1598005519-db2570e1cd069b3f233e2ac13b5f8034 (811225), страница 39
Текст из файла (страница 39)
Эти прогнозы обеспечивают более реалистичный взгляд на ценность использования энергии ветра в будущем. Оценка стоимости изготовления и монтажа ВЭУ очень сильно зависит от исходных предположений о стоимости первой установки, эффективности нх технических усовершенствований по мере накопления опыта, а также от объема производства. Максимальный предел эффективной (допустимой) стоимости ВЭУ составляет от 500 до 700 долл/кВт для сотой установки, если принята 90%-ная кривая удешевления продукции, т. е. когда ее стоимость уменьшается на 10 % для каждого удвоенного объема производства. Фирма ОЕ представила на рассмотренце комиссии ЕРРА .проект ВЭУ стоимостью 1586 долл/кВт (в ценах 1975 года) для второй ВЭУ мощностью 1500 кВт.
Приняв за базу эту величину о получим, что при 90 !о-ной кривой удешевления продукции стоимость снижается как раз до 700 долл7кВт для сотой установки. Всесторонний анализ затрат при использовании энергии ветра, связанных как с положительным, так и отрицательным влиянием на окружающую среду, в сравнении с влиянием альтернативных тепловых установок не был выполнен. Ясно, что загрязнение воздушной н водной среды будет уменьшено, если использовать ВЭУ вместо дополнительных тепловых электростанций, сжигающих топливо В то же время в числе отрицательных воздействий на окружающую среду, связанных с использованием энергии ветра, известны только помехи телевидению, микроволновые помехи и «ухудшение» внешнего вида окружающей среды.
Если выбирать месторасположение ВЭУ с большим вниманием, то указанные две проблемы могут быть сведены к минимуму. Можно предположить, что сравнительный анализ покажет, что с точки зрения факторов неэкономического характера использование энергии ветра является целесообразным. 5.2,4. ГидРОАккумулигОВАние энеРГии С технологической точки зрения решающим фактором, ограничивающим широкое использование ветра и Солнца в качестве природных источников энергии, является трудность приспособления их изменяющейся мощности к изменениям энергетических потребностей.
Мощная энергосистема с различными источниками энергии н может в некоторой степени упростить проблему, но в целом она может быть решена только путем применения каких-либо видов 17З аккумулирования энергии. Различные способы аккумулировании еше только предлагаются, в то время как гидроаккумулирование. применяется достаточно широко, Изменения мощности ВЭУ могут быть компенсированы путем подъема воды с помощью насосов в аккумулирующий резервуар, расположенный вьппе ГЭС, в периоды избытка энергии и последующего использования воды с целью получения дополнительной энергии в сети в периоды ее дефицита.
Как и в любой системе аккумулирования энергии, здесь имеются потери, связанные с процессом заряд-разряд, причем энергия заряда и разряда относятся примерно как 3: 2 или 4: 3. Гидроаккумулирующие станции существуют много лет. Исследованиями [5.36) и (5.37] выявлено около 700 участков (преимущественно новых) в штатах Аризона, Калифорния, Невада, )Ота, Айдахо, Орегон, Вашингтон и на западе штата Монтана, немеющих благоприятные условия для строительства ГАЭС с потенциальной мощностью более 2000 ГВт. За немногим исключением, выбор участков был основан на камеральной обработке данных изысканий с учетом таких факторов, как топография, возможные размеры водохранилищ, наличие воды, длительность рабочего цикла (суточное, недельное или сезонное регулирование).
Хотя могцность существующего оборудования ГЭС кажется достаточной для ближайших 5 лет развития систем, прошлый опыг показывает, что после утверждения и выделения необходимых ассигнований потребуется по крайней мере 5 лет для того, чтобы привести мощность ГЭС в соответствие с требуемой. ВЭС в сочетании с гидроаккумулированием энергии в отношении влияния на окружающую среду имеет очевидные преимущества перед ТЭС и АЭС.
Не считая этого фактора, одного потребления невозобновляющихся энергетических ресурсов ТЭС достаточно для того, чтобы оправдать строительство ВЭС с ГАЭС. Некоторое воздействие па окружающую среду, такое, как использование земли для сооружения ВЭС и ГАЭС, будет иметь, место. При расстоянии между ВЭУ, входящими в состав ВЭС, равном десяти диаметрам ветроколсса, непосредственно опорные фермы занимают мснее 1 % обшей плошали, что позволяет использовать остальную площадь для других нужд, например для сельского хозяйства. Эстетическое и шумовое воздействия существенны, только если ВЭУ размещены непосредственно в населенном пункте„ что мало вероятно.
Возможные телевизионные помехи от ВЭС могут быть ослаблены путем выполнения кабельной связи телевизионных приемных установок с удаленными антеннами, Не исключено, что места расположения ВЭС станут, скорее, достопримечательностью и зонами отдыха, чем зоной отрицательного влияния на ландшафт. Прежде чем ВЭС большой могцностп будут созданы, должна быть выполнена тщательная оценка возможного воздействия развития ветроэпергетики на окружающую среду и социально-зкономических аспектов такого развития.
174 5.3. ПРОЕКТНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ФИРМЫ ОЕНЕЙАЕ Е) ЕСТК1С СОМРАг('1' ПО СОЗДАНИЮ ВЭУ ДЛЯ ЭНЕРГОСИСТЕМ Программа исследования является составной частью Федераль. ной ветроэнергетической программы и выполнялась для комиссии 'ЕКОА под руководством отдела управления НАВА-) еКС %(пд Ров ег ОИсе, Рочег Буз(ещз 01ч(з(оп. Эта работа представляла собой одно из двух параллельных исследований, осугцествляемых с целью оценки возможности экономически эффективного использования энергии ветра для выработки электрической энергии. В этом исследовании фирме ОЕ была оказана помощь со стороны фирмы Напп11оп 5(апс(агй 0(ч(з(оп о1 Гпе Ппйеб Тес)зпо1оц1ез СогрогаВоп.
Подробно были исследованы два варианта ВЭУ: мощностью 500 кВт для работы на участках со среднегодовой скоростью ветра $'„=5,4 м(с, и мощностью 1500 кВт для использования на участках с 1',=8 м!с. Капитальные вложения в сооружение этих ВЭУ (в пенах 19?5 г.) составляли 935 и 430 долл/кВт соответственно для мощности 500 и 1500 кВт. При расчете капитальных вложений исходили из того, что промышленный выпуск составит 100 установок и все разработки будут завершены стадией, когда ВЭУ будет представлять собой <~совершенную коммерческую продукцию», Капитальные вложения, связанные с созданием первых установок, естественно, значительно выше.
Капитальные вложения включают: затраты на руководство в течение 3,5 лет программой по изготовлению и строительству 100 ВЭУ, затраты, вызванные подсоединением их к энергосистеме, стоимость оборудования, отдельных систем и подготовки строительной площадки, накладные расходы по контрактам и потерю дохода от капитала. Капитальные вложения и предполагаемые эксплуатационные издержки были использованы в экономической модели для того, чтобы оценить стоимость энергии, вырабатываемой ВЭУ, работающей в энергосистеме. Эта стоимость оказалась равной 4,04 и 1,57 цент/(кВт ч) соответственно для установки мощностью 500 кВт на участке с 1',=5,4 м/с и для установки мощностью 1500 кВт на участке с У„=8 и/с.
Указанная стоимость производимой энергии включает затраты энергосистемы по финансированию закупок и эксплуатации ВЭУ, но ие учитывает затрат по распределению эперпш и накладные расходы энергосистемы, Конечная цель этих исследований состояла в том, чтобы создать предварительные проекты экономически эффективных ВЭУ, которые отвечали бы требованиям энергетических компаний. Основные усилия были направлены на решение следующих задач: установление проектных и эксплуатационных требований, предъявляемых к ВЭУ.
которые предназначены для подключения к энергосистемам; определение варианта проектирования и эксплуатации ВЭУ, наиболее подходящей для этого направления использования энергии ветра; обоснование наиболее эффективных с точки зрения экономики условий эксплуатации в зависимости от харак- 175 терных особенностей участков с 1',=4 —:9,4 м/с и создание двух предварительных проектов ВЭУ с обоснованием их экономических показателей (один применительно к участку с )г,=5,4 м/с, другой с Р =8 м1'с). Учитывая, что уже полученные данные свидетельствуют о целесообразности продолжения исследований по рассматриваемому применению ВЭУ, намечается использовать результаты этих и других направляемых АГАВА параллельных исследований в качестве основы для разработки окончательного проекта и сооружения опытных образцов ВЭУ.
5.3Л. ТРЕБОВАНИЯ К ВЭУ Часть требований, на основе которых были спроектированы ВЭУ, заданы Центром ХАВА-1еКС в начале исследования, другие явились результатом знаний и опыта, приобретенных в процессе выполнения исследования. Требования к ВЭУ рассматриваются ниже. Требования, связанные с подключением ВЭУ к энергосистеме. ВЭУ проектируются для присоединения к линии электропередачи энергосистемы. Предполагается, что это будут распределительные сети или сети с низшим классом напряжения. При специальном исследовании такого присоединения рассматривалпсь следую1цие вопросы: флуктуация напряжения в сети, значение соыр, релейная защита сети и АПВ, помехи телсфонной связи, устойчивость работы ВЭУ. Флуктуации напряжения в соти.
Снижение напряжения в сети в связи с подключением к ней ВЭУ может возникнуть в процессе пуска и астапова ВЭУ и в результате колебаний их мощности из-за изменений скорости ветра. Для ВЭУ с синхронными генераторами снижение напряжения, происходящее при пуске, может быть полностью предотвращено в результате применения автоматической синхронизации, которая широко используется в энергосистемах. В случае ВЭУ с асинхронными генераторами причиной снижения напряжения в сети будет подключение к генераторам батареи конденсаторов, используемых для улучшения соыр. Одновременные или независимые флуктуации частоты и большие флуктуации напряжения нежелательны для потребителей и должны быть предотвращены. Волыпие флуктуации напряжения„ обусловленные работой ВЭУ, можно допустить, если они случаются редко.
Частые же флуктуации напряжения будут вызывать претензии со стороны потребителей энергосистемы, если колебания напряжения не будут соответствовать установленным требованиям. Коэффициент мощности. Значение сов ср=(,0 является оптимальным для энергосистем, так как в этом случае линии электропередачи имеют максимальную пропускную способность. Однако в результате наличия реактивной нагрузки соз~р всегда меньше 1, что увеличивает потребность энергосистем в оборудовании. Поскольку реактивная мощность не может быть экономично передана на большие расстояния вследствие чрезмерных потерь, рав- 1ТБ ных /Чт', в энергосистемах будет использоваться значительная мощность для того, чтобы вырабатывать реактивную мощность- вблизи мест, где энергия потребляется. В результате этого сов 1р распределительных сетей приближается к единице и обычно равен: 0,98, При рассмотрении асинхронных генераторов, у которых сов 1Р-0,8„в месте расположения ВЭУ необходима генерация реактивной мощности для максимально возможного увеличению значения соз ~р в энергосистеме.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
