Ветроэнергетика и ее развитие в западном Казахстане

Ветроэнергетика и потенциал ее развития в Западном Казахстане

                                                     Содержание

                                                                                                                            С

Введение                                                                                                             2

Цели и задачи проекта                                                                                     4

1.Динамика роста потребления  электроэнергии в Казахстане.                     5

2. Ветряная энергетика.                                                                                    5

2.1. Классификация ветроэлектростанций.                                                      6

2.2. Основные производители  ветровых турбин.                                            8

2.3. Выгоды для окружающей среды.                                                              9

2.4.Последствия для человека  и животных.                                                    10

3.Ветряная энергетика в мире.                                                                          11

4.Потенциал ветроэнергетики в Казахстане.                                                  14

4.1.Экологические аспекты развития  ветроэнергетики.                                15

4.2.Экономические аспекты  развития ветроэнергетики.                                16

5.Общая характеристика  Западного Казахстана.                                            18

5.1. Физико-географическое положение.                                                          19

5.2.Наиболее благоприятные  районы для развития ветряной  энергетики    20

в Западном Казахстане.

5.3.Мугоджарские горы.                                                                                      21                                                                                                                                            

5.4. Атырауская область.                                                                                     22

5.5.Мангистауская область                                                                                  23

Заключение                                                                                                           25

 

 

Введение

Источники возобновляемой энергии - один из самых современных способов получения электричества с использованием природных явлений: ветра, воды и солнечного тепла. Прогнозы учёных относительно развития этого направления говорят о том, что доля возобновляемых источников в мировом масштабе энергопотребления может составить к 2030 году до 20–30 процентов. Примечательно, что ветроэнергетические установки среди прочих нетрадиционных источников энергии получили, пожалуй, самое широкое распространение. Территория Казахстана обладает огромными  ветроэнергетическими ресурсами, общий потенциал которых в сто раз превышает потребность республики в энергопотреблении.  Наша республика занимает первое место в мире по количеству ветроэнергетических ресурсов на душу населения. Возобновляемые источники энергии сейчас дороже традиционных, но в будущем ситуация может измениться благодаря появлению новых ресурсосберегающих технологий, и из-за истощения недр. 
Они гораздо экологичнее, что особенно важно для нынешних городов. Пока ветряная энергетика еще не представлена в энергетическом балансе страны. Однако возможная к использованию энергия ветра составляет порядка трех млрд. киловатт-часов в год. Ветряная энергетика, в основном, исключает антропогенное влияние на природу и не вызывают каких-либо неблагоприятных экологических последствий, дестабилизирующих  устойчивость природных экосистем. Они совершенно не потребляют природных ресурсов, их работа не требует утилизации отходов, и они не производят вредных выбросов в окружающую среду. Сегодня Казахстан, при его энергоемком промышленном потенциале, потребляет значительное количество энергии, занимая одно из первых мест в мире по энергоемкости внутреннего валового продукта - почти в десять раз выше, чем в развитых странах. По удельным выбросам "парниковых" газов на единицу ВВП Казахстан занимает третье место в мире. Снижение энергоемкости ВВП является одной из основных целей Стратегии индустриально-инновационного развития Республики Казахстан на 2003-2015 годы. Значительное потребление энергии и, соответственно, производство энергии, приводит также к существенному загрязнению окружающей среды.

Таким образом, производство электроэнергии на базе возобновляемых источников, особенно ветра, солнца и  воды (малые ГЭС), с частичным замещением традиционной энергетики с использованием угля, нефти, газа имеет для страны особенно большое значение. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Цель работы:

 Изучение  развития  ветряной энергетики в Западном  районе Казахстана.

Задачи работы:

1) Рассмотреть мировой опыт развития ветроэнергетики

2) Определить наиболее благоприятные районы для  последующего использования ветряной энергетики в Западном Казахстане.

3) Изучение и анализ климатических условий Западного Казахстана для использования ветряной энергетики.

