Современная энергетика все чаще обращается к возобновляемым источникам, и ветроэнергетика занимает среди них одно из ключевых мест. Благодаря технологическому прогрессу ветроустановки стали эффективным инструментом не только для крупных энергокомпаний, но и для локальных проектов. Однако выбор оптимального решения зависит от множества факторов, включая мощность, стоимость и условия эксплуатации.
Ветрогенераторы делятся на четыре группы по значению установленной мощности:
• большой мощности — свыше 1 МВт;
• средней мощности — от 100 кВт до 1 МВт;
• малой мощности — от 5 до 99 кВт;
• очень малой мощности — менее 5 кВт [1].
Каждый их этих типов имеет свои преимущества и ограничения, но именно средний класс демонстрирует наиболее сбалансированные показатели по цене, эффективности и гибкости применения.
Современные мегаваттные ветрогенераторы представляют собой технологические гиганты, способные обеспечивать энергией целые города или крупные предприятия. Эти установки мощностью от 1 МВт стали основой крупных ветропарков как на суше, так и на море. Их главное преимущество — высокая установленная мощность, позволяющая вырабатывать электроэнергию с относительно низкой себестоимостью в расчете на 1 кВт-ч.
Интенсивное развитие мегаваттных ВЭУ, например, в России началось ближе к 2020 году. Появившееся распоряжение Правительства о поддержке возобновляемых источников энергии (ВИЭ) стимулировало развитие данного сектора [3]. Такие крупные установки, как правило, применяются не обособленно, а в составе крупных ветропарков. Среди наиболее масштабных выделяются: Кочубеевская ВЭС в Ставропольском крае, которая имеет суммарную мощность 210 МВт, что делает ее на данной момент крупнейшей в России ВЭС; Кольская ВЭС в Мурманской области с установленной мощностью 202 МВт; ветропарк в Ростовской области, объединяющий несколько ВЭС и обладающий суммарной мощностью 560 МВт, и т. д. [3].
Высота мачт таких ветряков достигает 160 м, а диаметр ротора 150 м, что позволяет захватывать более стабильные воздушные потоки. Благодаря этому их коэффициент использования установленной мощности (КИУМ) в оптимальных условиях может достигать 50 % [4]. Однако для их установки требуются колоссальные инвестиции (от 1,3 млн долл. за 1 МВт для наземных моделей и от 2,3 млн для оффшорных) и сложнейшая инфраструктура [5].