Как электрифицировать все без исключения деревни

Компания Bergey Windpower Co. (BWC) была основана в 1977 г., когда на базе Оклахомского университета были проведены исследования в области применения ветровой энергии и построены три экспериментальные ветротурбины.

Тогда же была начата работа по изучению эксплуатационных харатеристик небольшой ветротурбины с горизонтальной осью. В течение двух последующих лет были выработаны технологии, связанные с профилем и характером установки лезвий, скоростью вращения ротора, а также работой альтернаторов.

Самым первым предложением BWC была ветроэнергетическая установка (ВЭУ) BWC-1000. Более 600 этих однокиловаттных систем было установлено в 80-е годы, а в 90-е их начали сменять более мощные полуторакиловаттные.
По информации ВWC, в настоящее время в мире около 2 млрд человек (прежде всего в сельских районах) не могут пользоваться электроэнергией. Затраты на полную электрификацию таких районов с их подключением к уже действующим энергосистемам могут превысить $1 трлн. Известные же дизельные электростанции при низких нагрузках работают крайне неудовлетворительно, кроме того, они очень чувствительны к качеству обслуживания.
Электрификация сельских населенных пунктов является весьма хлопотным делом, что обусловлено высокими затратами и весьма неблагоприятной экономикой сел и деревень. Помимо того, что экономически неэффективным является их подключение к энергосетям, весьма дорогим мероприятием оказывается и обслуживание этих малых и удаленных друг от друга нагрузок.

Да, установка здесь малых дизельных генераторов связана с невысокими затратами, но это, тем не менее, создает множество проблем, одной из которых является доставка топлива. Поэтому намного более дешевыми, надежными и экологически чистыми в данном случае оказываются небольшие по размеру установки с использованием возобновляемых источников энергии (ВИЭ) — солнечные и ветроэнергетические установки, микроГЭС и установки с использованием биомассы.
Первоначальные затраты на внедрение подобных установок намного меньше, чем на подключение сельских населенных пунктов к существующим сетям, а соответствующие эксплуатационные затраты с учетом всего срока службы у них оказываются ниже, чем у дизельных электростанций.
Кроме того, экономические, социальные и экологические изменения способствуют переходу к децентрализованному энергоснабжению.
Нужно сказать, что сами технологии с использованием ВИЭ за последнее десятилетие были существенно развиты.
И солнечные, и ветровые энергетические установки сейчас находятся в массовом производстве, а гарантированный срок службы солнечных установок достигает 25 лет. Особо следует отметить, что промышленность, работающая с ВИЭ, заполнена новыми технологиями и продуктами, и в то же время ей очень не хватает приносящих прибыль рынков.

BWC производит небольшие ВЭУ, которые являются высокотехнологичными, надежными и требующими незначительного обслуживания энергоснабжающими установками. Работа этих ВЭУ основана на вертикальном подъеме воздуха.
Они имеют горизонтальную ось и три лопасти с регулированием от хвоста. Лопасти требуемого профиля выполняются из фибергласса в соответствии с запатентованной системой угла их поворота (без подшипников) и являются весьма прочными.
Генератор с постоянными электромагнитами дает на выходе переменный ток. Ротор же может переворачиваться. Токосъемные кольца имеют ось рыскания. Защита от превышения нормальной частоты вращения выполняется без торможения — с пассивным горизонтальным затуханием и без пружин.

В целом можно говорить о простой и компактной конструкции, в составе которой — не более 4 движущихся частей. О конструкции, которая не требует постоянного обслуживания. Проектный срок службы ВЭУ — 30 лет. BWC стала одним из мировых лидеров в области производства малых ВЭУ.
В настоящее время она производит ВЭУ мощностью от 1,5 до 10 кВт. Около 1800 ВЭУ уже работают во всех штатах США и в 80 странах мира.
ВЭУ производства BWC была смонтирована в январе 1993 г. на мысе Лопатка на Камчатке. Она имеет мощность 10 кВт, а также аккумуляторную батарею на 45 кВтч и инвертор мощностью 10 кВт. В сутки такая ВЭУ производит около 50 кВтч электроэнергии при средней скорости ветра 10 м/с. Этот агрегат стоимостью $50 тыс. работает круглосуточно с незначительной поддержкой дизельной установки.
Компания успешно работает в области местной электрификации чилийских деревень. Здесь предпочтение отдается совместным ветродизельным установкам. Гибридные ветряные и фотоэлектрические установки разработаны для электрификации мексиканских деревень. В июле 1996 г. разработано и введено в действие 6 таких установок, которые имеют мощность 7 кВт и высоту башен 30 м. Мощность фотоэлектрической части — 11 кВт, мощность инвертора — 40 кВт.

Гибридные солнечные и фотоэлектрические установки с успехом используются для водоподъема и приготовления льда. В первом случае они имеют мощность от 1 до 50 кВт (для решения задач ирригации) или от 0,2 до 10 кВт (для снабжения питьевой водой), во втором — производительность от 0,1 до 10 т/сут.
Говоря о выживании фирмы в условиях перехода к устойчивому развитию, ее руководители используют установку Бенджамина Франклина: не нужно путать движение с действием. Данной установке соответствует деятельность фирмы на параллельных рынках, попытки нахождения ею лучших коммерческих и краткосрочных перспектив для внедрения. Одной из таковых является, например, энергоснабжение систем телекоммуникаций.
Участвует BWC и в оценке программ возможного расширения уже существующих электросетей (сети низкого напряжения) и созданию дизельных установок.

Развитие инфраструктуры ведет к возникновению проектов, каковые, в свою очередь, способствуют созданию инфраструктуры и поддерживают способности и возможности BWC. Процесс реализации каждого из проектов позволяет видеть рыночные барьеры и грамотно организовывать деятельность, направленную на их преодоление.
Реализации программ электрификации с использованием ВИЭ всегда помогают двусторонние (или многосторонние) отношения. Иностранная помощь открывает двери и местному финансированию. Да, спонсоры склонны поддерживать снижение уровня выбросов тепличных газов, но прежде всего они заинтересованы в реализации крупных проектов.
Очень важна, уверено руководство BWC, оценка правительством России электрификации сельских районов в качестве приоритетного направления для оказания иностранной помощи.

Подробности — в Bergey Windpower Co. по адресу: 2001 Priestley Ave., Norman, OK 73069 USA.
Тел. : (405) 364-4212.
Факс: (405) 364-2078.

Подготовил Владимир ДАНИЛОВ