Окупаемость Ветроэнергетических установок в условиях средней полосы России
Самый актуальный вопрос в области ветроэнергетики в России на сегодняшний день - как окупить затраты на приобретение и эксплуатацию Ветрогенератора в условиях слабых ветров средней полосы России.
С учетом нашего опыта эксплуатации Ветроустановок, есть несколько советов, которые помогут при выборе Альтернативного источника энергии уже сегодня получить действительное подспорье в хозяйстве, а не дорогую и бесполезную игрушку ...
По опыту работы с ветрами средней полосы России, с Ветрогенератора получается получить, в лучшем случае, до 10% мощности от номинала ВУ летом и 25 - 30 % на зимних ветрах.
Например: Потребитель, установив Ветряк, в центральной части РФ, номинальной мощностью 5 кВт, будет получать реальную мощность 0,5 кВт летом и 1,5 кВт в зимний период.
Очевидным решением проблемы производительности ветряков, при работе на «слабых» ветрах, является добавление солнечных батарей. Гибридные системы (Ветрогенератор + Солнечная батарея = Ветросолнечная электростанция) помогают увеличить мощность Альтернативной электростанции, особенно в летних условиях. Однако темой статьи является повышение окупаемости самой Ветроэнергетической установки, а добавление дополнительных элементов в систему, этому не способствует.
Но вернемся к проблеме окупаемости Ветряных электростанций, для этого есть два направления:
1. Снижение капитальных и эксплуатационных затрат на ВЭС.
2. Повышение производительности ветроэлектростанции.
Однако, рассматривая проблему окупаемости Альтернативной энергетики, нам лучше объединить в обсуждении эти направления в одну общую тему, т.к. они взаимно пересекаются с друг другом, дополняя и усиливая себя.
Первое, на что бы мы обратили внимание - установку не одного мощного Ветрогенератора, а нескольких небольших ветряков. Это диктуется следующими характеристиками Ветроустановок:
- мощные Ветрогенераторы оснащаются мультипликаторами (коробками скоростей), электроприводами разворота «на ветер», дисковыми тормозными системами, жидкостными системами охлаждения и системами электронного контроля под управлением компьютера
/ малые ветряки имеют три - максимум четыре подшипника и механическую систему «буревого» торможения (обычно за счет складывания «хвоста»);
- мощные Ветроустановки имеют большие и тяжелые лопасти с большим диаметром, раскрутить которые под силу хорошему ветру
/ малые модели имеют легкие лопасти, иногда больше трех, и начинают вращаться от ветра 1,5 м/с, одним словом - небольшие Ветряки производительнее больших Ветрогенераторов;
- мощные Ветрогенераторы требуют значительного объема строительных работ, что объясняется большим фундаментом, применением специальной техники и коллективом профессионалов / малые Ветроустановки устанавливаться силами нескольких работников или за счет лебедки. Иногда с использованием автомобиля или трактора, а более тяжелые модели за счет гидравлического цилиндра.
- мощные Ветроустановки просто дороги. При этом они не только в разы могут превышать стоимость нескольких малых систем (равной суммарной мощности - Ветропарк), мощные ВУ дороги в транспортировке, монтаже и наладке, а при эксплуатации - в обслуживании и ремонте / малые Ветрогенераторы за счет своей простоты, дешевы и не требуют, практически, ни какого обслуживания.
- дорогие и мощные модели, даже именитых производителей, легко ломаются и в случае выхода из строя одного, но мощного Ветрогенератора, можно потерять все / ремонт небольших моделей подпадает под правило: «Чем меньше деталь - тем она дешевле как запчасть», и конечно, выход из строя одной единицы, из двух/пяти/десяти ВУ единой Ветроэнергосистемы или Ветропарка, не остановит энергоснабжение объекта.
Второе относиться к потребителям, имеющим хоть какое то подключение к сетям, но не удовлетворенных ее качеством или выделенной мощностью - это Сетевые Альтернативные энергетические системы.
Сетевой комплект = Ветрогенератор (ВУ + СБ или СБ) + сетевой контроллер + сетевой инвертор, предназначен для работы в уже существующую сеть (220 или 380 В) объекта снабжения. Сетевое оборудование, получая непригодную для прямого использования энергию от Альтернативных источников, настраивается на частоту сети и начинает ее снабжение, перерабатывая энергию ветра (и/или солнца) в привычные нам 220 или 380 вольт переменного тока, «бесплатно» и качественно снабжая потребителя.
Для работы этого комплекта не требуется аккумуляторная батарея и средства ее контроля и подзарядки. Это значительно сокращает стоимость Альтернативной энергетической системы и ее эксплуатации, что значительно сокращает сроки окупаемости системы.
