1598005519-db2570e1cd069b3f233e2ac13b5f8034 (Ветроэнергетика. Под ред. Д. де Рензо, 1982u), страница 49

При коэффициенте использования установленной мощности ВЭС, равном 0,35, она будет иметь эффективный коэффициент использования установленной мощности с точки зрения дополнительной экономии топлива приблизительно 0,315. Последнее значение получено в результате снижения общего коэффициента использования установленной мощности ВЭС, равной 1000 МВт, на 10 8ь, которые создают гарантированную мощность для участия в покрытии базисной нагрузки. При анализе стоимость вытесняемой базисной энергии принята равной 3,5 цевт1'(кВт ч) при значении топливной составляющей 2,35 цент/(кВт.ч).

й «аа я зев и ЕЕУ СУ Ете В результате расчетов и прогнозов установлена допустимая стоимость ВЭС. Она равна приблизительно 510 долл/кВт при их использовании одновпеменно как для покрытия базисной нагрузки, так и для экономии топлива, что сравнительно близко к значению 480 долл/кВт, соответствующему использованию ВЭС только как средства экономии топлива при вытеснении энергии ~азовой турбинной энергоустановкн. При использовании ВЭС совместно с системами аккумулирования энергии аккумулирование рассматривается как средство получения дополнительной гарантированной мощности в энергосистеме в периоды пиковых нагрузок, несмотря на значительную изменчивость скоростей ветра.

Пиковая мощность отличается от базовой тем, что она вытесняет мощность пиковых установок, таких, как ГТУ, к тому же избыток энер7яя гии, не требующийся для акку- мулирования, идет, как и преж- йЮ де, для зкономии топлива. Крот ме факторов, связанных с экономией топлива, прп анализе использования ВЭС для покры7зед тия пиковой нагрузки также рассматриваются годовые и суточные коэффициенты использования мощности, КПД аккумулийх и ровання и стоимость энергии в.я вытесняемых пиковых установок.

Рис. 5.29. Зависимость мяксимяль. В рассматриваемом случае в иых удельных капитальных вложе- допустимую удельную стоимость иий й .* для с ккумулир"' ВЭС включена стоимость аккунием ввергни от коэффициента использования максимальной суточной мулирующнх систем (рис. 5 20). мошностн я,. и КПд яккумулиро- Допустимая удельная стоимость ввния тр ВЭС построена как функция ко- эффициента использования максимал»ной суточной мощности для двух значений КПД аккумулирования.

Результаты показывают, что как коэффициент непользования максимальной суточной мощности, так и КПД аккумулирования значительно влияют на допустимую стоимость комплекса ВЭС вЂ” система аккумулирования Результаты экономической оценки возможного использования ВЭС в энергосистемах рассматриваются в сопоставлении с полученной стоимостью проектируемых ВЭУ. По результатам детального экономического анализа капитальные вложения составляют приблизительно 900 долл/кВт для ВЭУ мощностью 500 кВт и 480 долл/кВт для ВЭУ мощностью 1500 кВт. Использование более мощной ВЭУ экономически целесообразней. Капитальные вложения в ВЭУ 480 долл/кВт сопоставимы с оценкой в 500 долл/кВт допустимых капитальных вложений прн использовании ВЭУ только как средства экономии топлива при замещении выработки энергии ГТУ.

Однако при сравнении с энерго. 230 установками, использующими в качестве топлива уголь или мазут марки 6, ВЭУ мощностью 1500 кВт в настоящее время оказывают- ся неконкурентоспособными, Смогут лн ВЭУ в будущем конкури- ровать с такими энергоустановкамн, зависит от того, какими тем- пами будет расти стоимость топлива и снижаться стоимость ВЭУ в процессе нх усовершенствования. Использование ВЭС только для экономии топлива оценивается как наиболее перспективное направление в настоящее время.

В этом случае ВЭС мокнут представлять собой как одиночную уста- новку, так и мощные многоагрегатные электростанции и, следова- тельно, широко использоваться как большими, так и малыми энергосистемами. Прн использовании ВЭС в качестве средства экономии топлива прн одновременном нх участии в покрытии базисной нагрузки прог- нозируемые капитальные влогкения для ВЭУ мощностью 1500 кВт ненамного меньше, чем допустимые капитальные вложения, равные 510 долл/кВт. Предположения, сделанные при анализе, оптимис- тичны, однако если даже участки с необходимыми ветровыми ус- ловиями могут быть найдены, должны потребоваться производство очень большого количества ВЭУ и соответствующие дополнитель- ные затраты на линии электропередачи, которые не были приняты в расчет при опенке капитальных вложений по ВЭС.

Это увеличит стоимость ВЭС в будущем Несмотря на то что такое направление использования энергии ветра требует большого количества ВЭУ, только около 1О % сум- марной установленной мощности, применительно к рассмотренно- му примеру, будет добавлено к базовой мощности. По существу, такая ВЭС является все же главным образом средством экономии топлива и имеет нерегулярный характер выдаваемой мощности.

