Ефективність вітростанції в реальних умовах з додатковими витратами та участю в балансуючому ринку електроенергії

Анотація

Світова енергетика в своєму розвитку безупинно демонструє зростання споживання електроенергії. Традиційні електростанції в цьому процесі забезпечують збільшення парникових викидів та загострення кліматичних проблем, що з кожним роком збільшують свою актуальність. На цьому фоні сучасні альтернативні джерела енергії, а саме вітрові електростанції, сприяють зниженню впливу традиційних електростанцій та спонукають до розв’язанню екологічних проблем. Розвиток світової вітроенергетики супроводжується зростанням одиничних потужностей генераторів вітрових електростанцій. У роботі проведено аналіз ефективності вітрової електростанції на основі сучасних вітрогенераторів для наперед визначених умов розташування з урахуванням експлуатаційних витрат на основі досвіду експлуатації та на основі оцінки участі електростанції в балансуючому ринку електроенергії з відмовою від «зеленого тарифу». Здійснено розрахунки техніко-економічних показників уявної проектованої 4-агрегатної вітроелектростанції з різними вітрогенераторами за вітрових умов наперед заданого промислового майданчика, що розташований в регіоні Карпат України. У розрахунках враховано сучасні типові характеристики вітрогенераторів, додаткові експлуатаційні витрати та оціночну вартість закупівлі електроенергії станції за «зеленим тарифом» та в умовах балансуючого ринку електроенергії для порівняння економічної ефективності. Для прийняття оптимального проектного технічного рішення з порівняльною оцінкою визначено для встановлення на уявній вітростанції три типи вітрогенераторів – Enercon E-175 EP5, Vestas V172-7.2 MW та Vestas V136-4.5 MW. В умовах наперед визначеної ділянки будівництва проектованої вітростанції на хребтах Карпат України застосовано заміряний та розрахований річний розподіл імовірності швидкості вітру за аналітичним розподілом Вейбула та наведено характеристики річної продуктивності 4-агрегатної вітростанції для прийнятих трьох типів вітрогенераторів. У роботі отримано техніко-економічні характеристики: капіталовкладення, експлуатаційні витрати, характеристики виробництва електроенергії, розраховано валовий прибуток протягом річної експлуатації вітроелектростанції з трьома варіантами встановлення вітрогенераторів, які дають можливість оцінити час окупності інвестиції в будівництво вітростанції. Так, для 4-агрегатної станції з генераторами Enercon E-175 EP5 час окупності становить 3,3 роки, а з вітрогенераторами типу Vestas V136-4.5 MW – 3,4 роки, так само і для Vestas V172-7.2 MW в умовах дії «зеленого тарифу», відповідно, 2,9 роки, 2,9 роки та 3,0 роки в умовах продажу електроенергії за цінами балансуючого ринку. Додаткові експлуатаційні витрати на утилізацію зношених лопатей вітротурбіни не мають значного впливу на загальні показники витрат і складають величину у 5-7 % на загальні витрати. 

Ключові слова: вітрова електростанція, вітрогенератори, реальні вітрові умови, характеристики продуктивності, термін окупності