Как показывает анализ, проведенный в рамках проекта TACIS, в на­стоящее время и в перспективе наиболее актуальными для России бу­дут следующие направления развития ветроэнергетики:

- малая автономная ветроэнергетика (с суммарной номинальной мощ­ностью до 100 кВт на базе ВЭУ номинальной мощности = 1-30 кВт, снаб­женных системами аккумулирования электроэнергии);

- автономная ветроэнергетика средней мощности (с суммарной мощностью 0,1-1 МВт на базе ВЭУ номинальной мощности « 100 - 800 кВт, работающих параллельно с дизельными электростанциями, малыми ГЭС или в составе ветродизельных и гибридных энергетичес­ких комплексов);

- сетевая ветроэнергетика (с суммарной номинальной мощностью от 2 МВт и выше на базе ВЭУ номинальной мощности = 1 МВт и более).

Относительно развитым является первое направление: в настоящее время в России существуют разработки и мелкосерийное производство достаточно качественных и надежных ВЭУ малой мощности (до 30 кВт), осуществленные 20 - 25 российскими компаниями.

В качестве основных достижений отечественной малой ветроэнерге­тики следует отметить следующие ветроустановки мощностью от 100 Вт до 20 кВт (табл. 1). Приведенные ниже данные предоставлены научно­производственным центром «Виндек»

Ветроэнергетические установки мощностью до 5 кВт ВЭУ малой мощности, производимые в России по способу регулиро­вания частоты вращения ветроколеса, делятся на три группы:

первая группа — уводом ветроколеса с генератором от направления ветрового потока в вертикальной плоскости вверх на угол до 90 с ис­пользованием механического управления;

вторая группа — уводом ветроколеса с генератором от направления ветрового потока в горизонтальной плоскости на угол до 90 с использо­ванием механического управления;

третья группа — изменением угла атаки лопастей с использованием механических центробежных регуляторов.

Лидерами производства ВЭУ, относящихся к первой группе, являют­ся Санкт-Петербургские предприятия ГНЦРФЦНИИ «Электроприбор» и ФГУП «Азимут», в течение длительного времени выпускающие эф­фективные и дешевые ВЭУ «УВЭ - 100», «УВЭ-200» мощностью 100 и

Характеристики отечественных ВЭУ малой мощности

200 Вт и «УВЭ -300/24-2,2», «УВЭ - 500» мощностью 300 и 500 Вт. Эти ВЭУ (рис. 1.) имеют трехлопастные ветроколеса с профилированными гнутыми дюралевыми лопастями, заполненные пористым наполните­лем. ВЭУ комплектуются генераторами серии ГСПМ с ферритовыми магнитами Сарапульского электрогенераторного завода.

ВЭУ — «Ветэн-0,16» того же класса (мощностью 160) Вт выпускает малыми партиями ФГУП «Рыбинский завод приборостроения» (рис. 2). ВЭУ имеет трехлопастное колесо с композитными профилированными лопастями. В качестве генератора используется автомобильный генера­тор электромагнитного возбуждения со штатным полупроводниковым регулятором напряжения. ВЭУ испытана в аэродинамической трубе Московского комплекса (МК) ЦАГИ.

Аналогичную конструкцию имеет и трехлопастная ВЭУ «Форвард - 05» мощностью 0,5 кВт, разработанная и серийно выпускаемая москов­ским ОАО ММ3 «Вперед» (рис. 3). ВЭУ имеет достаточно прочные дюра­левые лопасти корытообразной формы, разработанные МК ЦАГИ, и ос­нащена магнитоэлектрическим генератором ВГ-05(12)/650-03 серии «Виндэк». ВЭУ «Форвард-05» испытывалась и доводилась в аэродина­мической трубе МК ЦАГИ.

Аналогичную конструкцию имеет и двух­лопастная «ВЭУ-02» московского предприя­тия ООО «СКВ Спецремтекс». Лопасти ВЭУ — композитные, генератор магнитоэлектри­ческий.

Ко второй группе ВЭУ относятся две ВЭУ: «М-250» с заявленной мощностью 250 Вт Мос­ковского предприятия «Молинос» (рис. 4.) с трехлопастным ветроколесом с цельнодюрале­выми лопастями, изготовленными методом эк­струзии. Снабжено магнитоэлектрическим ге­нератором с ферритовыми магнитами, мощ­ность которого может быть существенно уве­личена при незначительной конструктивной доработке.

Санкт-Петербургское предприятие ООО «Вет - ро-Свет» выпускает ВЭУ «ВА-250» (рис. 5) мощ­ностью 200 Вт и «ВА-900» мощностью 900 Вт. Лопасти ВЭУ — композитные.

По трехлопастной схеме изготовлены и ВЭУ «Сапсан -05» и «Сапсан-1» (рис. 6.) предпри­ятия ООО «Сапсан-энергия ветра», располо­женного на ветрополигоне вблизи г. Зеленог-

рад Московской области. ВЭУ «Сапсан» имеют нерегулируемое доста­точно прочное ветроколесо, позволяющее наиболее полно преобразовы­вать энергию ветра в электрическую в зоне умеренных ветров. ВЭУ снаб­жены магнитоэлектрическими генераторами производства НИЦ «Вин - дэк».

Двухлопастные ВЭУ «Шексна - 1» но­минальной мощностью 0,5 кВт (рис. 7.), выпускаемая ФГУП «Рыбинский завод приборостроения», и «ВЭУ-1500» (рис. 8.) предприятия ООО «СКВ Спецремтекс» мощностью 1,5 кВт относятся к третьей группе ВЭУ - снабжены быстроходными двухлопастными ветроколесами, центро­бежными регуляторами частоты враще­ния ВК, хвостовым оперением, осуществ­ляющим ориентацию ВК на ветер. Лопас­ти «Шексны-1» — цельнометаллические дюралевые. ВЭУ «Шексна-1» испытана в аэродинамической трубе МК ЦАГИ, «ВЭУ-1500» — на Истринском ветрополи­гоне ВИЭСХ.

« ВЭУ-1500 » имеет композитные лопа­сти, стеклопластиковый обтекатель, со­временный дизайн и является одной из лучших в классе ВЭУ малой мощности.

ГНЦ РФ ЦНИИ «Электроприбор» выпускает ВЭУ «УВЭ-1000/220- 3,3» с 5 лопастями (рис. 9) для повышения пускового момента. ВЭУ ос­нащена магнитоэлектрическим генератором Сарапульского электроме­ханического завода.

На базе разработок ГМКБ «Раду­га» (г. Дубна) тихоходных ВЭУ «Ра­дуга-001» мощностью 1-2 кВт с ма­лыми расчетными скоростями пред­приятие ООО «Стройинжениринг СМ» приступило к производству трехлопастных ВЭУ «SW-2» (рис.

10.) мощностью 2 кВт с максималь­ной мощностью нагрузки 5 кВт. ВЭУ оснащена трехлопастным ветроколе­сом с композитными лопастями, маг­нитоэлектрическим генератором. Ча­стота вращения ветроколеса поддер­живается центробежным регулято­ром и имеет расчетную скорость вет­ра 8,5 м/с. Ориентация на ветер обеспечивается расположением ветро­колеса за мачтой. ВЭУ прошло испытания на Истринском ветрополиго­не ВИЭСХ.

НИЦ «Виндек» совместно с заводом «Агрегат-Привод». В отличие от рассмотренных выше, ВЭУ «Виндек» имеют однолопастную кон­струкцию, частота вращения ветроколеса регулируется с помощью центробежного регулятора. Использование шарнирного крепления лопасти обеспечивает снятие механических нагрузок в ее комлевой части, повышение надежности ее крепления и снижения гидроско­пических моментов в месте крепления лопасти и обеспечения хоро­
ших пусковых характеристик ветроколеса. Предприятие освоило це­лую гамму ВЭУ серии «Виндек» мощность 0,2; 0,5; 1.0; 1.5 кВт (рис. 11 - 14.). Все они оснащены композитными лопастями и магнитоэлек­трическими генераторами обращенной конструкции серии «Виндек». Используются в качестве источников гарантированного питания в ав­тономном режиме или в составе с резервным ДЭС и солнечными ба­тареями.

Ветроэнергетические установки мощностью 5 —20 кВт

ВЭУ мощностью (4 - 5) кВт и более могут быть представлены «ВЭУ-

5- 4» НПК «Ветроток» (г. Екатеринбург), имеющей 24 лопастное тихо­ходное колесо, трехлопастными ВЭУ «Бриз 5000» мощностью 5 кВт предприятия «Электро-Сфера» (г. Санкт-Петербург) и ВЭУ «Сапсан-5» (рис. 16) предприятия ООО «Сапсан-энергия ветра».

Автономная трехлопастная установка с высоким уровнем автомати­зации мощностью 8 кВт - «Радуга -008» освоена и выпускается под за­каз ГМКБ «Радуга» (г. Дубна) и является одной из лучших (и самых до­рогих) ВЭУ номинальной мощности 8 кВт. На ее базе предприятие ООО «СтройинженирингСМ» в 2004 году начало выпуск ВЭУ «SW-Іб» мощ­ностью 16 кВт, значительно снизив тем самым удельную стоимость ВЭУ.

Опытные образцы двухлопастных установок мощностью 8 кВт «ВТН8- 8» с мультипликатором изготовлены ФГУП «Рыбинский завод приборос­троения», снабжены двухлопастным ВК с деревянными лопастями, ре­гулируемым центробежным и виндрозным механизмом. В качестве ре­зервного источника ВЭУ имеет ДЭС. Предприятием проектируется вари­ант ВЭУ без мультипликатора на базе генератора с малой частотой враще­ния и лопастями, изготовленные ММ3 «Вперед», позволяющими суще­ственно улучшить эксплуатационные характеристики.

Двухлопастные ВЭУ «ВТН-8/10» мощностью 10 КВт без мульти­пликатора с резервным ДГ Истринского филиала ВНИИЭМ успешно прошла испытания на Истринском ветрополигоне ВИЭСХа, ветроко­лесо этих установок расположено за башней.

«ВЭУ-16» номинальной мощности 16 кВт и ее модификация 30 кВт «под заказ» выпускается АО «Ветроток» и ММ3 «Вперед». Установ­ки технологичны в производстве за счет применения в них типовых автомобильных узлов и серийных судовых генераторов и рассчита­ны, прежде всего, для работы на тепловую нагрузку. ВЭУ снабжены трехлопастным колесом, композитными лопастями, центробежным регулятором, виндрозным механизмом.

Московское предприятие «Московские озонаторы» изготовило, испы­тало и готовит к серийному выпуску опытные высокомобильные ветро­дизельные станции «Жаворонок», предназначенные для электроснабже­ния в энергокризисных районах и черезвычайных ситуациях.

Все рассмотренные ВЭУ в силу отсутствия на них постоянного спроса выпускаются малыми партиями и, как правило, «под заказ». В ограни­ченных финансовых условиях современной России главным требовани­ем к используемым ВЭС является снижение себестоимости производства ВЭУ до уровня < 1000 USD на 1 кВт установленной мощности базового комплекта ВЭУ. Поэтому российскими разработчиками и производите­лями ВЭУ предпринимаются усилия по поиску новых технических, кон­структивных и технологических решений, позволяющие снизить сто­имость ветроэнергетического оборудования и тем самым достигнуть кон­курентоспособности на российском и зарубежном рынках.

В базовую комплектацию малой ветроэлектрической станции обыч­но входят сама ВЭУ с мачтой и элементами ее крепления и блок управ­ления. Дополнительно система может комплектоваться инверторами, аккумуляторными и солнечными батареями, системами управления бензо - или дизельными генераторами, микроГЭС, и системами синхро­низации с ними.

Рассмотренные выше установки могут иметь различные модифика­ции, отличающиеся как функциональными возможностями, так и кон­структивными особенностями — размером лопастей, размерами мачт, так и комплектацией резервного оборудования. Это позволяет адапти­ровать базовые комплекты ВЭУ как под конкретное место установки ВЭУ, так и под конкретного потребителя энергии. Оптимизация систем электроснабжения на базе ВЭУ осуществляется на стадии их проекти­рования под конкретного заказчика.