МИНИ И МИКРО АЭРОГЕНЕРАТОРЫ

Термин мини и микро аэрогенераторы означает небольшие установки, способные производить электроэнергию, используя силу ветра, предназначенные для использования в быту или для замещения части потребляемой энергии в маленьких хозяйствах. Обычно к мини ветрогенераторам относят устновки с номинальной мощностью от 20 кВт до 200 кВт, в то время как к микро ветрогенераторам относят установки, номинальная мощность которых менее 20 кВт. Эти установки могут использовать особенности места, где они расположены. Это регулируемые установки, они могут использовать и слабые, и сильные ветры, а также могут улавливать неожиданные порывы ветра.

Существует две основных разновидности аэрогенераторов:

- с вертикальной осью: они отличаются небольшим количеством движущихся частей в конструкции, что делает их очень стойкими к сильным порывам ветра и дает возможность использовать любые направления ветра, не меняя постоянно ориентацию. Это универсальная установка, пригодня как для использования в быту, так и для централизованного производства гигаваттов электроэнергии (всего одна турбина удовлетворяет потребности в электроэнергии примерно 1000 домов).
- с горизонтальной осью: состоят из стальной башни высотой от 60 до 100 метров, на вершине которой находится корпус (гондола), в котором находится генератор электроэнергии, приводимый в действие ротором с лопастями длиной около 20 метров (обычно 2 или 3). Он генерирует очень разную мощность, обычно около 600 киловатт, что соответствует ежедневной потребности в электроэнергии 500 семей или 1000 домов.

Таким образом, уловленная кинетическая энергия ветра преобразуется во вращательное движение, способное питать электрогенератор, который работает по принципу электромагнитной индукции. Установленный сзади руль гарантирует наилучшее положение турбины относительно направления ветра.

Что касается размеров маленьких турбин, как уже говорилось, диапазон простирается от нескольких десятков ватт до 20 кВт.

У самых маленьких турбин, пригодных для использования на судах, диаметр ротора составляет около 1 м или чуть больше, до 8 – 10 метров у турбин от 10 до 20 кВт. Если мощность установки превышает это значение, говорить о мини ветрогенераторе уже не имеет смысла.

Башня, на которой устанавливатся генератор, может быть разной высоты, однако общее правило гласит, что лопасть должна находиться на расстоянии не менее 10 м от земли. Естественно, чем мощнее турбина, тем лучше будет ее производительность на большей высоте, максимальная высота для турбин 20 кВт составляет около 30 м.

ПРОИЗВОДСТВО ЭНЕРГИИ

Производство энергии маленькими турбинами сильно зависит от анемометрических характеристик места, где они установлены. Обычно большая часть производителей предоставляет расчетную годовую производительность, исходя из стандартных условий ветра (обычно 5,5 м/с, что соответствует достаточно ветреному месту). В среднем при таких условиях средняя годовая производительность ожидается около 2 – 2,5 МВт в год на 1 кВт установленной мощности, то есть, это количество электроэнергии, необходимое каждый год средних размеров домохозяйству.

Для подобного объема электроэнергии говорят также, здесь производится 2.000 – 2.500 эквивалентных часов. Эквивалентные часы получаются, если разделить произведенное количество электроэнергии (в кВтч) на установленную мощность ( в кВт), и чтобы установка была достаточно продуктивной и экономочески выгодной, не рекомендуется опускаться ниже 1.500 – 1.800 эквивалетных часов.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОИЗВЕДЕННОЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Чтобы использовать произведенную аэрогенератором электроэнергию, необходимо, чтобы генератор был подключен к электросети, а при отсутствии такого подключения потребуется система накопления энергии, состоящая из нескольких аккумуляторных батарей.

УСТАНОВКА, НЕ ПОДКЛЮЧЕННАЯ К ЭЛЕКТРОСЕТИ

В системах, не подключенных к электросети и, следовательно, оснащенных аккумуляторами, необходимо обязательно предусмотреть систему регулировки, способную правильно управлять уровнем нагрузки. Энергия может быть доступна для потребителя всегда, если он укомплектован устройством постоянного тока, или, в противном случае, перед тем, как ток можно будет использовать, инвертор должен преобразовать постоянный ток в переменный.

Хотелось бы уточнить, что все устройства, установленные после турбины частично снижают производительность преобразования энергии, таким образом, только 70% фактически произведенной турбиной электроэнергии поступает на потребителей и может использоваться.

УСТАНОВКА, ПОДКЛЮЧЕННАЯ К ЭЛЕКТРОСЕТИ

Аккумуляторы не нужны, но помимо инвертора необходимым компонентов контура становится счетчик для измерения количества энергии, переданного в сеть.

В этой конфигурации есть два способа использования электроэнергии: обмен на месте или прямая продажа.

В первом случае владелец установки использует электрические сети как огромный склад, в который он передает произведенную энергию, чтобы потом взять ее, когда в ней возникнет потребность.

Владелец самостоятельно производит электроэнергию для собственных нужд, и благодаря сети у него есть возможность воспользоваться ею в другое время, а не сразу же после того, как она была произведена. При подключении к электросети в таком порядке рекомендуется, чтобы количество произведенной электроэнергии не превышало потребности.

В режиме прямой продажи владелец установки, наоборот, напрямую продает произведенную энергию Управлению энергосистемой (GSE), которая может предложить ему два вида стимулирующих мер на выбор: тариф «все включено» или зеленые сертификаты.

Первый вариант, действующий только для ветрогенераторов, мощность которых менее 200 кВт (1 МВт для других возобновляемых источников энергии), соответствует и гарантирует владельцу 0,30 евро за каждый кВтч, произведенный и проданный сети, в течение 15 лет после начала производства.

По прошествии 15 лет стимулирующие выплаты прекращаются и используется только базовый тариф. В качестве альтернативы можно присоединиться к механизму Зеленых сертификатов, т.е. ценных бумаг, удостоверяющих производство определенного количества энергии из возобновляемого источника, сертификаты сожно обменивать на соответствующем рынке или с помощью двусторонних сделок.

Недавние законодательные акты и, в частности, законы о бюджетах, ввели правила и стимулирующие меры, способные вызвать рост и развитие этой технологии. Что касается ветрогенераторов, механизм обмена на месте или прямая продажа были распространены на све устновки максимальной мощностью до 200 кВт (при превышении этого значения прямая продажа автоматически влечет за собой присоединение к механизму Зеленых сертификатов)

ЗАТРАТЫ

Стоимость маленького ветрогенератора может меняться в зависимости от размера турбины и от использующего вспомогательного оборудования (аккумуляторов, инвертора, регуляторов нагрузки, высоты башни). В последние годы стоимость ветрогенераторов постепенно снижалась благодаря технологическому развитию все более интегрированных и стандартизированных систем. В среднем, комплектная система «под ключ» стоит от 5.000 до 7.000 евро/кВт мощности для установок мощностью примерно до 5 кВт и падает до 2.000 – 3.000 евро для более крупных установок. Срок окупаемости инвестиций подобного рода является приемлемым, при условии, что в месте устновки достаточно ветрено.