Статья поступила в редакцию 17.01.10. Ред. рег. № 703
The article has entered in publishing office 17.01.10. Ed. reg. No. 703
УДК 621.311.24
ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ ГРЦ-ВЕРТИКАЛЬ ДЛЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ КУРОРТОВ
Е.В. Соломин
ООО «ГРЦ-Вертикаль» 456300 Челябинская обл., г. Миасс, Тургоякское шоссе, д. 1 Тел. (912) 317-1805, факс: (351) 264-7694, e-mail: nii-uralmet@mail.ru
Заключение совета рецензентов: 27.01.10 Заключение совета экспертов: 03.02.10 Принято к публикации: 10.02.10
В статье описана возможность применения ветроэнергетических установок ГРЦ-Вертикаль в качестве объектов энергопитания для экологических курортов.
Ключевые слова: ветроэнергетика, возобновляемые источники энергии, турбины, альтернативная энергетика, экологический курорт.
SRC-VERTICAL WIND TURBINES FOR ECOLOGICAL RESORTS
E.V. Solomin
"SRC-Vertical", Ltd. 1 Turgoyaksky road, Miass, Chelyabinsk reg., 456300, Russia Tel. (912) 317-1805, fax: (351) 264-7694, e-mail: nii-uralmet@mail.ru
Referred: 27.01.10 Expertise: 03.02.10 Accepted: 10.02.10 The article describes the approach of the use of SRC-Vertical wind turbines for ecological resorts power supply.
Чистый воздух, живописный пляж, красивый лес - что еще может пожелать человек для отдыха, уезжая на курорт... В своем большинстве такие места являются особо охраняемыми природными территориями, располагающими природными лечебными ресурсами и необходимыми для их эксплуатации зданиями и сооружениями, включая объекты инфраструктуры. Более того, курорты имеют в своем составе, кроме природных лечебно-оздоровительных ресурсов, систему технических (питьевые галереи, бюветы, курортные парки) и медико-организационных ресурсов, а также лечебно-профилактические учреждения - санатории и поэтому могут оказывать медицинскую (санаторно-курортную) помощь больным различного профиля.
В связи с этим система энергоснабжения курорта, как правило, является отдельной инфраструктурой, требующей особого внимания. При этом необходимость наличия бесперебойного питания лечебных и медицинских учреждений не должна подвергаться сомнению, поскольку отключение энергопитания даже на несколько секунд может привести к трав-
мам, а то и гибели людей. Риск отключения энергоснабжения в наше время растет в связи с возникающими повсеместно техногенными и экологическими проблемами, природными катаклизмами, веерными отключениями сетей и т.д. Поэтому организация, во-первых, автономного, а во-вторых, бесперебойного энергоснабжения мест отдыха, и особенно курортов и рекреаций, является актуальной, однако в то же время непростой инженерно-технической задачей.
Решение проблемы автономного бесперебойного энергоснабжения может осуществляться на основе центрального энергоснабжения с наличием аккумулирующих мощностей или же установки автономного энергопитания на основе традиционных (невозоб-новляемых) или возобновляемых источников энергии. Учитывая тот факт, что энергоснабжение от невозобновляемых источников, таких как газ, бензин, дизтопливо и т.д., является крайне дорогостоящим и наносящим прямой вред экологии, не стоит рассматривать этот вариант для использования в курортной зоне.
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 2 (82) 2010
© Scientific Technical Centre «TATA», 2010
Как показывает практика, центральные электрические сети не лишены недостатков и имеют определенную вероятность отключения, не говоря о том, что централизованная электроэнергия является продуктом выброса колоссального количества углекислоты, сажи и других вредных веществ в атмосферу. Все чаще средства массовой информации сообщают о тех или иных проблемах, происходящих в связи с централизованной подачей электроэнергии из-за нарушений в управлении сетями, колебаний погоды, вандализма, техногенных катастроф. Кроме того, прокладка электромагистралей и их обслуживание также требуют определенных затрат и времени.
Энергоснабжение на основе возобновляемых источников является экологически чистым для локального применения. Мы здесь не говорим о том, что для производства экологически чистых генерирующих мощностей требуется, как правило, наличие ряда производителей, загрязняющих окружающую среду. Например, для производства солнечных батарей необходимо организовать производство кремния, а для выпуска ветроэнергетических установок нужны лопасти из стеклопластика. В результате производство генерирующих электроэнергию мощностей на базе возобновляемых источников также в той или иной степени загрязняет окружающую среду. Тем не менее, практика и расчеты показывают, что производство энергоге-нерирующего оборудования на основе возобновляемых источников наносит в комплексе меньший вред, чем эксплуатация энергоисточников, работающих на основе природных ископаемых или их производных в течение срока эксплуатации.
