Ветроэнергетика традиционно рассматривается как нечто, распространенное в Европе и некоторых штатах США. Но ведь наша страна обладает самой большой в мире территорией – над которой неустанно движутся воздушные массы. И массы эти несут с собой энергию, которую вполне возможно использовать. Начало коммерческому применению положено – в Ульяновской области начато строительство первого в стране ветропарка, который должен вступить в строй летом 2017 года. Каким же регионам и городам может помочь энергия ветра?

Использование энергии ветра обычно рассматривается как нечто новое, присущее эпохе повышенного интереса к экологии. Старшие из читателей легко вспомнят, как на дюнах севера Европы и скалах Пиренеев в середине девяностых вырастали гигантские башни ревущих ветряков. Но это было всего лишь возвращение к старому и хорошо забытому. В конце позапрошлого века в США работало более 200 заводов, специализирующихся на выпуске ветроэнергетических установок. И именно эти установки сделали США той цветущей страной, которую мы знаем ныне.

Именно эти установки, по старинке звавшиеся windmill, ветряными мельницами, качали подземные воды на Среднем Западе и в Калифорнии, превращая засушливые земли в тучные нивы и цветущие сады. Объемы производства ветродвигателей был огромен – одна лишь Aermotor Windmill Company, учрежденная в 1888 году и существующая поныне, произвела в 1895 году 60000 ветродвигателей (восьмифутовый ветродвигатель стоил $25, двадцатифутовый продавался за $300). Еще 45000 в тот же год произвела Eclipse Wind Engine Company…


Спрос на ветроэнергетику сохранялся долгие годы – так, в 1926 году в США было установлено более 100000 ветряных двигателей. Аргентина перед Первой мировой (тогда она входила в число самых развитых стран) устанавливала по 15000 ветродвигателей в год. Дания в 1920-е использовала сеть ветрогенераторов, работающих параллельно с небольшими общинными электростанциями – тогда им удавалось экономить половину топлива.

В 39 губерниях Европейской чаcти СССР по неполным статистическим данным (аграрии и тогда не стремились сообщать властям о своем реальном благосостоянии) насчитывалось свыше 170000 ветродвигателей, из которых фабричного производства было в 1928 году только 67 штук. Их совокупная мощность оценивалась в 700000 л.с. 99% этой энергии уходило на помол муки, чего, как правило, хватало для переработки местного урожая хлеба. Н.Красовский, описывающий ветроэнергетику в «Технической энциклопедии», отмечал крайне низкий КПД этих традиционных ветряных мельниц.

Он же приводил данные по ценам ветроэнергетической установки, состоящей из восьми тридцатиметровых роторов, нагруженных стокиловаттными асинхронными генераторами с компенсацией косинуса на подстанции. Цена киловатта установленной мощности тут составляла 513 рублей. Цена киловатт-часа колебалась от 5,5 коп для Москвы со средней скоростью ветра 4,32 м/с, 1660 ветряных часов в году и до 1,54 коп для Новороссийска со средней скоростью ветра 9,3 м/с и 5950 ветряных часов. Эти цифры будет очень интересно сравнить с современными.

А сегодня в Ульяновской области предполагается построить первый в России крупный оптовый ветропарк. Его первая очередь будет иметь мощность 35 мегаватт, в перспективе планируется довести ее до 350 мегаватт. Проект реализует энергокомпания «Фортум». В регионе планируется развернуть производство башен, лопастей, электротехнических компонентов, защитных покрытий. В районе села Красный Яр под Ульяновском установят 14 ветроэнергетических установок. Башни будут иметь в высоту 88 метров, длина каждой лопасти составит 53,8 метра, диаметр ротора –110 метров.

Мощность одной башни, как мы видим, 2,5 мВт – интересно, что 90 лет назад автор статьи в «Технической энциклопедии» рассчитывал, что существенное падение стоимости ветроэлектричества, ниже тогдашней копейки за киловатт-час у Новоросийска, произойдет при достижении мощности ветрогенератора в мегаватт. Так что несмотря на достижения в технологиях, суть ветрогенерации, определяемой физической географией, остается прежней.

Об инициативе властей Ульяновска хочется сказать добрые слова потому, что здесь мы видим прекрасный пример диверсификации экономики  и комплексного развития территории. Требуемая экономикой высокая единичная мощность ветрогенератора требует лопастей в полсотни метров. А возить такие крайне сложно и дорого – так они будут выпускаться на месте, из самых современных композитов. Это позволит дать второго заказчика Ульяновскому авиазаводу, который производит композитные крылья для МС-21.

