Энергия ветра сыграла значительную роль в развитии человека. Начиная с древних времен, люди использовали энергию ветра, как в мирных, так и в военных целях. За 5 тысяч лет до рождения Христа древние египтяне использовали ветер, чтобы переплывать Нил на лодке с помощью паруса. Так было изобретено парусное судно.

Есть мнение, что еще до нашей эры в Китае была изобретена ветряная мельница. Но подтвержденные сведения про использование энергии ветра в бытовых целях дошли до нас из Персии. Персы использовали ветер и ветряные мельницы, чтобы молоть зерно, примерно за 200 лет до н.э. Особую роль в истории, но уже не в мирных целях, сыграл скандинавский вариант использования ветра. В 9 столетии нашей эры на легких парусных судах викинги пересекли Северное море и терроризировали Западную Европу. Противостоять им местное население могло с большим трудом и появление легких и быстрых лодок с воинственными викингами на борту приводило его ужас не одно столетие.

В 12 веке Европа создала первую ветряную мельницу для помола зерна. А к 14 столетию в Голландии началось использование энергии ветра для откачивания воды с полей, ведь большая часть Голландии находится ниже уровня моря и часто подвергается затоплениям. В каком-то смысле это и позволило Голландии быть одной из самых богатых стран на то время. В более засушливых регионах Европы ветер подавал воду на поля для орошения земли.

К 1900 году в Дании было приблизительно 2500 ветряных мельниц. Помимо всего прочего они использовались еще и для поднятия механических грузов. Так что ветряки - это весьма привычное зрелище для людских глаз, и радует оно нас уже около 800 лет подряд.

Первая ветряная мельница для производства электрической энергии была спроектирована во второй половине 18 столетия в США Чарльзом Ф. Брашем (Charles F. Brush). К концу 18 столетия в США было 77 фабрик по производству ветряных мельниц и их экспорт в другие страны был значительно весомым.

К 1940 году сотни тысяч турбин были построены в США. Турбина ставилась недалеко от фермерского хозяйства и обеспечивала одну ферму минимальным количеством электроэнергии. В начале 50х годов центральная электрификация всех хозяйств приостановила рост и развитие ветряных турбин почти на 20 лет. В Дании небольшие маломощные мельницы для одной фермы широко использовались в 80х годах. Государство субсидировало постройку таких турбин.

В 1973 году ОПЕК ввело запрет на добычу нефти и с тех пор из года в год контролирует и регулирует количество добываемой нефти. Уменьшение добычи нефти на Ближнем Востоке, увеличение за короткий период времени стоимости на нефть в несколько раз, а также осознание того, что ископаемые источники энергии не безграничны, заставило ряд государств вернуться к изучению, развитию и внедрению нетрадиционных источников энергии. Одним из таких источников является энергия ветра.

США своим законом от 1978 года обязало коммунальные предприятия скупать лишнюю добытую при помощи ветра электрическую энергию у рядовых граждан. Калифорния - наиболее привлекательный регион в США для установки ветряных ферм из-за погодных условий и особенностей ландшафта, а также выгодных государственных программ по скупке «ветряного» электричества.

Такие программы по поддержке развития нетрадиционных источников энергии привели к тому, что процент электричества добываемого при помощи ветра продолжает увеличиваться из года в год, благодаря понижению стоимости данной технологии.

Сейчас Европа стоит на первом месте по использованию энергии ветра. Наибольшее развитие и потребление ветроэнергетика приобрела в Германии, Дании и Испании.

Развитие технологий использования энергии ветра приводит к тому, что многие страны перешли с одиночных установок ветряных «мельниц», до образования ветровых ферм, на которых на близком расстоянии друг от друга устанавливаются сотни ветряков. Причем довольно часто государство берет в долгосрочную аренду землю у фермеров под установку ветряков, выплачивая за это весьма значительные суммы владельцам земли. При всем при этом фермеры продолжают эксплуатацию своих земельных угодий, и поля под ветровыми установками благополучно распахиваются и засаживаются.