Далеко не все возобновляемые источники можно применить для использования в курортных зонах. Например, использование энергии биомассы вряд ли придется по вкусу отдыхающим. Не во всех курортных местах можно использовать геотермальную энергию, энергию волн, приливов-отливов или низкопотенциальное тепло.
Анализ работы центральных энергосетей и вероятности их отключения, а также исследование взаимодействия с альтернативными источниками энергии говорит о том, что в случае применения комбинированного источника энергоснабжения на основе центральной сети и ряда альтернативных источников с аккумулирующими мощностями потребитель получает гарантированный бесперебойный источник энергоснабжения.
В соответствии с вышеизложенным исследование вариантов энергоснабжения экологического курорта должно проводиться по алгоритму, показанному на рис. 1.
При строительстве нового курорта или при отсутствии центрального энергоснабжения на территории существующего курорта необходимо провести экономический анализ на предмет проведения (подключения) центральной сети, а затем сравнить с вариантом внедрения установок энергопитания на основе возобновляемых источников. В существующем курорте
проводится оценка установки энергопитания на основе имеющихся локальных возобновляемых источников (гидростанции различных типов, геотермальные источники, биомасса, энергия волн и отливов-приливов, энергия ветра, солнечная энергия и т.д.).
Рис. 1. Алгоритм принятия решения по выбору источника энергоснабжения Fig. 1. Algorythm of making a decision on the power source choice
Далее проводится технико-экономический анализ внедрения всех возможных источников энергии, а также их комбинаций, на основе чего делается вывод о технической, экономической и экологической целесообразности того или иного решения. При этом в зависимости от расположения курорта, наличия инфраструктуры и т.д. могут применяться совершенно различные, в том числе и комбинированные варианты. Например, курорт на берегу океана может получить гарантированное энергопитание за счет энергии волн или приливов-отливов без проведения центральной сети. Лесной курорт с трудом можно обеспечить энергопитанием без центрального энергоснабжения, даже при наличии ветросолнечных гибридных установок, учитывая окружение лесным массивом. Горный курорт может быть запитан в основном только от солнечных или ветроэнергетических установок и т.д. Поэтому в каждом конкретном случае решение принимается индивидуально, на основе экологической, технической и экономической оценки.
Поскольку рассматриваемых вариантов может существовать бесконечное множество, в данной статье мы рассматриваем вариант автономного энергоснабжения на основе гибридных ветросолнечных энергетических установок, который может являться одним из составляющих факторов для проведения оценки на предмет выбора источника энергии. Практика показывает, что наиболее распространенными и
Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 2 (82) 2010 © Научно-технический центр «TATA», 2010
доступными возобновляемыми источниками энергии являются солнце и ветер. Безусловно, в конкретных случаях другие виды источников будут более выигрышны. Например, в долинах гейзеров будет выгодно строить геотермальные станции, в районах рек с водопадами приоритет будет за гидроэнергетикой, а рядом с океаном возможны варианты утилизации энергии волн. Однако результаты проведения анализа технико-экономической целесообразности и учета случайных факторов (землетрясение, ураган, наводнение и т.д.) свидетельствуют, что в выигрыше оказываются два вида известных науке и технике источников энергии - солнечные батареи и ветроэнергетические установки.
Солнечные батареи являются удобным источником электрической энергии, не требующим в основном серьезного обслуживания. Однако у них есть два существенных недостатка - отсутствие энергоснабжения в ночное время и низкий КПД в местах, удаленных от экватора, в связи с большим отклонением солнечных лучей от вертикали. Кроме того, в районах, где наблюдаются снегопады, практика использования этих источников показывает, что их обслуживание в зимний период достаточно трудоемко, т.к. солнечные батареи подвержены обледенению и в связи с этим практически непригодны для 3/4 территории планеты.
Ветроэнергетические установки также не могут рассматриваться как постоянный источник энергоснабжения в связи с периодическим отсутствием ветра, временными затратами на ремонт и обслуживание. Однако именно ветроэнергетические установки в совокупности с аккумулирующими емкостями являются на сегодня, пожалуй, самым выгодным и надежным капиталовложением в регионах, где солнечные батареи уступают им. Как уже было сказано, это наибольшая часть территории Земли. Более того, выбор источников энергии на территории морских и океанических акваторий также будет именно за ветроэнергетическими установками по целому ряду причин.
В связи с этим создание гибридных ветросолнеч-ных установок при наличии центральной сети дает практически гарантированный вариант бесперебойного энергоснабжения. В этом случае комбинированный источник должен обязательно иметь аккумулирующие мощности, выбор которых также неограничен и характеризуется различными параметрами и свойствами (аккумуляторные батареи:
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.