2.6. Екологічно чисті нетрадиційні системи

технологій енергетики

Вітрові електростанції. Протягом останнього десятиліття в світовій енергетиці безперечну першість за темпами розвитку незмінно утримує вітроенергетика де використовуються вітрові електростанції (ВЕС). ВЕС – електростанція, яка за допомогою вітрової турбіни перетворює механічну енергію вітру на електричну. Це система відновлюваної енергетики, оскільки вітер – відновлюване джерело енергії. Існують два види вітрових електростанцій: з горизонтальною віссю і станції з вертикальною віссю обертання. Другі – менш популярні. Справа в тому що для їх роботи потрібні більш сильні вітри і зовнішнє джерело для запуску. Вітрова електростанція, якої б потужності вона не була, побудована приблизно одинаково: щогла, на вершині якої встановлюється вітрогенератор, редуктор та інші необхідні пристрої та апаратура. Редуктор оснащений лопатями, які уловлюють потоки вітру. Існуючі на сьогоднішній день в Україні потужності 11 вітрових електростанцій перевищують 51 МВт, а з моменту, коли запрацювала перша вітчизняна вітрова електростанція, вироблено більше 80 млн. кВт.г електроенергії. За оцінками фахівців, загальна потенційна потужність української вітроенергетики складає 5000 МВт. Поблизу селища Безіменне працюють вітряки висотою майже 150м, потужністю 2,5 МВт кожний.

Узбережжя Чорного, Азовського морів, гористі райони Кримського півострова (особливо північно-східне узбережжя) і Карпат, Одеська, Херсонська, Запорізька, Донецька, Луганська і Миколаївська області найбільш підходять для будівництва вітрових електростанцій. Тільки потенціал Криму достатній для виробництва більше ніж 40 млрд. кВт.г електроенергії щороку.

Із технічної точки зору вітрова електроенергетика на сьогодні вже впритул наблизилася до традиційної: на сучасних вітрових турбінах коефіцієнт використання встановленої потужності сягає 42%. Це майже стільки, як на турбінах поширених нині теплових електростанцій. На сучасних ВЕС в Данії вартість 1кВтг енергії можна порівняти з електростанцією, що працює на вугіллі, і нижча, ніж на електростанції, що працює на нафті.

Сонячні електростанції. Сонячна енергія – це універсальна рушійна сила всього живого на нашій планеті в її оптимальному природному розумінні. Сьогодні людство намагається збільшити використання сонячної енергії, безпосередньо перетворюючи променеву енергію в теплову і електричну, хоча кількість її замала (концентрація не перевищує 1 кВт на 1 м² поверхні Землі). В Україні функціонує експериментальна сонячна електростанція (ЕСЕ) у Криму. Принцип її роботи – концентрація сонячної енергії з відбитком променів Сонця з великої площі на меншу за допомогою дзеркал. Така система містить 1600 так званих геліостатів, кожний із яких складається з 45 дзеркал загальною площею 25 м². Отже сумарна площа дзеркал 1600 × 25 = 40 000 м². Вся система дзеркал за допомогою автоматики і ПЕОМ націлюється на Сонце і відбиває його промені на порівняно невеличку площу панелі парогенератора, із якого пара (250ºС і 4 МПа) спрямовується в парову турбіну, змонтовану в блоці з електрогенератором. Потужність такої ЕСЕ – 5 МВт, ККД ледве більше 10 %, собівартість електроенергії значно вища в порівнянні з ТЕС.

З огляду на екологічні переваги ЕСЕ продовжується проектування потужніших станцій. З 1989 року в США на півдні Каліфорнії успіш­но працює промислова сонячна електростанція потужністю 200 МВт. Така електростанція може забезпечити потреби в електроенергії 300-тисячного міста. Ціна 1 кВт·год електроенергії цієї станції складає біля 10 центів. Хоча з економічної точки зору така сонячна електростанція не може конкурувати з тепловою, вона, безумовно, є екологічно чистою альтернативою сучасній енергетиці.

Геотермальні електростанції. В Україні приділяється значна увага геотермальній енергетиці, яка базується на нетрадиційних поновлюваних джерелах енергії, тобто на теплових джерелах Землі. Ресурси цього виду енергії складають в Україні 150 млрд. т умовного палива.

Геотермальна електростанція – це теплова електростанція, що використовує теплову енергію гарячих джерел Землі для вироблення електроенергії і теплопостачання. Температура геотермальних вод може досягати 200ºС і більше. До складу геотермальної електростанції входять:

а) свердловини, що виводять на поверхню пароводяну суміш або перегріту пару;

б) устаткування газового і хімічного очищення;

в) електроенергетичне устаткування;

г) система технічного водопостачання й ін.

Геотермальні електростанції дешеві, порівняно прості, але одержувана пара має низькі параметри, що знижує її економічність.

Спорудження геотермальних електростанцій виправдано там, де термальні води найближче підходять до поверхні Землі. У Росії на Камчатці діють дві геотермальні електростанція загальною потужністю 92 МВт.

В Україні в даний час ведуться передпроектні роботи над двома геоТЕС – у Криму і Львівській області. Опрацьовування ведеться за комбінованою технологією – геотермальна енергія попередньо підігріває воду, яка потім при спалюванні органічного палива перетворюється на пару. Крім того, українські спеціалісти намагаються використовувати тепло води у вироблених нафтових і газових свердловинах (міні-геоТЕС потужністю 4-5 кВт).

За рубежем – в Італії, Новій Зеландії, США, Японії, Ісландії – геоТЕС використовуються головним чином як теплофікаційні.