Подтверждением государственной заинтересованности Украины в развитии ветроэнергетики является постановление Кабинета Министров Украины от 28 марта 2007 г. № 557 г. «О строительстве ветровых электростанций в Украине», указ Президента с таким же названием № 159/96 от 02.03.1996 г. и одобрена на его основе Кабмином «Комплексная программа строительства ветровых электростанций в Украине на период до 2010 года».В программе, в частности, намечена стратегия строительства ветровых электростанций в стране, которая включает как вопросы финансирования (кстати, за счет плательщиков за электроэнергию), так и нормативного обеспечения этой отрасли.Но все это касается так называемой «большой» ветроэнергетики, работающий на энергосистему. А вот «малой» ветроэнергетике не повезло.


   Законодательно на государственном уровне не решены вопросы финансирования, льготного налогообложения (хотя в Законе «Об энергосбережении» 1994 года говорится о льготах для производителей и пользователей нетрадиционных источников энергии, но по сей подзаконных актов нет), нормативного обеспечения,включая сертификацию.Кроме того, сдерживающим фактором развития малой ветроэнергетики являются:

 - Отсутствие у населения элементарных знаний о принципах использования энергии ветра, возможности ветроустановок;
 - Низкий технический уровень основного потребителя ветроустановок - преимущественно сельского населения;
- Отсутствие надлежащей рекламы;
 - Низкая покупательная способность;
 - Отсутствие на предприятиях-производителях оборотных средств для организации серийного производства ветротехнического оборудования.

   О льготах.В Дании, например, в середине 90-х годов для тех, кто покупает ветроустановку, государство предоставляет дотацию в размере 20% ее стоимости. Это не прихоть государства.Благодаря созданию новых рабочих мест поступления в бюджет в виде налогов и сокращение выплат по безработице примерно в 2 - 3 раза превышают затраты на внедрение ветроустановок.Кроме того, согласно действующему законодательству, в этой стране за электроэнергию, произведенной частным ветроустановки и подается в сеть, владельцу выплачивается 85% цены электроэнергии, которую должен платить средний тарифный клиент.

    Вместе с тем, правительство АР Крым постановлением № 23, от 25.01.1996 г.«О развитии ветроэнергетики в Крыму» постановил, в частности, решение в течение 10 лет не взимать платы за землю из производителей (всех форм собственности) электроэнергии, получаемой от ветроэлектрических установок, и из производителей ветроэнергетического оборудования;предоставить право организациям покупать и размещать ВЭУ в составе действующих ветроэлектростанций на территории Крыма с зачетом выработанной электроэнергии ее владельцу, а также рекомендовать ГАЭК «Крымэнерго» гарантировать закупку электроэнергии, произведенной ветроэлектрических установками,и изымать предприятия, производящие электрическую энергию за счет ВЭУ,из графиков ограничений.

    Предложения от «Аванте»

    Несмотря на все вышеупомянутые проблемы, «малая» ветроэнергетика в Украине успешно развивается.На отечественном рынке появилась ветроэлектрические система мощностью 1500 Вт (ВЭУ-075) разработки Харьковского авиационного института (НП «Мир ветра»), ВЭУ мощностью 1 кВт производства Киевской фирмы WINDELECTRIC и другие, правда, на уровне экспериментальных образцов.При участии специалистов ЧП «Аванте» разрабатывается государственный стандарт Украины (ДСТУ) «Ветроэнергетика. Ветронасосные установки. Общие технические требования ». Уже действует ДСТУ 3896-99 «Ветроэнергетика. Ветроэнергетические установки и ветроэлектрические станции. Термины и определения ».

   В Украине насчитывается около 30 тысяч населенных пунктов. Если в каждом из них установить хотя бы одну ветроэнергетическую установку (ВУ) мощностью 1 кВт, то можно получить общую установленную мощность 30 тыс. кВт (30 МВт).В условиях ветропотенциала Украины функционирования ВУ с номинальной мощностью составляет в среднем 2 тыс. часов в год, что позволит ежегодно экономить 60 тыс. МВт часов электроэнергии. Кроме этого, значительно уменьшатся выбросы в атмосферу парниковых газов и других вредных веществ.

   Прежде чем рассмотреть конкретные ветровые установки, которые предлагает наша фирма, обратим внимание на два важных фактора. Во-первых, отметим, что среднестатистическая украинская семья в месяц потребляет 100-300 кВт.час электроэнергии, а среднегодовая скорость ветра в Украине составляет около 4 м / с.Таким образом, удовлетворить потребности бытовых потребителей в электроэнергии можно с помощью ветроэлектрической системы на базе установки ВЭУ-075. Испытания в Украинском центре испытаний показали, что в августе система выработала минимальное количество электроэнергии - 85 кВт.часов и максимальную в марте - 235 кВт.час. При этом, следует отметить, что Киевская область является далеко не лучшим регионом страны по ветропотенциала.

