Труды КНЦ (Технические науки вып. 2/2024(15))

Прибрежные районы Кольского полуострова располагают повышенным потенциалом ветра (см. рис. 26). При внедрении ВЭУ можно покрыть часть графика нагрузки ДЭС. Расчеты показали, что при указанном потенциале ветра число часов использования установленной мощности ВЭУ может составить более 3000. Доля ВЭУ в выработке энергии комплексом ДЭС + ВЭУ может достигать 18-30 %, а срок окупаемости капиталовложений в ВЭУ всего 1,3—2,2 года. Это представляется очень благоприятным. Объем вытесненного топлива при указанных ветровых условиях также оказывается достаточно высоким и достигает на побережье Белого моря 13-20 % годового расхода, а на побережье и островах Баренцева моря — 20-30 %. Повышенные скорости ветра в прибрежных районах Мурманской области открывают большие возможности использования ВЭУ для теплоснабжения потребителей. В качестве предпосылок для развития этого направления следует отметить значительную продолжительность отопительного периода, а также совпадение максимумов потребности в тепловой энергии и возможной выработки ВЭУ, приходящихся на зимнее время. В этих условиях ветер из фактора, определяющего повышенные тепловые потери, может стать полноценным источником энергии. Основным недостатком ветра является его непостоянство. Но эта негативная сторона может быть сглажена. Кратковременные изменения мощности ветра могут выравниваться за счет инерционности самой системы теплоснабжения. Кроме того, благодаря аккумулирующей способности отапливаемых зданий минутные и даже часовые колебания могут компенсироваться. Перспективным также представляется применение аккумуляторов тепла для их зарядки в периоды избытка ветра и использования запасенной энергии при длительных периодах его ослабления. Обработка обширных материалов наблюдений на метеостанциях Мурманской области позволила оценить возможное участие ВЭУ в теплоснабжении, причем сделать это как в разрезе отдельных месяцев, так и в целом за год. Оказалось, что если мощность ВЭУ намного меньше мощности котельной, то выработка ВЭУ почти полностью вписывается в график нагрузки. Наращивание мощности ВЭУ приводит к увеличению доли участия ВЭУ. Но одновременно возрастает вероятность неполного использования ветровой энергии и возникновения излишков. Это может наблюдаться, когда мощность ВЭУ превышает 60 % мощности котельной. Для наиболее эффективного внедрения ВЭУ были проведены расчеты по оптимизации их мощности. Они показали, что оптимальным является соотношение мощностей ВЭУ и котельной в диапазоне 0,6-0,8. При этих значениях доля ВЭУ в покрытии графика нагрузки достигает 40-70 % (в зависимости от потенциала ветра). Использование энергии ветра для производства водорода. Этому направлению в последнее время уделяется большое внимание во всем мире. Производство водорода в арктических районах, располагающих высоким потенциалом ветра, транспортными связями (автомобильными дорогами, незамерзающими морскими портами), может быть эффективным и экономически оправданным. В последние годы интерес возрастает и в связи с резким подорожанием традиционного органического топлива (нефтепродуктов, природного и сжиженного газа, угля). Производимый в Арктике водород может использоваться внутри северных территорий, поставляться в сжиженном виде в другие близлежащие районы страны, а также экспортироваться за рубеж. Водородная тема на сегодняшний день активно изучается, и вполне вероятно, что произведенный с использованием возобновляемых источников энергии водород в будущем сможет занять важное место в энергетике. Исследования показали, что благоприятные условия для развития водородной энергетики имеются и в Арктической зоне РФ, в том числе на Кольском полуострове. Здесь можно предложить несколько площадок с высоким потенциалом ветра (рис. 31), пригодных для сооружения ВЭУ и развертывания производства водорода. В качестве первоочередных можно предложить две площадки на полуострове Рыбачий (в 100-120 км северо-западнее Мурманска) и две площадки в районе с. Териберка (в 125 км восточнее Мурманска). Для этих площадок характерна повышенная интенсивность ветра. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2024. Т. 15, № 2. С. 5-47. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2024. Vol. 15, No. 2. P. 5-47. © Минин В. А., 2024 38