4) Способствование развитию ветряной энергетики в Казахстане, в том числе в Западном районе страны.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Динамика роста  потребления электроэнергии в  Казахстане

Таблица 1.

Годы	2003	2004	2005	2010	2015
Потребление электроэнергии, мдрд.кВтч/год	62,10	63,95	67,50	83,00	97,00

 

Источник: Проект Программы развития ООН и Правительства Казахстана «Казахстан - инициатива развития рынка ветроэнергетики»                                  

2. Ветряная энергетика

Ветроэнергетика — отрасль  энергетики, специализирующаяся на преобразовании кинетической энергии воздушных масс в атмосфере в электрическую, механическую, тепловую или в любую другую форму энергии, удобную для использования в народном хозяйстве. Такое преобразование может осуществляться такими агрегатами, как ветрогенератор (для получения электрической энергии), ветряная мельница (для преобразования в механическую энергию), парус (для использования в транспорте) и другими. Энергию ветра относят к возобновляемым видам энергии, так как она является следствием деятельности солнца. Крупные ветряные электростанции включаются в общую сеть, более мелкие используются для снабжения электричеством удалённых районов. В отличие от ископаемого топлива, энергия ветра практически неисчерпаема, повсеместно доступна и более экологична. Однако, сооружение ветряных электростанций сопряжено с некоторыми трудностями технического и экономического характера, замедляющими распространение ветроэнергетики. В частности, непостоянство ветровых потоков не создаёт проблем при небольшой пропорции ветроэнергетики в общем производстве электроэнергии, однако при росте этой пропорции, возрастают также и проблемы надёжности производства электроэнергии. Для решения подобных проблем используется интеллектуальное управление распределением электроэнергии.Использование ветроэнергетических установок обусловлено рядом причин. Во-первых, ветровые ресурсы по сравнению с солнечной энергией относительно равномерно распределяются как в течение суток, так и в течение года. Это особенно важно для тех потребителей электроэнергии, которым необходим постоянный и стабильный источник тока. Во-вторых, расположение ветроустановок может быть приближено к объекту энергоснабжения, в отличие, например, от мини-ГЭС, которые зависимы от реки и требуют различного рода согласований на установку./1/

2.1. Классификация ветроэлектростанций

Ветроэнергетические установки (ВЭУ) классифицируются по нескольким параметрам:

Мощность. Ряд мощностей ВЭУ условно составляют следующие величины, кВт: 0,5; 1; 2; 3; 5; 10; 15; 20; 50; 100; 250; 500; 750; 1000; 2000; 4500; 6000.  Наличие редуктора (мультипликатора). Различают соответственно  редукторные и безредукторные ВЭУ.

Тип ротора. По этому признаку ВЭУ делят на установки с вертикальным и  горизонтальным ротором. Установки с горизонтальным расположением в свою очередь делятся на крыльчатые и карусельные. Крыльчатые ветроагрегаты с одним, двумя, тремя лопастями получили большое распространение, благодаря большой скорости вращения, позволяющей работать без редуктора. Скорость вращения крыльчатых ветрогенераторов обратно пропорциональна количеству крыльев, поэтому агрегаты с количеством лопастей больше трех практически не используются.Карусельные ветроустановки тихоходны, что позволяет использовать простые электрические схемы, например, с асинхронным генератором, без риска потерпеть аварию при случайном порыве ветра. Тихоходность выдвигает одно ограничивающее требование - использование многополюсного генератора, работающего на малых оборотах. Такие генераторы не имеют широкого распространения, а использование мультипликаторов (мультипликатор [лат. Multiplicator - умножающий] - повышающий редуктор) не эффективно из-за низкого КПД последних. Карусельный лопастный ветродвигатель наиболее прост в эксплуатации. Его конструкция обеспечивает максимальный момент при запуске ветродвигателя и автоматическое саморегулирование максимальной скорости вращения в процессе работы.С увеличением нагрузки уменьшается скорость вращения карусельного лопастного ветродвигателя и возрастает вращающий момент вплоть до полной остановки. Также положительным моментом карусельного лопастного ветродвигателя является отсутствие системы наветривания – слежения за направлением ветра. Вертикальные или ортогональные ветроагрегаты перспективны для большой энергетики. Недостатком их является сложность запуска.

