ВЕТРОВАЯ  ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ  ВБЛИЗИ  ГОРОДА  ФОРТ-ШЕВЧЕНКО

Булатбаев  Феликс  Назымович

канд.  техн.  наук,  доцент  кафедры  энергетики  Карагандинского  государственного  технического  университета,  Республика  Казахстан,  г.  Караганда

Идрисов  Ауэзхан  Асылбекович

магистрант  Карагандинского  государственного  технического  университета,  Республика  Казахстан,  г.  Караганда

Е-mail: 

Экономическая  и  экологическая  эффективность  проекта

Мангыстауская  область  является  уникальным  производственным  комплексом,  единственным  в  Казахстане,  автономно  обеспечивающим  регион  тепловой  и  электрической  энергией,  производимой  на  Мангышлакском  атомном  энергетическом  комбинате  (МАЭК)  «Казатомпром».  Экономика  Мангыстауской  области  держится  на  нефтедобыче  (90  %  от  общего  объема  промышленности  в  регионе),  в  будущем  планируется  развитие  других  отраслей  (добыча  меди,  урана,  стронция,  марганца,  минеральных  солей),  что  создает  новые  потребности  в  электроэнергии.  АО  «МАЭК»  является  единственным  источником  энергии  в  Мангыстауской  области.  Для  производства  электроэнергии  АО  «МАЭК»  на  базе  двух  теплоэлектростанции  ТЭЦ-2  и  ТЭЦ-3  мощностью  1225  МВт  использует  мазут  и  газ,  в  связи  с  чем  появляется  риск  повышения  стоимости  электроэнергии,  что  может  негативно  повлиять  на  развитие  экономики  в  регионе.

Для  поддерживания  устойчивости  и  баланса  производства  электроэнергии,  альтернативой  для  Форт-Шевченко  является  использование  ветряной  энергетики.  Исследуемая  площадка  вблизи  города  Форт-Шевченко  под  сооружение  ветровой  электростанции  находится  в  зоне  высоких  ветровых  нагрузок,  что  даёт  возможность  использования  ветровой  энергии  в  больших  масштабах.  Каспийский  регион  не  является  энергодефицитным,  даже  наоборот,  имеет  небольшой  избыток  электроэнергии,  и  кажется,  что  интеграция  ветровой  электростанции  Форт-Шевченко  мощностью  45  МВт  только  повысит  потери  электроэнергии  в  данном  регионе,  но  промышленность  в  регионе  развивается  высоким  темпом,  в  связи  с  чем  появляется  риск  нехватки  электроэнергии.  Ветровые  электростанции  мощностью  45  МВт  дополнительно  обеспечат  не  только  Тупкараганский  район,  но  и  весь  Каспийский  регион  по  приемлемой  цене,  не  зависящей  от  рыночных  цен  на  газ  и  мазут. 

Казахстан  обладает  развитым  машиностроительным  комплексом,  что  в  перспективе  даёт  возможность  производить  детали  ветровых  установок  в  Казахстане.  Это  позволит  существенно  снизить  затраты  на  строительство  ВЭС,  соответственно,  снизится  стоимость  электроэнергии,  вырабатываемой  от  ветровой  электростанции. 

Результаты  экономических  расчетов  показаны  на  таблице  1.

Таблица  1.

Экономические  показатели  проекта

Экологическая  эффективность

Ветровые  электростанции  не  потребляют  органического  топлива,  соответственно,  не  выбрасывают  в  атмосферу  различные  вредные  газы  [3,  с.  27].  Каждый  киловатт  в  час  электроэнергии,  вырабатываемый  от  ветровой  электростанции,  замещающий  электрическую  энергию  от  сжиганий  угля,  предотвращает  вредные  выбросы  как  окиси  азота,  серы,  так  и  твердых  частиц  и  т.  п. 

ВЭС  Форт-Шевченко  мощностью  45  МВт,  с  ежегодной  выработкой  95166000  кВт.ч./год  электроэнергии  позволит  сэкономить  60736,74  тонн  условного  топлива  (т.  у.  т.),  и  предотвратить  годовые  выбросы  в  атмосферу  порядка:

·     90617  тонн  СО₂;

·     740  тонн  оксида  серы;

·     498  тонн  окиси  азота.

Также  экологическим  недостатком  ВЭС  является  гибель  птиц  от  столкновения  с  лопастями  ветровой  установки.  Однако  исследование  показало,  что  количество  птиц,  погибших  от  ветровых  установок,  существенно  ниже,  чем  при  столкновении  с  транспортом,  со  зданиями,  с  ЛЭП  и  т.  п. 

Оценка  ветрового  потенциала  на  площадке 

По  оценкам  экспертов,  Казахстан  является  одной  из  немногих  стран,  имеющихнаиболее  подходящие  условия  для  развития  ветровой  энергетики.  Более  50  %  территории  Казахстана  имеют  высокую  среднегодовую  скорость  ветра  4—6  м/с,  не  менее  10  районах  средняя  скорость  ветра  достигает  8—10  м/с,  тогда  как  ветровые  электростанции  в  европейских  странах  работают  при  скорости  ветра  4—5  м/с  [2,  с.  9].

