Обоснование использования неодимовых магнитов в качестве ветрогенератора

Аннотация: областью исследования является возобновляемый источник энергии на основе ветроэнергетики. цель работы – разработка нового экономичного ветротурбинного двигателя для ветроэнергетической установки (вэу). область применения – малые фермерские и крестьянские хозяйства, владельцы частного удаленного сектора в качестве альтернативного источника питания.

Республика Казахстан находится на этапе устойчивого социально-экономического развития. Ежегодный прирост внутреннего валового (ВВП) продукта составляет порядка 8 процентов. Основной прирост ВВП обеспечивается за счет горнодобывающей и нефтегазовой отраслей. Приняты государственные программы по диверсификации экономики и развития не сырьевых отраслей промышленности и сельского хозяйства. Президентом страны поставлена задача входа страны в 50 наиболее конкурентных стран мира. В то же время экономика страны характеризуется высоким потреблением энергии. Показатели удельного потребления энергии на единицу ВВП находятся на уровне 2 тенге/1000USD, что в несколько раз превышает показатели стран ОСЭР [1].

Ископаемое топливо составляет основу мировой энергетики. По данным международного энергетического агентства (МЭА) за 2003г мировое производство электроэнергии составило 16 691 ТВч. Доля электроэнергии, произведенной с использованием органического топлива составила около 66, 4%, доля крупных гидростанции - 15,9%, атомная энергетика - 15,8% , возобновляемые источники энергии – 1,9%. В начале 21 века на развитие энергетики оказывают влияние такие факторы как: рост потребления энергии, рост цен на топливо, экологические ограничения по выбросам ПГ.

Данные факторы приводят страны к необходимости осуществлять программы повышения эффективности использования энергии и использования возобновляемых источников энергии. Как показывает ряд исследований, доля ВИЭ в мировом энергетическом балансе на уровне 2050 г. должна составить порядка 18%, или даже выше для стабилизации содержания парниковых газов в атмосфере. Одним из наиболее динамично развивающихся коммерческих видов ВИЭ является ветроэнергетика. В настоящее время установленная мощность ветроэлектростанций (ВЭС) составляет около 60 000 МВт, или 1,5% мировой генерирующей мощности [2]. Интерес к развитию ветроэнергетики объясняется следующими факторами:

  • возобновляемый ресурс энергии, не зависящий от мировых рынков топлива;
  • отсутствие выбросов вредных веществ и парниковых газов в атмосферу;
  • развитый мировой рынок ветроустановок;
  • конкурентная стоимость установленной мощности (1000-1400 долл. США/ кВт);
  • конкурентная стоимость электроэнергии, не зависящая о стоимости топлива;
  • короткие сроки строительства ВЭС с адаптацией мощности ВЭС к требуемой нагрузке;
  • снижение стоимости электроэнергии при децентрализованном обеспечении электроэнергией отдаленных потребителей.

В настоящее время около 60 стран мира имеют ВЭС в структуре электроэнергетики. 43 страны мира имеют Национальные Программы развития ветроэнергетики с установкой сотен и тысяч МВт мощности в ближайшей и среднесрочной перспективе. Данные Программы, как правило, сопровождаются развитием собственной базы ветростроения, что позволяет снизить стоимость оборудования и электроэнергии. В снижении стоимости оборудования, равно как и стоимости электроэнергии достигнут значительный прогресс. По данным исследований ветроэнергетики США ожидается дальнейшее снижение стоимости электроэнергии от ветроустановок на 30% за счет повышения их эффективности в преобразовании энергии ветра.

Предполагается, что уже к 2013г установленная мощность ВЭС в мире составит около 150 000 МВт. Ветроэнергетика рассматривается не только как экологически «чистый» источник энергии . Ветроэнергетика поддерживает социально-экономическое развитие, энергетическую безопасность и снижает зависимость экономик от мировых энергетических рынков.