 

 

ВЭС ШОКПАР - КРУПНЕЙШАЯ НА ПОСТСОВЕТСКОМ ПРОСТРАНСТВЕ

Продолжая тему достижений АО КазНИПИИТЭС «Энергия» в деле развития альтернативной энергетики Республики (см. статью АО КазНИПИИТЭС «Энергия» - пионер на рынке ВИЭ) рады сообщить, что Институтом успешно пройдены все этапы проектирования, получены все необходимые согласования и заключение Государственной вневедомственной экспертизы по рабочему проекту «Строительство ВЭС на площадке "Шокпар" в Жамбылской области мощностью 109 МВт».

Инвестором проекта выступила Нидерландская компания ENERGY&EMISSION B.V, и созданное в Казахстане ТОО «Windhan» (Виндхан), которое и выступило как Заказчик проекта.

TOO «Windhan» (Виндхан) проделана большая работа но земельному отводу и общей координации между участниками проекта, еженедельные Skype конференции подняли оперативность принятия решений и согласования проектных решений на новый уровень.

Основные части проекта ВЭС:

- Строительство ВЭУ (Е-82) в количестве 36 шт;

- Строительство ПС 220/35/10 кВ ВЭС Шокпар;

- «Заход-выход одноцепной ВЛ 220 кВ ПС 220 кВ Эспе-тяга - ПС 220 кВ Шокпар- тяга на ПС 220/35/10 кВ «ВЭС Шокпар»

- «Внутриплощадочные кабельные линии 35 кВ ВЭС Шокпар»;

- Строительство внутриплощадочных автодорог.

Проведение проектно­

изыскательских работ осложнялось большой глубиной бурения (свыше 30 м) для ВЭУ и сложным составом пород (косослоистое залегание песчаников), а также одновременным наличием сильного ветра - до 49 м/с (повторяемостью 1 раз в 25 лет) и сейсмичностью района проектирования - 7 баллов.

Благодаря слаженной работе коллектива Института, субподрядных организаций - ТОО «КАЗГИИЗ», ТОО «Дорград» и ИП «Eco-Consulting», а также активной помощи иностранных специалистов фирм «Enercon GmbH», «SC SAIDEL Engineering SRL» и «EMPOWER» все работы были выполнены в очень сжатые сроки, установленные Заказчиком.

В настоящее время на стадии проектирования второй этап - расширение ВЭС до 250 МВт. Таким образом, после реализации второго этапа строительства ВЭС Шокпар значительно превысит установленную мощность самой крупной на территории постсоветского пространства ВЭС -Ботиевской ветроэлектростанции в Украине, установленная мощность которой составляет 200 МВт.

 

 

ИСПОЛИНЫ ВЕТРА - ВЕТРОГЕНЕРАТОРЫ ENERCON

Намечаемые к строительству ветроустановки типа Е82 E2/S/83/5K/01 и Е82 E3/S/83/5K/01, изготовлены компанией "Enercon GmbH”.

Фундаменты ВЭУ оценены с учетом сейсмической нагрузки, действующей на системе фундамента с учетом местных геотехнических условий и сейсмического воздействия.

Сейсмический анализ, разработан компанией "SAIDEL Engineering”, основан на объеме проектирования работ и данных, предоставленных компанией "Enercon”.

Ветроэнергетические установки соответствуют Классу IIA в соответствии с IEC 61400:1-200, 3-е издание, с расчетной скоростью ветра 42,5 м/с.

Проектный срок службы ветроэнергетических установок в соответствии с объемом работ составляет 20 лет.

Применяемые в проекте Шокпар 109 мВт ветрогенераторы имеют номинальную мощность 3 кВт, высоту башни 83 и общую высоту порядка 125,5 м.

Отдельно хочется рассказать о друг их ветрогенераторах, производимых ф. "Епегсоп GmbH" - Е-126, которые являются самыми мощными и одними из самых крупных в мире.

Поражают не только их мощность - 7,58 МВт - и способность выдавать около 18 млн кВт*ч электричества в год (разработчики говорят, что можно и больше), но и размеры. Общая высота сооружения составляет 198 м, размах лопастей - 126 м, общая масса ветроустановки - около 6 тыс. тонн (несущая башня - 2,8 тыс. т, фундамент - 2,5 тыс. т, ротор с лопастями - 364 т, электрогенератор - 220 т, генераторная гондола - 128 т).

