Берги М. - Идеи, посвященные решению проблемы электрификации сельских районов

Идеи, посвященные решению проблемы электрификации сельских районов

Майкл Берги

http://www.transgasindustry.com/ren_e_s/wind_pw/3/wind2.shtml

    В настоящее время в мире около 2 млрд. чел. и, прежде всего, в сельских районах не могут пользоваться электроэнергией. Затраты на полную электрификацию таких районов с их подсоединением к уже действующим энергосистемам могут превысить 1 трлн. долл. Известные же дизельные электростанции работают крайне неудовлетворительно при низких нагрузках, и в добавок они очень чувствительны к качеству обслуживания.     Таким образом, электрификация деревень является весьма хлопотливым делом, что обусловлено высокими затратами и весьма неблагоприятной экономикой в этих регионах. Помимо того, что их подсоединение к существующим сетям оказывается неэффективным, весьма дорогим мероприятием оказывается обслуживание этих малых и удаленных друг от друга нагрузок. Установка здесь малых дизельных генераторов связана с невысокими затратами, но это, тем не менее, создает множество проблем, одной из которых является доставка топлива.     Обычно намного более дешевыми, надежными и экологически чистыми оказываются в данном случае небольшие по размеру установки с использованием возобновляемых источников энергии - ВИЭ (солнечные и ветряные установки, микроГЭС и установки с использованием биомассы).     Процесс, хотя и медленно, но идет вперед. Первоначальные затраты на установки с ВИЭ намного меньше, чем подсоединение таких деревень к существующим сетям, а соответствующие эксплуатационные затраты с учетом всего срока службы у них оказываются ниже, чем у дизельных электростанций.     Кроме того, экономические, социальные, экологические и политические изменения способствуют переходу к децентрализованному энергоснабжению. Но уже существующая практика электрификации имеет еще много сторонников, создавая помехи такому переходу. Несмотря на это, комбинированная выработка от различных источников, наименьшие затраты и децентрализация все шире используются для электрификации деревень, и думается, что будущее - именно за этим новым бизнесом.     Ведь сами технологии с использованием ВИЭ не являются теперь проблемой - за последнее десятилетие они были существенно развиты. Солнечные и ветряные энергетические установки сейчас находятся в массовом производстве, а гарантированный срок службы солнечных установок 25 лет.     Особо следует отметить, что промышленность, работающая с ВИЗ, заполнена новыми технологиями и продуктами, и в то же время ей так не хватает приносящих прибыль рынков. Рынок, связанный с электрификацией сельских районов и деревень, развивается, но, к сожалению, очень медленно, чтобы стать реальной и полной поддержкой тех компаний и предприятий, которые работают с ВИЗ. Такие компании везде борются за свое существование, везде, но... только не в России.     Фирма "Bergey Windpower Co." производит для указанных целей и в указанном направлении небольшие ветроустановки (ВЭУ), которые являются высокотехнологичными, надежными и требующими незначительного обслуживания установками для энергоснабжения.     По конфигурации эти ВЭУ работают с вертикальным подъемом воздуха, имеют горизонтальную ось и три лопасти с регулированием от хвоста. Лопасти выполняются из фибергласа с требуемым профилем и запатентованной системой угла их поворота (без подшипников) и являются весьма прочными.     Генератор с постоянными электромагнитами дает на выходе переменный ток. Ротор может переворачиваться. Материалом служит оцинкованная сталь, используется единая конструкция, токосъемные кольца имеют ось рыскания. Защита от превышения нормальной частоты вращения выполнена бес тормозной, с пассивным горизонтальным затуханием и без пружин. В целом получена простая и компактная конструкция, имеющая только 3-4 движущихся части, для которой при работе не требуется постоянного обслуживания. Проектный срок службы - 30 лет.     Фирма "Bergley Windpower Co." (BWC) стала мировым лидером в производстве этих малых ветроустановок (ВЭУ). Основанная в 1977 г., в настоящее время она производит ВЭУ мощностью от 1,5 до 10 кВт. Около 1800 ВЭУ уже работают во всех 50 штатах США и в 80 странах мира. Фирма имеет примерно 100 дилеров, распространяющих такие ВЭУ по всему свету. Имеет лицензии в Австралии и совместное предприятие в Китае. Предлагает полную разработку ВЭУ, их изготовление и установку, а также услуги по обучению требуемого персонала.

