Ветряные электростанции в России
Медленно, но уверенно, Российская Федерация осваивает получение электроэнергии из альтернативных источников. Сейчас в этом направлении мы значительно уступаем многим другим странам, но, например, некоторые ветряные электростанции в России могут похвастаться высокими показателями выработки.
Сколько Россия получает электричества от ветра
По словам председателя Российской ассоциации ветроиндустрии, на 2021 год в нашей стране все ветропарки имеют мощность всего 1375 МВт, что составляет 0,56% от мощности всей энергосистемы. Хотя уже к 2024 году есть планы поднять этот показатель до 3380 МВт.
За 2020 год ветряные электростанции России смогли выработать 1384 млн кВт/ч электроэнергии. Эта капля в море составила 0,13% всей произведённой в стране электроэнергии.
Как развита ветроэнергетика в России
В основном потребность в ветряных электростанциях имеется в удалённых регионах, которые не подключены к централизованному энергоснабжению. Но в целом в России очень слабо используется эта отрасль ветроэнергетики.
Среди основных причин:
- Энергетическая избыточность.Традиционные электростанции вполне справляются со своей задачей и Россия производит электроэнергию с избытком, который можно продавать другим странам.
- Экономическая нецелесообразность. Этот пункт вытекает из предыдущего: у нас есть электростанции, которые удовлетворяют потребности населения, поэтому тратить средства на дорогие и менее эффективные проекты просто незачем.
- Низкая поддержка со стороны государства. Субсидирование ветроэнергетики у нас ничтожно мало, если сравнивать с европейскими странами и США. Однако последние инициативы должны помочь в развитии отрасли.
Самые мощные ветровые электростанции России
В таблицу вынесли 10 мощнейших объектов по состоянию на 2021 год.
Ввиду благоприятных климатических условий большая концентрация ветряных электростанций в Республике Крым, однако большинство из них — это проекты конца 90-х и начала 2000-х, поэтому мощность несопоставима с современными объектами в регионах РФ. На фото ниже Останинская ВЭС — мощнейшая в Крыму ветряная электростанция.
Перспективы ветроэнергетики в России
Заинтересованность в развитии этого направления имеется, но острой необходимости в этом нет, ведь традиционная электродобывающая промышленность у нас имеет высокий уровень развития.
Регулярно поднимается вопрос поддержки альтернативной энергетики. Так, стратегия развития Российской энергетики предполагает увеличение доли выработки ветроэнергетики до 3,3 ГВт к 2024 году.
Где находятся солнечные и ветряные электростанции России?
В западной части пустыни Сахара, на огромной территории Марокко, располагается солнечная электростанция «Уарзазат». Она начала свою работу в 2016 году и до сих пор совершенствуется — ожидается, что ее пиковая мощность составит 580 МВт. В мире существуют сотни подобных электростанций, которые вырабатывают энергию за счет солнца, ветра и внутреннего тепла нашей планеты. Многие люди считают, что они в основном располагаются в США, Китае и других странах, но огромное количество станций для получения альтернативной энергии построены на территории России. Недавно участники экологической организации Greenpeace собрали данные из открытых источников и создали интерактивную карту солнечных и ветряных электростанций России. Возможно, рядом с вами прямо сейчас вырабатывается экологически чистая энергия — посмотрите сами.
Солнечные и ветряные электростанции существуют и в России
Greenpeace — независимая неправительственная экологическая организация, которая была основана в 1971 году в Канаде. Сторонники организации выступают против изменения климата, сокращения площади лесов, чрезмерного вылова рыбы, загрязнения воздуха и так далее.
Возобновляемая энергетика в России
По данным российского отделения Greenpeace, на территории России солнечные, ветряные и геотермальные электростанции начали появляться относительно недавно. Примерно десять лет назад на территории страны не имелось крупных сооружений для выработки экологически чистой энергии. Однако, на данный момент, количество «зеленых» электростанций составляет около 210 штук. Многие из них до сих пор не работают на полную мощность, то есть у них есть большой потенциал. Представители Greenpeace считают, что через несколько лет Россия может стать лидером в развитии «зеленой» энергетики.
Возобновляемые источники энергии в России
Карта солнечных и ветряных электростанций России
Чтобы наглядно показать, что в России существует «зеленая энергетика», сторонники Greenpeace разработали интерактивную карту. Используя данные из открытых источников, они указали на карте страны все работающие солнечные, ветряные и геотермальные (вырабатывающие электричество за счет внутреннего тепла Земли) электростанции. Также разработчики не обошли стороной биогазовые станции — они работают за счет утилизации сельскохозяйственных отходов вроде навоза, а также переработки отходов городской канализации и мусорных свалок. Считается, что такие электростанции наносят природе гораздо меньше вреда, чем тепловые.
