Ограничения при выборе мест установки ВЭС

Сигитов Олег – аспирант кафедры "Электроэнергетические системы и сети" НИУ МЭИ.


В следствие растущей установленной мощности ветровых электростанций в Единой энергетической системе России встает вопрос их рационального расположения.


Сегодня в России начинается активное развитие возобновляемой энергетики. Несмотря на обеспеченность традиционными источниками энергии, развитие возобновляемых источников энергии входит в ряд стратегических документов, включая проект «Энергетической стратегии России на период до 2035 года», в котором определены цели и направления развития отрасли.


Между тем наблюдается отсутствие широкого перечня российских рекомендаций по выбору мест установки системы ветровых электростанций. В связи с этим возникают трудности при формулировании комплексного подхода выбора мест установки ветровых электростанций, учитывая не только технические требования, но и иные требования законодательства Российской Федерации.


В зарубежной литературе экспертами отмечается отсутствие однозначных и простых правил для определения подходящих мест установки ветровых электростанций (далее – ВЭС). Зачастую приводятся рекомендации, на основании которых собственник может разрабатывать проект. Помимо очевидных критериев выбора места установки ВЭС, таких как среднегодовая скорость ветра и пропускная способность существующей электрической сети, большая часть рекомендаций основывается на требованиях к логистике, землепользованию, охране труда, пожарной безопасности и других требованиях. В [1], [2], [3] приведены рекомендации в виде ограничений на выбор места установки ветровых электростанций, среди которых можно отметить следующие:


1) логистика – является важнейшим фактором и включает в себя:

  • совместимость проекта с существующей транспортной системой и обеспечение доступа к площадке ВЭС и подъездным путям;

  • наличие дорог общего пользования, пригодных для перевозки тяжелых транспортных средств;

  • строительство дорог низкого качества, необходимых для перевозки компонентов ветровых электростанций и тяжелых строительных машин (например, подъемных кранов, тяжелых грузовиков);

  • минимальное неудобство другим участникам дорожного движения при доставке частей ВЭУ;


2) ограничения по землепользованию:

  • планируемая площадь застройки прилегающих территорий;

  • пригодность грунта для установки ВЭУ;

  • наличие уникальных геологических объектов;

  • существующие и/или запланированные памятники и заповедники;


3) ограничения по охране труда и пожарной безопасности:

  • исключение мест с потенциальной опасностью для существующих объектов в зоне размещения ветроэнергетической установки (далее – ВЭУ) из-за вероятности опрокидывания ВЭУ;

  • нахождение аэродинамического и механического шумов в допустимых пределах;

  • исключение эффекта мерцания теней, негативно влияющего на близлежащее население;


4) другие требования:

  • наличие вблизи мест установки оборонительных объектов – включает в себя воздушную безопасность, а также защиту радаров и средств связи от помех, вызванных движением лопастей;

  • наличие вблизи ВЭС высокочастотных каналов связи – при близком прохождении каналов связи, ВЭУ могут оказывать негативное влияние на передачу теле- и радиосигналов.


Стоит отдельно отметить, что при оценке ветроэнергетического потенциала следует ориентироваться не на среднюю скорость ветра, а на выработку электроэнергии. Это связано с мощностной характеристикой ветроэнергетической установки. На рисунке 1 представлена данная характеристика ветроэнергетической установки Enercon E-101 E2 – 3,5 МВт серым цветом.



Рис. 1. Мощностная характеристика ветроэнергетической установки Enercon E-101 E2 – 3,5 МВт


В таблицах 1 и 2 приведены случаи, представляющие, что несмотря на в два раза большую среднесуточную скорость ветра, выработка электроэнергии меньше в два раза.


Таблица 1. Среднесуточная скорость ветра и выработка электроэнергии в случаи 1.


Таблица 2. Среднесуточная скорость ветра и выработка электроэнергии в случаи 2.


Интеграция ветровых электростанций большой мощности потребует постройку новых воздушных линий электропередачи (далее – ВЛ), отходящих от станции. При этом ВЛ должны использовать максимальную пропускную способность для получения экономической эффективности. В таблице 3 по справочным данным из [4] приведены параметры ВЛ для одноцепных ВЛ.


Таблица 3. Параметры ВЛ 110-1150 кВ.


Потеря генерации в случае аварии на ВЛ 220 кВ будет соизмери