По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 502.681.3

Проблемы и перспективы использования ветроэлектрических установок в зонах со слабыми ветрами

Шопинский С. Н. аспирант, ФГБОУ ВО «Белгородский государственный аграрный университет им. В. Я. Горина», п. Майский, Белгородская обл., е-mail: Sam2008serega@rambler.ru
Вендин С. В. д-р техн. наук, профессор, ФГБОУ ВО «Белгородский государственный аграрный университет им. В. Я. Горина», п. Майский, Белгородская обл., e-mail: elapk@mail.ru

В статье представлены перспективы использования электрических установок для зон со слабыми ветрами. В настоящее время необходим новый подход к энергетике. Это обусловлено ограниченными запасами нефти, газа и угля, стремительным развитием атомной промышленности, ужесточением требований защиты окружающей среды. Переход от ископаемых (невозобновляемых) источников энергии к более экологичным (возобновляемым) является актуальной задачей. Ветроэнергетика становится популярной отраслью в мировом энергообеспечении. В Белгородской области малое количество ветровых электроустановок, так как они не всегда способствуют накоплению электрической энергии. Пути совершенствования ветровых установок для зон со слабыми ветрами могут иметь следующие направления: модернизация электрооборудования устройств управления и зарядки аккумуляторных батарей, оптимизация силовой конструкции генератора. Актуальным является также выбор характеристик ветрогенератора с учетом не только его мощности, но и способности вырабатывать как можно больше энергии в конкретных условиях местности (КПД использования). Источник энергии необязательно должен быть такой же мощности, как совокупная нагрузка всех обеспечиваемых приборов, необходимо учитывать график нагрузок и неодновременность включения электропотребителей в течение суток. Ветрогенератор следует подбирать не по номинальной мощности, а исходя из количества электрической энергии, которую он может вырабатывать за определенный период времени. Фактическую мощность установки определяет его инвертор, который несет основную электрическую нагрузку при передаче энергии приборам. Электрическая емкость аккумуляторов детерминирует не только время бесперебойного электроснабжения при отсутствии ветра, но и степень равномерности потребления. Для зон со слабыми ветрами перспективными являются конструктивные схемы ветроэлектрических установок ступенчатого разгона вала генератора.

Литература:

1. Бурлаков В.С. Возможности разработанных солнечных установок в сельском хозяйстве // Актуальные проблемы энергетики АПК: материалы IV Международной научно-практической конференции. – Саратов: ООО ПКФ «Буква», 2013. С. 27 – 30.

2. Вендин С.В., Кошелевский Д.А. Использование нетрадиционных видов энергии // Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути их решения: материалы XV Международной научно-производственной конференции. – Белгород: Изд-во БелГСХА, 2011. – С. 236.

3. Вендин С.В., Нестеров А.М. Обзор возможности строительства ВЛ 35 кВ в габаритах ВЛ 10 кВ в Белгородской области // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. – 2013. – № 6. – С. 200–203.

4. Вендин С.В., Шахбазян Р.В. К вопросу применения ветроэлектрических установок // Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути их решения: материалы XIII Международной научно-производственной конференции. – Белгород: Изд-во БГСХА, 2009. – С. 185.

5. Использование возобновляемых источников энергии. Нетрадиционные источники энергии в России [Электронный ресурс]. – URL: http:// vetrodvig.ru/?p=1703 (дата обращения: 27.11.2015).

6. Ковалев В.А., Вендин С.В. Особенности электронных схем дистанционного управления электрическим освещением // Материалы Международной студенческой научной конференции. Т. 2. – Белгород: Изд-во ФГБОУ ВО «Белгородский ГАУ», 2016. – С. 173.

7. Монина М.В., Вендин С.В. Конструктивные особенности схем солнечных электростанций // Материалы Международной студенческой научной конференции. Т. 2. – Белгород: Изд-во ФГБОУ ВО «Белгородский ГАУ», 2016. – С. 185.

8. Перли С.Б. Ветронасосные и ветроэлектрические агрегаты. – М., 2015. – 266 с.

9. Перспективы применения биогазовых технологий для утилизации отходов животноводства в условиях Белгородской области / Л.В. Бугакова [и др.] // Материалы Международной студенческой научной конференции. – Белгород, 2011. – С. 69.

10. Сотников В.А., Бурлаков В.С. Перспективы использования гелиоэлектрических установок в сельском хозяйстве // Материалы Международной студенческой научной конференции. – Белгород: Изд-во БГСХА, 2008. – С. 110.

Ветроэнергетика – одна из наиболее быстро развивающихся в настоящее время отраслей электроэнергетики. История использования человеком силы ветра начинается с древнейших времен, но несмотря на бурный рост энергопотребления и развитие промышленности, к настоящему времени ветроэнергетический потенциал освоен достаточно слабо. Это связано с рядом как объективных, так и субъективных факторов. В табл. 1 приведено распределение энергетических ресурсов (экономический потенциал) для различных регионов России [5].

Одной из главных проблем указанного направления считается нестабильность ветрового потока и отсутствие в некоторых регионах необходимой силы ветра для эффективной работы установки. Усредненные данные метеостанций о среднегодовой скорости воздушных потоков составляют основу для оценки ветровых условий района, но не конкретного участка, поскольку на них большое влияние оказывают неровность поверхности, находящиеся поблизости препятствия (деревья, маяки, различные строения), а также контуры местного ландшафта. Согласно стандартным методикам измерения скорости ветра проводят на небольшой высоте, что не предполагает замеров на уровне 20–30 м, где обычно находится ротор ветрогенератора. Вследствие этого, без корректировки расчетов и учета местных особенностей, при которых были проведены метеорологические исследования, трудно правильно определить ветровой потенциал участка.

Изменить силу ветра практически невозможно, поэтому перед производителями ветроустановок постоянно стоит задача усовершенствования их конструкций или создания агрегатов, которые при невысоких расчетных скоростях воздушных потоков имели бы хорошие показатели мощности.

Следует указать также, что при всех плюсах ветровой энергетики сервис подобной установки является дорогостоящим, т. к. приходится обслуживать огромные лопасти на значительной высоте, а ремонт любого агрегата – сложный и затратный процесс. Получение энергии напрямую зависит от ветра, следовательно, отсутствует возможность управления пиками и перепадами нагрузки в энергосистеме. Кроме того, объекты большой мощности отрицательно воздействуют на окружающую среду из-за достаточно высокого уровня шума и вибраций. Ветровые электрические установки (ВЭУ) нельзя располагать на пути перелета птиц, при обрушении ветрогенератора могут погибнуть млекопитающие. С. Б. Перли указывает также на проблему подводной флоры и фауны при строительстве морских ветряков [8].

Для Цитирования:
Шопинский С. Н., Вендин С. В., Проблемы и перспективы использования ветроэлектрических установок в зонах со слабыми ветрами. КИП и автоматика: обслуживание и ремонт. 2020;8.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: