top of page
ВІТРОЕНЕРГЕТИКА

Вітроенергетика – галузь відновлюваної енергетики, яка спеціалізується на використанні кінетичної енергії вітру. Цей вид джерела енергії є непрямою формою сонячної енергії, і, тому, належить до відновлюваних джерел енергії. Зараз вітер використовується для видобутку електроенергії. Хоча ціна 1 кВт×год., видобутої з енергії вітру, порівняно невисока, але всі проекти по будівництву нових вітряків зазвичай дуже повільно окуплять себе.

Джерело вітроенергетики – сонце, так як воно є відповідальним за утворення вітру. Від загальної кількості енергії сонця 1-2% перетворюється на енергію вітру. Ця кількість вп’ятеро перевищує річну світову енергетичну потребу. Сучасна технологія дозволяє використовувати тільки горизонтальні вітри, що знаходяться близько до поверхні землі та мають швидкість від 12 до 65 км/год. Для того, щоб будівництво вітроелектростанції виявилося економічно виправданим, необхідно, щоб середньорічна швидкість вітру в даному районі складала не менш 6 м/с. У нашій країні вітряки можна будувати на узбережжях Чорного і Азовського морів, у степових районах, а також у горах Криму і Карпат.

Вітроенергетичний потенціал України

При виборі будь-якої височини для розміщення ВЕУ її висота не є єдиним критерієм, котрий визначає доцільність будівництва. До додаткових вимог відносяться:

  • відкритість місцевості: для запобігання гальмуванню вітрового потоку височини повинні знаходитися на відстані не менш як 2-3 км;

  • височини повинні бути в розрізі колоноподібної, конусоподібної форми;

  • схили повинні бути пологими, з нахилом не більше 20°.

Дослідження показали, що при створенні ефективних вітроелектричних станцій недоцільно використовувати велику кількість ВЕУ, котрі розкидані по площі на обмеженій ділянці місцевості навіть з високою аеродинамічною якістю підстилаючої поверхні, бо це значно підвищує параметр шорсткості і зменшує економічний ефект використання ВЕУ. Тому треба використовувати одиничні ВЕУ середньої чи великої потужності.

За даними Міжгалузевого науково-технічного центру вітроенергетики Національної академії наук України, територія нашої країни має значні ресурси вітрової енергії, які оцінюються у 30 ТВт×год./рік.

На території України придатними для будівництва ВЕС вважаються площі до 7 тис. км2, це - карпатський, приазовський, донецький, західнокримський, гірнокримський, керченський регіони, Харківська й Полтавська області. За розрахунками науковців, при максимальному використанні сили вітру в цих регіонах можна було б одержувати електроенергію в обсягах, які б надавали можливість забезпечити до 50% загального енергоспоживання країни.

У січні в Україні максимум часу можливого використання енергії вітру спостерігається в приморській зоні, південному степу і на Донбасі (600 годин на місяць), а також в Карпатах і Криму.

Мінімум вітрової ефективності припадає на середню течію Дніпра і північно-західну частину України (500 годин). У квітні-липні в Причорномор’ї можливо не менше 550 годин за місяць, стільки ж на Полтавщині. В жовтні інтенсивність циркуляції атмосфери збільшується і енергетична ефективність вітру приблизно дорівнює січневій.

Сьогодні в Україні побудовано 13 вітроелектростанцій: 10 в АР Крим (з яких працюють тільки 6), по одній ВЕС у Донецькій і Миколаївській областях, а також одна станція поблизу м. Трускавець у Карпатах.

В Україні тільки освоюється випуск установок одиничною потужністю до 2 МВт, до цього випускалися вітроелектростанції по 110-600 кВт. На відміну від країн СНД, тільки Україна сьогодні має налагоджене серійне виробництво ліцензійних ВЕУ. У їхньому виробництві беруть участь 20 заводів колишнього військово-промислового комплексу, а зборку вітротурбін для ВЕУ здійснює Дніпровський «Південний машинобудівний завод».

У світі Україна займає 14 місце за встановленою потужністю вітроагрегатів. Тоді як Росія - лише 34-те.

