Личная энергия — ветрогенераторы
В Европе и США ветряки — привычный элемент загородного пейзажа. Но в России электроэнергия до сих пор поставляется многим категориям потребителей по жестко регулируемым ценам, так что пока установка ветряка чаще всего невыгодна экономически.
— Нам нередко говорят, что в Дании или Голландии ветряки стоят чуть ли не в каждом дворе, хотя средняя скорость ветра там примерно такая же, как и у нас, — говорит генеральный директор компании «Сапсан — Энергия Ветра» Валерий Васильев. — Вот только при этом они упускают из виду, что ветряки бывают разными: сетевыми и автономными.
Действительно, в Европе, где стоимость электроэнергии в разы выше нашей, распространены именно сетевые ветряки. Они подключаются к центральной сети энергоснабжения, оборудуются счетчиками и способны отдавать энергию в центральную сеть. Иными словами, владелец ветряка продает энергоснабжающей компании вырабатываемую энергию, стоимость которой засчитывается ему при оплате. В развитых странах такая схема уже хорошо отработана, но главное, позволяет добиваться ощутимой экономии. Не следует забывать и о законодательстве, четко регулирующем подобные взаимоотношения. В России правовая база такого рода практически отсутствует.
Впрочем, даже европейская бизнес-схема не идеальна, прежде всего, в силу технологических причин. «Такой ветряк плох тем, что «портит» центральную сеть резкими перепадами мощности, которая сильно зависит от скорости ветра (при изменении скорости ветра в два раза мощность ветряка меняется в восемь раз), — поясняет Валерий Васильев. — В итоге станция, ориентированная на снабжение электроэнергией конкретного района, способна без видимых последствий поглотить лишь 6–10% такой «грязной» энергии. Следовательно, должны быть специальные организации, которые будут отслеживать, сколько ветряков уже подключено, а сколько — еще можно».
Кроме того, при подключении ветряка к центральной сети требуется подписать договор с организацией и оформить множество иных документов, что даже за рубежом отнимает массу времени. А если вспомнить, какие бюрократические препоны возникают в случае необходимости хоть что–то согласовать в России, можно смело предположить, что на получение разрешения и все необходимые согласования уйдет несколько лет, не меньше.
— Мы интересовались этой проблемой. И вот однажды узнали об истории некоего американца, который рассказывал, что на подписание договора и подключение ветряка к центральной сети у него ушло более полугода! — вспоминает Юлия Васильева, заместитель генерального директора «Сапсан — Энергия Ветра». — Если все так сложно даже за океаном, приходится сделать вывод: сетевые ветряки в России вряд ли приживутся в ближайшее время.
Но как насчет автономных?
Толи бизнес, толи нет
— Во всем мире ветроэнергетика — дотационная и очень престижная отрасль, на 70–90% финансируемая государством, экологическими фондами, различными грантами со сроком окупаемости вложений 15–25 лет или даже без срока. У нас же все не так, — говорит Аркадий Магид, глава волгоградской компании «Апрель». — В результате, развитие ветроэнергетики в России возможно лишь силами предпринимателей, готовых первое время мириться с трудностями и лишениями, занимаясь этим пока еще не слишком популярным бизнесом, чтобы в будущем — отдаленном или не очень — стать лидерами только–только зарождающегося рынка.
«Назвать наше дело бизнесом в полном смысле этого слова трудно, — соглашается Валерий Васильев. — Да, мы работаем на полной самоокупаемости, но бизнес очень сезонный. Бывает, что зимой несколько месяцев сидим без единого заказа». Увы, спрос на ветряки пока невысок. Потенциальных потребителей смущают и высокая цена, и риск остаться без электричества в случае безветрия. Наконец, играют свою роль долгий срок окупаемости ветряка и, как следствие, более высокая цена электроэнергии, чем из центральной сети.
— Стоимость 1 кВт/час энергии, производимой нашим ветряком, — около 2–2,5 рублей. Тем временем стоимость электроэнергии из центральной сети у нас в Волгоградской области для предприятий составляет 1,47 рубля за киловатт. Подсчитали: срок окупаемости ветряка (при сравнении с дизель–генератором) для нашей области — 8–10 лет. А ведь все хотят сразу и много! — сетует Аркадий Магид.
— Центральная сеть, безусловно, — благо цивилизации. Поэтому при ее наличии или возможности появления ставить ветряк из желания сэкономить — бессмысленно, — заключает Валерий Васильев.
— Но кто в таком случае ваши основные клиенты?
