В монографии даются общие сведения о современных ветроэлектрических установках (ВЭУ) малой, средней и большой мощности, а также комплексах ВЭУ, работающих параллельно. Приводится обзор состояния и тенденций развития ветроэнергетики в мире. Систематически излагаются сведения о составляющих ветроэнергетического кадастра и методике их определения. Подробно характеризуется ветроэнергетический кадастр севера европейской части СССР и оцениваются его ветроэнергетические ресурсы.

Рассматриваются состояние и перспективы развития традиционных схем энергоснабжения Севера. Определяются технико-экономические показатели схем энергоснабжения малых изолированных потребителей с участием ВЭУ и условия их эффективного применения. Кратко обсуждаются возможные пути расширения использования энергии ветра в районах Севера и других районах.

Книга предназначена для инженеров и научных работников, занимающихся разработкой вопросов энергоснабжения регионов, для студентов энергетических вузов и факультетов, а также может быть использована специалистами при разработке, создании и эксплуатации ветроэлектрических установок и станций.

От редактора
Предисловие

1. Ветроэлектрические установки и станции
1.1. Основные типы ветродвигателей
1.2. ВЭУ малой мощности
1.3. ВЭУ средней мощности
1.4. Многоагрегатные ветроэлектрические станции
1.5. ВЭУ большой мощности
1.6. ВЭУ института «Гидропроект»
1.7. Некоторые направления исследований
1.8. Выводы

2. Обзор состояния и тенденции развития ветроэнергетики
2.1. Общая характеристика современной ветроэнергетики
2.2. Ветроэнергетика США и Канады
2.3. Ветроэнергетика западноевропейских стран
2.4. Ветроэнергетика стран Южной Америки, Австралии и Азии
2.5. Ветроэнергетика СССР
2.6. Выводы

3. Ветроэнергетический кадастр районов Севера
3.1. Понятие ветроэнергетического кадастра
3.2. Средние скорости ветра
3.2.1. Определение среднемесячной, среднегодовой и средней многолетней скоростей ветра
3.2.2. Приведение среднегодовых скоростей ветра к условиям открытой ровной местности
3.2.3. Приведение среднегодовых скоростей ветра к одной высоте над поверхностью земли
3.2.4. Распределение средних многолетних скоростей ветра по территории севера европейской части СССР
3.3. Годовой и суточный ход ветра
3.4. Повторяемость скоростей ветра
3.4.1. Повторяемость по фактическим данным
3.4.2. Выравнивание фактической повторяемости
3.4.3. Районирование режимов повторяемости
3.5. Распределение рабочих периодов и периодов простоя ВЭУ по длительности
3.6. Максимальные скорости ветра
3.6.1. Данные флюгерных наблюдений
3.6.2. Максимальные скорости ветра на высоте до 100 м
3.6.3. Максимальные скорости в порывах ветра
3.7. Удельные мощность и энергия ветрового потока
3.8. Ветроэнергетические ресурсы
3.9. Выводы

4. Состояние и перспективы развития традиционных схем энергоснабжения потребителей Севера
4.1. Физико-географическая характеристика районов европейского Севера
4.2. Топливно-энергетические ресурсы и состояние их освоенности
4.3. Топливоснабжение
4.4. Электро- и теплоснабжение
4.5. Методические основы технико-экономической оценки традиционных схем энергоснабжения
4.6. Ожидаемые объемы электро-, тепло- и топливопотребления
4.7. Приведенные затраты на топливо
4.8. Результаты расчета технико-экономических показателей традиционных схем энергоснабжения и их анализ
4.9. Выводы

5. Методика оценки технико-экономических показателей схем энергоснабжения с участием ветроэнергоустановок
5.1. Участие ВЭУ в покрытии отопительной нагрузки
5.2. Предельные удельные капиталовложения в ВЭУ при совместной работе с котельной
5.3. Минимальные приведенные затраты при совместной работе ВЭУ с котельной
5.4. Участие ВЭУ в покрытии графика электрической нагрузки
5.5. Предельные удельные капиталовложения в ВЭУ при совместной работе с ДЭС
5.6. Минимальные приведенные затраты при совместной работе ДЭС и ВЭУ
5.7. Выводы

Заключение
Литература
Приложение

От редактора

Предлагаемая вниманию читателей книга имеет в основном общеэнергетическую направленность. Она в значительной мере подводит итог работы авторов и их размышлений над перспективами развития ветроэнергетики — одного из важных направлений возобновляемых источников энергии.

Первым из них является использование гидроэнергетических ресурсов. Гидроэнергетика играет важную роль в энергетическом балансе и энергетических системах страны. Она дает около 15% общей выработки электроэнергии, серьезно способствуя также решению задач по резервированию и покрытию переменной части графиков нагрузки.

Ветроэнергетика по величине ветроэнергетических ресурсов и потенциальным возможностям могла бы занять второе место после гидроэнергетики. Однако этого не происходит. Использование энергии ветра имеет свои подъемы и спады. Длительное время человечество пользовалось энергией ветра для мореплавания и для привода ветряных мельниц. Быстрое и эффективное развитие тепловых двигателей вытеснило энергию ветра из этих областей. Однако развитие техники и необходимость экономить топливные ресурсы стимулируют поиски эффективного применения энергии ветра на новой технической базе. Особенно возрос интерес к этой проблеме с середины 70-х гг. Получены также значительные достижения в этой области. Основные трудности в практическом использовании энергии ветра определяются ее малой концентрацией. Для их преодоления необходимо идти по пути определения характеристик ветра в различных районах и, главное, — создания надежных и достаточно дешевых ветроэнергетических установок. Международный опыт показывает, что в ряде промышленно развитых стран оказалось возможным на базе достижений современной техники в короткий срок — за 6—8 лет — произвести разработку и организовать массовое производство весьма совершенных и надежных ветроэлектрических станций мощностью до 300 кВт. Рациональное использование этого опыта и определение организационных форм производства в современных условиях, включая возможности создания смешанных предприятий, представляют важную практическую задачу. Посильный вклад в ускорение развития ветроэнергетики и расширение применения энергии ветра, особенно в районах Севера, делают авторы настоящей книги.

Следует отметить также большое практическое значение части монографии, посвященной ветроэнергетическому кадастру севера европейской части СССР и исследованию условий эффективного использования энергии ветра в энергоснабжении потребителей районов Севера.

H.H. Ковалев