемого качества электроэнергии также определяет конкурентоспособность ВЭС [7].
Согласно Балоху [50] территория Пакистана имеет огромный потенциал развития ветроэнергетики. Согласно данному исследованию, в 2016 году Пакистан мог бы произвести около 500 ГВт электроэнергии, использовав ВЭС. Также, в данном исследовании было проведено районирование территории Пакистана и составлена карта наиболее перспективных районов для строительства ВЭС. Данная карта представлена на рисунке 1.
Рис. 1. Наиболее перспективные районы для строительства ВЭС в Пакистане
В исследовании Агбетиуи было доказано, что территория Нигерии, в целом, подходит лишь для строительства ВЭС малой и средней мощности, так как среднемесячные и среднегодовые скорости ветра на территории государства равны примерно 5 м/с. Также в работе приводятся данные о возможном объеме производимой электроэнергии. Так, при строительстве ВЭС с диаметром лопастей равным 25 метрам, суммарная годовая мощность, даваемая ВЭС, будет равна 790 МВт [49].
Анализ ветровых условий Беларуси показывает, что в ряде местностей и в отдельных точках отмечаются достаточно высокие среднегодовые скорости ветра: наибольшие на вершинах некоторых возвышенностей – 5–6 м/с и фоновые – 4,4–4,8 м/с. Такие площадки в Гродненской, Минской, Витебской областях перспективны для внедрения ВЭУ c расчетной скоростью ветра 11 м/с, высотой установок 70–110 м, единичной мощностью не менее 1,5–2,0 МВт [39].
В исследовании ветроэнергетического потенциала территории Ирана, проведенного Кейхани указывается, что Иран малопригоден для развития ветряной энергетики [55].
По данным Я.И. Шефтера, полученным в 1967 году (цит. по: Лимаренко, 2013) Украина имеет достаточно высокий климатический потенциал ветровой энергии, который обеспечивает продуктивную работу не только автономных узлов питания, но и мощных ветроэлектростанций. Считается, что до нее установленная мощность ветроэлектрических станций (ВЭС) в составе централизованной энергосистемы Украины может составлять до 16 ГВт, а достижимое производство электроэнергии может составлять 25‒30 ТВт/год. Эту величину часто принимают как потенциал ветроэнергетики. Необходимая площадь под строительство ВЭС составляет 2500‒3000 м2, что вполне реально с учетом мелководной части Азовского и Черного морей [23].
Фипипис в своей статье указывает, что на островах Эгейского моря выявляется очень выраженный ветропотенциал [51].
Якобсон утверждает, что мировой ветропотенциал превышает наши ежегодные потребности в электроэнергии в 9,6 раз [52].
В статье МакЭллроя [56] говорится о том, что Китай сможет полностью удовлетворить потребности в электроэнергии с помощью ВЭС уже к 2030 году.
В статье Нгуена определен ветровой потенциал Вьетнама. Он равен 120,5 ГВт электроэнергии, что эквивалентно 67 тысячам ветроагрегатам серии E-66. Потенциал эквивалентен 224 ТВт*ч произведенной энергии. Данный показатель в 4 раза больше всей произведенной электроэнергии в 2004 году [58].
Гекчек, исследуя ветроэнергетический потенциал Турции, указывает, что «для исследования использовались среднемесячные и среднегодовые показатели скорости ветра», а также пишет, что среднегодовая скорость ветра равнялась от 1,75 и до 5,25 м/с, в зависимости от региона страны [54].
Данные о средней скорости ветра для 64 метеостанций, 48 из которых расположены в Алжире и 16 в соседних странах, были использованы для создания карты энергии ветра Алжира на высоте 10 метров. Обнаружено, что скорость ветра колеблется от 1 до 6 м/с. Наиболее благоприятные к созданию ветряной инфраструктуры районы расположены на юго-западе от города Алжира, в Сахаре. Полученные в результате обработки данные показали, что в стране можно создать ветровые системы для сельскохозяйственных целей [57].
Теоретический запас энергии ветра составляет на территории Грузии 1,3 ТВт*ч в год, а в отдельных зонах, где его скорость больше – 4,5 ТВт*ч [46].
Для определения потенциала ветровой энергии в Йемене используются данные, которые показывают, что Йемен располагает достаточными условиями для использования энергии ветра на большой части своей территории. Среднемесячная скорость ветра в прибрежных, горных и пустынных районах составляет 4—8 м/с, а на островах — 6-16 м/с. Практическое использование энергии ветра в Йемене, особенно на островах, представляется перспективными [3].
Сварт в своем докладе указывает, что, для Европы, технический ветроэнергетический потенциал офшорных ветряных электростанций, оценивается в более чем 45 000 ТВт/ч [59].
В исследовании Усара характеристики ветра были проанализированы с использованием данных о скорости ветра, собранных на шести метеорологических станциях в Турции в период 2000-2006 годов. Средняя годовая скорость ветра шести метеостанций (Эрзурум, Элазыг, Бингол, Карс, Маниса и Нихде), на высоте 10 метров, равна соответственно 8,7; 8,5; 5,9; 6,9; 7,4 и 8,0 м/с. Также была проведена техническая оценка производства электроэнергии с четырех ветровых турбин мощностью (600 кВт, 1000 кВт, 1500 кВт и 2000 кВт) [60].