   Вместе с тем, при выборе мощности энергоустановки (необязательно ветровой) обычно потенциальные заказчики подытоживают установленную мощность всех энергопотребителей.Однако не учитывается тот факт, что эти Электроагрегаты практически никогда не функционируют одновременно или функционируют в таком режиме непродолжительное время. Поэтому ошибочным является мнение, что установленная мощность ВЭУ-075 слишком мала.Однако, если параллельно рассмотреть графики выработки электроэнергии и ее потребления, то станет очевидным, что увеличение установленной мощности ВУ, а следовательно и ее цены, является нецелесообразным.На практике ни один пользователь электроэнергии в период отключения энергосистемы не включать оборудование, которое потребляет львиную долю его «енергобюджету» (см. работа ВЭУ-075 в режиме резервного или автономного питания).

   Во-вторых, ВЭУ-075 не является источником энергии в полном смысле этого понятия, поскольку ветровой поток - величина хаотичная.Однако, в совокупности с блоком управления и преобразования (БКП) и аккумуляторными батареями - это уже система автономного или резервного питания (в соответствии с устоявшейся терминологии - «источник бесперебойного питания» с подзарядкой АБ от ВУ).

   Система на базе ВЭУ-075 состоит из:

- Гондолы с тихоходным электрогенератором на постоянных магнитах (Nd-Fe-Ba), выпрямителя, механического тормоза, безредукторной трансмиссии, поворотного устройства и трехлопастными ротора с центробежным регулятором угловой скорости;

- БКПа, включающий два зарядных устройства (сетевого и от ВЭУ), инвертора, микропроцессора и жидкокристаллического индикатора (ЖКИ).БУП автоматически отслеживает режимы работы системы в зависимости от внешних условий (наличие ветра, величина подключенной нагрузки) и состояние АБ с учетом изменения внешней температуры, преобразует накопленную в АБ энергию в параметры сети (220 В;50 Гц) и сигнализирует потребителю о текущие настройки системы (рис. 2. 6 параметров на ЖКИ) или об аварийных состояния системы (информация на ЖКИ и звуковой сигнал);

 - Фермовой трубчатой трехгранной опоры с фундаментом высотой 11 (17) м (в базовый комплект поставки не входит);

- Кислотной АБ (в базовый комплект поставки не входит через разнообразный ассортимент как по емкости, так и цене).

   Таким образом, ветроэлектрические система бесперебойного питания (ВЭС) предназначена для преобразования энергии ветра в электрическую, ее накопление в АБ и преобразования с помощью БКП в электроэнергию стандартных параметров с целью энергообеспечения индивидуальных потребителей: АЗС, кафе,отдаленных от сети объектов;частных домов и небольших фермерских хозяйств; гостиниц, кемпингов, турбаз,санаториев; систем микроорошения и аэрации водоемов; систем освещения и водоснабжения и других автономных объектов.

    Мощность ВЭС определена из условий среднестатистического энергопотребления одной семьей 100-300 кВт.час / мес.
 Гондола ВЭУ-075 монтируется на опору, установленную без растяжек на фундаменте объемом 1,5 м3. Отчуждаемая при этом площадь земли - около 2,5 м2 (? 1800 мм). Ориентация по направлению ветра - за счет парусности ротора.

   Основные технические характеристики

Рабочий диапазон скоростей ветра, м / с
 стартовая - 2,5
 номинальная - 7,5
 максимальная эксплуатационная - 45
 Мощность, Вт
 на клеммах генератора - 750
 номинальная на выходе БКП - 1500
 максимальная кратковременная (до 4 с) - 3000
 Напряжение на выходе БКП, В / Гц - 24; ~ 220-230/50-60
 Тип АБ - кислотная
Среднее время работы от АБ (190 А.год) при нагрузке 1 кВт, часов - 3,5
 Масса гондолы,кг - 32
 Высота опоры,м - 11 (17)

   Эта система может обеспечить:

 - Питание потребителей суммарной мощностью 1,кВт с параметрами сети (~ 220 В; 50 Гц);
 - Кратковременное перегрузки до 3 кВт в течение 3? 5 сек.при подключении индукционных нагрузок (электродвигатели, насосы, мощные холодильники и т.д.);
 - Выполнять функции стабилизатора напряжения, так как при любых режимах работы блока выходные параметры БКП остаются неизменными (~ 220В; 50 Гц);
- Накопление энергии в АБ с последующим ее преобразованием с помощью БКП в параметры сети (~ 220 В; 50 Гц) в течение времени, определены емкостью АБ;
 - Питание потребителей постоянным током (-24 В) (нагрев воды, аварийное освещение).