— К нам приходят три категории клиентов. Прежде всего, те, кто подключен к центральной сети, но либо та работает с перебоями, либо они надеются сэкономить на счетах за электроэнергию. Им приходится объяснять, что покупка ветряка для них бессмысленна и не оправдана. Вторая категория — те, у кого нет центральной сети и нет возможности ее подвести. Это наши основные клиенты. Ну, и третья: те, у кого и сеть есть, и работает хорошо, но они хотят поставить ветряк, потому что он им нравится, и все тут. Никаких попыток сэкономить, просто — для красоты, эффекта. Таким мы не отказываем, но, по правде говоря, подобных заказчиков немного. Была у нас любопытная ситуация. Пришел к нам клиент, и с порога: «Хочу купить ветряк!» Мы с ним больше часа обсуждали этот вопрос. Напоследок он заметил: «Странные вы какие–то бизнесмены: я хочу купить ветряк, а вы уже полтора часа меня отговариваете!» И все–таки купил…
Все впереди
Российские климатические условия далеко не на всех территориях способствуют развитию ветроэнергетики, а обманывать потребителя, уверяя, что ветряк даже при небольшой скорости ветра будет выдавать номинальную мощность, — себе дороже.
— Если утверждать, что ветряк, рассчитанный на 5 киловатт, будет гарантированно производить их чуть ли не при любом ветре, то продавать будет проще. Люди начнут покупать. Вот только потом придется возвращать деньги. Одно дело — продать меньше, но совсем другое — единовременно вытащить из оборота 12 тысяч евро (цена ветряка на 5 кВт) и вернуть недовольному клиенту, — комментирует ситуацию Валерий Васильев. — Для справки: киловаттный ветряк дает номинальную мощность при скорости ветра 7–8 м/с, а пятикиловаттный — уже при 12 м/с.
На выработку ветряка может повлиять и окружение. Берега рек, высокие места — все это факторы, улучшающие «ветрогонность». Точно так же близость к лесу или иному препятствию заметно снижает выработку энергии ветряком, а неудачное расположение в низине здорово понижает мощность ветряка даже при нормальной средней по району скорости ветра. Впрочем, влияние некоторых негативных факторов можно снизить, сделав, например, мачту повыше.
— В этом деле сложнее всего найти заказчика, — уверяет Аркадий Магид (ООО «Апрель»). — Рынок сбыта такого оборудования — места, где нет ЛЭП, куда трудно завезти топливо. То есть Север, Приполярный Урал, Заполярье, Камчатка, Чукотка… Но и особых денег там нет, а стоимость у ветряков изрядная.
Именно поэтому, по словам Магида, производство и продажу ветряков трудно считать серьезным бизнесом: он то есть, то его нет, по крайней мере — сегодня.
— Зато когда электроэнергию потребителям в нашей стране начнут отпускать хотя бы по себестоимости, спрос на ветряки заметно возрастет, и бизнес начнет бурно развиваться. Ведь ветряк куда более выгоден по сравнению, например, с дизель–генератором! — уверен Валерий Васильев.
Форматы
Основные направления бизнеса в этом сегменте хорошо известны. Можно заниматься исключительно поставками чужого оборудования. «Когда мы начинали, то думали, что будем только продавать, а не производить… От «материнской» компании (крупная строительная фирма «Сапсан») нам достались участок земли и восемь американских ветряков, которые до сих пор стоят. Была идея организовать выставку–продажу, на которой мы выставляли бы продукцию других фирм и спокойно ее реализовывали, без арендной платы, работая лишь за комиссионные от каждой сделки, — вспоминает Валерий Васильев.
— Что же подвигло вас к налаживанию производства?
— Мы начали поиск компаний–производителей, разослали письма с предложением, но ответов почти не получили, да и самих фирм отыскалось не так уж много. Большинство из них действует при крупных государственных предприятиях, и продают они продукцию порой даже ниже себестоимости. Одно время у нас экспонировались изделия одной региональной фирмы, но качество… Ветроколесо падало три раза за год! От этой продукции пришлось отказаться, и тогда мы решили: лучше будет самим выпускать ветряки.
Итак, второй вариант — производство и дальнейшая реализация. И все бы ничего, только с получением необходимых комплектующих могут возникнуть проблемы.
— Мы испытываем серьезные трудности в отношениях с поставщиками, — подтверждает Валерий Васильев. — Они ведь чего хотят: им закажут один винтик, который стоит три копейки, но в количестве миллионов штук, они его и штампуют. Такие заказы для завода в радость за счет большого объема. А нужные нам детали — это штучное производство. Потом они видят наш участок, проникаются уверенностью, что деньги здесь крутятся большие, и что нас можно «пощипать»… В итоге — безумные цены.
