Перспективы использования энергии ветра в западном секторе Арктики
Аннотация
Цель исследования — оценка потенциала ветровой энергии в западном секторе Арктики, выявление возможных направлений использования ресурсов ветра для электро- и теплоснабжения потребителей региона.
По результатам обработки многолетних рядов наблюдений за скоростью ветра на метеорологических станциях западного сектора Арктики построена карта распределения среднегодовых скоростей ветра в прибрежных районах Баренцева и Белого морей, изучена повторяемость скоростей ветра, оценены ветроэнергетические ресурсы региона. Установлено, что в большинстве прибрежных районов среднегодовые скорости ветра на высоте 10 м от поверхности земли составляют 5…8 м/с. Наибольшая интенсивность ветра наблюдается в зимние месяцы. Сезонный максимум скоростей ветра совпадает с максимумом потребности в тепловой и электрической энергии в холодное время года, это является благоприятной предпосылкой для успешного использования ветровой энергии на нужды электро- и теплоснабжения потребителей. Представленные данные свидетельствуют о возможности эффективного применения ветроэнергетических установок (ВЭУ) по трем основным направлениям: развитию системной ветроэнергетики (работе крупных ветропарков в составе энергосистемы), участию ВЭУ в электроснабжении автономных потребителей (совместной работе с местными дизельными электростанциями) и теплоснабжении потребителей (совместном функционировании с котельными установками). В ходе проведенных исследований выявлены перспективные площадки для сооружения крупных ветропарков на северном побережье Кольского полуострова вблизи гидроэлектростанций, входящих в состав Кольской энергосистемы. Получены показатели возможной совместной работы ВЭУ с местными дизельными электростанциями и котельными установками в районах децентрализованного энергоснабжения. Показано, что основной эффект от использования энергии ветра сводится к экономии дорогостоящего органического топлива, доставляемого потребителям арктических районов с большими транспортными издержками. В зонах децентрализованного энергоснабжения применение ВЭУ, в зависимости от потенциала ветра, способствует экономии от 20 до 70% годового расхода топлива.
Литература
2. Попель О.С., Фортов В.Е. Возобновляемая энергетика в современном мире. М.: Издат. дом МЭИ, 2018.
3. Габдерахманова Т.С., Киселева С.В., Попель О.С., Тарасенко А.Б. Некоторые аспекты ракзвития возобновляемой энергетики в Арктической зоне РФ // Альтернативная энергетика и экология. 2016. № 19—20. С. 41—53.
4. Киселева С.В., Комарова Н.А., Тарасенко А.Б., Габдерахманова Т.С. Потенциальные потебители энергии от возобновляемых источников энергии в децентрализованных зонах России // Рациональное природопользование: традиции и новации: Материалы II Междунар. конф. М.: Изд-во МГУ им. М.В. Ломоносова, 2017. С. 91—95.
5. Фортов В.Е., Попель О.С. Состояние развития возобновляемых источников энергии в мире и России // Теплоэнергетика. 2014. № 6. С. 4—13.
6. Земсков В.И. Возобновляемые источники энергии в АПК. СПб.: Лань, 2014.
7. Минин В.А. и др. Энергия ветра — перспективный возобновляемый энергоресурс Мурманской области. Апатиты: Изд. КНЦ РАН, 2006.
8. Николаев В.Г., Ганага С.В., Кудряшов Ю.И., Николаев В.В. К развитию моделей высотного профиля скорости ветра в приземном слое атмосферы // Известия РАН. Серия «Физика атмосферы и океана». 2018. Т. 54. № 2. С. 147—159.
9. Минин В.А. Потенциал ветровой энергии Архангельской области // Труды КНЦ РАН. Серия «Энергетика» 2016. № 1(35). Вып. 12. С. 102—116.
10. Минин В.А., Баранник Б.Г., Коновалова О.Г. Возобновляемые источники энергии Мурманской области. Saarbruecken: LAP LAMBERT Academ. Publ., 2013.
11. Minin V.A., Furtaev A.I. Prospects for the Development of Wind Energy Resources in the Western Sector of the Arctic Zone of Russia // Proc. Intern. Multi Conf. Industrial Eng. and Modern Technol. Vladivostok, 2018. P. 8602694.
