Кроме того, при строительстве ветропарков должны быть соблюдены и экологические требования. Их работа не должна нарушать биологическое разнообразие региона, создавать проблем для естественного развития лесов, мешать гнездованию и размножению птиц. На рисунке 3 показана Карта-схема ветроэнергетического потенциала территории Республики Беларусь на высоте установки ветроротора ста метров от поверхности земли.
Рисунок 3 - Карта-схема ветроэнергетического потенциала территории Республики Беларусь на высоте установки ветроротора ста метров от поверхности земли.
Мария Герменчук также обратила внимание, что в законе определены конкретные подходы получения энергии, в том числе из альтернативных источников. До 2015 года в Беларуси около 30% энергоресурсов необходимо получать из местных или альтернативных источников. Как сообщалось БЕЛТА, выгоднее всего применять энергию ветра в зонах со среднегодовыми фоновыми скоростями ветра выше 5 м/c. В ближайшие два года проекты по развитию ветроэнергетики будут выполнены в Новогрудском и Лиозненском районах, где планируется построить ветропарки мощностью 25 МВт и 60 МВт соответственно. Ожидается, что ветропарки появятся в Ошмянском, Сморгонском, Логойском районах. Ведутся переговоры с немецкой фирмой Энертраг об установке ветротехники в Дзержинском районе, в экопарке "Волма". Первая очередь проекта предусматривает ввод в строй ветроустановок мощностью 10 МВт. Впоследствии планируется увеличить эту мощность до 150 МВт.
4. Практика применения
В Сморгонском районе строят ветропарк, а в апреле 2014 года прошла церемония открытия первых двух ветроустановок. За 2014-2015 года обещали 17 ветроустановок. Первый ветрогенератор установлен в 2013 году в Бобруйском районе. Под Новогрудком к одинокой ветроустановке добавят ещё пять. Вместе они смогут закрыть практически четверть потребностей района в электроэнергии! Ветропарк планируется создать в районе деревни Лужище Ошмянского района. Реализация инвестпроекта предусматривается в 6 этапов до 2020 года. На рисунке 4 представлена фотография ветряков в районе Новогрудка.
Рисунок 4 - Ветряки в районе Новогрудка.
Интересен тот факт, что электросети обязаны дороже покупать выработанную альтернативным способом энергию у частных лиц. По расчётам, если бы такой ветряк, как в Новогрудке, установил частник, то, продавая энергию государству по завышенным тарифам, он заработал бы за год около полтора миллиона долларов.
В настоящий момент на территории Беларуси действует 23 ветроустановки. ВЭУ установлены в Гродненской, Минской, Витебской, Могилевской областях. Самая крупная ветроэнергетическая установка в Беларуси действует в посёлке Грабники, Новогрудского района, Гродненской области: её мощность составляет 1,5 МВт. Ветряк под Новогрудком до сих пор остается самым большим и мощным в Беларуси, а также единственным государственным. По заверениям специалистов ветроустановки окупятся в течении пяти лет при среднегодовой скорости 6-8 м/с. На рисунке 5 показана фотография ветряной электростанций (ВЭС) Nordex 29 в деревне Купёлы.
Рисунок 5 - Ветряная электростанция (ВЭС) Nordex 29 в деревне Купёлы Могилевского района.
Развитие ветроэнергетики даст нам не только чистую энергию: например, часть оборудование для ветропарков можно производить в Беларуси. Это касается и опор, которые ничто не мешает изготавливать из железобетона, трансформаторов, преобразователей, систем контроля и управления, металлоконструкций, отдельных блоков силовой передачи. Только лопасти и электрогенераторы вероятно придется закупать в других странах. В любом случае ветроэнергетика будет развиваться у наших соседей (России, Украины, Литвы) и комплектующие можно будет поставлять им. Спрос на подобную продукцию будет постоянный, вне зависимости от состояния внешних рынков. Производство комплектующих, и поддержка ветроустановок позволит увеличить количество рабочих мест. Всё это положительно повлияет на развитие всей экономики страны.
На данный момент ветер должен давать Беларуси 2-5% энергии от общего энергобаланса страны. Ветер также может помочь нашему государству решить проблему энергетической зависимости от соседей. Это не сиюминутное решение проблемы, но вполне доступное и реальное.
Для ветроэнергетики Беларуси энергетический ресурс ветра практически неограничен. В стране имеется развитая централизованная электросеть и большое количество свободных площадей, не занятых субъектами хозяйственной деятельности. Поэтому размещение ветроэнергетических установок (ВЭУ) и ветроэлектрических станций (ВЭС) обусловливается только грамотным размещением ветроэнергетической техники на пригодных для этого площадях.