Третий способ заработать на ветряках — заняться их установкой и монтажом. Но и тут следует сразу оговориться. Полная установка ветряка подпадает под категорию строительно–монтажных работ, что потребует строительных лицензий и прохождения массы согласований вплоть до геологической разведки почвы на месте установки. Если компания будет оказывать такую услугу, то процесс установки ветряка может затянуться на пару лет.
Участники этого рынка находят выход, оказывая лишь услугу под названием «шефмонтаж». Суть ее в том, что наземную часть клиент собирает самостоятельно по предоставленным компанией чертежам, а мачту поднимают специалисты сервисной компании. На эту деятельность лицензии не распространяются.
В России бизнес на ветре остается явно не массовым, а его прибыльность в нынешних условиях находится под вопросом. С другой стороны, перемены на национальном рынке энергетических ресурсов не за горами, в том числе они возможны в связи со вступлением России в ВТО. А раз так, перспективы альтернативной ветряной энергетики не следует скидывать со счетов.
Почем дует ветер
Самый первый ветрогенератор был создан в Дании в 1890 году. Позже это направление энергетики начало развиваться во всем мире. Не обошло оно стороной и Россию. В 1933 году в Крыму был установлен ветряк мощностью 100 кВт и диаметром лопастей 30 метров (что по нынешним меркам не так уж и много).
Бесспорным лидером в сфере ветроэнергетики является Дания, где за год производится более 2 000 мегаватт ветряной энергии. Всего же на земном шаре ветер создает, по данным Всемирной метеорологической организации, более 1,7 триллиона киловатт энергии в год.
По своей мощности ветряки отличаются в разы. Самые маленькие выдают 0,5 кВт, есть модели, вырабатывающие от 1 до 5 кВт и более. Для обеспечения энергией жилого помещения в зоне с низкой скоростью ветра, пятикиловаттный ветряк — это предел. Там, где ветер дует постоянно, лучше всего работают ветряки мощностью в 10 кВт. Ну, а для промышленных и производственных целей нужны куда более мощные генераторы, от 50 кВт и выше.
Что касается цен, то разрыв между российскими и западными ветряками очевиден. Ветроустановка мощностью 5 кВт российской сборки стоит 12,5 тысячи евро. Зарубежная, с учетом доставки и таможенного оформления, — уже больше 40–60 тысяч евро. Но, увы, до сих пор российский рынок ветроустановок развит слабо и представлен весьма скромным количеством участников.
Автор: Антон Белых
Опубликовано в журнале «Бизнес-журнал» №19 от 27 сентября 2005 года.
Ветрогенератор энергетически окупается за 5-7 месяцев
Противники альтернативной энергетики иногда приводят аргумент, что для солнечных панелей никогда не наступает энергетическая окупаемость. Солнечная панель за время своей эксплуатации якобы не способна произвести столько энергии, сколько затрачено на её изготовление.
Мягко говоря, это очень сомнительное утверждение, не подкреплённое фактами. На самом деле производители солнечных панелей задаются немного другим вопросом: как конкурировать за инвестиции с производителями ветровых турбин? Те добились исключительной рентабельности своих энергоустановок, даже не пользуясь дотациями государства.
В школе технического и промышленного машиностроения Орегонского университета провели сравнительный анализ энергетической окупаемости (life cycle assessment) двух моделей ВЭУ мощностью 2 МВт с заявленным сроком службы 20 лет.
Исследователи провели оценку жизненного цикла с использованием стандартного метода оценки ReCiPe 2008. При расчёте срока окупаемости учтены расходы энергии на добычу полезных ископаемых, производство деталей, доставку частей ветрогенератора с разных заводов, установку на месте, обслуживание в течение всего срока (одних только смазочных материалов за 20 лет израсходуется от 273 до 546 тонн, в зависимости от модели) и, в конце концов, его утилизацию с частичной переработкой по окончании срока службы.
Выяснилось, что 78% энергии на всём 20-летнем жизненном цикле ВЭУ расходуется на этапе производства, главным образом, на изготовление деталей из стали, меди, стекловолокна, пластмассы и других материалов. На заливку фундамента тоже расходуются бетон и сталь.
В таблице указаны короткие американские тонны (907 кг)
Учитывая расчётную мощность ветряной энергоустановки в условиях северо-западного побережья США (6,12 ГВтч в год при загруженности 35%), исследователи оценили срок энергетической окупаемости двух моделей ВЭУ в 0,43 года и 0,53 года, соответственно. За это время окупаются затраты не только на производство, но и эксплуатационные расходы на весь 20-летний срок службы.
