|
Інформаційний портал електротехнічної галузі
|
|
|
Новини | |
Статті | |
Торговий майданчик | |
Каталог учасникiв | |
Каталог сайтів | |
Послуги | |
Про проект | |
Реклама
| Календар подій |
|
ВИСТАВКА "ЕЛЕКТРИКА 2009"
|
Статті Назад Статті
|
121
Проблеми та перспективи малої енергетики
05.06.2008
Підтвердженням державної зацікавленості України в розвитку вітроенергетики є постанова Кабінету Міністрів України від 28 березня 2007 р. № 557 р. «Про будівництво вітрових електростанцій в Україні», указ Президента з такою самою назвою № 159/96 від 02.03.1996 р. і схвалена на його основі Кабміном «Комплексна програма будівництва вітрових електростанцій в Україні на період до 2010 року». У програмі, зокрема, накреслена стратегія будівництва вітрових електростанцій в країні, що включає як питання фінансування (до речі, за рахунок платників за електроенергію), так і нормативного забезпечення цієї галузі. Але все це стосується так званої «великої» вітроенергетики, що працює на енергосистему. А от «малій» вітроенергетиці не пощастило.
Законодавчо на державному рівні не вирішеі питання фінансування, пільгового оподатковування (хоча в Законі «Про енергозбереження» 1994 року йдеться про пільги для виробників та користувачів нетрадиційних джерел енергії, але донині підзаконних актів немає), нормативного забезпечення, включаючи сертифікацію. Крім того, стримуючим фактором розвитку малої вітроенергетики є: - відсутність у населення елементарних знань про принципи використання енергії вітру, можливості вітроустановок; - низький технічний рівень основного споживача вітроустановок – переважно сільського населення; - відсутність належної реклами; - низька купівельна спроможність; - відсутність на підприємствах-виробниках оборотних коштів для організації серійного виробництва вітротехнічного устаткування. Про пільги. У Данії, наприклад, в середині 90-х років для тих, хто купує вітроустановку, держава надає дотацію в розмірі 20% її вартості. Це не примха держави. Завдяки створенню нових робочих місць надходження в бюджет у вигляді податків і скорочення виплат за безробіття приблизно в 2 – 3 рази перевищують витрати на впровадження вітроустановок. Крім того, згідно з чинним законодавством, у цій країні за електроенергію, що вироблена приватною вітроустановкою і подається в мережу, власникові виплачується 85% ціни електроенергії, яку повинен платити середній тарифний клієнт. Водночас, уряд АР Крим постановою №23, від 25.01.1996 р. «Про розвиток вітроенергетики в Криму» ухвалив, зокрема, рішення впродовж 10 років не стягувати плати за землю з виробників (усіх форм власності) електроенергії, одержуваної від вітроелектричних установок, і з виробників вітроенергетичного устаткування; надати право організаціям купувати і розміщати ВЕУ в складі діючих вітроелектростанцій на території Криму з заліком виробленої електроенергії її власникові, а також рекомендувати ДАЕК «Крименерго» гарантувати закупівлю електроенергії, виробленої вітроелектричними установками, і вилучати підприємства, які виробляють електричну енергію за рахунок ВЕУ, із графіків обмежень. Пропозиції від «Аванте» Незважаючи на всі вищезазначені проблеми, «мала» вітроенергетика в Україні успішно розвивається. На вітчизняному ринку з’явилася вітроелектрична система потужністю 1500 Вт (ВЕУ-075) розробки Харківського авіаційного інституту (НП «Світ вітру»), ВЕУ потужністю 1 кВт виробництва Київської фірми WINDELECTRIC та інші, щоправда, на рівні експериментальних зразків. За участю фахівців ПП «Аванте» розробляється державний стандарт України (ДСТУ) «Вітроенергетика. Вітронасосні установки. Загальні технічні вимоги». Уже діє ДСТУ 3896-99 «Вітроенергетика. Вітроенергетичні установки і вітроелектричні станції. Терміни і визначення». В Україні налічується приблизно 30 тисяч населених пунктів. Якщо в кожному з них встановити хоча б одну вітроенергетичну установку (ВУ) потужністю 1 кВт, то можна одержати загальну встановлену потужність 30 тис. кВт (30 МВт). В умовах вітропотенціалу України функціонування ВУ з номінальною потужністю складає в середньому 2 тис. годин на рік, що дасть змогу щорічно заощаджувати 60 тис. МВт годин електроенергії. Крім цього, значно зменшаться викиди в атмосферу парникових газів й інших шкідливих речовин. Перш ніж розглянути конкретні вітрові установки, що їх пропонує наша фірма, звернемо увагу на два важливих фактори. По-перше, відзначимо, що середньостатистична українська родина на місяць споживає 100-300 кВт.годин електроенергії, а середньорічна швидкість вітру в Україні становить близько 4 м/с. Таким чином, задовольнити потреби побутових споживачів в електроенергії можна за допомогою вітроелектричної системи на базі установки ВЕУ-075 (мал. 1.). Випробування в Українському центрі випробувань засвідчили, що в серпні система виробила мінімальну кількість електроенергії – 85 кВт.годин і максимальну в березні – 235 кВт.годин. При цьому, слід зазначити, що Київська область є далеко не найкращим регіоном країни щодо вітропотенціалу.
Водночас, при виборі потужності енергоустановки (необов’язково вітрової) зазвичай потенційні замовники підсумовують установлену потужність усіх енергоспоживачів. Проте не враховується той факт, що ці електроагрегати практично ніколи не функціонують одночасно або функціонують у такому режимі нетривалий час. Тому помилковою є думка, що встановлена потужність ВЕУ-075 занадто мала. Однак, якщо паралельно розглянути графіки вироблення електроенергії та її споживання, то стане очевидним, що збільшення встановленої потужності ВУ, а отже й її ціни, є недоцільним. На практиці жоден користувач електроенергії в період відімкнення енергосистеми не вмикатиме устаткування, яке споживає левову частину його «енергобюджету» (див. робота ВЕУ-075 у режимі резервного або автономного живлення). По-друге, ВЕУ-075 не є джерелом енергії в повному розумінні цього поняття, оскільки вітровий потік – величина хаотична. Однак, у сукупності з блоком керування і перетворення (БКП) та акумуляторними батареями – це вже система автономного або резервного живлення (відповідно до усталеної термінології – «джерело безперебійного живлення» з підзарядкою АБ від ВУ). Система на базі ВЕУ-075 складається з: - гондоли з тихохідним електрогенератором на постійних магнітах (Nd-Fe-Ba), випрямляча, механічного гальма, безредукторної трансмісії, поворотного пристрою і трилопатевого ротора з відцентровим регулятором кутової швидкості; - БКПа, що включає два зарядних пристрої (мережевого і від ВЕУ), інвертора, мікропроцесора і рідкокристалічного індикатора (РКІ). БУП автоматично відслідковує режими роботи системи залежно від зовнішніх умов (наявність вітру, величина підключеного навантаження) і стан АБ з урахуванням зміни зовнішньої температури, перетворює накопичену в АБ енергію в параметри мережі (220 В; 50 Гц) та сигналізує споживачеві про поточні параметри системи (мал. 2. 