В Сибири развивают отрасль ветряной энергетики
Доля мировой ветроэнергетики и вырабатываемой c помощью ветровых установок электрической энергии в разных странах за последние годы только набирает обороты. Китай и США занимают верхние строчки в рейтинге самых продвинутых в этом направлении стран, уделяя большое внимание этой отрасли. Ветроэнергетические установки (ВЭУ) успешно действуют почти в 80 странах мира, а в производстве ветряной энергии заняты сотни тысяч людей.
Несмотря на то, что альтернативная энергетика в мире развивается с большим успехом, в России эта отрасль только начинает свой путь. И на самом деле здесь есть место передовым идеям и уникальным разработкам, не имеющим аналогов в мире. Они ведутся именно в РФ и предоставляют большие возможности, востребованные в удаленных труднодоступных районах России, где есть проблемы с традиционными углеводородными источниками электроэнергии.
Молодая компания в Красноярске развивает ветроэнергетический проект для труднодоступных районов, где отсутствует централизованное теплоснабжение, а доставка традиционного топлива стоит дорого. К таким территориям относятся территории от Камчатки до Кольского полуострова, Нижней и Средней Волги, побережья Каспийского, Охотского, Баренцева, Балтийского, Черного и Азовского морей. Отдельные ветровые зоны расположены в Карелии, на Алтае, в Тыве и на Байкале.
«Опытно-конструкторское бюро Микрон» — машиностроительное предприятие, которое занимается разработкой и производством оборудования для различных отраслей промышленности запустило инновационный проект —тепловетрогенерационный комплекс «Терус», представляющий собой автономную ветряную установку высотой от 35 метров, вырабатывающую электричество и тепловую энергию.
Анализируя рынок ветроэнергетики, его тенденции развития, а также слабые стороны существующих ветрогенераторов и ветроэнергетических комплексов, в качестве начального направления развития проекта компания выбрала выработку тепла, а не электроэнергии. Ведь более 50 % всей генерируемой энергии в России составляет тепловая. Этому способствует длительный отопительный период на большей территории страны. Кроме того, технология прямого сохранения тепла через нагрев воды создает экономически эффективную формулу хранения энергии, необходимой для отопления, это позволяет успешно реализовывать проект в области автономной генерации.
Основой изобретения является оригинальная компоновка мачты ветроустановки, которая позволяет производить сборку ветрогенератора в горизонтальном положении. По сравнению с характеристиками зарубежных ВЭС, стоимость оборудования которых без учета монтажных работ составляет до 1000 евро на 1 КВт мощности, эксплуатация установки «Терус» требует гораздо меньше вложений. К тому же транспортировка компонентов установки не требует наличия развитой транспортной инфраструктуры.
«Парусная» ветроустановка имеет в своей конструкции пятилопастный ротор. Такое решение выбрано для использования установок в районах с невысокой ветровой нагрузкой. Сама же конструкция — пространственная ферма из труб алюминиевых сплавов. Это экологически чистый материал по сравнению с традиционными стеклопластиковыми лопастями, которые по истечении срока выработки требуют дополнительно затрат на утилизацию.
К еще одному достоинству проекта относят возможность флюгируемой мачты при смене ветра. Такая компоновка позволяет более чем в два раза снизить вес ветрогенератора (в отличие от традиционных ВЭУ), а монтаж благодаря этому более прост. Подъем конструкции осуществляется штатными механизмами и не требует использования специальной техники. В состав комплекса входит система аккумулирования тепла, благодаря которой комплекс способен автономно работать в условиях безветрия до 10 суток. Это определяется конфигурацией комплекса и характеристиками ветрового района. Использование энергии ветра с учетом эксплуатационных затрат позволяет вырабатывать дешевую тепловую энергию, стоимость тепла по предварительным расчетам не превысит 1000 рублей за Гкал с учетом расходов на обслуживание.
Конструкция генератора реализована через вращающийся ротор с постоянными магнитами и предусматривает комбинированную генерацию тепловой и электрической энергии. Доля выработки электроэнергии может достигать при необходимости до 50%. Регулирование выработки тепла и электричества позволяет максимально использовать ветровой потенциал, направляя излишки энергии в тепловую, которую возможно сохранит. Технически, генератор тепла имеет меньший вес по сравнению с генератором электричества, что позволяет существенно снизить стоимость. С помощью системы трубопроводов и распределительного пункта тепло от ветроустановки распределяется на теплообменное оборудование для съёма тепла потребителю и на теплообменники аккумулирующих ёмкостей.
Что касается возможных условий работы ветрогенератора — заложенные в него конструктивные решения позволяют функционировать комплексу при температуре до -70 °С, а расчетный срок службы такой конструкции — 60 лет.
Сейчас на предприятии «ОКБ МИКРОН» в Красноярске ведется разработка и изготовление прототипа ветряной установки мощностью 65кВт. При успешной реализации в дальнейшем предполагается получить модельный ряд тепловетрогенераторов различной мощности (0,2 МВт, 0,5 Мвт, 1МВт, 2 Мвт, 4МВт).
Такие проекты становятся все более актуальны для российских территорий. Так, по прогнозам АРВЭ (Ассоциация развития возобновляемой энергетики), совокупная мощность ВИЭ-генерации в России вырастет в 4 раза к 2035 году и достигнет 20 ГВт, а к 2050 году может увеличиться в 20 раз и достигнуть около 100 ГВт установленной мощности.
