ВВЕДЕНИЕ 3
Глава 1. ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ВЕТРОЭНЕРГЕТИКЕ 5
1.1. Современное состояние ветроэнергетики в мире и в России 7
1.2. Типы ВЭУ 12
1.3. Состав оборудования ветроэнергетических систем 20
Глава 2. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВЕТРОГЕНЕРАЦИИ 22
2.1. Жизненный цикл ветроэнергетического проекта 22
2.2. Воздействие ВЭС на окружающую среду 23
2.2.1. Строительство ВЭС. Материальные затраты и энергетический баланс 24
2.2.2. Эксплуатация ВЭС. Время окупаемости энергии 27
2.2.3. Демонтаж ВЭС 32
Глава 3. ВЕТРОВОЙ РЕЖИМ ЛЕНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ 34
3.1. Климат области 35
3.2. Распределение скоростей ветра 37
3.3. Анализ перспектив использования ВЭУ в Ленинградской области 42
3.4. Выводы по главе 3 43
Глава 4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ 44
4.1. Постановка задачи 44
4.2. Обзор розничного рынка ветроустановок России 45
4.3. Дополнительное оборудование 46
4.4. Технический расчёт 47
4.5. Расчёт экономической составляющей 50
4.6. Расчёт текущих затрат 51
4.7. Годовая экономия и срок окупаемости 52
4.8. Пример возможного экономического применения ВЭУ 63
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 72
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 74
Возобновляемая энергия является одним из основных компонентов устойчивого развития.
Энергия ветра играет важную роль в современных возобновляемых источниках энергии. Практически неисчерпаемый потенциал и экологичность - важные преимущества возобновляемых источников энергии. По мере того, как мир отходит от традиционных источников энергии, количество ветряных электростанций становится всё больше.
Эти факторы делают данное исследование актуальным в современном мире.
Ветряная турбина преобразует кинетическую энергию ветра в электрическую энергию и подает её в энергосистему.
Ветряные турбины на сегодняшний день являются наиболее важной формой использования энергии ветра. На сегодняшний день доминирующей конструкцией является трёхлопастной несущий винт с горизонтальной осью и ротором с наветренной стороны. Между ротором и генератором может быть зубчатая передача, обеспечивающая более высокую скорость. Общий корпус машины (также известный как гондола) установлен на башне и вместе с ротором регулируется по направлению ветра с помощью электродвигателя.
Целью данной диссертации является оценка региональных ограничений и возможностей для реализации объектов ветровой энергетики в Ленинградской области.
Задачи:
1. Оценка ресурсов и потенциала ветровой энергии Ленинградской области.
2. Выбор районов в Ленинградской области, подходящих для установки ВЭУ.
3. Обзор рынка ветрогенераторов Российской Федерации.
4. Расчёт реальных технико-экономических параметров каждой рассмотренной модели ВЭУ для исследуемого региона.
5. Расчёт экономической целесообразности установки ветряных электростанций для разных категорий потребителей.
6. Выбор модели.
Методология:
После исследования ветроэнергетического потенциала Ленинградской области были выбраны зоны, наиболее подходящие для установки ВЭУ. Был произведён расчёт количества энергии ветра и потенциальной выходной мощности при установке различных ВЭУ в районах с различными среднегодовыми показателями скорости ветра. Путём комплексного сравнительного анализа доступных на рынке ВЭУ был рассчитан срок окупаемости и ожидаемая экономия каждой установки для различных групп потребителей электроэнергии и при различных показателях скорости ветра. Произведён выбор наиболее подходящих для региона моделей ВЭУ.
Новизна данного исследования подтверждается тем фактом, что на сегодняшний день не удалось найти какого-либо опубликованного комплексного технико-экономического исследования, направленного на расчёт и оценку региональных ограничений и возможностей для реализации объектов ветровой энергетики в Ленинградской Области. Это исследование может иметь важное значение как для энергоемких предприятий малого и среднего звена, так и для потребителей рассматривающих установку ВЭУ в бытовых целях.
Регион Санкт-Петербурга и Ленинградской области обладает благоприятными условиями для развития ветроэнергетики. Плавучих и прибрежных ВЭУ в акваториях финского залива и Ладожского озера. А также наземных ВЭУ в Ломоносовском, Волосовском и Гатчинском районах ЛО.
Ветроэнергетические ресурсы Ленинградской области позволяют реализовывать проекты по установке как малых, так и крупных ВЭУ.
Для проектов по строительству промышленных ВЭС наиболее подойдут зоны акваторий Финского залива и Ладожского озера.
Для установки малых ВЭУ требуется тщательный выбор места. Рекомендуется устанавливать в зонах, где средняя скорость ветра на высоте 10 м будет превышать 5 м/c. В зонах благоприятных для установки наземных ВЭУ (Прибрежные зоны, Северная часть Гатчинского и Волосовского районов), рассмотренных выше, среднегодовую скорость ветра >5 м/с можно ожидать на 40-60% территории зоны.
Проанализировав рынок ВЭУ, выяснили, что наиболее экономически оправданными оказались модели: ROSVETRO LW-2K, ROSVETRO FK-10K, Exmork 300 Вт, Exmork 2 кВт.
Данные модели подойдут для наибольшего количества потенциальных покупателей и подойдут для районов со средними скоростями ветра от 5 м/с. Для юридических лиц подойдут все четыре модели, в то время как для физических лиц наиболее экономически целесообразным решением будет установка моделей, Exmork 300 Вт, Exmork 1.5 кВт при условии выбора места монтажа со средней скоростью ветра от 5.5-6 м/с.
В Ленинградской области экономически целесообразно использовать трёхлопастные ветрогенераторы горизонтального типа. Рекомендуемая скорость ветра ВЭУ - от 5 м/с.
Такие ветрогенераторы могут использоваться для электропитания частных домов, дач, подсобных хозяйств, освещения рекламных объектов, вывесок, стендов, электропитания автономных зданий, складов, автономной работы сигнализации, видеонаблюдения, автономного освещения территории объекта, энергообеспечения удалённых строительных объектов, электропитания на охотничьих угодьях и рыбацких станах, освещения дорог, обеспечения энергией различных производств, электропитания насоса для полива/осушения территории, а также для продажи электроэнергии.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
