Запрошуємо розробників корисного устаткування до співпраці

Екологічні та економічні аспекти вітроустановок

Питомі капітальні витрати для станцій малої потужності становлять 800-1000 дол. США/ кВт встановленої потужності і зменшуються зі збільшенням потужності установки. Так, капітальні витрати на вітроенергетичну станцію потужністю 250 кВт (Данія) становлять 40 тис. дол. США при терміні окупності 6,7 року.

Важливим аспектом використання вітроустановок є вартість електроенергії (грн/(кВт*год)), яка може бути підрахована за виразом

в_ K-F 0,25-Р-Т’

де К - капітальні витрати, грн;

F - фактор поновлення витрат при гарантованому терміні дії установки 25 років, F = 0Д25;

Р - потужність установки, кВт;

Т— кількість годин роботи установки на рік, Т = 8760 год/рік.

Зі зростанням обсягів виробництва ВЕУ зменшується їх питома вартість. Якщо, на початку 90-х років минулого століття вартість ВЕУ становила приблизно 1200 дол. США/кВт, то при застосуванні сучасних ВЕУ потужністю 500-600 кВт цей показник зменшився до 700-800 дол. США/кВт.

Для порівняння в таблиці 4.3.4 наведено порівняльні дані питомої вартості встановленої потужності різних типів електростанцій [5].

типів електростанцій

Тип

електростанції

АЕС

ГЕС

ТЕС

(вугілля)

ТЕС

(нафта)

ТЕС

(дизельна)

ВЕС

Відносна вартість встановленої потужності, дол. США/кВт

2000-

3500

1000-

2500

1000-

1400

800-

1200

600-

800

650-

1000

У світовій практиці вартість мережних ВЕУ не перевищує 1000 дол. США/кВт. Границя відносної вартості змінного струму промислової частоти для автономних ВЕУ малої потужності при видачі споживачу може становити 1500-2500 дол. США/кВт. У вартості на АЕС враховані витрати на захоронения відходів і зняття з експлуатації атомної електростанції та компенсацію за екологічну шкоду. Крім чисто технічних витрат, необхідно додатково враховувати ще й екологічні проблеми. Для АЕС - це теплове і радіоактивне забруднення, для ТЕС - теплове забруднення і негативний вплив продуктів згоряння на довкілля, для ГЕС - затоплення земельних угідь, погіршення здатності рік до самоочищення тощо. Тому ВЕУ потрібно розглядати в комплексі проблем, особливо в тих районах, де питання екології стоять особливо гостро.

Собівартість виробленої на європейських ВЕС електроенергії за 20 останніх років знизилася з 38 центів до 5-6 центів за кВт-год (середня собівартість електроенергії на ТЕС та АЕС в СІЛА на початок XXI ст. становила 4,5 центів).

Одночасно збільшується і частина річного вироблення електроенергії на 1 кВт встановленої потужності. Якщо в 1980 р. для середньорічної швидкості вітру 6 м/с річна кількість виробленої електроенергії дорівнювала приблизно 500 кВт-год, то в 2000 р. вона становила 1000 - 3000 кВт-год/рік.

Середньорічне вироблення електроенергії з 1 км2 площі ВЕС при різних швидкостях вітру наведено в таблиці 4.3.5.

• • 2 •

Таблиця 4.3.5 - Річне вироблення електроенергії з 1 км площі

ВЕС

Середньорічна швидкість вітру, м/с

5

6

7

8

9

Вироблення електроенергії, тис. кВттод/км

12000

20000

26000

34000

39000

До економічних особливостей ВЕС можна віднести те, що в порівнянні з ТЕС та АЕС капітальні витрати відразу скуповуються, оскільки вітроустановка починає виробляти електроенергію через 1-3 тижні після її завезення на місце встановлення.

До переваг вітроенергетики можна віднести також те, що в разі морального або фізичного старіння ВЕУ може бути демонтованою протягом декількох днів, і на цьому ж місці може бути побудована нова ВЕУ. Цей процес уже відбувається в Європі.

Вітроустановки виробляють електроенергію практично без забруднення довкілля, але такий вплив на нього мають: відведення під будівництво значних територій та зміни ландшафту, шумові ефекти, радіоперешкоди, вібраційна дія, висока металоємність вітроустановок, що зумовлює забруднення в циклі видобутку та переробки металів.