В связи с тем что в рассматриваемом случае требуется большое ко- личество ВЭУ и скорее всего ВЭС сможет обеспечивать только небольшую базовую мощность, представляется, что такое исполь- зование энергии ветра имеет ограниченные возможности с точки зрения экономической эффективности для типичной энергосистемы в обозримом будущем, Прогнозируемые капитальные вложения, связанные с ВЭУ мощ- ностью 1500 кВт, примерно равны допустимой стоимости при ис- пользовании ВЭС как средства экономии топлива с участием в по- крытии пиковой нагрузки. Однако они несколько занижены, там как не учитывают вынужденных простоев ВЭС.

Анализ допустимой стоимости предполагал также, что аккумулированная ветровая энергия должна замещать дорогостоящую энергию, вырабатывае- мую ГТУ. Если вытесняется менее дорогая энергия других генери- рующих установок, допустимая стоимость ВЭС соответственно ни- же.

)Кизнеспособность ВЭС при таком их использовании зависит от возможности разработки недорогих и эффективных аккумули- рующих систем. Анализ различных направлений использования ВЭС выполнен для того, чтобы оценить за относительно большой период времени 231 экономическую эффективность их создания для типичной энергетической системы. Были исследованы направления, не требующие отклонений от современной промышленной практики и установленных норм, регламентирующих работу энергосистем и определяющих структуру и резервную мощность, которые нелегко приспособить к изменчивой или пульсирующей генерирующей мощности, хотя и в случае такой мощности эти нормы могут быть полностью удовлетворены при специфических направлениях использования ВЭС.

Их применение для питания определенных потребителей, которые могут работать при ожидаемых перебоях в энергоснабжении, соответствующих нормам, может открыть новые области использования энергии ветра. Ценность электроэнергии, вырабатываемой ВЭС, при различных направлениях их использования в энергосистеме определяется ' размерами капитальных вложений, издержек по эксплуатации, техническому обслуживанию и стоимости вытесняемого топлива, прогнозируемой сравнительно большой северо-восточной энергосистемой, а также дефицитностью топлива в будущем. Эти факторы значительно изменяются при переходе к другим энергосистемам в различных частях страны и могут коренным образом измениться в будущем вследствие непредвиденных обстоятельств.

Если нефть и природный газ будут истощаться более быстро, чем прогнозируется, и это вызовет соответствующее увеличение стоимости топлива, то использование энергии ветра долгкно стать в США значительно более конкурентоспособным. В других частях мира, главным образом в слаборазвитых странах и даже в некоторых удаленных районах США, условия уже сегодня могут быть такими, что энергия ветра будет технически и экономически конкурентоспособной альтернативой энергоснабгкения. лопастей уменьшится, то оптимальные размеры диаметра ветроколеса могут быть увеличены. Описание систем.

Состав динамических систем ВЭУ мощностью 1500 кВт показан на рис. 5.30. ВЭУ моп(постыл 500 кВт имеет аналогичное оборудование. Двухлопастное ветроколесо с поворотными лопастями работает за башней с постоянной частотой вращения. Лопасти из композиционного волокнистого материала выпол- 5.4,3. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ ПРОЕКТЫ ВЭУ Оптимизированные характеристики систем явились основой для разработки предварительных проектов ВЭУ мощностью 500 кВт (для районов с у',=-5,4 м(с) и мощностью 1500 кВт (для ' районов с У«=8 м(с). Положительным качеством является относительно неболыпая зависимость стоимости энергии от изменения диаметра встроколеса в диапазоне от 46 до 55 м (см. рис. 5.27).

Определены капитальные вложения, коэффициент использования установленной мощности, влияние типа ветроколеса и их пригодность для БЭУ, эксплуатируемых на различных участках. Диаметр ветроколеса ВЭУ мощностью 1500 кВт, равный 54,9 м, выбран главным образом для того, чтобы повысить коэффициент использования установленяой мощности, а также создать экспериментальную установку по возможности с большим ветроколесом Проектирование и оценка двух различных по размерам ветроколес обеспечивают возможность более гибкого использования результатов исследования; если вследствие развития технологии изготовления стоимость Рис.

5.30. Компоненты ВЭУ мо(циоетью 1500 кпт( на рис»нкс а. 1 — гидравлическая пасом ая установка; 2 — гидравлический цилиндр; 3— рычаг; на рисунке б; 1 — генератор !ООО «Вг; 2 — упругая иуфта; 3 — редуктор; 4 — упругаи муфта: б — коромысло механизма регулирования, б — кулачок штока иехаиизма автоматического аварийного останава встрокалеса; 7 — задний подшипник втулки; 3— подшипник лопасти; у — лопасть (во флюгераои положении(: 1б — рычаг; 11 — передний подогнпиик втулки; 12 — лопает (в плоском положении(; 13 — подшипник поворотной платформы.