Биогазовая станция «Байцуры»
При всем этом, разработчики карты не стали отмечать крупные гидроэлектростанции, которые вырабатывают энергию, используя движение водных масс на плотинах и так далее. Считается, что строительство таких сооружений негативно влияет на животных, загрязняет реки и иногда приводит к затоплению больших территорий. Организация Greenpeace не приветствует такого рода электростанции — сократить использование ископаемого топлива и выбросы углекислого газа могут только возобновляемые источники энергии.
Greenpeace не стала добавлять на карту крупные гидроэлектростанции, потому что они вредят природе
Интерактивная карта солнечных, ветряных и геотермальных электростанций России доступна прямо на сайте Greenpeace. Нажав на соответствующие иконки, можно узнать, в каком году были возведены объекты, с какой мощностью они работают и другую интересную информацию.
Где лучше всего развита «зеленая» энергетика?
На карте можно заметить, что самое большое количество ветряных электростанций в России находится в Краснодарском крае, Кабардино-Балкарской республике и Дагестане. В Волгоградской, Астраханской и Оренбургских областях достаточно много солнечных электростанций, а Московская область богата гидроэлектростанциями — большинство из них введено в эксплуатацию в XX веке. Вблизи Нижнего Новгорода и Казани экологически безопасных электростанций нет.
Большое количество солнечных электростанций расположено в Дагестане
Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на наш Telegram-канал. Там вы найдете анонсы свежих новостей нашего сайта!
Важно отметить, что недавно Greenpeace выпустил петицию за отказ от развития в России атомной энергетики. По мнению представителей организации, строительство атомных электростанций обходится слишком дорого и занимает много времени. Считается, что вместо их возведения лучше заняться развитием более дешевых и безопасных возобновляемых источников энергии. Мой коллега Андрей Жуков недавно написал статью про то, какая энергетика лучше: атомная или возобновляемая. Настоятельно рекомендую к прочтению!
Где в россии ветряки
Когда люди впервые задумались над использованием ветра — вопрос сложный. Есть косвенные свидетельства, что плавать под парусом могли еще Homo erectus или неандертальцы. Современные попытки одолеть пролив между Критом и материком — а 130 тысяч лет назад на этом острове вдруг появились каменные орудия — показали, что на веслах это сделать нереально — слишком уж сильное течение в этом проливе. Наскальные изображения, точно подтверждающие использование парусов, имеют возраст в несколько тысяч лет.
Первые механические машины, приводимые в действие силой ветра, придумал Герон Александрийский, в I веке до нашей эры (он же создал и первый образец турбины, вращаемой при сгорании топлива). Правда, его ветряк решал не практическую задачу, а развлекательную. Это была разновидности музыкального инструмента, действующего при вращении колеса набегающим ветром.
Около 400 года нашей эры в Индии в буддистских храмах появляются ветряки с вертикальной осью вращения — молитвенные машины. Легко заметить их кардинальное отличие от схемы Герона — буддистский вариант ветряка «положен на бок».
Практическое приложение ветровые машины нашли в IX веке в Иране (описания Абу Исхака аль-Истахри). Однако они не имели ничего общего с теми, к которым привыкли мы. Это были башни, по периметру которых стояли сетчатые конструкции, обтянутые тканью. Ветер вращал их, а специальный механизм преобразовывал вращение вертикальной оси в движение жерновов или работу водоподъемного устройства.
Из Ирана новинка достигла Индии и Китая, но не Европы, тогда очень слабо заимствовавшей технические инновации.
В 1185 году первая ветряная мельница упомянута в Йоркшире (Англия), и этот первый западный ветряк был уже привычного нам типа — с горизонтальной осью вращения, на которую насажены вертикально вращающиеся лопасти. Как мы видим, уже с XII века западный и восточный подход к ветрякам были противоположными.
Преимущества восточной схемы перед западной очевидны. Ветряк с вертикальной осью вращения работает, каким бы ни было направление ветра, поэтому китайцы и иранцы могли оставить его без присмотра и пойти заниматься более важными делами. Кроме того, у восточного варианта при равной мощности гораздо выше парусность конструкции, отчего он начинает работать уже при слабом ветре.
