Запущена первая ветряная электростанция в Казахстане

Ветроэнергетика

Воздушные потоки могут использоваться для эксплуатации ветряных турбин. Современные ветряные турбины имеют расчетную мощность от 600 кВт до 5 МВт, хотя самыми используемыми в коммерческих целях стали турбины с мощностью 1.5-3 МВ; Мощность ветряной турбины  пропорциональна кубу скорости ветра, т.е. при увеличении скорости ветра, значительно увеличивается и выработка энергии. Территории, на которых скорость ветра выше, а наличие ветров более постоянно, например, прибрежные зоны и высокогорные районы, являются более предпочтительными для строительства ветропарков. Установка ветряных турбин может требовать обширных земельных участков, и желательно в районах с высоким потенциалом ветра. Сдругой стороны, установка турбин в море не требует отвода земли, и к тому же ветры там всреднем на 90% сильнее. Энергия ветра является возобновляемым источником и не производит парниковых газов (двуокись углерода или метан).

К концу 2008 года общая установленная мощность ветропарков составляла 120,791 мегаватт (МВ), и показала рост 28.8% за год; производство ветряной энергии составило около 1.3% всего потребляемого объема энергоносителей.  Ветровая энергия является источником 19% электричества Дании, 9% электричества в Испании и Португалии, 6% в Германии и республике Ирландия. Важным регионом для роста количества ветропарков является США, а установленная мощность в США составила к концу 2008 25,170 МВ.  По состоянию на сентябрь 2009, Ветропарк Роско (781 МВ) является самым большим в мире ветропарком.

Исследование скорости ветра

Ветряные электростанции строят в местах с высокой средней скоростью ветра — от 4,5 м/с и выше.

Предварительно проводят исследование потенциала местности. Анемометры устанавливают на высоте от 30 до 100 метров, и в течение одного—двух лет собирают информацию о скорости и направлении ветра. Полученные сведения могут объединяться в карты доступности энергии ветра. Такие карты (и специальное программное обеспечение) позволяют потенциальным инвесторам оценить скорость окупаемости проекта.

Обычные метеорологические сведения не подходят для строительства ветряных электростанций: эти сведения о скоростях ветра собирались на уровне земли (до 10 метров) и в черте городов, или в аэропортах.

Во многих странах карты ветров для ветроэнергетики создаются государственными структурами, или с государственной помощью. Например, в Канаде Министерство развития и Министерство Природных ресурсов создали Атлас ветров Канады и WEST (Wind Energy Simulation Toolkit) — компьютерную модель, позволяющую планировать установку ветрогенераторов в любой местности Канады. В 2005 году Программа Развития ООН создала карту ветров для 19 развивающихся стран, и т.д.

Ветровой атлас Казахстана можно найти на официальном сайте Проекта Правительства Республики Казахстан и Программы Развития ООН.  

Ветропотенциал Казахстана

Перспективы использования ветроэнергетики определяются наличием соответствующих ветроэнергетических ресурсов. Казахстан исключительно богат ветровыми ресурсами. Порядка 50% территории Казахстана имеет среднегодовую скорость ветра 4-5 м/с, а ряд районов имеет скорость ветра 6м/с и более, что предопределяет очень хорошие перспективы для использования ветроэнергетики. По оценкам экспертов, Казахстан, одна из стран мира, с наиболее подходящими условиями для развития ветроэнергетики. Ветреные места расположены в Прикаспии, в центре и на севере Казахстана, на юге и юго-востоке Казахстана. Учитывая плотность мощности ВЭС на уровне 10 МВт/км2 и наличие значительных свободных пространств можно предполагать возможность установки в Казахстане нескольких тысяч МВт мощности ВЭС. По некоторым данным теоретический ветропотенциал Казахстана составляет около 1820 млрд. кВт.ч в год. Для точной оценки ветропотенциала перспективных мест необходимы специальные метеоисследования с использованием метеомачт высотой 30-80м в течении как минимум одного года. Полученные метеоданные используются для расчета годовой выработки электроэнергии ветроустановками. Результаты расчетов используются для подготовки технико-экономического обоснования строительства ВЭС. Для двух площадок в Алматинской области - Джунгарские ворота и Шелекский коридор, детальные метеоисследования и оценка ветрового потенциала были проведены при поддержке со стороны ПРООН в течении 1998-2000гг. Как показали эти исследования Джунгарские ворота имеют очень высокий ветропотенциал. Среднегодовая скорость ветра составляет здесь 9,7 м/с на высоте 50 метров, а плотность ветровой потока порядка 1050 Вт/м2. Это дает возможность вырабатывать примерно 4400 кВт.ч электроэнергии на кВт установленной мощности ВЭС, что делает это место уникальным для целей ветроэнергетики. Наличие свободного пространства дает возможность установить здесь несколько сот МВт мощности ВЭС с годовой выработкой электроэнергии порядка 1 млрд. кВт.ч. В настоящее время предусматривается строительство пилотной ВЭС 5 МВт в этом районе. Предполагается, что ВЭС будет вырабатывать порядка 18 млн. кВт.ч электроэнергии в год при стоимости электроэнергии порядка 4,5 центов США/кВт.ч. В случае успешного опыта эксплуатации мощность ВЭС может быть увеличена до 50 МВт.

Шелекский коридор, расположенный между горными хребтами Заилийский Алатау и Жетысуйский на расстоянии 150 км от г. Алматы, также имеет хороший ветровой потенциал со среднегодовой скоростью ветра 7,8м/с на высоте 50 метров и плотностью ветрового потока порядка 510 Вт/м2, что дает возможность вырабатывать порядка 3200 кВт.ч электроэнергии на каждый кВт. установленного мощности ВЭС. Это сопоставимо с хорошими ветровыми местами в Европе. В Шелекском коридоре также возможна установка сотен МВт мощности ВЭС с годовой выработкой электроэнергии порядка 1 млрд. кВтч. Оба места, Джунгарские ворота и Шелекский коридор, расположены в районах с большим дефицитом электроэнергии, что делает привлекательными строительство ВЭС в этих местах.

Казахстанским специалистами совместно с международными специалистами из Германии были определены перспективные места для строительства ВЭС на основании анализа метеоданных с учетом следующих факторов:

1) Доступность линий  электропередач и подстанций  для выдачи мощности;  
2) Топография местности и высота над уровнем моря; 
3) Наличие транспортных коммуникаций;  
4) Наличие потребителей энергии;  
5) Возможность строительства ВЭС;  
6) Наличие предварительных проработок по строительству ВЭС.

Восемь мест в разных регионах Казахстана были выбраны для исследований ветропотенциала с целью обоснования строительства ВЭС. В дальнейшем предполагается продолжение таких исследований.