Ветроэнергетика в Беларуси: наблюдения и оценка ресурсов

Современная ветроэнергетика – одна из самых динамично развивающихся сфер производства. Известно, что в период с 2000 г. до 2009 г. суммарная мощность всех ветроэлектрических установок (ВЭУ) в мире увеличилось, примерно, в 6 раз и составила порядка 160 ГВт. А по прогнозам World Wind Energy Association (WWEA) к 2020 году может составить 2000 ГВт. При чём, растут как количество ветроэлектрических станций (ВЭС), так и установленная мощность.

Продвижением возобновляемых видов энергии в Беларуси активно занимается ассоциация «Возобновляемая энергетика». Мыслями о развитии ветроэнергетики на портале делился исполнительный директор ассоциации Владимир Нистюк. Свое мнение не раз высказывал один из «пионеров» и инициаторов ветроэнергетики, доктор технических наук Викентий Иванович Русан. А каковы результаты наблюдений и оценка ветроэнергетических ресурсов в Беларуси с позиции специалистов Республиканского гидрометеорологического центра? Об этом – материал научного сотрудника ГУ «Республиканский гидрометеорологический центр» Георгия Георгиевича Камлюка.

По метеорологическим показателям для развития ветроэнергетики на территории Республики Беларусь имеется достаточно мест (строительных площадок) потенциального размещения ветроэнергетических установок (ВЭУ) и ветропарков – определены 1840 площадок, которые обладают необходимым ветроэнергетическим потенциалом (ВЭП) и на них возможно размещение ВЭУ и ветропарков.

Для расчетов ВЭП необходимо оценить различные параметры ветра: среднегодовую и среднемесячную скорость ветра; повторяемость скоростей и направлений ветра за различные периоды; максимальный порыв ветра; повторяемость затиший; зависимость скорости ветра от абсолютных отметок над уровнем моря, от поверхности земли и от условий подстилающей поверхности и т. д.

В связи с изменением (потеплением) климата и устойчивым снижением среднегодовых скоростей ветра (рисунок 1), возникла необходимость пересмотра и уточнения сведений о географии упомянутых строительных площадок внедрения ВЭУ и ветропарков.

Рисунок 1 – Отклонение средней годовой скорости ветра от средней многолетней нормы (средняя многолетняя норма 3,4 м)

По результатам проведенных в ГУ «Республиканский гидрометеорологический центр» исследований установлено, что на перспективных для развития ветроэнергетики территориях при средних годовых скоростях ветра на высоте расположения анеморумбометра (10 м) 3,5-4,0 м/с на высоте 100 м они возрастают до 6,0-6,8 м/с.

В проведенных исследованиях использованы материалы многолетних приземных наблюдений за параметрами ветра на высоте 10 м от поверхности земли на государственной сети гидрометеорологических наблюдений, материалы радиозондирования атмосферы в г.г. Минске, Бресте и Гомеле и данные телевизионной мачты в п. Колодищи. Для оценки распределения параметров ветра по высотам были определены зависимости средних скоростей ветра от высоты над поверхностью земли (профили скоростей ветра), а также рассчитаны коэффициенты для пересчета средних скоростей ветра для различных высот от поверхности земли. На основании полученных данных построены карты-схемы средних скоростей ветра на различных высотах (рисунок 2) и ВЭП для территории Республики Беларусь.

Рисунок 2 – Распределение расчетной средней годовой скорости ветра на высоте 100 м от поверхности земли.

В 2001-2002 годах в Мядельском районе Минской области были установлены две ВЭУ немецкого производства – модель Nordex 29/250 кВт с высотой оси вращения ветроротора 36 м и модель Yakobs 48/600 кВт с высотой оси вращения ветроротора 50 м. Среднегодовые показатели выработки электроэнергии этими установками за 2001–2004 годы составили около 315 000 кВт·час. Продолжается эксплуатация трех ВЭУ модели А-77, созданных белорусским ООО «Аэролла-Энерго». Их номинальная мощность составляет 77 кВт при диаметре ветроротора 18 м и высоте оси вращения 30 м от поверхности земли.

В мае 2011 года в Республике Беларусь была запущена ВЭУ установленной мощностью 1,5 МВт, расположенная примерно в 2 км от г.Новогрудка Гродненской области (у д.Грабники). Место установки – примерно 320 метров над уровнем моря и на указанных отметках наблюдаются постоянные ветра со средней расчетной скоростью 4 м/с и более на высоте 10 м от поверхности земли и около 7 м/с – на высоте 100 м. Ожидаемая выработка электроэнергии на указанной площадке предположительно составит около 3,8 млн. кВт·ч в год, что обеспечит бытовые потребности 30-тысячного населения районного центра.

Каковы же выводы?

С учетом проведенных исследований Республика Беларусь обладает достаточным ВЭП для экономически обоснованного внедрения ВЭУ и ветропарков.

ВЭП любой точки на территории Республики Беларусь в отношении ее перспективности или неперспективности для ветроэнергетики может быть определен с помощью соответствующих расчетов, базирующихся на информации измерений параметров ветра, как на пунктах приземных метеорологических наблюдений, так и по результатам мониторинга параметров ветра.

Откорректированный подход к оценке ВЭП, правильное использование информации ближайших пунктов приземных метеорологических наблюдений, данных мониторинга параметров ветра, а также выбор соответствующей ВЭУ для условий ВЭП, позволит избежать грубых ошибок при обосновании энергоэффективности внедрения ветроэнергетического оборудования.