С другой стороны, западный ветряк с горизонтальной осью вращения имеет свои сильные стороны. Да, его надо «держать по ветру», зато его лопасти всегда испытывают действие ветра только с одной стороны, что повышает их энергоотдачу. Восточный же при каждом обороте испытывает момент, когда лопасти проворачиваются и ветер «ударяет» по ним с другой стороны. Инерции хватает, чтобы конструкция вращалась дальше, но мачту сильно трясет, и часть энергии вращения уходит на компенсацию «удара». Из-за этих переменных нагрузок мачту или башню надо делать прочнее и массивнее. Итоги очевидны: западный ветряк сложнее в управлении, но эффективнее и дешевле.
Ветряные мельницы были крайне широко распространены в Европе вплоть до паровых машин и электричества. Они почти не требовали персонала, линий электропередач (что важно в сельской местности), и работали менее шумно. Ну а вариант ветряка, поднимающего воду из скважины, и до сих пор крайне популярен в третьем мире, где электрификация все еще не затронула более миллиарда человек.
Попытки подружить ветер и электричество были предприняты весьма рано. Первый ветряк, производящий электроэнергию, был построен в Дании в 1890 году. На Западе их размеры в начале XX века достигли 25 метров в высоту, а размах лопастей — 23 метров. Увы, все сгубила проблема переменчивости ветра. Электричество нужно было и тогда, когда он не дул, а дизель-генераторы и ЛЭП оказались довольно дешевы. Так ветряки и были вытеснены в далекие поля, где работали на орошение. Но лишь на время!
Когда западный мир из-за электрификации стал избавляться от ветряков, наша страна пошла совсем другим путем — «по ветру». Компенсируя дефицит ТЭС, Центральный аэрогидродинамический институт в 1920-х создал серию малых ветряков мощностью до 30 киловатт, снабдив их гидравлическим аккумулятором. При избытке генерации ветряк поднимал воду на высоту мачты, а когда ветра не было — сливал воду обратно, она крутила гидротурбину, которая давала ток. Использовали их в Бурятии и других местах, лишенных ЛЭП. Схема, кстати, крайне разумная — в этом году в Германии построили целую электростанцию по той же концепции, только гораздо более мощную.
В СССР до открытия сибирских нефтегазовых месторождений активно разрабатывали альтернативные источники энергии по причинам стратегического характера. 90 процентов советской нефти добывалось на Кавказе, и было очевидно: в любой войне противник постарается туда ударить. Так планировала поступить французская авиация в 1940 году. Лишь уничтожение Третьей республики Гитлером не дало этому осуществиться. Так хотел сделать и сам Гитлер, но тоже не преуспел. Чтобы обезопасить себя, советская власть поощряла самую разную альтернативу — от полуторок на дровяных газогенераторах, до. ветряков с маховиками-накопителями.
Да-да, именно такое чудо в 1931 году было запущено в Курске. Мощностью всего в 35 киловатт, он оснащался «накопительным диском» (в треть тонны), вращавшимся в емкости, откуда был откачан воздух, чтобы снизить трение.Ветроэлектростанция изобретателя Уфимцева освещала его дом и питала мастерскую и тогда, когда никакого ветра не было. Однако, в 1936 году он умер, и с тех пор станция (она все еще стоит) так никогда и не запускалась.
Впрочем, и без накопителей советские ветряки были в лидерах. В 1931 году под Балаклавой был построен самый мощный в мире ветрогенератор на 100 киловатт (размах лопастей — 30 метров). Интересно, что немцы, сегодня стоящие на острие развития ветроэнергетики, тогда относились к ВЭС довольно грубо. В 1941 году их обстрел вывел крупнейший ветряк планеты из строя. Возможно, дело было в зависти — их собственные ветряки тогда давали не более 70 киловатт и были много меньше. В 1950—1955 годах в СССР производилось 9 000 ветроустановок в год — мощностью до сотен киловатт. Ну а как еще до дизель-генераторов можно было обеспечить энергией целину и север?
Советскую ветровую энергетику убил послевоенный бум дешевого жидкого топлива, а вот западную оживил нефтяной кризис 1970-х годов. Тогда там созрела идея энергонезависимости от нервных и склонных к монопольному сговору восточных народов-поставщиков за счет энергии ветра.
На первый взгляд, перед нами явный регресс. Зачем от стабильных источников энергии переходить к тем, что зависят буквально от дуновения ветерка? Тем более, еще несколько лет назад российские чиновники нам говорили, что ветряки в Европе производят дорогую энергию. Попробуем разобраться.
