Деньги на ветер?

В настоящее время все больше людей проникается идеей энергосбережения. У нас в Калининграде даже школьники в своих сочинениях вполне грамотно излагают суть главной идеи + применение энергосберегающих технологий и материалов, повсеместная экономия сырьевых ресурсов. Топливно-энергетический кризис перешел с нами в XXI век, поэтому ученые многих стран пытаются решить эту проблему различными методами. К таковым можно отнести:

• использование водных ресурсов малых рек

• морских волн

• геотермальных вод и гейзеров

• солнечной энергии

• энергии ветра

• использование отходов производства и бытового мусора и др.

Из них наиболее перспективными и доступными на настоящий момент являются ветровая и солнечная энергии.

Если вернуться назад в историю, то ещё в Персии упоминается применение ветряных мельниц во II веке до н.э. Ещё раньше они применялись в Китае. У нас, в России, к началу ХХ века были построены и успешно работали более 2500 тысяч ветряных мельниц, общей мощностью примерно 1 млн. кВт. Поскольку история развития солнечной и ветровой энергии заняла бы много времени и места, оставим эту тему для отдельной статьи.

В настоящей статье я хотел бы кратко рассказать о системах электроснабжения, использующих энергию ветра и солнца. Первоначально они предназначались для приморских и высокогорных поселков и домов, условий пустыни, фермерских хозяйств, экспедиций, в общем такого типа условий, при которых строительство стационарной системы электроснабжения составляло бы значительно большие затраты, чем на создание автономной системы электроснабжения. При этом определяющее значение имело наличие в этой местности устойчивых ветров.

Итак, что из себя представляет установка, которую принято называть ветрогенератором или ветроэнергетической установкой? Конструктивно она состоит из ветроколеса с лопастями, повышающего редуктора, ветрогенератора, установленного на мачте, инвертора, аккумуляторной батареи. Зачастую, для большей надёжности, в состав такой автономной системы электроснабжения включают блоки солнечных батарей и бензиновый (дизельный) электроагрегат. Принцип действия ветрогенератора таков: сила ветра вращает ветроколесо с лопастями, передавая крутящий момент через редуктор на вал генератора. Таким образом, реализуется принцип превращения механической энергии в электрическую. Мощность ветрогенератора зависит от размеров ветроколеса, скорости ветра, а также высоты мачты. Выпускаемые в настоящий момент ветрогенераторы имеют диаметр лопастей от 0,75 до 60 и более метров. Инвертор представляет собой узел, который выполняет задачу преобразования электрического тока в синусоидальный и дополнительную стабилизацию напряжения. В буфере с инвертором работает аккумулятор, который подаёт напряжение в сеть нагрузки при отсутствии ветра.

Самым маленьким из ветрогенераторов является тип G-60. При диаметре пятилопастного ротора 0,75 метра и скорости ветра 3-10 метров в секунду он вырабатывает мощность 60 ватт напряжением 12/24 вольта, при этом весит 9 кг. Такой "малыш" легко умещается для транспортировки в любую машину или лодку. Он служит для зарядки батарей, работы средств связи и освещения. Ниже приведены характеристики других зарубежных ветрогенераторов, которые могут применяться для электроснабжения отдельных домов и других объектов.

Все модели комплектуются мачтами решётчатой или телескопической конструкции, некоторые модели комплектуются 4-мя тросовыми растяжками с анкерами. Каждый ветрогенератор снабжён системой ориентации по ветру и защитой от ураганных порывов.

Не могу не остановиться на такой модели, как ветрогенераторы с вертикальной осью, которые предназначены для работы в самых жестких условиях, и успешно работают даже при ураганных ветрах. Это ряд установок фирмы Windside из Финляндии, который начинается с мощности 200 ватт а заканчивается 40 киловаттами. В отличие от классической схемы, данная конструкция включает 2-3 винтообразных лопасти, а в целом установка напоминает рассеченный вдоль цилиндр, закрученный вокруг оси. Другим, очень немаловажными преимуществом такой конструкции является практически полное отсутствие шума и вращающихся выступающих частей.

Солнечные батареи, включаемые в состав ветроустановки, набираются из модулей в 10, 40, 50, 55, 60, 70, 75, 80, 100, 110, 120 Вт и могут составляться на любую мощность.

В последние несколько лет, ввиду всё более обостряющегося топливно-энергетического кризиса, развитие альтернативной энергетики получило дополнительный толчок. В западноевропейских и скандинавских странах, Америке и Японии уже, где созданы и уверенно развиваются при поддержке государства ассоциации альтернативной энергетики. Там разработаны и функционируют ветроэнергетические установки мощностью 2,5 и более МВт. Вырабатываемая этим сектором электроэнергия в Германии и Дании составляет значительную часть.

Страны СНГ также делают попытки развить аналогичный сектор энергетики. Это, в первую очередь, Украина, Кыргызстан, Белоруссия, Узбекистан. У нас, в России, также растёт интерес к ветроустановкам. Уже созданы и прошли испытания отечественные модели такие, как ВП-3,72 (Объединение "Ветромоторы") и ВЭУ-3, ВЭУ-10, мощностью соответственно 3 и 10 кВт. В настоящий момент в разных регионах России разрабатываются не только серьёзные проекты создания целых систем ветровой энергетики, но и инвестиционные проекты по развёртыванию производства ветроэнергетических установок 0,5-10 кВт, 30 и 1000 кВт, а также гелиоустановок.

Пожалуй, самым первым серьезным опытом проектирования и монтажа ветропарка в Росии является ветропарк в нашей области мощностью 5,1 МВт в поселке Куликово, на берегу Балтийского моря. Основу его составляют турбины Vestas (Дания) мощностью 225 кВт каждая. Они имеют систему, которая при снижении скорости ветра поворачивает лопасти вокруг собственной оси, достигая большей мощности.

Кроме того, на этих ветротурбинах применены двухскоростные генераторы, также повышающие эффективность работы. Все они через повышающие трансформаторы подают электроэнергию в 15-ти киловольтную линию, входящую в основную энергосистему области. В дальнейшем количество ветроустановок планируется довести до 21.

Во многих странах уже много лет назад применялись так называемые кооперативные ветроэнергетические установки. Это тот самый пример, когда 10-15 семей совместно приобретают ветрогенератор, и в течение дальнейших 15-20 лет экономят до 70% потребляемой электроэнергии (ведь установка автоматически, незаметно для ее владельца, переключает все нагрузки на себя).

Мало кто знает, что с помощью сайта www.wind-57.narod.ru, созданного группой энергетиков, разворачивается обширная программа анализа дефицита электроэнергии по регионам, которая ставит целью определение групп потребителей, особо страдающих от отключений и низкой надежности централизованных электросетей, и ее главная задача -- возмещение этого дефицита альтернативными источниками электроэнергии. Поэтому мы будем рады любому виду сотрудничества, информации о новых проектах, техническим предложениям, просто вашим отзывам и мнениям, уважаемые читатели.

Директор ООО "ВЕТРОСЕРВИС"

Ю. Яковлев -- г. Калининград

Тел. (0112) 779320, (342010 веч). E-mail: wind@baltnet.ru