   Таким образом, ВЭС позволяет гарантированно получать электроэнергию переменного тока со стабильными параметрами однофазной сети для питания компьютеров, телевизоров, кассовых аппаратов, аппаратуры АЗС, аудио-и видеотехники, осветительных приборов,систем автоматики и циркуляционных насосов отопительных систем, холодильников,инкубаторов и т.д. от:

 - ВЭУ в случае отсутствия тока в сети:
 - Сети при отсутствии ветра и разряженного АБ;
 - АБ в случае отсутствия и ветра, и сети в течение времени, которое определяется емкостью АБ.

   Неоспоримыми преимуществами потребительских свойств предлагаемой ВЭС сравнению с существующими, в том числе зарубежные, является то, что ВЭУ системы максимально адаптирована к ветровых условий большей части территории Украины: ее стартовая скорость всего 2,5 м / с, а номинальная - 7,5 м / с,что обеспечивает большое среднемесячное выработки электроэнергии.Преимуществом ВЭУ также: отсутствие мультипликатора и, как следствие, снижение шума и упрощения обслуживания при эксплуатации; возможность монтажа без использования подъемно-транспортного и сварочного оборудования в полевых условиях;наличие в составе БКП жидкокристаллического индикатора с полной визуальной информацией о текущем состоянии ВЭС и аварийные ситуации.

    Кроме этого, очень существенным является полная автоматизация режимов функционирования с обеспечением потребителей стабильной энергией с параметрами сети (~ 220 В;50 Гц), поскольку при колебаниях напряжения в сети (а это явление приобретает характер эпидемии из-за того, что «энерговооруженность» современных квартир, домов и особенно коттеджей резко возросла,а сетевое оборудование устарело и уже не выдерживает рост нагрузки) многие потребители работают с пониженным КПД, что приводит к дополнительным потерям энергии, а некоторые, особенно импортные,вообще «отказываются» работать или выходят из строя без дополнительных средств стабилизации напряжения.



    Наши системы успешно работают в Западной Украине, Крыму, Киевской, Днепропетровской, Харьковской областях, Подмосковье (Россия), Азербайджане, Казахстане и даже в Канаде. В настоящее время производственные мощности позволяют выпускать 10-20 ВЭС в месяц.По нашим прогнозам, уже в этом году количество потенциальных заказчиков значительно увеличится, и, как следствие, объемы производства возрастут.

   Целесообразность использования ВВПУ

   В начале 60-х годов в бывшем Союзе насчитывалось свыше 20 000 ветродвигателей, преимущественно водоподъемных, из них лишь в Полтавской области было 650, полностью обеспечивающими водоснабжения хозяйств. Сейчас использование ВВПУ является не менее актуальным.Современная технология производства животноводческой продукции предусматривает организацию отгонного-пастбищного содержания животных в летний период. Нужна вода. Земледелию в южных и степных районах Украины также нужна вода.Наглядный пример - заповедник Аскания-Нова, существование которого без надлежащего водоснабжения является проблематичным. ВВПУ могут быть эффективными для отвода воды с подтопленных участков, зданий и сооружений.И конечно, традиционно можно использовать для водоснабжения фермерских, сельскохозяйственных и других потребителей в сельской местности и на дачных участках. Очень перспективным направлением использования ВВПУ является капельный полив (микроорошения) и аэрация водоемов.ВВПУ доступны по цене, а благодаря конструкции, их эксплуатация не требует специальной подготовки.

   На сегодня фирма «Аванте» предлагает ВВПУ с диаметром ротора 3 м, производительностью 1300 л / ч. при скорости ветра 4,5 м / с из скважины глубиной около 50 м, оснащена поршневым насосом.Данную установку испытаны на полигоне Государственного НИИ нетрадиционной энергетики и электротехники (ДНДИНЕЕ), а ее прототипы с диаметром ротора 2,44 м успешно эксплуатируются. Масса установки (без труб) составляет 450 кг, высота до оси ротора - 10,5 м.

   Также предлагаются ВВПУ особо малой мощности, оснащенных мембранным насосом и предназначены, преимущественно, для индивидуальных потребителей. Ее технические характеристики таковы:

 - Диаметр ротора, м - 1,2;
 - Количество лопастей, шт. - 12;
 - Высота до оси ротора, м - 4,6;
- Производительность при скорости ветра 5 м / с, л / ч - 300;
 - Максимальная глубина всасывания воды, м - 8;
 - Максимальная высота нагнетания воды, м - 3,5;
 - Минимальная рабочая скорость ветра, м / с - 2,5;
 - Максимальная скорость ветра, м / с - 40;
 - Масса, кг - 40.