Возможности приобретения зарубежной ветротехники весьма ограничены вследствие отсутствия достаточного выбора именно того оборудования для ВЭУ и ВЭС, которое соответствует климатическим условиям Беларуси, а также мощного противодействия ответственных административных работников от официальной энергетики.
Отсутствие инфраструктуры по проектированию, внедрению и эксплуатации ветротехники и, соответственно, практического опыта и квалифицированных кадров можно преодолеть только в ходе активного сотрудничества с представителями развитой ветроэнергетической инфраструктуры зарубежья.
Темпы увеличения суммарной мощности ВЭУ и ВЭС в мире имеют тенденцию к быстрому росту. Так, суммарная мощность всех ВЭС планеты в 2001 г. составила 24,35 ГВт, а к концу 2006 г. - уже более 74 ГВт и продолжает иметь неуклонную тенденцию к увеличению. Европейская ассоциация ветроэнергетики (EWEA) пересмотрела планы роста установленных ветроэнергетических мощностей в Европе к 2010 г. от прежней цифры в 40 ГВт до 60 ГВт. На Европу приходится около 70% мировых ветровых мощностей, наибольшая часть которых расположена в Германии, Испании и Дании. В странах Европы в зависимости от ветровых потоков ветроэнергетические мощности имеют следующее базирование:
- внутриконтинентальное (ВЭС и единичные ВЭУ размещаются внутри континента);
- прибрежное (ВЭС размещаются вблизи или вдоль морского берега);
- морское (ВЭС размещаются в открытом море неподалеку от побережья).
Поскольку характеристики ветра внутри континента отличаются от характеристик ветра прибрежных зон и вблизи побережья, характеристики соответствующих ВЭУ (начальная скорость вращения, скорость достижения номинальной мощности и др.) также разнятся. Так, хорошо зарекомендовавшие себя в эксплуатации ВЭУ внутриконтинентального базирования ряда немецких фирм начинают работу со скоростей ветра 3,0-4,0 м/с и достигают номинальной мощности при скоростях 10-13 м/с. Следовательно освоение ветроэнергетики в Беларуси необходимо вести, ориентируясь на ВЭУ зарубежного производства внутриконтинентального базирования.
Согласно мировой практике, типоряд ВЭУ В12 и В14 по номинальной мощности соответствует диапазону от 1 кВт до 1,5 МВт. При этом ВЭУ В12 для континентального базирования в Европе обладают диапазоном номинальной рабочей скорости ветра в центре ветродвигателя от 12 до 14 м/с, а ВЭУ В14 прибрежного и морского базирования имеют такую номинальную скорость более 14 м/с. Определен также типоряд ВЭУ В6, В8, В10 на соответствие ветровым климатическим зонам, характерным для равнинно-холмистой местности. Для типоряда ВЭУ В6, В8, В10 на уровне оси ветродвигателя номинальная рабочая скорость ветра соответственно распределяется в диапазонах 6-8 м/с, 8-10 м/с и 10-12 м/с. Работы по оценке технического ветроэнергетического ресурса Беларуси выполнены совместно НПГП «Ветромаш», РУП «Белэнергосетьпроект» и Госкомитетом по гидрометеорологии (таблица 1). Сведения о ветроэнергетических ресурсах Беларуси изложены в отчетах по научно-исследовательским работам и в публикациях, использованных при формировании Ветроэнергетического кадастра, который включает:
- информационный банк данных о ветроэнергетических характеристиках на территории Беларуси;
- информационную базу данных с программным обеспечением для расчетов ветроэнергоресурсов на территориях и оценки ветроэнергетического потенциала конкретной ВЭУ в конкретном месте ее внедрения;
- Ветроэнергетический атлас, содержащий набор карт размещения ветротехники В12 и В14 континентального базирования на отдельных территориях Беларуси и паспорта точек (площадок) преимущественного внедрения ветротехники;
- временные руководящие документы по применению, созданию, сертификации, строительству и эксплуатации ветротехники;
- временное руководство по оценке ветровых режимов по требованиям ветроэнергетики на период 2005-2020 гг.
Гарантированная выработка утилизируемой энергии ветра с 7% территории Беларуси составит 14,65 млрд кВтч. Использование же зон с повышенной активностью ветра гарантирует выработку энергии ВЭУ до 6,5-7,5 млрд кВтч с окупаемостью затрат в течение 5-7 лет. Абстрактные сведения о территориальном распределении ветроэнергоресурсов, способствующие планированию развития ветроэнергетики в Беларуси, дополнены разработкой комплекта карт и паспортизацией возвышений. Эти карты, являясь основной частью Ветроэнергетического атласа Беларуси, в достаточной мере обосновывают по региональным признакам возможности практической реализации возведения ВЭУ и ВЭС на территориях страны в целом и каждой области.