Рабочая скорость вращения ротора колеблется в пределах от 5 до 11,7 оборота в минуту. В генераторе нет коробки передач, вместо этого используются особая тормозная система и подшипники. Турбинный вал, помимо этого, выполняет роль вала электрического генератора. Такое техническое решение позволило сократить количество деталей и, соответственно, расходы на ремонт - просто потому, что в механизме меньше того, что теоретически может сломаться. Сейчас в странах Европы трудятся десятки ветрогенераторов Enercon Е-126

В заключение хотелось бы отметить, что АО КазНИПИИТЭС «Энергия» в очередной раз подтвердил, что нам нужно доверять разработку крупнейших в республике проектов ВИЭ, если в результате требуется получить качественный проект в приемлемые сроки, с оптимальной стоимостью проектирования и всеми необходимыми согласованиями.

 

ОБЩИЙ ПРОЦЕСС РЕАЛИЗАЦИИ ПРОЕКТА ВИЭ

 

Выделение земельного участка	Присоединение к сетям	Разработка проектных документаций и прохождение экспертиз	Заключение договора
Выбор площадки для строительства объекта ВИЭ; Получение земельного участка в соответствии с Земельным кодексом РК. (В соответствии с подпунктом 3-1) статьи 7 Закона РК «О поддержке использования ВИЭ» МИО резервируют и предоставляют земельные участки для строительства объектов по использованию ВИЭ в соответствии с земельным законодательством Республики Казахстан и планом их размещения) *-Кроме того, планируемого проекта ВИЭ необходимо включить в План мероприятии по развитию ВИЭ на 2013- 2020г.г. (ППРК № 43 от 25.01.2013г.)	Определение ближайшей точки подключения объекта ВИЭ к электрическим сетям. Разработка Схемы выдачи мощности проекта ВИЭ, которая разрабатывается специализированными проектными организациями, имеющими лицензию на соответствующую проектную деятельность. Согласование Схемы выдачи мощности с РЭКом и/или АО «КЕООС». Получение тех.условий на подключение объекта ВИЭ к сетям РЭК и/или АО «КЕООС». (В соответствии с Правилам определения ближайшей точки подключения к электрическим или тепловым сетям и подключения объектов по использованию возобновляемых источников энергии и Электросетевых правил)	Разработка предпроектной (технико­экономических обоснований) или проектной (проектно-сметной) документации (необходимо найти специализированную проектную организацию, которая будет разрабатывать ТЭО или ПСД); Заказчик (инвестор) после разработки ТЭО или ПСД проходит процедуру комплексной вневедомственной экспертизы (получение положительного заключения Гос. Экспертизы и/или частной экспертизы к ТЭО или ПСД). Получение Заказчиком (инвестором) комплексной вневедомственной экспертизы осуществляется в соответствии с законодательством Республики Казахстан об архитектурной, градостроительной и строительной деятельности. Также возможно согласование ТЭО или ПСД с территориальными органами ЧС.	1. Заказчик (инвестор) после получения 1 II 1 1 1 направляет в Министерство энергетики заявку для включения ее в перечень энергопроизводящих организаций, использующих ВИЭ (Согласно рекомендаций Координационного Совета по ВИЭ, созданного приказом Министра энергетики от 1 октября 2015 года Ms 587). 2.Заключение договора купли- продажи электрической энергии с Расчетно-финансовым центром. (Правила централизованной покупки и продажи расчетно-финансовым центром электрической энергии, произведенной объектами по использованию ВИЭ» «Типовые формы договоров покупки расчетно-финансовым центром электро энергии у энергопроизводящей организации, использующей ВИЭ, по фиксированным тарифам и тарифам, не превышающим уровня отпускной цены, установленного в утвержденном и согласованном с уполномоченным или местным исполнительным органом ТЭО проекта строительства объекта по использованию ВИЭ, продажи расчетно-финансовым центром условным потребителям электрической энергии, произведенной объектами по использованию ВИЭ»)