12. Минин В.А., Рожкова А.А., Бежан А.А. Возможные направления интеграции возобновляемых источников энергии в энергетическое хозяйство Мурманской области // Вестник Кольского научного центра РАН. 2019. № 3. С. 124—133.
13. Минин В.А. Оценка возможного участия ветроэнергетических установок в покрытии графика отопительной нагрузки // Теплоэнергетика. 2012. № 11. С. 49—54.
14. Минин В.А., Бежан А.В. Оценка эффективности системы теплоснабжения на основе котельной и ветроустановки в условиях Севера // Теплоэнергетика. 2017. № 3. С. 51—59.
15. Минин В.А., Рожкова А.А Оценка эффективности совместной работы дизельных электростанций с ветроэнергетическими установками // Электрические станции. 2014. № 6. С. 29—32.
16. Марченко О.В., Соломин С.В. Анализ эффективности производства водорода с применением ветроэнергетических установок и его использования в автономной энергосистеме // Альтернативная энергетика и экология. 2017. № 3. С. 112—118.
17. Марченко О.В., Соломин С.В. Анализ эффективности аккумулирования электрической энергии и водорода в энергосистемах с возобновляемыми источниками энергии // Вестник Иркутского гос. техн. ун-та. 2018. Т. 22. № 3(134). С. 183—193.
18. Кулагин В.А., Грушевенко Д.А. Сможет ли водород стать топливом будущего? // Теплоэнергетика. 2020. № 4. С. 3—17.
19. Тарасенко А.Б., Попель О.С. Перспективные пути развития водородной энергетики в условиях Севера // Возобновляемая энергетика XXI век: энергетическая и экономическая эффективность: Материалы Междунар. конгресса. 2016. С. 243—249.
20. Попель О.С., Тарасенко А.Б. О перспективных направлениях развития водородной энергетики в России // Возобновляемые источники энергии: Материалы Всерос. науч. конф. с международным участием и XII научной молодежной школы. Махачкала: Алеф, 2020. С. 13—26
---
Для цитирования: Минин В.А. Перспективы использования энергии ветра в западном секторе Арктики // Вестник МЭИ. 2022. № 5. С. 75—82. DOI: 10.24160/1993-6982-2022-5-75-82
#
1. Energeticheskaya Strategiya Rossii na Period do 2035 Goda [Elektron. Resurs] www.energystrategy.ru/ab_ins/source/ES-2035_09_2015.pdf (Data Obrashcheniya 25.02.2022). (in Russian).
2. Popel' O.S., Fortov V.E. Vozobnovlyaemaya Energetika v Sovremennom Mire. M.: Izdat. Dom MEI, 2018. (in Russian).
3. Gabderakhmanova T.S., Kiseleva S.V., Popel' O.S., Tarasenko A.B. Nekotorye Aspekty Rakzvitiya Vozobnovlyaemoy Energetiki v Arkticheskoy Zone RF.Al'ternativnaya Energetika i Ekologiya. 2016;19—20:41—53. (in Russian).
4. Kiseleva S.V., Komarova N.A., Tarasenko A.B., Gabderakhmanova T.S. Potentsial'nye Potebiteli Energii ot Vozobnovlyaemykh Istochnikov Energii v Detsentralizovannykh Zonakh Rossii. Ratsional'noe Prirodopol'zovanie: Traditsii i Novatsii: Materialy II Mezhdunar. Konf. M.: Izd-vo MGU im. M.V. Lomonosova, 2017:91—95. (in Russian).
5. Fortov V.E., Popel' O.S. Sostoyanie Razvitiya Vozobnovlyaemykh Istochnikov Energii v Mire i Rossii. Teploenergetika. 2014;6:4—13. (in Russian).
6. Zemskov V.I. Vozobnovlyaemye Istochniki Energii v APK. SPb.: Lan', 2014. (in Russian).
7. Minin V.A. i dr. Energiya Vetra — Perspektivnyy Vozobnovlyaemyy Energoresurs Murmanskoy Oblasti. Apatity: Izd. KNTS RAN, 2006. (in Russian).
