Ветроэнергетические установки (ВЭУ) могут быть соединены с сетью и передавать вырабатываемую энергию в местную электросеть или могут быть автономными в том случае, когда потребитель находится в непосредственной близости от ветроагрегата.

   Автономные системы энергоснабжения

   Любая автономная система, в том числе и ветроэлектрические, работает независимо от сети централизованного энергоснабжения.В этих условиях ВЭУ может функционировать самостоятельно, использоваться как дублер любого другого генератора или применяться в комплексе с другими энергетическими установками в качестве компонента комбинированной системы энергоснабжения.Такие системы используются для подъема воды или для электроснабжения домов, ферм или производственных помещений малых предприятий.


   Как правило, маломощные автономные ВЭУ генерируют постоянный ток для заряда АБ. Система содержит инвертор для преобразования постоянного тока в переменный напряжением 230 В.

   Очевидно, что ключевым фактором, определяющим выбор между применением автономной энергетической системы и проведением линий электропередачи (ЛЭП) от объекта к сетям централизованного энергоснабжения, является конкурентоспособность стоимостных характеристик ВЭУ сравнению с подключением к сети.

   Гибридная энергетическая система

   В гибридной энергосистеме ВЭУ используют вместе с другими источниками энергии (дизель-генератор, солнечные модули, микроГЭС и т.д.). Эти источники энергии дополняют ВЭУ с целью обеспечения бесперебойного электроснабжения потребителей в безветренную погоду.

   Ветро-дизельные системы

   Ветро-дизельная система состоит из ВЭУ и дизель-электрической системы (ДЭС) с оптимально подобранными мощностями.Конечно, дизель-генератор используется вместе с ВЭУ в случае, когда целью использования последней является экономия дизельного топлива, стоимость которого с учетом расходов на доставку может быть очень высокой.Соотношение мощности компонентов системы зависит от схемы генерирования нагрузки и ресурсов ветра.Режим одновременной параллельной работы ВЭУ и ДЭС оценивается как недостаточно эффективный способ использования ВЭУ, поскольку доля ветроагрегата в системе по мощности не должна превышать 15-20% от мощности дизель-генератора.Такие режимы можно использовать для экономии топлива в гибридных установках большой мощности.

   Использование режима раздельной работы ВЭУ и ДЭС позволяет повысить долю ветроустановки до 50-60% и более.Однако, в этом случае неизбежно усложнение системы за счет необходимости введения системы управления, инверторного оборудования и АБ, которые аккумулируют энергию,производимую ветроагрегатов при рабочих скоростях ветра для питания нагрузки в безветренную погоду или при небольших скоростях ветра.

   Каждый раз, когда это возможно, энергия генерируется за счет ВЭУ, а АБ непрерывно подзаряжаемых. В периоды ветрового затишья, когда заряд АБ падает ниже определенного уровня, для обеспечения потребителей энергией автоматически (или вручную) запускается дизель-генератор.Такой режим значительно снижает количество запусков дизель-генератора и, следовательно, ведет к сокращению расходов на обслуживание и топливо. Обычно эти гибридные системы предназначены для надежного электроснабжения автономных потребителей с одновременной экономией жидкого топлива.Использование современной ветро-дизельной системы, при должном внимании к проведению текущего обслуживания, может быть экономически эффективным при наличии достаточных ветровых ресурсов в местности, где установлен ветроагрегат.

   Ветро-солнечные системы

   Электрическая энергия может быть получена за счет преобразования солнечного излучения фотоэлектрическими батареями (ФБ). Несмотря на достаточно высокую сейчас стоимость ФБ, их использования вместе с ВЭУ в некоторых случаях может быть эффективным.Поскольку зимой существует большой потенциал ветра, а летом в ясные дни максимальный эффект можно получить, используя ФБ, то сочетание этих ресурсов является выгодным для потребителя.

   Использование ветроустановок совместно с микроГЭС

   ВЭУ могут использоваться в комбинации с микроГЭС, имеющие резервуар для воды. В таких системах при наличии ветра ветроагрегат питает нагрузку, а излишки энергии используются для закачки воды с нижнего бьефа на верхний. В периоды ветрового затишья энергия производится микроГЭС.Подобные схемы особенно эффективны при малых ресурсах гидроэнергии.

   Настройки и подключение к энергосетям

   ВЭУ с подключением к энергосетям, предусматривают связь с любой энергетической сетью, поставляющей ветроустановке активную и реактивную мощность для обеспечения запуска, работы и контроля ветроагрегата. Это означает, что электроэнергия, выработанная ВЭУ, поступает непосредственно в сеть.ВЭУ начинают вырабатывать энергию при определенной скорости ветра - обычно около 4 м / с для большинства современных установок. Пусковой ток берется из сети и используется для синхронизации генератора ВЭУ. Это означает, что если сеть отключена, то ветроагрегат не может вырабатывать энергию.

   Соединены с сетью ВЭУ устанавливаются на территориях с хорошими ветроэнергетическими ресурсами для производства электроэнергии с целью продажи ее энергетическим компаниям. Группа таких турбин образует так называемую "ветроферму".

   Ветрофермы - это комплекс ВЭУ, часто установленных рядами, которые перпендикулярны господствующему направлению ветра. При разработке такого проекта нужно учитывать наличие дорог для доступа к агрегатам, подстанции, мониторинговой и контрольной систем.Конечно, участок земли, отведенный под ветроферму, используется и на другие нужды, например сельскохозяйственные.

   В ветрофермы используются большие ветроагрегаты мощностью от 200 кВт до 1,5 МВт и выше. При этом общая мощность ветрофермы может достигать десятков и сотен мегаватт.

   В штате Калифорния (США), например, за счет использования ветроферм производится столько электроэнергии, что ее хватает для удовлетворения потребностей в энергии большого такого города как Сан-Франциско, в течение года.Этот тип систем становится все более популярным и в европейских странах, где согласно Киотскому протоколу поставлена цель снижения эмиссии парниковых газов.

   Фирмы или частные лица устанавливают одну или несколько крупных ВЭУ и, соединяя их с электросетью, продают электроэнергию энергетическим компаниям, получая при этом неплохую прибыль.В случаях, когда энергия расходуется непосредственно на нужды производства и при этом энергии, вырабатываемой ВЭУ, не хватает, есть возможность получать ее из сети.Если же ВЭУ полностью обеспечивает производство необходимой электроэнергией при наличии избытка, то излишек поставляется в сеть.

   Если нужно подсоединить ветроагрегат к централизованной энергетической сети, необходимо выяснить, достаточно ли в сети мощности для приема энергии от ВЭУ.В зависимости от мощности энергосети выбирают мощность ВЭУ. Обычно максимальная мощность ВЭУ не должна превышать 20% мощности энергосистемы. Это необходимо для поддержания стабильности работы системы и параметров частоты и напряжения в сети энергоснабжения.Стоимость присоединения к энергетической сети зависит от ее местоположения и мощности. Очевидно, что стоимость подключения будет выше в случае, если мощности сети недостаточно, потому что нужно будет увеличить мощность энергосети, что может оказаться технически невыполнимым.В этом случае в подключении ВЭУ к сети будет отказано.

Ранее Стабильное энергопитание благодаря ветрогенератору | Позже Украина выпускает новое поколение ветроустановок