   Научно-техническим центром использования нетрадиционных источников энергии (НТЦ) «Альтекс» (Киев) разработан, изготовлен и испытан ВВПУ АВЭ4.00.00.00, имеющий такие технические характеристики:

 - Диаметр ротора, м - 2,0;
 - Количество лопастей, шт. - 9;
 - Высота до оси ротора, м - 6,0;
- Производительность при скорости ветра 4-5 м / с, л / ч - 1000;
 - Высота нагнетания воды, м - 20;
 - Тип насоса - поршневой погружной;
 - Минимальная рабочая скорость ветра, м / с - 2,5;
 - Максимальная скорость ветра, м / с - 40;
 - Масса, кг - 150.

   Опыт эксплуатации показывает, что ВВПУ не обязательно должна содержаться над источником воды.В зависимости от уровня воды в колодце или водоеме и расстояния от этих источников до места установки ВВПУ, источник воды и ВВПУ могут быть территориально разнесены (теоретически разница между уровнем воды в источнике и уровнем установки насоса не может превышать 10 м,а практически за счет гидравлических потерь на всасывание на высоту, на внезапное расширение / сужение потока,еще меньше).

   Кроме того, есть положительный опыт использования верхнего слоя воды ( «верховодки»), находящегося на глубине 4 м, для полива вообще без скважины. Фильтр насоса просто вставлен в песчаный водоносный слой, а насос расположен на поверхности земли (с. Ровжи).На этой же ВВПУ организован полив от одной установки нескольких потребителей, что значительно уменьшает затраты на ВВПУ.Желательным элементом систем водоснабжения на базе ВВПУ является наличие водонапорной башни, аккумулирует энергию ветра в виде потенциальной энергии поднятой воды и покрывает пики потребления, чем обеспечивает потребителей водой в периоды отсутствия необходимой скорости ветра.

   Следует знать, что при проектировании системы водоснабжения на базе ВВПУ необходимо учитывать дебит источника воды, из которого предполагается подача. ВВПУ не должна скачивать воды больше, чем есть в источнике. Иначе скважина (колодец) может заилиться.Большинство шахтных колодцев имеет глубину до 10 м и дебит 0,2-5 м3/час. Кроме этого, надо учитывать возможность работы ВВПУ в зимний период, а потому источник воды и трубопроводы нужно утеплять.

   Необходимая мощность ВВПУ, в основном, зависит от потребления воды в хозяйстве (подача), от напора, под которым вода подается в водонапорную башню, и количества часов работы ВВПУ течение суток.Если насос подобран при максимальной мощности ВВПУ при расчетной скорости ветра, например 8 м / с, то его рабочая характеристика N = f (w) не пересекать рабочие характеристики ВУ при скоростях ветра, например, 6 м / с и ниже из-за перегрузки.Таким образом, ВВПУ с таким насосом простаивать длительное время в течение года, тогда как вода хозяйству нужна ежедневно.Поэтому ВВПУ должна работать на тех скоростях ветра, наиболее приемлемые для того или иного региона, то есть на среднегодовых, хотя и с меньшей мощностью и коэффициентом использования энергии ветра, а использование водонапорной башни позволит сгладить пиковое потребление воды.

 ... И напоследок

   Как видим, сфера использования наших систем является чрезвычайно широкой. Практически, одинаковых технических решений не бывает. У каждого заказчика существуют свои нюансы как насчет местности, так и выбора оборудования.Когда работа специалистов Института возобновляемой энергетики НАН Украины и ЧП «Аванте» организована таким образом, а ассортимент товаров и услуг подобраны так, чтобы максимально удовлетворить требования каждого заказчика. Кроме этого, мы готовы участвовать в совместных проектах и производстве.

   Наша фирма имеет рабочие чертежи на 10 ветроустановок разных типов, мощности (от 0,2 до 10 кВт) и назначения. Сейчас идет опытная эксплуатация многофункционального БКП для работы с гибридными ветросолнечнымы системами.В этом случае предусматривается более плавное среднегодовое покрытие нагрузок, так как ветер доминирует в осенне-зимний период, а солнце - в весенне-летний,а также увеличение среднесуточной (среднемесячной) выработки энергии за счет увеличения вероятности одновременной работы двух независимых источников энергии.В результате, при работе двух источников с одним БКП стоимость системы в целом уменьшается, а значит стоимость выработки одной кВт.час электроэнергии ниже по стоимости выработки отдельно ветровой или солнечной установкой.

Ранее Природное електротопливо Дании или три условия, при которых есть смысл использовать возобновляемые источники | Позже Стабильное энергопитание благодаря ветрогенератору