Тип ветрогенератора.  В ветроэнергетических установках используют  асинхронные и синхронные генераторы, многополюсные генераторы, генераторы постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов и другие.

Назначение.  По этому признаку выделяют сетевые ВЭУ – они  предназначены для параллельной работы с сетью, и автономные ВЭУ, предназначенные для работы в паре с дизель-генераторами, аккумуляторами, солнечными батареями и иными источниками электроэнергии./1/

 

 

2.2. Основные производители ветровых турбин

Признанным мировым лидером  в производстве ветровых турбин является  датская компания «Vestas». Она занимает двадцатипроцентный сегмент рынка ветровых турбин. 39 000 турбин «Vestas» в 63 странах мира ежегодно вырабатывают более 60млн.кВт*ч электроэнергии. На данный момент этой компанией производятся турбины единичной мощности 0,85-3МВт.

Второй в списке лидеров  является немецкая компания «Enercon»  с 14% рынка. Примечательно, что на базе турбин «Enercon» разрабатывались ветродизельные комплексы для эксплуатации в  условиях холодного климата.

Мощность турбин, выпускаемых  компанией 0,33 – 2,3МВт. Третий по величине производитель ветрогенераторов в  мире – североамериканская «General Electric». Информация о мощности турбин основных производителей приведена в таблице. /1/ 
              Таблица  2. Основные производители ветровых турбин 

 

 

 

2.3. Выгоды для окружающей среды

Одним из выгодных аспектов ветряной энергетики является сокращение выбросов парниковых газов .Поскольку энергетическая система в настоящее время сильно зависит от угольных электростанций, интенсивность эмиссий углерода при производстве электроэнергии очень высокая, и составляет  примерно 0,85 тCO2/МВтч. /2/Иначе  говоря, производство электроэнергии ветростанциями сократит потребность в электроэнергии от источников, работающие на угле. Как и другие виды инфраструктуры, ветростанции оказывают положительное и негативное воздействие на окружающую среду. Однако, по сравнению с воздействием энергетических источников на ископаемом топливе, негативное воздействие ветростанций на окружающую среду относительно небольшое. Это связано в основном с тем, что здесь отсутствует использование топлива, нет прямых выбросов и происходит относительно небольшое воздействие от их работы на окружающую среду.  Казахстан не будет особенно подвержен каким-либо негативным воздействиям от ветровых турбин на окружающую среду. Хотя есть беспокойство в отношении воздействия ветровых турбин на птиц, особенно мигрирующих птиц, на участках, расположенные вблизи миграционных маршрутов.

2.4.Последствия для человека и животных

Шум от ветротурбин.В  зависимости от того, как складывается ситуация, шум от  ветротурбин может быть опасным  для птиц, может вызвать разражающее действие на человека.Однако  эти воздействия относительно небольшие по сравнению с такими  воздействиями как загрязнение воздуха, грунтовых и поверхностных вод, частички золы в воздухе и деградация земель, связанная с использованием ископаемого топлива в Казахстане.Воздействуя на окружающую среду, ветроэнергия может потенциально влиять на человека и животных. Опять же, это должно рассматриваться в свете воздействий альтернативных источников энергии, таких как ископаемые виды топлива, ядерный энергия, или другие источники возобновляемой энергии. Не было определено очевидного негативного воздействия ветростанций на здоровье человека, хотя по некоторым данным, шум и «надоедливость» может действовать на отдельных людей. Однако, доказательств так называемого «синдрома ветровых  турбин» очень мало. Как домашние, так и дикие животные мало обращают внимания на ветровые турбины. Обычно нет постоянного воздействия (кроме фазы строительства) на сельскохозяйственную деятельность вокруг территории ветровых станций, благодаря малому влиянию от их функционирования.