Высокая энергоемкость экономики приводит к нерациональному использованию топливно-энергетических ресурсов, снижает конкурентно способность экономики и приводит к существенному загрязнению окружающей среды. В Стратегии индустриальноинновационного развития Республики Казахстан поставлена задача снижения энергоемкости экономики в два раза к 2015г. Как следствие высокого потребления энергоресурсов происходит значительное загрязнение окружающей среды [3].

По удельным выбросам парниковых газов на единицу ВВП (6,11 кг СО2/USD) Казахстан занимает третье место в мире. Казахстан является участником Рамочной конвенции ООН по изменению климата и намерен ратифицировать Киотский Протокол и взять обязательства по снижению выбросов парниковых газов. В этой связи, для обеспечения устойчивого социально-экономического развития Республики Казахстан необходимы усилия по повышению энергоэффективности экономики и сохранению окружающей среды. Одним из путей сокращения потребления топлива и вредного влияния на окружающую среду является использование возобновляемых источников энергии [3].

Республика Казахстан обладает огромными ветровыми ресурсами. По своему географическому положению Казахстан находится в ветровом поясе северного полушария и на значительной части территории наблюдаются достаточно сильные воздушные течения, преимущественно Северо-восточного, Юго-западного направлений. Почти на 50% процентах территории Казахстана среднегодовая скорость ветра достигает 4-5м/с метров, что, учитывая размеры страны (более 2,72 млн. кв. км), предопределяет наличие огромного ветроэнергетического потенциала (рисунок 1). В ряде районов Казахстана среднегодовая скорость ветра достигает 6м/с и выше, что делает эти районы перспективными для использования ветроэнергетики. Стоимость электроэнергии от ВЭС, расположенной в таких местах, может составить 5-7 центов за кВт.ч., с учетом инвестиционной составляющей. В этой связи, Казахстан рассматривается как одна из наиболее подходящих стран мира для использования ветроэнергетики. Хорошие ветровые районы со скоростями ветра 6 м/с и выше, расположены в центральной части Казахстана, в Прикаспии, а также в ряде мест на Юге, Юго-Востоке и Юго-Западе Казахстана. По экспертным оценкам ветровой энергетический потенциал Казахстана составляет порядка 1820 млрд. кВт.ч в год.

В настоящее время в РК работы по использованию энергии ветра ведутся преимущественно на территориях с хорошими ветровыми условиями (Алматинская область, Акмолинская, Мангистауская и т.д.). Разработка и создание ВЭУ для большей части территории Казахстана со среднегодовой скоростью ветра менее 6 м/с, частыми перепадами его скорости и политропной розой ветров требуют поиска новых технических решений, обеспечивающих энергоэффективность ВЭУ с совокупе с их невысокой стоимостью и небольшими массогабаритными размерами.

Вывод: Таким образом, потенциал использования ветроэнергии для производства электроэнергии в большей мере будет определяться балансирующими возможностями энергосистемы и экономикой производства электроэнергии на ветростанциях. Учитывая общую генерирующую мощность в Казахстане – 18,400 МВт, мощность ветроэлектростанций в пределе может составить порядка 3 500 МВт при годовой выработке электроэнергии порядка 8-9 млрд. кВт.ч. Экономический потенциал использования ветроэнергетики будет определяться соотношением стоимости электроэнергии ветростанций и традиционных источников энергии с учетом транспортной составляющей, а также учета экологического эффекта от сокращения загрязнения окружающей среды при замещении мощностей угольных электростанций.

 

Список использованных источников:

  1. Шоршоров, М. X. Горячие трещины при сварке жаропрочных сплавов [Текст] / М. X. Шоршоров, А.А. Ерохин, Т. А Чернышева и др.; М.: Машиностроение, 1973. – 224 с.
  2. Ерохин, А. А. Основы сварки плавлением [Текст] / А. А. Ерохин ; М.: Машиностроение, 1973. – 448 с
  3. Касаткин, Б.С. Полосы текучести в сварном соединении [Текст] / Б.С. Касаткин; Автоматическая сварка, 1973. - №6. - 13 с.
Год: 2020
Город: Алматы
Категория: Экономика