Для первоначального этапа развития ветроэнергетики Беларуси определены 1840 площадок для строительства как одиночных ВЭУ, так и ВЭС с потенциалом более 200 млрд кВт. Выявленные на территории Беларуси площадки под ветроэнергетику - это, в основном, гряды холмов высотой от 20 до 80 м с фоновой скоростью ветра 5 м/с и более, на которых можно возвести от 5 до 20 ВЭУ. Каждому внедрению должно предшествовать детальное обследование места строительства ВЭУ. Невыполнение условий по результатам обследований приведет к значительным ошибкам в оценке выработки энергии. При выборе конкретных образцов ВЭУ необходимо дополнительно учитывать ряд факторов, связанных с величиной фактического ветроэнергетического ресурса в месте непосредственного размещения ВЭУ. К таким факторам относятся: абсолютная высота местности, высота возвышения площадок и их открытость, отдаленность предполагаемого места размещения ВЭУ от потребителя и особенно от линий электропередачи, в т.ч. от трансформаторных подстанций и т.п. Выборочные обследования зон опытной эксплуатации ветротехнического оборудования на территории Беларуси показали, что при оптимальном выборе строительной площадки для возведения ВЭУ (на возвышениях и открытой местности, на берегах водных массивов и т.п.) окупаемость ВЭУ при среднегодовой скорости ветра 6-8 м/с укладывается в срок около 5 лет. Наиболее эффективно обеспечивается использование современной зарубежной ветротехники на территориях зон со среднегодовыми фоновыми скоростями не ниже 4,5 м/с на холмистом рельефе. К таким регионам относятся: возвышенные районы большей части севера и северо-запада Беларуси, центральная зона Минской области включая прилегающие с запада районы, Витебская возвышенность. Местами на обследуемых территориях возможно обнаружение не выявленной ранее энергоэффективной холмистости, а также других энергоэффективных площадок для строительства не только мощных ВЭУ, но и ВЭС (например, в продуваемых долинах большой протяженности, вблизи крупных водных массивов, на высоких откосах и т.п.).
Исходя из ветроэнергетического потенциала только в Минской области насчитывается 1076 строительных площадок под размещение на каждой от 3 до 10 ВЭУ континентального базирования мощностью до 1000 кВт. Среднегодовая выработка только 10% этих ВЭУ в статистическом распределении времени работы в номинальном режиме от 2500 до 3300 часов в год на срок эксплуатации установок составляет около 2676 млн кВтч. Соответственно среднегодовая экономия жидкого топлива составит более 800 тыс. тонн. Сроки окупаемости капитальных вложений в ветротехнику сопоставимы со сроками окупаемости малых гидроэлектростанций, парогазовых и газо-мазутных электростанций и значительно ниже данных сроков для угольных, атомных и дизельных электростанций. По завершении срока окупаемости затраты на эксплуатацию ВЭУ неизмеримо ниже аналогичных затрат для электростанций, работающих на жидком, газообразном, твердом и ядерном топливе, т.к. не нуждаются в поставках ископаемых источников энергии. Следует учитывать, что ветроэнергетическая отрасль за счет каждой ВЭУ начинает вырабатывать энергию немедленно после монтажа и при этом не требует гигантских единовременных капитальных вложений, так же как и концентрированных вложений при заменах по завершении сроков эксплуатации каждой отдельной ВЭУ. Основными препятствиями к развитию ветроэнергетики в Беларуси как путем внедрения зарубежной ветротехники континентального базирования, так и посредством организации производства собственных ВЭУ остаются проблемы финансирования работ по созданию ВЭУ и ВЭС, тарифной и налоговой политики, отсутствия льгот при закупке и эксплуатации ветроэнергетического оборудования, стандартизации и сертификации продукции.
Заключение
С учетом проведенных исследований Республика Беларусь обладает достаточным ВЭП для экономически обоснованного внедрения ВЭУ и ветропарков.
ВЭП любой точки на территории Республики Беларусь в отношении ее перспективности или неперспективности для ветроэнергетики может быть определен с помощью соответствующих расчетов, базирующихся на информации измерений параметров ветра, как на пунктах приземных метеорологических наблюдений, так и по результатам мониторинга параметров ветра.
Откорректированный подход к оценке ВЭП, правильное использование информации ближайших пунктов приземных метеорологических наблюдений, данных мониторинга параметров ветра, а также выбор соответствующей ВЭУ для условий ВЭП, позволит избежать грубых ошибок при обосновании энергоэффективности внедрения ветроэнергетического оборудования.