Основним недоліком вітроенергетичних станцій є потреба під будівництво ВЕС значних площ земельних ресурсів. Під потужні промислові ВЕС необхідна площа із розрахунку від 5 до 15 км /МВт залежно від рози вітрів і місцевого рельєфу району. Максимальна потужність, яка може бути отримана з 1 км2 площі, міняється залежно від району встановлення ВЕС, типу станцій і технологічних особливостей конструкції. Середнє значення знаходиться в діапазоні 10 МВт. Для ВЕС потужністю 1000 МВт знадобиться площа 70- 200 км, хоча більша частина цих земель може бути використаною. Самі ВЕС займають тільки 1 % всієї території. На 99 % площ ВЕС можна займатися сільським господарством або іншою діяльністю, що відбувається у таких густозаселених країнах, як Данія, Нідерланди, Німеччина.

Результати випробувань у Данії, а також аналіз інформації близько 50 типів ВЕУ, які є у європейському каталозі вітрових турбін, показали, що більшість сучасних вітроустановок у безпосередній близькості від місця їх спорудження генерують за

швидкістю вітру 10 м/с шум близько 95-103 дБ. Це відповідає рівню шуму на звичайному промисловому підприємстві. Однак уже на відстані 100 м від ВЕУ рівень шуму зменшується до 50 дБ, а на відстані 300 м - менше 40 дБ. На більшому віддалені робота вітроустановки ледве прослухується на фоні шуму навколишнього середовища. Виходячи з цього, в Німеччині, Нідерландах, Данії та інших країнах прийняті закони, що обмежують мінімальну відстань від ВЕУ до житла до 300 м. В Україні прийнято, що допустима відстань від вітроагрегата до житла має становити 150 м, вітростанції - 250 м.

Окрему екологічну проблему становлять шумові впливи вітроагрегатів потужністю 250 кВт і більше. На кінцях лопатей вітроколіс великого діаметра швидкість потоку повітря досягає понадзвукових значень, у результаті чого виникає інфразвуковий ефект, що викликає негативний вплив на людину та інші біологічні об’єкти.

Для зменшення впливу на радіо - і телевізійні передачі від ВЕС їх лопаті замість металевих (відбивають радіо - і телесигнали) і дерев’яних (поглинають сигнали) стали виготовляти зі скловолокна без металічних включень, і тому вони напівпрозорі для проходження радіо - і телесигналів. Тим паче, якщо передача теле - і радіосигналів відбувається через супутник, проблема відпадає автоматично.

Однак при збільшенні висоти башти до 100 м і розмірів лопатей до 40 - 60 м стало гострим питання захисту лопатей від блискавки. Для вирішення цієї проблеми в середину лопатей стали закладувати алюмінієві провідники значного перерізу, по яких струм під час удару блискавки протікає в землю. Такі лопаті стають свого роду дзеркалами для проходження радіо - і телесигналів, особливо це стосується сигналів військових радарів. У результаті у Великобританії посилилися вимоги щодо обмеження будівництва потужних ВЕС уздовж узбережжя. В Норвегії, за оцінками експертів, врахування цих вимог військових може призвести до зниження потенційних вітроенергоресурсів на 50 %.

Щодо думки відносно загибелі птиць від ВЕУ, то оцінка, яка зроблена в Нідерландах, показує що смертність птиць від ВЕС потужністю 1000 МВт у 300 разів нижча, ніж від рухомих автомобілів, у 70 разів нижча, ніж від мисливців, і в 50 разів нижча, ніж від ліній електропередачі. Цьому сприяє також перехід до більш потужних вітроагрегатів і зменшення їх частоти обертання. Якщо частота обертання ротора агрегата при потужності до 100 кВт досягала 300-450 об/хв, то для ВЕУ потужністю 1-2 МВт - від 10 до 30 об/хв, а при потужностях 3-4,5 МВт - 8-14 об/хв.

Суттєву роль відіграє показник витрат металу на одиницю потужності, що визначає обсяги циклу підготовки сировини для виробництва. Залежно від рівня потужності цей показник для ВЕУ приблизно становить 50-70 кг/кВт, при цьому є потреба в значній кількості високоміцних матеріалів.

Незважаючи на ці особливості, більшість країн світу підтримує будівництво ВЕС, хоча й існують екологічні проблеми, які потребують вирішення. В цілому це не зменшує переваг вітроенергетики, пов’язаних насамперед зі скороченням споживання викопних видів палива і шкідливих викидів в атмосферу.

Додати коментар

Реквізити Майстерні своєї справи

Адреса і телефони:

Україна, Кіровоградська обл., м. Олександрія, вул. Куколівське шосе 5/1А,
тел./факс +38 (05235) 7 41 13,
+380 (68) 408 39 56 — будівельне обладнання, шлакоблочні вібропреси
+380 (50) 984 5 684 — будівельне обладнання, шлакоблочні вібропреси
+380 (67) 561 22 71 — решта обладнання
ICQ: 491675177
e-mail: msd@inbox.ru