ВЭУ фирмы BWC была смонтирована в январе 1993 г. на мысе Лопатка на Камчатке. Она имеет мощность 10 кВт, а также аккумуляторную батарею на 45 кВт-ч и инвертор мощностью 10 кВт. ВЭУ производит около 50 кВт-ч электроэнергии за сутки при средней скорости ветра 10 м/с. Стоимость ВЭУ - 50 000 долл. Ветроустановка работает по 24 ч в сутки с незначительной поддержкой дизельной установки. Сейчас рассматривается вопрос о дополнительной установке еще 40 ВЭУ фирмы BWC. Сумма проекта составляет 300 млн. долл. США.     В целом наши ветро-дизельные установки, являясь топливо-сберегающим оборудованием, могут иметь мощность от 50 кВт до 10 МВт вырабатывая энергию стоимостью 1200-2000 долл. США/кВт.     Фирма успешно работает по местной электрификации деревень в Чили. Здесь предпочтение отдается совместным ветро-дизельным установкам (а не только дизельным). Соответствующие проекты выполнялись здесь в 1997 и 1998 гг. В 1999 г. запланировано сооружение около 30 ветро-дизельных установок мощностью от 3 до 40 кВт.     Гибридные ветряные и фотоэлектрические установки разработаны для электрификации мексиканских деревень. Разработано и введено в действие в июле 1996 г. 6 таких установок, которые имеют мощность ВЭУ 7 кВт с башнями высотой 30 м. Мощность фотоэлектрической части 11 кВт, емкость аккумулятора 400 КВт o ч , а мощность инвертора 40 кВт. Установки в Мексике производят в сутки от 120 до 350 КВт o ч. Стоимость всех установок 500 000 долл. США. При подсоединении к энергосистеме стоимость превысит 1 млн. долл. США. На первой стадии эксплуатации возникли серьезные проблемы и поэтому сейчас разрабатываются система измерений, а также меры по усовершенствованию установок и энергосбережению.     Гибридные солнечные и фотоэлектрические установки с успехом используются для водоподъема и приготовления льда. В первом случае они имеют мощность 1-50 кВт (для ирригации) или 0,2-10 кВт (для снабжения питьевой водой), во втором - производительность 0,1-10 т/сут.     Теперь мне хотелось бы поделиться мыслями о том, как мы выживаем в условиях перехода к устойчивому развитию. И начну я со слов Бенджамина Франклина о том, что "не нужно путать движение с действием".     В этом смысле мы стараемся действовать на параллельных рынках, стараясь найти лучшие коммерческие и краткосрочные перспективы для внедрения. Таковыми является энергоснабжение систем телекоммуникаций и другие применения (например, радиотелефоны и т. п.). Стараемся участвовать и в политическом процессе, поддерживая подготовку и финансирование программ и организаций, использующих ВИЗ, и способствуя созданию финансовых, стимулов на такие проекты и для таких организаций. Участвуем мы и в оценке программ по возможному расширению уже существующих электросетей (сети низкого напряжения) и созданию дизельных установок.

Что же возникает раньше - проекты или возможности организации для их реализации?

    Опыт показывает, что развитие инфраструктуры не ведет к возникновению проектов. В свою очередь проекты создают инфраструктуру и поддерживают способности и возможности организации. Процесс выполнения проектов позволяет увидеть рыночные барьеры и сфокусировать деятельность на их преодолении. И хорошо совмещать небольшие, краткосрочные проекты с более крупными, требующими много времени.     Наилучшим катализатором для выполнения проектов является иностранная помощь. Началу выполнения программ электрификации при использовании ВИЗ всегда помогают двусторонние или многосторонние отношения и помощь. Иностранная помощь открывает двери и местному финансированию. Для финансирования при этом она действует как рычаг. Доноры средств сильно поддерживают снижение выбросов тепличных газов, но прежде всего они заинтересованы в крупных проектах. Существуют различные гранты и возможности финансирования под низкий процент, если только российское правительство примет электрификацию сельских районов в качестве приоритетного направления для иностранной помощи.     Не сомневаюсь, что иностранные капиталовложения в ВИЭ скоро в Россию придут. Россия - это страна, богатая техническими возможностями, производственными мощностями и человеческими ресурсами. Иностранных инвесторов смущает современная финансовая ситуация в России, но она скоро изменится к лучшему. Конечно, развитие рынка ВИЭ потребует иностранных капиталовложений, и они придут!