Для  оценки  ветрового  потенциала  необходимо  провести  метеоисследования  с  помощью  метеомачты  с  установленными  приборами  (анемометр,  флюгер  и  т.  п.)  высотой  40—80  м.  Исследование  должны  проводятся  как  минимум  год.  Полученные  замеры  с  метеомачты  используются  для  расчета  годовой  выработки  электрической  энергии  ветровой  электростанцией. 

2006  году  на  площадке  под  сооружение  ВЭС,  расположенной  примерно  в  10  км  от  города  Форт-Шевченко,  Мангыстауской  области  была  установлена  метеомачта  высотой  50  м.,  с  помощью  которого  были  произведены  годичные  замеры  направления  и  скорости  ветра  [1].  Среднегодовая  скорость  ветра  на  площадке  составляет  7,5  м/с.  Ежемесячные  средние  скорости  ветра  показаны  на  рисунке  1. 

Рисунок  1.  Ежемесячные  средние  скорости  ветра  на  площадке

Выбор  ветроэнергетической  установки 

Ветровую  турбину  выбираем  по:

·     количеству  использованных  часов  установленной  мощности  (Т_исп);

·     коэффициенту  использования  установленной  мощности  (К_исп);

·     по  количеству  выработки  электроэнергии  в  год  (Э_вэу). 

Для  сравнения  рассмотрим  ветровые  установки  следующих  фирм: 

Vestas  (N_ВЭУ^уст  =  1800  кВт),  Fuchrlander  FL  1500  (N_ВЭУ^уст  =  1500  кВт),  Nordex  S70  (N_ВЭУ^уст  =  1500  кВт).

Результаты  расчетов  показаны  на  таблице  2

Таблица  2. 

Сравнение  ветроэнергетических  установок

Для  гарантий  высокого  уровня  производства  электроэнергии  при  низких  (IEC  IIIA)  и  средних  (IEC  IIA)  скоростях  ветра,  выбираем  надёжную  ветровую  установку  VESTAS  V100  мощностью  1,8  MВт  [4].

Рабочие  параметры  турбины  показаны  в  таблице  3.

Таблица  3.

Рабочие  параметры  турбины

Возможности  присоединения  ВЭС  Форт  Шевченко  к  электросети  Мангыстауской  области

Ветровая  электростанция  45  МВт  должна  быть  подключена  к  подстанции  Форт  Шевченко  110  кВ,  с  помощью  воздушной  ЛЭП  110  кВ  протяженностью  примерно  2  км.

Подключение  к  данной  линии  электропередач  возможно,  но  нужно  провести  необходимые  расчеты  и  изучить  соответствие  линии  для  приема  электроэнергии  от  ветровой  электростанции. 

Потребность  в  электроэнергии  всего  Тупкараганского  района  составляет  примерно  61  млн.  кВт.ч  в  год.  Годовое  производство  электроэнергии  ВЭС  установленной  мощностью  45  МВт  составляет  96  млн.  кВт.ч  в  год,  что  существенно  превышает  потребности  в  электроэнергии  Тупкараганского  района.

Целесообразная  схема  подключения  ВЭС  Форт  Шевченко  45  МВт  представлена  на  рисунке  2.

Рисунок  2.  Схема  подключения  ВЭС  Форт-Шевченко  45  МВт  к  электрической  сети  Мангыстауской  области

Список  литературы:

1.Ветровая  электростанция  вблизи  г.  Форт-Шевченко//  предынвестиционное  исследование,  подготовленное  в  рамках  проекта  ПРООН  «Казахстан  —  инициатива  развития  рынка  ветроэнергетики»  /  [Электронный  ресурс].  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://www.windenergy.kz/files/1219217043_file.pdf  (дата  обращения:  04.05.2015).

2.Дорошин  Г.А.  Перспективы  использования  ветроэнергетики  в  РК  //  подготовленный  в  рамках  проекта  ПРООН.ГЭФ  «Казахстан  —  инициатива  развития  рынка  ветроэнергетики»:  доклад  рук.  Проекта  /  Г.А.  Дорошин;  ПРООН,  Алматинский  офис.  Алматы,  2006.  —  15  с.

3.Идрисов  А.А.,  Булатбаев  Ф.Н.  Перспективы  развития  ветровой  энергетики  в  Казахстане  //  Материалы  XI  Международной  научно-практической  конференции  «Найновите  научны  постижения  —  2015».  Т.  15.  София,  2015.  —  83  с. 

4.Brochure  Vestas  V100  1.8/2.0  MW  /  [Электронный  ресурс].  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://www.vestas.com  (дата  обращения:  05.05.2015).