 

Недоліки вітроенергетики: з точки зору економіки. Вітер дме майже завжди нерівномірно. Виходить, і, генератор працює досить нерівномірно, віддаючи то більшу, то меншу потужність, струм виробляється дуже змінною частотою, а часом і зовсім припиниться. Для вирівнювання струму застосовують акумулятори - це дорого і мало ефективно.

Інтенсивність вітрів сильно відрізняється і від географічного розташування турбіни. ВЕС доцільно будувати в таких місцях, де середньорічна швидкість вітру вище 3,5-4 м/с для невеликих станцій і вище 6 м/с для станцій великої потужності.

Як випливає з приведених вище цифр, потужність однієї вітроустановки не перевищує у виняткових випадках 4 Мвт, а в серійних установках - 200-250 кВт. Вітроагрегати - досить громіздкі споруди. Навіть дуже малий вітроагрегат «Сокіл», потужністю 4 кВт, складається з щогли заввишки 10 м (з триповерховий будинок) і має діаметр трилопатевого ротора 12 м (колесо). ВЕС великих потужностей і розміри мають відповідні. Так, установка для 100 кВт. має ротор діаметром 37 м з масою 907 кг, а ротор установки «Гровіан» має розмах лопатей 100 м, відповідно висота башти теж 100 м, тобто вище 30-поверхового будинку. Розвиває вся ця велика установка порівняно невелику потужність - лише 3-4 МВт, а з урахуванням простоїв, середня потужність виявляється і ще нижчою - приблизно 1 МВт. Таким чином, для заміни лише однієї АЕС потужністю 4 млн. кВт. потрібно було побудувати чотири тисячі таких монстрів з відповідними витратами сталі і інших матеріалів, тобто реальні капзатрати складуть в 20 разів вище, ніж для АЕС.

З точки зору екології.

Недолік 1: системи вітроелектростанцій займають дуже великі площі. Для розміщення сотень, тисяч і тим більше мільйонів вітряків потрібні дуже великі території в сотні тисяч гектарів. Річ в тім, що вітроагрегати близько один до одного розміщати не можна, тому що вони перешкоджатимуть роботі один одному. Мінімальний проміжок між вітряками доводиться залишати не менше їх потрійної висоти.

Недолік 2: згубна дія інфразвукового випромінювання на навколишнє середовище. При цьому треба мати на увазі, що вже нічого іншого на цьому майдані виробляти не можна. Працюючі вітродвигуни створюють тонкий шум, і, що гірше, - генерують нечутні вухом інфразвукові коливання з частотами нижче 16 Гц. Крім цього, вітряки розполохують птахів і звірів, порушуючи їх природний спосіб життя, а велике їх скупченні для одному майданчику - може істотно спотворити природний процес повітряних потоків з непередбаченими наслідками. Тому зараз висунуто ідею про розміщення систем вітряків у відкритому морі. Так, в Швеції розроблений проект, відповідно до якого передбачається в Балтійському морі встановити таку систему з 300 вітряків. На їх баштах заввишки 90 м будуть розташовані двохлопастні пропелери з розмахом лопастей 80 м. Вартість будівництва лише першої сотні таких гігантів складає більше 1 млрд. дол., а вся система, для будівництва якої піде мінімум 20 років, забезпечить лише 2% споживаної Швецією електроенергії в даний час.

Недолік 3: Лопаті вітродвигунів можуть убити птахів.

 

Переваги. Вітрова енергетика є екологічно чистим способом вироблення енергії. Вона не забруднює атмосферу, не споживає палива і не спричиняє теплового забруднення довкілля. Максимальне ефективне використання енергії вітру в Україні дасть можливість щорічно виробляючи 5,71 млн. МВт×год., забезпечити 2,5% загального річного електроспоживання в Україні. Спорудження вітрових установок в пустельних місцевостях, використання їх енергії для водозабезпечення цих місць може дати додатковий ефект в господарському освоєнні та інтенсифікації використання цих земель, відновленні та створенні рослинних ландшафтів.

bottom of page