6 параметрів на РКІ) або про аварійні стани системи (інформація на РКІ і звуковий сигнал); - фермової трубчастої тригранної опори з фундаментом заввишки 11 (17) м (у базовий комплект постачання не входить); - кислотної АБ (у базовий комплект постачання не входить через різноманітний асортимент як за ємністю, так і ціною). Мал. 2 Таким чином, вітроелектрична система безперебійного живлення (ВЕС) призначена для перетворення енергії вітру в електричну, її нагромадження в АБ і перетворення за допомогою БКП в електроенергію стандартних параметрів з метою енергозабезпечення індивідуальних споживачів: АЗС, кафе, віддалених від мережі об’єктів; приватних будинків і невеликих фермерських господарств; готелів, кемпінгів, турбаз, санаторіїв; систем мікрозрошення й аерації водойм; систем освітлення і водопостачання й інших автономних об’єктів. Потужність ВЕС визначена із умов середньостатистичного енергоспоживання однією родиною 100-300 кВт.год./міс. Гондола ВЕУ-075 монтується на опору, встановлену без розтяжок на фундаменті обсягом 1,5 м3. Відчужувана при цьому площа землі – близько 2,5 м2 (Æ 1800 мм). Орієнтація за напрямом вітру – за рахунок вітрильності ротора. Основні технічні характеристики Робочий діапазон швидкостей вітру, м/с стартова – 2,5 номінальна – 7,5 максимальна експлуатаційна – 45 Потужність, Вт на клемах генератора – 750 номінальна на виході БКП – 1500 максимальна короткочасна (до 4 сек.) – 3000 Напруга на виході БКП, В/Гц – 24; ~ 220-230/50-60 Тип АБ – кислотна Середній час роботи від АБ (190 А.год.) при навантаженні 1 кВт, годин – 3,5 Маса гондоли, кг – 32 Висота опори, м – 11 (17) Ця система може забезпечити: - живлення споживачів сумарною потужністю 1,5 кВт із параметрами мережі (~ 220 В; 50 Гц); - короткочасне перевантаження до 3 кВт протягом 3÷5 сек. при підключенні індукційних навантажень (електродвигуни, насоси, потужні холодильники тощо); - виконувати функції стабілізатора напруги, тому що при будь-яких режимах роботи блоку вихідні параметри БКП залишаються незмінними (~ 220В; 50 Гц); - нагромадження енергії в АБ з подальшим її перетворенням за допомогою БКП в параметри мережі (~ 220 В; 50 Гц) протягом часу, що визначено ємністю АБ; - живлення споживачів постійним струмом (-24 В) (нагрівання води, аварійне освітлення). Таким чином, ВЕС дозволяє гарантовано одержувати електроенергію змінного струму зі стабільними параметрами однофазної мережі для живлення комп’ютерів, телевізорів, касових апаратів, апаратури АЗС, аудіо- і відеотехніки, освітлювальних приладів, систем автоматики і циркуляційних насосів опалювальних систем, холодильників, інкубаторів тощо від: - ВЕУ у разі відсутності струму в мережі: - мережі при відсутності вітру і розрядженій АБ; - АБ у разі відсутності і вітру, і мережі протягом часу, що визначається ємністю АБ. Незаперечними перевагами споживчих властивостей пропонованої ВЕС порівняно з існуючими, у тому числі закордонними, є те, що ВЕУ системи максимально адаптована до вітрових умов більшої частини території України: її стартова швидкість лише 2,5 м/с, а номінальна – 7,5 м/с, що забезпечує велике середньомісячне вироблення електроенергії. Перевагою ВЕУ є також: відсутність мультиплікатора і, як наслідок, зниження шуму і спрощення обслуговування при експлуатації; можливість монтажу без використання підіймально-транспортного і зварювального устаткування в польових умовах; наявність у складі БКП рідкокристалічного індикатора з повною візуальною інформацією про поточний стан ВЕС і аварійні ситуації. Крім цього, дуже суттєвою є повна автоматизація режимів функціонування із забезпеченням споживачів стабільною енергією з параметрами мережі (~ 220 В; 50 Гц), оскільки при коливаннях напруги в мережі (а це явище набуває характеру епідемії через те, що «енергооснащеність» сучасних квартир, будинків і особливо котеджів різко зросла, а мережеве устаткування застаріле і вже не витримує зростання навантаження) багато споживачів працюють зі зниженим ККД, що призводить до додаткових втрат енергії, а деякі, особливо імпортні, взагалі «відмовляються» працювати або виходять з ладу без додаткових засобів стабілізації напруги.