При этом, предлагаемые ООО "ТЕРМОДИНАМИКА" сетевые комплекты, имеют дополнительные возможности для организации выделенных линий и подключения любого количества АКБ, на случай необходимости обеспечить бесперебойное питание на объекте... Хотя такое усложнение системы отодвигает сроки окупаемости на годы.
И третье. Как ни странно, в данном случае, мы предлагаем использовать более дорогое Ветроэнергетическое оборудование, но изначально подготовленное для работы на слабых ветрах.
То есть - мы предлагаем, вместо «недорогих» горизонтальных Ветроустановок, дорогие вертикальные Ветрогенераторы VAWT с поворотным крылом, но с меньшим номиналом производительности для каждого конкретного случая.
С учетом того, что данные модели в условиях слабых ветров центральной части РФ, вырабатывают 40% от номинальной мощности летом и 70% зимой, там, где требуется установка 50 кВт горизонтального Ветрогенератора потребуется всего один VAWT с регулируемыми лопастями мощностью 15 кВт.
И, несмотря на то, что новый тип Вертикальной Ветроустановки VAWT в два раза дороже обычного горизонтального Ветрогенератора, при сравнении моделей номинальной мощности, он (VAWT) на треть дешевле обычных ветряков при расчете оборудования на реально полученные киловатты.
Единственный недостаток такой, во всех отношениях «прекрасной» модели Вертикальной Ветроустановки - необходимость периодического обслуживания (смазки) поворотного механизма лопастей.
Давайте подведем итог нашему разговору: возможно ли на сегодня получить окупаемую Ветряную электростанцию работающую в условиях «слабых» ветров.
Подсчитаем:
Например, если среднегодовая скорость ветра составляет 4 м/с, современный горизонтальный полупромышленный ветряк мощностью 10 кВт будет выдавать около 800 - 900 кВтч в месяц. За год работы оборудования выход составит 10200 кВтч. Для выработки такого же количества энергии нам понадобиться семь бытовых киловаттных ветряков (125 кВтч х 7 в месяц) или одна трех киловаттная Ветроустановка VAWT нового типа.
Теперь рассмотрим среднюю стоимость 10200 кВтч за год (при 4 м/с) в виде различных типов комплектаций оборудования «под ключ»:
• Сетевая ВЭС на базе горизонтального ВУ 10 кВт: 900 000,00 руб.
• Сетевой Ветропарк на базе горизонтальных ВУ 1 кВт в количестве 7* шт: 90 000,00** руб. х 7
• Сетевая ВЭС на базе вертикального ВУ 3 кВт с поворотными лопастями: 580 000,00 руб.
При этом стоимость 1 кВтч, (для МО) на сегодня равна, в среднем, 3,00 руб. за кВтч. Считайте...
Вывод очевиден: на сегодняшний день, при ресурсе Ветроустановки в 20 лет, второй и третий варианты - окупаемы, а при некоторых условиях - рентабельны:
- мы рассматриваем наихудший вариант для эксплуатации ветрогенератора - среднюю скорость ветра 4 м/с. Уже при скорости в 5 м/с, все варианты комплектации ВЭС становиться не только окупаемы, но и начинают приносить прибыль. То же произойдет при повышении цен на электроэнергию - при стоимости 1 кВтч = 4,00 руб. затраты окупаются по всем вариантам, а при стоимости 5,00 руб. за кВтч становятся рентабельным даже первый вариант;
- электроэнергия будет только дорожать, а производство бытовых и полупромышленных Ветрогенераторов в мире растет, с появлением новых, более производительных и легких моделей ветряков, а следовательно и более дешевых.
Примечания:
* - то или иное количество ВУ подбирается с учетом ТУ заказчика, путем просчета всех возможных вариантов;
** - без учета монтажных работ, для ВУ мощностью до 1 кВт (включительно) работы по монтажу могут быть выполнены заказчиком самостоятельно, в виду их не сложности.
Ветрогенератор вертикальный: цена, размеры, установка
Приобретая ветрогенератор с вертикальной осью вращения, следует обратить внимание на следующие характеристики:
- - начальная, номинальная и максимальная скорость ветра;
- - номинальная и максимальная мощность;
- - габариты деталей (лопастей, мачты, ротора);
- - общий вес.
Самый большой ветрогенератор в мире – горизонтальный Энеркон Е-126. Он был впервые установлен в Германии в 2007 году. Его общая высота составляет 198 м, диаметр ротора – 127 м, вес – 6000 т, а мощность – 7,58 МВт! Сейчас в Европе используют несколько десятков таких моделей.
Вертикальные ветряки непромышленного назначения при высоте мачты 5 м имеют диаметр ротора 3 м, вес 120 кг и при средней скорости ветра 5-8 км/ч вырабатывают энергию от 4 тыс. до 10 тыс. кВт ч. в год.