Сегодняшний ветряк с горизонтальной осью вращения, на самом деле, не так уж зависит от малейших колебаний скорости ветра.Vestas V164 имеет 220 метров в высоту (полторы пирамиды Хеопса) и лопасти размахом в 164 метра (более чем 50-этажный дом). Общий вес его стеклопластиковых лопастей — 100 тонн. По сути, такая конструкция имеет свой накопительный диск, только масса его в 300 раз больше, чем у Уфимцева.
При этом ожидается дальнейший рост высоты ветряков и размаха их лопастей, а значит — им еще меньше грозят мелкие остановки. Считается, что имеет смысл увеличивать размеры как минимум до высот в 300-400 метров и размаха лопастей до 300 метров.
Начиная с сименсовской Enercon E-126 уже есть и метод создания таких колоссальных лопастей — их составляют из двух вставляющихся друг в друга секций. Ряд производителей планирует довести их число даже до трех.
Мощность того же Vestas V164 уже вышла за 9 мегаватт, а удвоение размаха его лопастей принесет рост мощности ветряка до 40 мегаватт. Что еще более важно, с каждой сотней метров высоты среднегодовая скорость ветра заметно растет. С действительно большими конструкциями есть смысл строить ВЭС даже в лесистых районах, где у земли скорость ветра обычно довольно мала.
В силу непрерывного роста размеров ветряков стоимость их энергии все время падает. Посудите сами: люди умеют недорого строить даже 828-метровые здания, и с ростом их высоты затраты растут линейно. А вот выработка ветряка при каждом удвоении высоты растет уже в квадрате. Эффект масштаба работает в ветровой энергетике очень заметно.
Действительно, еще пять лет назад, в 2012 году, ветряки на Западе давали электричество дороже 10 центов за киловатт-час. Однако сегодня эта цифра, как отмечает Минэнерго США, упала до 4-5 центов за киловатт-час. Даже новые морские ветряки, которые обычно дороже сухопутных, дают энергию за 6-7 центов за киловатт-час, и цена эта снижается еще быстрее, чем на суше. Причина в том, что на море можно возить лопасти хоть по 200 метров, благо места на морских «дорогах» много и тесноты нет.
Хорошо, скажете вы. А как быть с периодами штиля, когда сильного ветра не бывает неделями? Что ж, для этого в Европе и строят морские ветряки. Над морем есть «проходные места», где штиля практически не бывает. К счастью для европейцев, они к ним близко и часто на мелководье. Например, все Северное море довольно мелкое, как и, кстати, большая часть вод у восточного побережья США. К тому же в этом году вошла в строй и первая в мире ветровая плавучая электростанция на десятки мегаватт. Ее ветряки заякорены, и рабочие глубины для них — до 800 метров. Общая площадь морей такой глубины такова, что с них можно обеспечить энергией весь мир и по многу раз. Потери в высоковольтных ЛЭП постоянного тока сейчас упали ниже 3 процентов на тысячу километров — то есть «морская» ветровая энергия дотянется даже вглубь материков.
В то же время не стоит идеализировать устойчивость ветроэлектростанций. Да, они могут давать энергию круглый год, причем зимой те же морские ветряки дадут энергии больше, чем летом — зимние шторма помогут. Однако, с утренними и вечерними пиками потребления не справиться и им — ветер примерно одинаково дует и в 19:00 вечера, и в 03:00 часа ночи. Поэтому на Западе полагают, что несколько процентов общегодовой выработки и в будущем будут давать «пиковые» газовые ТЭС. Топлива они при этом будут потреблять много меньше, чем сегодня, когда массивы морских ветряков еще не построены. Но стоит напомнить, что этого вряд ли придется долго ждать.
Сегодня ветроэнергетика производит более триллиона киловатт-часов в год — больше, чем вся энергетика России. И если электрогенерация в нашей стране с 1990 года так и не выросла (в силу примерно того же объема промышленного производства), то про ветряки этого не скажешь. Всего 10 лет назад они не давали даже одной десятой от современной выработки. Уверенно можно сказать, что через десять лет ВЭС планеты будут давать много больше, чем сейчас. Тем более, что больше всего ветряков в настоящее время строит Китай, а там умеют развертывать действительно массовое производство.