Наші системи успішно працюють у Західній Україні, Криму, Київській, Дніпропетровській, Харківській областях, Підмосков’ї (Росія), Азербайджані, Казахстані і навіть у Канаді. На нині виробничі потужності дозволяють випускати 10-20 ВЕС на місяць. За нашими прогнозами, уже цьогоріч кількість потенційних замовників значно збільшиться, і, як наслідок, обсяги виробництва зростуть. Доцільність використання ВВПУ На початку 60-х років у колишньому Союзі нараховувалось понад 20 000 вітродвигунів, переважно водопідйомних, з них лише в Полтавській області було 650, які цілком забезпечували водопостачання господарств. Нині використання ВВПУ є не менш актуальним. Сучасна технологія виробництва тваринницької продукції передбачає організацію відгінно-пасовищного утримання тварин у літній період. Потрібна вода. Землеробству в південних і степових районах України також потрібна вода. Наочний приклад – заповідник Асканія-Нова, існування якого без належного водопостачання є проблематичним. ВВПУ можуть бути ефективними для відведення води з підтоплених ділянок, будівель і споруд. І звичайно, їх традиційно можна використовувати для водопостачання фермерських, сільськогосподарських й інших споживачів у сільській місцевості та на дачних ділянках. Дуже перспективним напрямом використання ВВПУ є краплинний полив (мікрозрошення) і аерація водойм. ВВПУ доступні за ціною, а завдяки конструкції, їхня експлуатація не вимагає спеціальної підготовки. На нині фірма «Аванте» пропонує ВВПУ з діаметром ротора 3 м, продуктивністю 1300 л/год. при швидкості вітру 4,5 м/с зі свердловини глибиною близько 50 м, оснащена поршневим насосом. Дану установку випробувано на полігоні Державного НДІ нетрадиційної енергетики й електротехніки (ДНДІНЕЕ), а її прототипи з діаметром ротора 2,44 м успішно експлуатуються. Маса установки (без труб) становить 450 кг, висота до осі ротора – 10,5 м. (мал. 3) Також пропонуються ВВПУ особливо малої потужності, що оснащені мембранним насосом і призначені, переважно, для індивідуальних споживачів. Її технічні характеристики такі: - діаметр ротора, м – 1,2; - кількість лопатей, шт. – 12; - висота до осі ротора, м – 4,6; - продуктивність при швидкості вітру 5 м/с, л/год. – 300; - максимальна глибина всмоктування води, м – 8; - максимальна висота нагнітання води, м – 3,5; - мінімальна робоча швидкість вітру, м/с – 2,5; - максимальна швидкість вітру, м/с – 40; - маса, кг – 40. Науково-технічним центром використання нетрадиційних джерел енергії (НТЦ) «Альтекс» (Київ) розроблено, виготовлено та випробувано ВВПУ АВЭ4.00.00.00, що має такі технічні характеристики: - діаметр ротора, м – 2,0; - кількість лопатей, шт. – 9; - висота до осі ротора, м – 6,0; - продуктивність при швидкості вітру 4-5 м/с, л/год. – 1000; - висота нагнітання води, м – 20; - тип насоса – поршневий заглибний; - мінімальна робоча швидкість вітру, м/с – 2,5; - максимальна швидкість вітру, м/с – 40; - маса, кг – 150. Досвід експлуатації свідчить, що ВВПУ не обов’язково повинна міститись над джерелом води. Залежно від рівня води в колодязі чи водоймі і відстані від цих джерел до місця встановлення ВВПУ, джерело води і ВВПУ можуть бути територіально рознесені (теоретично різниця між рівнем води в джерелі і рівнем установки насоса не може бути понад 10 м, а практично за рахунок гідравлічних втрат на всмоктування на висоту, на раптове розширення/звуження потоку, ще менше). Крім того, є позитивний досвід використання верхнього шару води («верховодки»), що перебуває на глибині 4 м, для поливу взагалі