Ресурс, который гуляет сам по себе

энергия, ветер Типичный европейский пейзаж начала XXI века.
Фото PetraSoft

Известный американский Institute for Energy and Environmental Research не так давно попытался сравнить ядерную энергетику на плутонии с возможностями использования для получения электроэнергии ┘ветра. Сравнение было в пользу ветра.

В этом нет ничего удивительного, поскольку ресурсы ветра практически неограниченны. Современные энтузиасты ветровой энергии пытаются устанавливать ветровые турбины прямо на стены своих домов. В Лондоне такие случаи уже стали достоянием гласности. Некий Доннахад Маккарти, как сообщает ВВС, первым в Великобритании установил у себя в доме прямо на стене домашнюю ветряную турбину, представляющую собой кольцевую металлическую раму с 8 небольшими пропеллерами. Этот поборник альтернативной энергии на местном уровне платит в 15 раз меньше за потребление электроэнергии, чем его соседи, пользующиеся просто электрической розеткой.

Конечно, в разных странах по-разному подходят к использованию потенциала ветра. Программа ООН United Nations Environment Programme (UNEP) сейчас работает над созданием списка мест в 13 развивающихся странах, в которых лучше всего размещать ветряные (ВЭС) и солнечные электростанции. Исследования проводятся в Бангладеш, Бразилии, Гане, Гватемале, Гондурасе, Кении, Китае, на Кубе, в Непале, Никарагуа, Сальвадоре, Шри-Ланке и Эфиопии. Это, по мнению чиновников ООН, не только позволит создать в этих странах дополнительные рабочие места, но и предотвратит хищническое истребление лесов для решения актуальных энергетических проблем населения. В принципе ветряные электростанции можно устанавливать в любой климатической зоне и на воде, и на земле. Но наиболее выгодными с энергетической точки зрения считаются ветры, дующие со средней скоростью не менее 6,9 метра в сек. на высоте 80 метров над землей. Такие ветры обозначаются как ветры класса три и бывают наиболее распространены на Северном море, в районе южной оконечности Южноамериканского континента, на австралийском острове Тасмания и на больших озерах на севере США.

Доктор Клаус Топфер, исполнительный директор UNEP, справедливо полагает, что препятствием на пути повсеместного развития солнечных и ветряных электростанций – несмотря на существенное сокращение их стоимости в последнее время – остается неуверенность потребителей.

Напомним, что наиболее активными пользователями ветровой энергии по установленной мощности электростанций являются Германия, США, Испания и Индия. Если рассчитать уровень использования ветровой энергии с точки зрения доли в энергобалансе, то на первое место выходит Дания. Там эта доля составляет 20%. В Германии, которая занимает первое место в списке стран – производителей электроэнергии на базе ВЭС, эта доля приближается к 4%. В США же только 1% произведенной электроэнергии имеет в своей основе ветровую энергию. В текущем году, по данным ассоциации World Wind Energy Association, во всем мире будут установлены «ветровые» мощности в 11 тысяч МВт.

Проблемой ветровой энергетики является непостоянство ветра. В этой связи использование электроэнергии, полученной с помощью ВЭС, связано с необходимостью ее аккумулировать или организовывать их работу в связке с другими, не ветровыми производителями электроэнергии. Речь идет о проблеме выравнивания колебаний производства электроэнергии на ВЭС. С учетом подобных факторов ВЭС должны располагать постоянным резервом установленных мощностей для бесперебойного энергообеспечения. Во многих случаях специалисты считают необходимым наличие резерва в размере 100%, если, к примеру, надолго установится безветренная погода. Поэтому максимально, в Германии например, доля ветровой энергии в общем энергобалансе, согласно современным расчетам, может занять лишь 20–25%. Иначе затраты на резервные мощности сделают ее использование нерентабельным. В качестве резервных мощностей используются гидравлические насосные станции или ТЭС, имеющие в своем составе газовые турбины, которые можно быстро запустить. Другой проблемой для ВЭС стало сетевое хозяйство. Сейчас ВЭС активно размещают на континентальном шельфе. Во многом это связано со стоимостью земли и проблемами ее более рентабельного использования. Однако такие морские «ветряки» надо подключать к энергосетям, что влечет за собой значительные дополнительные расходы.

Для решения проблемы выравнивания производства и потребления электроэнергии ВЭС в Европе применяется кроме резервных мощностей система регулирования потребления Demand Side Management (DSM). По сути, это график отключения потребителей без предварительного уведомления. Он используется как в отношении промышленных предприятий, так и бытовых потребителей. Разумеется, такие действия возможны только в отношении электрооборудования, допускающего отключения без предварительного уведомления. В Германии, например, этот принцип планируется применять повсеместно, поскольку к 2020 году от 30 до 50% установленных мощностей немецких электростанций должны будут приходиться на ВЭС.