Возобновляемые источники энергии в современном мире

Ограниченность природных запасов топлива для традиционной энергетики и в связи с этим практически ежегодное повышение тарифов на электроэнергию, а также отрицательные экологические последствия традиционных источников энергии раскрывают широкие перспективы по применению возобновляемых источников энергии (ВИЭ), и, прежде всего, ветроэлектрических станций (ВЭС) на территории Российской Федерации [1, 2]. энергия ветер ветроэнергетика промышленный Как известно, об эффективность применения ВЭС можно говорить, если среднегодовая скорость ветра превышает 3 м/с. Кроме того, использование энергии ветра посредством ВЭС связано с определенными проблемами. Неравномерность и непостоянство ветрового потока приводит к значительному изменению частоты вращения ветроколеса ветроэлектрической установки и, соответственно, колебаниям напряжения, частоты тока и отдаваемой мощности. Сброс или подключение нагрузки также являются дестабилизирующими факторами. Таким образом, обеспечение требуемого качества электроэнергии также определяет конкурентоспособность ВЭС [3].

Современная ветроэнергетика во многих развитых странах мира является частью энергетических систем, а в ряде стран — одной из главных составляющих альтернативной энергетики на ВИЭ. К сожалению, в настоящее время доля нетрадиционных и возобновляемых источников энергии (включая и ветроэнергетику) составляет в энергобалансе нашей страны лишь 1,5%. Однако в России имеются объективные ресурсные, социально-экономические и экологические предпосылки для широкомасштабного использования как ветроэнергетики, так и других ВИЭ [4].

Как отмечалось ранее, прогноз развития ВИЭ показывает, что их доля в мировом балансе энергопотребления к 2030 году может составить до 20%. Однако прогнозы будут сбываться при условии как можно более быстрого и широкого внедрения этих источников энергии: каждый новый источник требует от 30 до 50 лет для того, чтобы его доля в общем энергобалансе возросла с 1 до 10% [2, 4].

Сегодня во всем мире наблюдается интенсивный прирост мощности возобновляемой энергетики. Немаловажным фактором ее опережающего развития в различных странах, независимо от размеров, географического положения, экономического состояния и ресурсной базы энергетики, являются экологические преимущества этих источников и постоянно развивающиеся технологии повышения экологической безопасности установок на основе ВИЭ, отсутствие эмиссии парниковых газов. Во многих странах происходит выравнивание стоимостей энергии традиционных источников и ВИЭ, прежде всего в связи с ужесточением экологических требований и повышением стоимости энергии традиционных электростанций, особенно угольных, а стоимость оборудования возобновляемой энергетики столь же непрерывно снижается за счет технологического совершенствования.

По состоянию на 1 января 2010 года общая установленная мощность ВИЭ в мире (без крупной гидроэнергетики) составила по электроэнергии свыше 300 ГВт. Развитие использования ВИЭ приняло ускоренный характер, особенно быстрыми темпами развиваются ветроэнергетика и фотоэлектричество. Оценка мирового ветроэнергетического рынка составляет сейчас более 10−12 млрд долларов в год. В скором будущем суммарная установленная мощность ВЭС в мире должна приблизиться к 160 ГВт, к 2020 году — к 1200 ГВт, а к 2040 году — к 3100 ГВт [4].

Наиболее острый вопрос ветроэнергетики — экономическая эффективность. Обоснование параметров ВЭУ, ее размеров, типа, возможного количества электроэнергии производится на основе технико-экономических расчетов и инженерного проектирования с учетом требований потребителя, структуры его электрохозяйства, связи с энергосистемой, количества потребляемой электроэнергии, затрат на оплату этой энергии, а также местоположения объекта энергоснабжения и природно-климатических характеристик в этом районе. [2].