без свердловини. Фільтр насоса просто вставлений у піщаний водоносний шар, а насос розташований на поверхні землі (с. Ровжи). На цій же ВВПУ організовано полив від однієї установки декількох споживачів, що значно зменшує витрати на ВВПУ. Бажаним елементом систем водопостачання на базі ВВПУ є наявність водонапірної башти, що акумулює енергію вітру у вигляді потенційної енергії піднятої води і покриває піки споживання, чим забезпечує споживачів водою в періоди відсутності необхідної швидкості вітру. Варто знати, що при проектуванні системи водопостачання на базі ВВПУ необхідно враховувати дебіт джерела води, з якого передбачається подача. ВВПУ не повинна викачувати води більше, ніж є в джерелі. Інакше свердловина (колодязь) може замулитись. Більшість шахтних колодязів має глибину до 10 м і дебіт 0,2-5 м3/год. Крім цього, треба враховувати можливість роботи ВВПУ в зимовий період, а тому джерело води і трубопроводи потрібно утеплювати. Необхідна потужність ВВПУ, переважно, залежить від споживання води в господарстві (подача), від напору, під яким вода подається у водонапірну башту, і кількості годин роботи ВВПУ протягом доби. Якщо насос підібраний за максимальної потужності ВВПУ при розрахунковій швидкості вітру, наприклад 8 м/с, то його робоча характеристика N = f (w) не перетинатиме робочі характеристики ВУ при швидкостях вітру, наприклад, 6 м/с і нижче через перевантаження. Таким чином, ВВПУ з таким насосом простоюватиме тривалий час протягом року, тимчасом як вода господарству потрібна щодня. Тому ВВПУ повинна працювати на тих швидкостях вітру, що найбільш прийнятні для того чи іншого регіону, тобто на середньорічних, хоча і з меншою потужністю і коефіцієнтом використання енергії вітру, а використання водонапірної башти дозволить згладити пікове споживання води. … і насамкінець Як бачимо, сфера використання наших систем є надзвичайно широкою. Практично, однакових технічних рішень не буває. У кожного замовника існують свої нюанси як щодо місцевості, так і вибору обладнання. Відтак робота фахівців Інституту відновлюваної енергетики НАН України та ПП «Аванте» організована таким чином, а асортимент товарів і послуг підібрано так, щоб максимально задовольнити вимоги кожного замовника. Крім цього, ми готові брати участь у спільних проектах і виробництві. Наша фірма має робочі креслення на 10 вітроустановок різних типів, потужності (від 0,2 до 10 кВт) і призначення. Нині триває експериментальна експлуатація багатофункціонального БКП для роботи з гібридними вітросонячними системами. У цьому випадку передбачається більш плавне середньорічне покриття навантажень, тому що вітер домінує в осінньо-зимовий період, а сонце – у весняно-літній, а також збільшення середньодобового (середньомісячної) вироблення енергії за рахунок збільшення імовірності одночасної роботи двох незалежних джерел енергії. В результаті, при роботі двох джерел з одним БКП вартість системи загалом зменшується, а відтак вартість вироблення однієї кВт.годин електроенергії є нижчою щодо вартості вироблення окремо вітровою або сонячною установкою. За матеріалами Всеукраїнської галузевої газети "Електротеми" Версія для друку
|
|
Новини | |
Статті | |
Торговий майданчик | |
Каталог учасникiв | |
Каталог сайтів | |
Послуги | |
Про проект | |
|
Партнери:
|
© 2004—2008 PROELECTRO.INFO. Всі права захищені. Контактна інформація Реклама у мережі Карта сайта, Sitemap |
При використанні матеріалів посилання на www.proelectro.info (для інтернет ресурсів з гіперссилкою) обов'язкове
|
|
|
|
|
||
|
|