Самым неожиданным пируэтом на пути человечества к ветровой энергетике может похвастаться Россия. Когда ВЭС были непопулярны на Западе, они были на подъеме у нас. Когда в мире их стали активно развивать, в стране появились просто толпы экспертов из энергетической отрасли, которые указывали: «Место для ветряков в Европе кончилось». Правда, с тех пор, как у нас начали это говорить, мощность ВЭС у европейцев выросла в десятки раз и продолжает расти. Видимо, до них мнение наших экспертов не довели.
Ну а в 2016 году мы внезапно еще раз поменяли мнение, так сказать, вернулись в добрежневский СССР. Первым на государственном уровне сказал свое веское слово Росатом. Его замгендиректора Вячеслав Першуков честно отметил: после выполнения имеющихся заказов на строительство новых АЭС за рубежом Росатом может остаться без зарубежных строек, поскольку этот рынок быстро сокращается. Атомная генерация за пределами России, действительно, переживает упадок, и никаких перспектив выхода из него не видно.
Главная причина проста: энергия АЭС западной постройки стоит дорого. Энергия АЭС российской постройки дешевле, но все равно не настолько, как у новых западных ветряков. Да, для компенсации их непостоянства нужно немного газовых ТЭС, но для АЭС они тоже нужны. Ведь реактор всегда дает одинаковую выработку, а люди потребляют днем куда больше, чем ночью. При равной цене и равных проблемах западный покупатель, на которого вечно давят «зеленые», никогда не выберет атомную генерацию.
Вот Першуков и констатирует: возможности строительства новых крупных АЭС за рубежом практически исчерпаны. «Мы должны зарабатывать не на рынке ядерных технологий. Все. Иначе не получается», – верно отмечает он.
Конечно, если сперва забрасывать какое-то дело на десятилетие, а потом браться за него, когда у конкурентов уже есть отработанные годами технологии, то сразу на лидерские позиции рассчитывать не стоит. Поэтому Росатом пошел по уже проторенному Петром I пути и начал учиться новому (а точнее — хорошо забытому у нас старому) у голландцев. С помощью дочерней структуры он создал партнерство с Lagerwey. До 2020 года госкорпорация планирует построить 26 небольших ВЭС на 610 мегаватт — начиная с Ульяновской области уже в 2018 году. Да, это меньше одной сотой от ежегодного мирового ввода, но на этих крохах Росатом учится. К тому же в 2020 году предполагается локализовать производство ветряков в России на 65 процентов.
Сложнее будет потом, когда придется выйти на большие масштабы. С прибылью производить ветряки общей мощностью лишь на сотни мегаватт в год нельзя. Это большой бизнес, без массового производства низкой цены в нем не будет. Поэтому надо расширять как строительство ветряков у нас, так и выходить на мировой рынок. Однако, здесь конкурировать будет очень тяжело.
Гиганты типа Vestas потратили десятки лет на отработку своих технологий и построили совершенно уникальные мощности. Например, завод по выпуску титанических лопастей в десятки тонн, расположенный на острове специально для того, чтобы проще было вывозить такой сложный для сухопутных дорог груз. Где Росатом построит такое, и сможет ли он угнаться за постоянно совершенствующимся рынком ветряков — вопрос, и непростой.
В комментарии «КП» представитель «Росатома» Андрей Иванов отметил, что «НоваВинд», дивизион Росатома, отвечающий за проекты в «новой энергетике» договорились о создании совместного предприятия с Lagerwey — Red Wind B.V. Оно и будет заниматься вопросам локализации производства ветроустановок в России, а конкретнее — в Волгодонске, близ существующих мощностей Росатома. Строить в нашей стране будут ветроустановки на 2,5 и 4,5 мегаватта. Всего Red Wind до 2022 года поставит 388 таких ветряков, из них первые 60 будут только собраны в России — из комплектующих Lagerwey — а уже затем появятся и «местные» ветряки столь внушительных размеров.
С АЭС ему было заметно проще. Ведь их не только создали в СССР, но и не переставали строить и совершенствовать у нас в стране. Быть первым в том, в чем ты первопроходец, куда проще, чем там, где приходится учиться у других. Будем надеяться, у государственного гиганта все получится, тем более, что инженерные кадры у него неплохие.
Источник https://nova-sun.ru/alternativnaya-energetika/vetryanye-elektrostantsii-v-rossii
Источник https://hi-news.ru/technology/gde-naxodyatsya-solnechnye-i-vetryanye-elektrostancii-rossii.html
Источник https://www.kp.ru/putevoditel/nauka/vetrogeneratory-v-rossii/
