Читайте также:
|
|
В различных странах мира, где широко используется энергия ветра, созданы многоагрегатные ветроэлектрические станции — ВЭС. ВЭС объединяете отдельные ветроагрегаты в единый энергетический комплекс, который спосо-, бен обеспечивать электроэнергией небольшие населенные пункты или дейст-(вует совместно с национальной энергосистемой.
Целесообразность создания ВЭС, объединяющей десятки и сотни ветро-установок, заключается в уменьшении капитальных затрат и в стабилизации.., выработки электроэнергии. Было установлено, что строительство ВЭС из 5 аг-, регатов снижает капитальные затраты на 15%, а ее расширение до 100 ВЭУ.. позволяет уменьшить капитальные вложения на одну треть.
Повышение стабильности выработки электроэнергии на ВЭС обеспечивается тем, что многочисленные ветроустановки размещаются на больших территориях, где климатические условия могут различаться, а потому существует 1 большая вероятность появления ветра. Благоприятным моментом в работе
0ЭС является то, что пропадает необходимость в аккумулировании энергии, вырабатываемой индивидуальной ветротурбиной, чтобы постоянно снабжать ею потребителей.
Первые крупные ВЭС появились в американском штате Калифорния, где имеются благоприятные условия для развития ветроэнергетики. Так, ВЭС Altamont Pass достигла суммарной установленной мощности более 1000 МВт, объединяя до десяти тысяч агрегатов. Ветроэнергетический комплекс Tehach-api имеет суммарную мощность ветротурбин в 624 МВт.
Создание ветроэлектрической станции выдвигает ряд требований, которые учитываться при выборе места размещения ВЭС. Прежде всего, терри-т°рия будущей ВЭС должна характеризоваться высокой среднегодовой скоростью ветра. Ведь пропорционально кубу скорости определяется мощность вет-Р°агрегатов и от нее зависит объем выработки электроэнергии. Желательны РаИоны с какими-либо преобладающими ветрами. Рассматриваемые участки
иметь транспортную сеть, линию электропередачи, они не должны набиться на путях миграции птиц. При возможности под размещение ветро-
электрических комплексов следует отводить бросовые земли. Однако совре. менные исследования показывают, что из всей площади, занятой ВЭС, только 1-2% приходятся на собственно ветроагрегаты, а на остальной части может, осуществляться выращивание сельскохозяйственных культур, выпас животных
Объединение многих ВЭУ в единый комплекс делает необходимым дос. таточно надежный расчет ветропотенциала рассматриваемого района и взаимодействие потоков воздуха после прохождения через ветротурбины. Правильный выбор места основывается как на многолетних наблюдениях метеорологов, так и на проведении достаточно длительных дополнительных специальных измерений скорости ветра с учетом высоты возводимых ВЭУ. В настоящее время датская Национальная лаборатория RISO разработала программу для получения надежных результатов расчета местных потоков воздуха. Имеются подобные разработки и в России.
Многочисленные экспериментальные обдувки моделей ветроколес в аэродинамических трубах и наблюдения на местности в действующих ВЭС позволили установить оптимальные расстояния между ВЭУ, при которых воздушный поток успевает восстановиться перед следующей ветротурбиной. Считают, что отдельные ветродвигатели должны располагаться в шахматном порядке по фронту и в глубину с расстоянием между ними, равным 7-10 диаметрам ветроколеса, хотя, например, в США (штат Миннесота) мощные установки по 750 кВт с диаметром ротора 48 м в системе ВЭС размещены на удалении всего 170 м друг от друга.
Первоначально ВЭС формировались из различных по единичной мощности турбин. Стремление полнее использовать имеющийся потенциал ветра над занятой территорией привело к тому, что маломощные установки постепенно были заменены значительно более крупными ветротурбинами.
Из приведенных ранее примеров ВЭС следует, что при возведении новых энергетических комплексов преимущество отдается ветроагрегатам мощностью 600-750 кВт и даже большим до 1000-2500 кВт. Это оправдано и в экономическом плане.
2.4.2. Размещение на морском шельфе
Необходимость отчуждения больших земельных площадей для сооружения, ВЭС, изменение окружающего ландшафта, ограничения по эмиссии шума, ин-'-
тенсивный поиск районов с благоприятным ветропотенциалом привели к идее ' размещения многоагретных ВЭС на береговой отмели в прибрежных водах.
Особенно привлекательной такая возможность оказалась для некоторых европейских стран: Дании, Нидерландов, Швеции, Германии, Великобритании, государств Средиземноморья, а также США.
Специально проведенные исследования выявили общую закономерность заметного увеличения среднегодовых скоростей ветра по мере удаления от берега. Наблюдения проходили в районах, расположенных на расстоянии от 30 до 300 км от берега. Показано, что энергия ветрового потока над прибрежными водами шириной 5,5 км вдвое больше, чем над прилегающими к берегу участками суши той же ширины. Для Великобритании, например, над сушей ветропотенциал составляет 45 ТВт- ч в год, тогда как над прибрежными водами он увеличивается более чем втрое, достигая 145 ТВт- ч/год.
Меньшая турбулизация потока над морскими водами позволяет снизить высоту башни до уровня, определяемого высотой волн и прилива. Размещение ветроустановок в море требует их адаптации к новым условиям и, следовательно, ведет к изменениям конструкции. Морское базирование снимает ограничение по уровню производимого шума. Если создаваемый шум вынуждает снижать скорость конца лопасти в европейских турбинах меньше 65 м/с, то для ветроколес на агрегатах, установленных в море, этот предел можно поднять до 100 м/с и таким образом снизить стоимость ветротурбины. При расчете опорной конструкции необходимо учитывать дополнительно к ветровой нагрузке влияние морских волн.
Необходимость усиления фундаментов для морских ветроагрегатов, за-Щиты от воздействия соли и повышенной влажности, сложность в прокладке силового кабеля по морскому дну, создание причальных систем для обслуживания ветроустановок повышают капитальные затраты при их возведении. Определенная компенсация таких затрат может быть получена за счет увеличения еДиничной мощности ветротурбин. Эта тенденция заметна при анализе компоновки действующих и проектируемых шельфовых ВЭС (таблица 2.2) [48, 57].
В реализованных проектах глубина моря в местах установки ВЭС дости-гэла 5-6 м, а удаление от берега составляло 3-6 км. Великобритания испытала ветровую турбину Р =1, 4 МВт, заякоренную на плавучих бетонных оболочках в 15 км от берега на глубинах до 100 м.
Дата добавления: 2015-11-26; просмотров: 69 | Нарушение авторских прав