Установить ветрогенератор вертикального типа допустимо, в том числе, и в городских условиях с плотной застройкой. Компактные модели можно устанавливать на крышах зданий на высоту до 6 м. На высотных небоскрёбах высота мачты может достигать 15 м. Ветряное колесо нуждается в надёжном закреплении. При установке следует учитывать его диаметр и вес, которые задаются необходимой мощностью. Основание конструкции должно быть крепким и массивным, т.к. оно испытывает существенные нагрузки. Установка ветрогенератора с вертикальным вращением, в отличие от горизонтального, возможна в любой местности.
Как самому сделать ветрогенератор
С целью самостоятельного изготовления ветряка в домашних условиях необходимо, в первую очередь, собрать саму турбину. В зависимости от выбранной конструкции лопастей понадобится фанера (для рёбер и стрингеров) и алюминиевые листы для обшивки (можно заменить на ПВХ) или ABS пластик для изготовления лопастей на верхней и нижней опорах. В качестве оси подойдёт оцинкованная труба.
Установка генератора – важнейший этап. Существуют самостоятельные, но весьма трудоёмкие способы сборки генератора. При этом используются неодимовые магниты для ротора и катушки индуктивности – для статора. Кронштейн статора выполняется из прочного материала, например, из стальных пластин. Его можно вырезать с помощью гидроабразивной или лазерной резки.
Кроме этого, в различных источниках встречаются советы использовать для самодельных ветряков генераторы - двигатели от авто или стиральных машин. А интернет-ресурсы содержат множество детальных схем сборки подобных систем в домашних условиях.
Ветрогенератор – это сложный механизм, и прежде чем приступать к реализации планов по его сборке, необходимо тщательно взвесить все «за» и «против». Ведь для создания надёжного в длительной эксплуатации ветряка понадобится произвести точные расчёты. Также необходимо наличие такого оборудования, как сварочный аппарат, станок для резки металла и прочего расходного материала и инструментов (карбонатное волокно, стекловолокно, эпоксидная смола, уголки, подшипники и многое другое).
Обязательно нужно учитывать сложности при сбалансировании самодельной конструкции – это довольно сложный процесс. Поэтому самодельные ветряки не рекомендуется устанавливать на высоту более полутора метров.
В качестве альтернативы можно рассмотреть вариант сборки ветрогенератора из готовых комплектующих, специально предназначенных для подобной работы. Принимаясь за самостоятельную сборку, помните, что это потребует определённых навыков, будет довольно затратным и займёт много времени. И в любом случае придётся приобретать инвертор. Желательно с функцией контроллера заряда и стабилизацией напряжения.
Вертикальные ветрогенераторы. Цена
Цены колеблются в зависимости от характеристик. Средняя стоимость непромышленных моделей составляет примерно 2000 у.е:
- - мощность 50 Вт, диаметр ветряного колеса (ротора) 1 м, высота 0,6 м, цена зависит от производителя - в районе 1 тыс. у.е;
- - мощность 10 кВт, диаметр ротора 8 м, высота - 6 м, цена около 3,5 тыс. у.е.
Осадчук О.Ю.
2011 г.
-
Сергей 09.10.2015, 08:16
Чем обусловлена такая высокая стоимость оборудования ? ... Сравниваю производство в других соседних государствах - разница от 2-ух до 3-х раз ... Хочется громко ругаться ((
-
Александр 01.05.2014, 16:19
Я представляю ооо "Деалан Энерго". Производим и успешно реализуем ветроустановки вертикального типа. Почему вертикального ? Потому что они реально работают на малых ветрах в условиях средней полосы России. Да, станции не дешевые, но окупаемые. И чем выше мощность станции, тем ее окупаемость выше.
-
Елена 24.01.2014, 18:18
Ну мне как обычному обывателю, который считает и экономит каждую копейку, сама идея очень нравится, не говоря уже об окупаемости, хотя было рентабельно. Да, согласна, самому человеку накопить на такое устройство достаточно трудно. Но вот вывести такой способ приобретения электроэнергии на государственный уровень, было бы не плохо. Мало ли какая ситуация в стране, а ветер был, есть и будет.
-
Михаил 27.12.2013, 16:53
Все очень доступно и доходчиво написали, спасибо! Если такая неплохая окупаемость у этой конструкции, то почему бы ей не воспользоваться, конечно же у меня таких денег нет, копить на один такой ветрогенератор мне придется всю жизнь! Но, идея сделать ветрогенератор самостоятельно, класс, мне понравилась!!!
Оставить комментарийВ станции все важно и качество ветротурбины, и тихоходного генератора, и контроллера заряда. Если 3 основные составляющие ветростанции хорошо увязаны между собой, то все работает и рентабельно.
Здесь, главное не экономить на комплектации.