8. Nikolaev V.G., Ganaga S.V., Kudryashov Yu.I., Nikolaev V.V. K Razvitiyu Modeley Vysotnogo Profilya Skorosti Vetra v Prizemnom Sloe Atmosfery. Izvestiya RAN. Seriya «Fizika Atmosfery i Okeana». 2018;54;2:147—159. (in Russian).
9. Minin V.A. Potentsial Vetrovoy Energii Arkhangel'skoy Oblasti. Trudy KNTS RAN. Seriya «Energetika» 2016;1(35);12:102—116. (in Russian).
10. Minin V.A., Barannik B.G., Konovalova O.G. Vozobnovlyaemye Istochniki Energii Murmanskoy Oblasti. Saarbruecken: LAP LAMBERT Academ. Publ., 2013. (in Russian).
11. Minin V.A., Furtaev A.I. Prospects for the Development of Wind Energy Resources in the Western Sector of the Arctic Zone of Russia.Proc. Intern. Multi Conf. Industrial Eng. and Modern Technol. Vladivostok, 2018:8602694.
12. Minin V.A., Rozhkova A.A., Bezhan A.A. Vozmozhnye Napravleniya Integratsii Vozobnovlyaemykh Istochnikov Energii v Energeticheskoe Khozyaystvo Murmanskoy Oblasti.Vestnik Kol'skogo Nauchnogo Tsentra RAN. 2019;3:124—133. (in Russian).
13. Minin V.A. Otsenka Vozmozhnogo Uchastiya Vetroenergeticheskikh Ustanovok v Pokrytii Grafika Otopitel'noy Nagruzki.Teploenergetika. 2012;11:49—54. (in Russian).
14. Minin V.A., Bezhan A.V. Otsenka Effektivnosti Sistemy Teplosnabzheniya na Osnove Kotel'noy i Vetroustanovki v Usloviyakh Severa. Teploenergetika. 2017;3:51—59. (in Russian).
15. Minin V.A., Rozhkova A.A Otsenka Effektivnosti Sovmestnoy Raboty Dizel'nykh Elektrostantsiy s Vetroenergeticheskimi Ustanovkami. Elektricheskie Stantsii. 2014;6:29—32. (in Russian).
16. Marchenko O.V., Solomin S.V. Analiz Effektivnosti Proizvodstva Vodoroda s Primeneniem Vetroenergeticheskikh Ustanovok i Ego Ispol'zovaniya v Avtonomnoy Energosisteme. Al'ternativnaya Energetika i Ekologiya. 2017;3:112—118. (in Russian).
17. Marchenko O.V., Solomin S.V. Analiz Effektivnosti Akkumulirovaniya Elektricheskoy Energii i Vodoroda v Energosistemakh s Vozobnovlyaemymi Istochnikami Energii. Vestnik Irkutskogo Gos. Tekhn. Un-ta. 2018;22;3(134):183—193. (in Russian).
18. Kulagin V.A., Grushevenko D.A. Smozhet li Vodorod Stat' Toplivom Budushchego? Teploenergetika. 2020;4:3—17. (in Russian).
19. Tarasenko A.B., Popel' O.S. Perspektivnye Puti Razvitiya Vodorodnoy Energetiki v Usloviyakh Severa. Vozobnovlyaemaya Energetika XXI Vek: Energeticheskaya i Ekonomicheskaya Effektivnost': Materialy Mezhdunar. Kongressa. 2016:243—249. (in Russian).
20. Popel' O.S., Tarasenko A.B. O Perspektivnykh Napravleniyakh Razvitiya Vodorodnoy Energetiki v Rossii. Vozobnovlyaemye Istochniki Energii: Materialy Vseros. Nauch. Konf. s Mezhdunarodnym Uchastiem i XII Nauchnoy Molodezhnoy Shkoly. Makhachkala: Alef, 2020:13—26. (in Russian)
---
For citation: Minin V.A. Prospects for Using Wind Energy in the Western Sector of the Arctic. Bulletin of MPEI. 2022;5:75—82. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2022-5-75-82