Авторы научной работы говорят, что все способы электрогенерации используют природные ресурсы. Вопрос только в том, насколько эффективно мы их расходуем и как это воздействует на окружающую среду.
Статья «Comparative life cycle assessment of 2.0 MW wind turbines» опубликована в журнале «International Journal of Sustainable Manufacturing» (том 3, № 2, 2014 г, стр. 170-185), зеркало.
Выгодно ли в России производить электроэнергию на ветрогенераторах
Россия занимает 67-е место в мире по уровню потребления ветряной энергии. Закон 2019 г. запрещает установки мощнее 15 кВт и вводит низкий тариф на продажу излишков – 1,4 р./кВт•час. При использовании тока от ветряка для своего предприятия срок окупаемости составит 3,6 года, если заниматься только оптовой продажей электричества – 17 лет.
Сегодня электроэнергетика мало чем отличается от той, что была 50 лет назад. В России ток поступает на предприятия и в дома по сетям компаний-монополистов. Альтернативные технологии развиваются медленно. Пока бизнес на ветрогенераторах не пользуется популярностью. Причины тому – государственная ценовая политика и ограничения, прописанные в законодательстве.
Кстати. По данным Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (IRENA), потенциал ветряков может покрыть 35% мирового производства электроэнергии к 2050 г., при этом выбросы СО² снизятся на четверть (6,3 млрд тонн). Сейчас доля ветроэнергетики в мировом балансе составляет 7 %.
Изготовители автомобилей – основные потребители нефти – стали решать экологические проблемы заменой двигателей внутреннего сгорания электрическими. Это приведет к резкому увеличению расхода электроэнергии, что вызовет необходимость локального перераспределения энергетических мощностей. В такой ситуации коммерческие ветрогенераторы малой производительности способны решить проблему зарядки аккумуляторов электромобилей.
Самые большие ветроэлектростанции (ВЭС):
- Walney Extension – крупнейшая в мире шельфовая электростанция на северо-западном побережье Великобритании в Ирландском море. Построена датской компанией Orsted. 87 турбогенераторов Siemens занимают площадь 145 км². Мощность 659 МВт может обеспечить электричеством больше полумиллиона домов.
- Alta Wind Energy Center – одна из крупнейших в мире наземных ветроэлектростанций в штате Калифорния, США. Мощность 1700 МВт достаточна для жизнеобеспечения города населением более 1 млн человек.
По данным сайта energybase.ru
Коммерческий потенциал в РФ
Российская Федерация в мировом рейтинге потребителей ветряной электроэнергии занимает 67 место с показателем 0,14 млрд кВт·час. Например, Дания потребляет в 100 раз, а США – в 1800 раз больше (2017 г., Knoema.ru).
Рисунок 1. Схема работы ветряка.
Источник: Яндекс.Картинки.
Казалось бы, в такой ситуации увеличение доли ветростанций малой мощности в балансе отечественной энергетики – перспективное направление для бизнеса. Однако в обзоре Российской ассоциации ветроиндустрии (РАВИ) отмечается, что наша страна, оставаясь аутсайдером, уделяет мало внимания потенциалу развития таких станций.
Статус микрогенерации
Закон РФ «Об электроэнергетике», впервые закрепивший понятие «микрогенерация», вступил в силу только 27.12.2019 г. Согласно ему частная ветровая станция по мощности не должна превышать 15 кВт. При этом имеется в виду продажа только излишков энергии, вырабатываемой для личных нужд.
К тому же энергокомпании обязаны приобретать продукт микрогенерации по средневзвешенным ценам оптового рынка. Например, по прогнозу ОАО АТС (Администратор торговой системы оптового рынка), средневзвешенный тариф на электроэнергию в 2020 г. по Московской области составит 1,4 р./кВт·час при цене для конечного потребителя 4,66 р./кВт·час. Это не способствует стимуляции развития ветроэнергетики.
Для непосредственной реализации электричества необходимо оформлять статус энергокомпании. Согласно Постановлению Правительства №1172 от 27.12.2010 г. возможность называться таковой получают лишь коммерческие организации, имеющие основную уставную цель – оказание услуг по передаче электроэнергии. При этом предприятие должно владеть на праве собственности или ином законном основании генерирующим оборудованием мощностью не менее 5 000 кВт.
Итог. Учитывая сложившуюся ситуацию, приходим к выводу: организация бизнеса по продаже ветроэнергии в настоящее время – вопрос трудноразрешимый.
Остается путь опосредованной реализации ветроэлектричества через структуру малого бизнеса.
