Автор: Шаханов А. О., ТНУ

Some peculiarities of the wind power station (WPS) work on the example of one of the biggest station in Ukraine - the Donuzlav WPS are considered.

В статье разобраны некоторые особенности работы ветроэлектростанций на примере одной из самых крупных ВЭС Украины - Донузлавской.

Сейчас Крым является лидирующим регионом в Украине по производ-

стр. 17

ству электроэнергии на ветроэлектростанциях (ВЭС). Донузлавская и Сакская ВЭС составляют более половины введенной в действие мощности всех ветроэлектроагрегатов в Украине [1]. Сейчас основным типом используемых ветротурбин является лицензионная установка USW 56-100, к настоящему времени почти полностью производимая в Украине.

В Крыму находится несколько постоянно работающих ветростанций: рядом с поселком Новоозерное (Донузлавская ВЭС), в Сакском районе на территории Штормовского поссовета (Сакская ВЭС), на м. Меганом (Судакская ВЭС). Черноморская, Акташская, Евпаторийская, Кировская, Гвардейская и Джанкойская ВЭС (рис. 1) в настоящее время либо закрыты, либо законсервированы. Наиболее эффективно, по отзывам работников Донузлавской ВЭС, ветроэнергоустановки работают на м. Меганом.

Рис. 1. Места расположения ветроэлектростанций в Крыму (составлено вместе с Д. Е. Осадчим и В. В. Кайданским)

Данные о работе ВЭС получены в ходе беседы с представителями обслуживающего персонала и руководства при посещении ветроэлектростанции студентами и преподавателями Таврического и Харьковского национальных университетов в рамках совместного украинско-французско-испанского проекта по экологически безопасной энергетике Tempus-TACIS летом 2001 года.

В статье речь пойдет о Донузлавской ВЭС (основной участок). Общая площадь станции - 2,3 га, на первое ветрополе и здание управления приходится 1,4 га, а на второе ветрополе - 0,9 га. В среде ветроэнергетиков территория, ограниченная по плану станции, на которой расположены агрегаты, называется ветрополем. На Донузлавской станции большая часть ветроэлектроагрегатов (ВЭА) установлена на первом ветрополе (около

стр. 18

60 из 101), а остальные находятся на втором ветрополе, причем второе было открыто и укомплектовано за период с начала 2000 года до июля 2001, то есть около 40 установок практически полностью украинского производства было установлено за полтора года.

Первые ВЭА типа USW-56-100 были установлены в 1993 году, и функционируют исправно. Они были привезены из Испании, где проработали несколько лет, а произведены в США. Общий эксплуатационный срок составил уже более 15 лет. Установка USW-56-100 изготавливается в Украине по лицензии. Постепенно, по мере освоения отечественными предприятиями технологий изготовления ВЭА этого типа, возрастал в них процент деталей украинского производства. Сейчас он достигает 96 %.

На станции на 21.06.2001 г. находился 101 ВЭА USW-56-100, из них не работало 14. Причины простоя могут быть различными, к примеру (на июнь 2001 г.): 8 установок отключены из-за поломки лопастей, которые традиционно являются одной из самых дорогих и ломких частей ВЭА, остальные требовали планового ремонта. Все ВЭА, кроме трех американских, установлены на специально подготовленные металлоконструкции для ЛЭП, которые создают несколько большие завихрения, чем специально изготовленные для ветростанций американские вышки, но пока это экономно. Персонал станции указывает на то, что американские ветроустановки дают меньше сбоев, более крепки, и украинские аналоги, к сожалению, менее удачны как в механической, так и в электронной части.

Работа станции показала, что когда ветер имеет направление, совпадающее с направлением ряда агрегатов, то каждый впередистоящий так влияет на ветер, что находящийся за ним агрегат не может нормально работать.

стр. 19

Указывалось на то, что расстояние между ВЭА в ряду в 24 метра мало, и его следовало бы увеличить. Планируется провести "прореживание" первого ветрополя и часть ВЭА установить на м. Меганом, где, по состоянию на июль 2001 года, работало шесть агрегатов, причем, с коэффициентом эффективности, превышающим донузлавский более чем в два раза (на Меганоме более подходящий ветровой режим и несколько иной принцип размещения агрегатов). На втором ветрополе расстояние между агрегатами в ряду - 32 метра, что заметно повышает эффективность использования ВЭА. Это подтверждает тот факт, что размещение агрегатов на ветрополе является важной составной частью их эффективного использования.

Станцию постоянно обслуживает около 20 человек, кроме того, технический персонал составляет примерно 2 человека на тридцать ветроэнергоагрегатов, однако в США этот показатель доходит до 2 человек на 50-60 ВЭА. В двухэтажном здании управления станции расположен пункт управления, находясь в котором один оператор может, как визуально наблюдать за работой агрегатов, так и, используя специализированную компьютерную программу, руководить и контролировать работу всех ветротурбин, используя либо режим автопуска, либо запускать турбины "вручную". В режиме автопуска ВЭА работают лишь при установившейся в течении 2 минут скорости ветра в 6 м/с. Скорость ветра фиксируется специальным метеоблоком импортного производства, сигнал о необходимой скорости ветра с которого поступает на пункт управления, и пуск производится автоматически. Ввод ВЭА в сеть происходит только при достижении необходимого числа оборотов в единицу времени, то есть существует так называемое время разгона ветряка.

Рис. 3. Строение ВЭА USW 56-100

ВЭА с горизонтальной осью вращения (в том числе USW 56-100) - устройства флюгерного типа: сами поворачиваются согласно направлению ветра, но это также фиксируется автоматикой. Внутри ветряка находятся датчики, информация с которых непрерывно и импульсно поступает на пункт управления, и таким образом оператору дается сигнал о состоянии и неисправностях в установке, причем установка прекращает работу при неполадках автоматически.

стр. 20

В основном, станция приносит максимум энергии зимой, осенью и весной, когда в этих местах наблюдается постоянная и достаточная скорость ветра. В зависимости от сезона стоимость 1 кВт/ч электроэнергии колеблется от 6 до 34 копеек, при оптимальной работе этот усредненный месячный показатель снижается до 11-12 копеек, что приближенно равно показателю украинских ТЭС. По словам директора станции, если бы общая мощность ветроэнергоагрегатов достигла бы около 30 мВт, то наступил бы оптимум выработки и средняя цена (себестоимость) на кВт/ч электроэнергии снизилась бы до 10 копеек. А это уже позволяет говорить о достаточной конкурентоспособности энергии, выработанной на ВЭС в условиях этого района.

Технические характеристики агрегатов типа USW-56-100 неоднократно критиковались, но на Украине он зарекомендовал себя как самый надежный и является наиболее распространенным и используемым. Можно говорить, что при учете особенностей размещения ВЭА и улучшения их технических характеристик количество производимой энергии на единицу площади на крымских и всех украинских ВЭС намного возрастет. Соответственно повысится экономическая эффективность использования ВЭС, так как производительность ветроэнергоагрегата является ее составляющей.

Permanent link to this publication: