Перспективы участия ветровых энергетических установок в энергоснабжении г. Островной на побережье Баренцева моря Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

УДК 621.548.001.5 (470.21)

А.А.Рожкова ПЕРСПЕКТИВЫ УЧАСТИЯ ВЕТРОВЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК В ЭНЕРГОСНАБЖЕНИИ г.ОСТРОВНОЙ НА ПОБЕРЕЖЬЕ БАРЕНЦЕВА МОРЯ

Аннотация

Рассмотрен вопрос о модернизации электроснабжения города Островной за счет использования ветроэнергетических установок. Разработаны схемы выдачи мощности ветропарка в электрическую сеть. Приведены результаты технико-экономической оценки эффективности работы ветроустановок.

Ключевые слова:

энергоснабжение, ветропарк, экономическая оценка

A.A.Rozhkova PROSPECTS FOR PARTICIPATION OF WIND ENERGY CONVERTERS IN ENERGY SUPPLY OF OSTROVNOY AT THE BARENTS SEA COAST

Abstract

The question of modernization of power supply of the Ostrovnoy city through the use of wind turbines. The schemes of power output wind park in the grid. The results of the technical and economical evaluation of the efficiency of wind turbines.

Keywords:

wind energy, wind park, the economical evaluation

Электроснабжение закрытого административно-территориального образования (ЗАТО) г. Островной осуществляется от каскада Серебрянских ГЭС по одноцепной ЛЭП. При возникновении аварии на линии происходит полное отключение объектов города от сети и переход на резервное питание от дизельной электростанции, оборудованной 6 дизель-генераторами. Моторесурс дизель-генераторов 1970 г. выпуска практически выработан, здания ДЭС и вспомогательные системы находятся в неудовлетворительном состоянии.

Руководство ЗАТО предлагает модернизировать электроснабжение города с использованием возобновляемых источников энергии. Для этого предлагается параллельно с двумя газотурбинными установками единичной мощностью по 2500 кВт ввести в действие несколько ветроэнергетических установок суммарной мощностью 4-6 МВт.

Вблизи г.Островной есть две площадки (рис.1), пригодные для сооружения ветропарка. Первая площадка находится в 4 км к юго-западу от города. Предполагаемое значение среднегодовой скорости ветра составляет 7 м/с. Вторая площадка расположена в 4 км к северу от города на о.Витте. Среднегодовое значение скорости ветра на острове составляет около 8 м/с.

Для выбора наиболее выгодной площадки были разработаны схемы выдачи мощности ветропарка в электрическую сеть, а также выполнены технико-экономические расчеты по оценке эффективности работы ветропарка.

Рис.1. Ветропарк в районе ЗАТО г. Островной

На выбранных площадках предлагается разместить по 10 ветроустановок (ВЭУ) мощностью 1 МВт каждая, которые устанавливаются с учетом местной розы ветров, преимущественно на возвышенностях, на расстоянии около 10 диаметров ветроколеса друг от друга.

Выдачу мощности от ветропарка в систему можно выполнить с помощью подключения к шинам 150 кВ подстанции 51, находящейся в 1 км к востоку от ЗАТО (рис.2).

Для уменьшения суммарной длины линий было принято решение объединить ВЭУ в группу, а затем подключить к шинам главной повышающей подстанции (ГПП).

Напряжение на выходе генератора ВЭУ составляет 0.69 кВ, на шинах подстанции 51-150 кВ. Для выдачи энергии ветропарка в сеть требуется повысить напряжение с 0.69 до 35 кВ, для этого возле каждой ВЭУ требуется установить трансформатор, а затем на ГПП повысить напряжение с 35 до 150 кВ.

□ - главная повышающая подстанция

----- - линия 35 кВ, соединяющая ВЭУ с главной линией

----- - главная линия 35 кВ

----- - линия 150 кВ, соединяющая ГПП с ПС-51.

Рис. 2. Схема сетей ветропарка

По данным зарубежных каталогов [1; 2], удельная заводская стоимость ВЭУ составляет около 900 евро/кВт. Расходы, связанные с сооружением ветропарка и включающие в себя таможенные сборы, фундамент ветроустановки, подъездные дороги, а также транспортировку и монтаж ВЭУ, составляют около 40% от стоимости ВЭУ. В итоге удельная стоимость сооружения ветроустановки возрастает до 1300 евро/кВт, или около 50 тыс. руб/кВт.

Федеральной энергетической комиссией для Мурманской обл. на 2010 г. установлены предельные тарифы в размере 1.30-1.35 руб/кВт-ч. Если учесть запланированный правительством рост тарифов в 2011-2012 г.г. на 20% и предположить, что дальше этот рост будет, по крайней мере, не ниже инфляции, то в итоге за время службы ВЭУ (20 лет) он возрастет с 1.60 руб/кВт-ч в 2011 г. до 3.30 руб/кВт-ч в 2031 г.

В качестве критерия прибыльности строительства ветропарка был использован чистый дисконтированный доход (ЧДД), который показывает, какая прибыль может быть получена в результате реализации проекта в течение всего срока службы ветропарка с учетом изменения уровня инфляции и тарифа на электроэнергию (рис.3).

J, и и

1 2 4 6 -ґб 112 14 16 IS 2 0

a2UU

Рис.З. Формирование чистого дисконтированного дохода:

а) ветропарк на материке; б) ветропарк на о.Витте

Расчеты показали, что вариант строительства ветропарка на о. Витте более выгоден. Капиталовложения составили около 519 млн руб., ЧДД -178 млн руб., в то время как на материке 50S млн руб. и 156 млн руб. соответственно. Однако в расчеты для ветропарка на о.Витте не входила стоимость причальных сооружений, которая увеличит стоимость строительства ветропарка. В конечном счете, оба ветропарка оказываются по стоимости примерно одинаковыми.

Строительство ветропарка позволит сократить объемы потребления электроэнергии от Серебрянских ГЭС и снизить расходы на содержание резервной системы электроснабжения за счет экономии дорогого привозного жидкого топлива. Кроме того, представляется возможным использовать выработку ветропарка и для целей теплоснабжения.

Литература

1. Windenergie-2002. Osnabrueck, Deutschland Bundesverband WindEnergie Service GmbH. 2002. 2б4 p.

2. Wind Energy-2004. Osnabrueck, Deutschland Bundesverband WindEnergie Service

GmbH. 2004. 196 p.

Сведения об авторах

Рожкова Анастасия Александровна,

стажер-исследователь лаборатории энергосбережения и возобновляемых источников энергии Центра физико-технических проблем энергетики Севера КНЦ РАН Россия, 184209, Мурманская область, г. Апатиты, мкр. Академгородок, д. 21А эл. почта: yamalechka@mail.ru