Монетизация силы ветра
Учитывая то, что применение ветрогенераторов возможно только вне городской черты, надо ориентироваться на малый бизнес в деревнях. Прежде всего, это сельское хозяйство. Рассмотрим проблематику на примере тепличного комплекса по выращиванию цветов.
Подсчитаем мощность, необходимую для обогрева поликарбонатного парника площадью 20 м² с толщиной покрытия 8 мм. Предположим, что в зимнее время для выбранного региона минимальная температура воздуха -15°С. Если по нормативным документам этот показатель ниже в течение небольшого количества дней, предусматривается дополнительное подключение к стационарной сети.
Температура в теплице поддерживается на уровне +20°С. Тогда необходимая мощность для отопления составит 8 кВт. Среднемесячный расход энергии – 3500 кВт·час (по методике расчета elec.ru). Ориентировочная энергия для освещения такого объекта – 1 кВт.
Следовательно, общая мощность для эксплуатации теплицы – 9 кВт.
Нужное оборудование
Ветроэлектростанция состоит из комплекса установок для преобразования энергии ветра в электрическую:
- Соосно с воздушным винтом вращается трехфазный генератор.
- Встроенный выпрямитель преобразует переменный ток в постоянный и подает его в контроллер зарядки аккумуляторных батарей, которые обеспечивают объекты энергией в то время, когда нет ветра.
- Для преобразования постоянного напряжения аккумуляторов в переменное используются инверторы.
Для примера рассмотрим линейку ветрогенераторов Condor Air от фирмы «Группа Зеленых технологий». Первым этапом реализации проекта является определение средней годовой скорости ветра в зоне установки. Нужно смотреть на статистику местных метеостанций. Но даже это не даст реальных цифр. Ветрогенератор начинает вырабатывать энергию при скорости не ниже 3-4 м/сек., а выходит на номинальную мощность при 9-10 м/сек.
Рисунок 2. Ветроэнергетический потенциал РФ. Источник: Infourok.ru.
Усредненные показатели скорости ветра для Европейской части России не достигают этого значения. Уровень выше 4 м/сек. по Московской области наблюдается лишь в районе Шереметьево, а во Владивостоке – 6 м/сек. На самом деле локальные значения варьируются в широких диапазонах. На берегах крупных водоемов они могут быть выше, а в закрытом холмами месте – ниже.
При выборе генератора надо учитывать КИЭВ – коэффициент использования энергии ветра (для большинства конструкций около 0,4). Тогда мощность установки будет равна необходимой для теплицы, деленной на этот коэффициент:
9 кВт / 0,4 = 22,5 кВт.
Предварительно устанавливается средняя скорость ветра за отопительный сезон. Предполагаем, что она равна 7,5 м/сек. Для решения задачи подходит ветрогенератор Condor Air 30 мощностью 30 кВт с горизонтальной осью вращения. Учитывая наше законодательство, производительность объекта микрогенерации не может быть больше 15 кВт. Поэтому приходится выбирать два генератора Condor Air 15 по 15 кВт. Такой агрегат начинает выработку электроэнергии при скорости 2,5 м/сек. и выходит на номинальный режим при 9 м/сек. Большую часть времени оба будут выдавать 20-25 кВт.
Информация. Мощность самой крупной в России Балаковской АЭС – 4 млн кВТ. Чтобы выработать столько же энергии, понадобится 528 ветряков Enercon E-126.
В рассматриваемом комплексе нет больших перерывов в использовании электроэнергии, а относительное постоянство ветра поддерживает непрерывный процесс зарядки батарей. Генератор Condor Air 15 имеет напряжение 240 В, и ему одному нужна нагрузка в 20 аккумуляторов по 12 В (20×12 В = 240 В). Следовательно, для двух необходимо 40 штук. Одна батарея напряжением 12 В и емкостью 150 А·час накапливает 1,8 кВт (12 В × 150 А·час = 1800 Вт·час). Сорок единиц аккумулируют 72 кВт·час, чего достаточно для работы комплекса в течение более трех часов безветрия.
Мощность ветроэлектростанции на выходе определяется характеристиками инвертора. В рассматриваемом варианте подойдет использование двух агрегатов MAP DOMINATOR-UPS-48-15, каждый мощностью 15 кВт. Это позволит продавать лишнюю энергию генератора во внешнюю сеть.
Источник https://hobiz.ru/ideas/promo/wind/
Источник https://habr.com/ru/post/228391/
Источник https://moneymakerfactory.ru/biznes-idei/elektroenergiya-na-vetrogeneratorah/