Для ветрогенераторов нужны высокоточные детали, работающие при высоких нагрузках – для этого в промзону «Заволжье» приходит германская фирма STT Special Tool Technology GmbH, которая развернет здесь не только производство деталей для ветроэнергетики, но и высокоточных металлорежущих станков для их производства. Современная энергетика не может обойтись конденсаторной компенсацией косинуса – производством электрооборудования для ветрогенераторов займется французская Legrand, работающая в этой отрасли с 1860 года. И все это будет создавать рабочие места – превосходный пример комплексного развития территории!

Согласно планам губернатора Ульяновской области Сергея Морозова, «До 2024 года 30% всего энергопотребления Ульяновской области будет обеспечивать за счет ветра».

Отметим, что в 2015 году очень экологически озабоченная Германия получила от ветра 15,5% потребленной ею энергии. А ведь считается, что к 2023 году энергия ветростанций станет дешевле традиционной углеводородной. Так что планы ульяновских властей представляют собой прекрасный пример здоровых амбиций!

Так каким же еще городам и регионам может быть интересен почин ульяновцев? Кому может быть полезна ветроэнергетика? Ведь наша страна, в силу ее размеров и климата, весьма энергозатратна! На этот вопрос отвечает физическая география, а она не изменилась со времен индустриализации. Прежде всего, надо помнить, что энергия ветра пропорциональна кубу его скорости. Ветрогенератор, работающий на средней скорости ветра 5 м/с, может дать вдвое больше энергии, чем на ветре со средней скоростью 4 м/с.

Эти скорости стоит считать граничными – если они ниже, то о классических ветряках с горизонтальной осью думать не стоит. Высокие скорости ветра характерны для морских побережий и горных перёвалов. Вот значения среднегодовой скорости ветра на высоте 10 м в м/с): Амдерма (8,0), Мархотский перевал в Краснодарском крае (9,3), мыс Желания в Архангельской области (8,0), Пестрая Дресва на Магадане (9,0), Симутир на Курильских островах (10,4), Сюркуль в Хабаровском крае (10,4), гора Эльбрус (8,7), Анадырь (7,6), Вайда-Губа в Мурманской области (7,5), Ванкарем (7,9), Гижига в Магаданской области (7,9), Колюгино на Чукотке,(7,4), Кресты на Таймыре (7,3), Петропавловск-Камчатский (7,0), Шумшу на Сахалине (7,9).

Как видим – места не из самых заселенных. Но такие, куда мазут и солярку для нужд энергетики завозить сложно и дорого. Вот именно эти края и стоит рассматривать как самые перспективные для размещения в них ветрогенерации. Даже если она возьмет на себя лишь часть нагрузки – ветер дует не постоянно, так что нужны будут или аккумуляторы в случае автономной ветрогенерации, снабжающей энергией дом или малое производство, или резервные генераторы, обеспечивающие энергию в штиль – дизели в случае поселка; классические ТЭС, способные к работе в режиме регулирования, в случае энергосистемы.

Классический ветрогенератор эффективен при скоростях ветра от 4 м/с.Но то, что места с достаточными ветроэнергетическими ресурсами находятся там, где нет централизованного энергоснабжения, дает шанс  на развитие не только «зеленой», но и экономически выгодной энергетики. При современных ценах ветрогенерации, около $1000 за кВт, она будет рентабельной в таких областях, как Архангельская, Астраханская, Волгоградская, Калининградская, Камчатская, Ленинградская, Магаданская, Мурманская, Новосибирская, Пермская, Ростовская, Сахалинская, Тюменская; в таких краях, как Краснодарский, Приморский, Хабаровский; в Дагестане, Калмыкии, Карелии… Всем им подает прекрасный пример Ульяновск!

Ветрогенератор с вертикальной осью вращения работает на скоростях ветра от одного метра в секунду…Ну а в отдаленных местностях с невысокой скоростью ветра, начиная от метра в секунду, могут успешно использоваться ветрогенераторы с вертикальной осью вращения. Обеспечиваемые ими мощности будут меньше – пропорционально падению энергии ветра – но от проблем с подвозом топлива они избавят. Для просторов нашей страны и это будет крайне важно и существенно повысит качество жизни в отдаленных городах и поселках – так что, может быть, стоит прямо сейчас посмотреть – какая средняя скорость ветра в вашей местности и сколько часов он дует в год?

Если вам понравилась статья - порекомендуйте ее своим друзьям, знакомым или коллегам, имеющим отношение к муниципальной или государственной службе. Нам кажется, что им это будет и полезно, и приятно.
При перепечатке материалов обязательна ссылка на первоисточник.