Бойко С.М. к.т.н., Некрасов А.В. к.т.н., доцент, Кас’янов Є.М. асп.

Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського

Особливості впровадження вітроенергетичних станцій поблизу Дніпродзержинського водосховища в межах території ВАТ «Полтавський ГЗК»

Вступ. Вітчизняні залізорудні підприємства є найбільш підготовленими для втілення в практику функціонування їхніх систем електропостачання міні- та мікроелектростанцій на базі відновлюваних джерел енергії (ВДЕ). Тобто, саме ці об’єкти, по всіх своїх параметрам можуть і повинні стати полігоном для розміщення комплексів ВДЕ, які по суті повинні стати складовими структур систем електропостачання залізорудних підприємств України [1].

Мета роботи. Метою роботи є аналіз особливостей впровадження вітроенергетичних станцій поблизу Дніпродзержинського водосховища в межах території ВАТ «Полтавський ГЗК».

Матеріал і результати досліджень. Важливим фактором, що визначає рух повітря біля земної поверхні, є локальні бар'єри та локальні градієнти температури поверхні здатні утворювати місцеві вітри. Експлуатація тихохідних багатолопатевих вітроустановок з підвищеним обертаючим моментом є ефективною практично на всій території України.

Стосовно впливу на формування клімату України внутрішніх водойм то він також має низку особливостей. До внутрішніх вод України, належать річки, озера, водосховища, ставки, болота і підземні води. Улітку температура води у річках вища, ніж температура повітря, в середньому на 1–3 °С за місяць. Максимальна температура повітря вдень вища, ніж води, але вночі вода значно тепліша внаслідок великої тепломісткості та дії механізму турбулентної теплопровідності [2].

Вплив водосховищ, ставків і боліт на режим метеорологічних величин різний. Вплив невеликих природних і штучних водойм помітний у вужчій смузі. Але найбільше водосховища впливають на вітер: його швидкість над акваторією та узбережжям підвищується на кілька десятків відсотків. Водна поверхня також сприяє збільшенню стійкості стратифікації атмосфери. Деяке зростання швидкостей вітру спостерігається повсюдно на прибережному схилі, що спричинене насамперед близькістю водосховища [3, 4].

Таким чином, враховуючи факт розташування на узбережжі Дніпродзержинського водосховища одного з потужних залізорудних підприємств України ВАТ «Полтавський ГЗК» (рис. 1), що має у своєму складі, за технологією, гідротехнічні споруди (відстійники), було запропоновано розташування вітроенергетичних вітроенергетичних станцій (ВЕС) в межах берегової зони водойм. Встановлення ВЕС біля водойм в перше чергу сприятиме покращенню їх енергетичних показників та збільшенню надійності систем електропостачання насосних станцій ВАТ «Полтавський ГЗК».

Рисунок 1 – Розташування залізорудного підприємства ВАТ «Полтавський ГЗК» відносно навколишніх природних та штучних водойм

Була розроблена і запропонована структурна схема вітроенергетичної станції для роботи в умовах залізорудних підприємств (рис. 2) [5].

Рисунок 2 – Структурна схема електротехнічного комплексу вітроенергетичної станції в умовах промислових підприємств: 1 – блок системи управління першої вітроенергетичної установки; 2, 4, 6 –погоджуючі пристрої; 3 – ¬блок системи управління другої вітроенергетичної установки; 5 – блок системи управління третьої вітроенергетичної установки; 7, 9, 11 –вітроенергетичні установки; 8, 10, 12 – блоки датчиків; 13, 14, 15 –керовані роз’єднувачі; 16 – зарядний пристрій; 17 – випрямляч; 18 – погоджуючий пристрій виводу; 19 – електронно-обчислювальна машина; 20 – акумуляторні батареї; 21 – інвертор; 22 – датчик рівня заряду; 23 – погоджуючий пристрій вводу; 24 – четвертий блок датчиків; 25 – керований роз’єднувач підключення навантаження; 26 – навантаження; 27 – керований роз’єднувач підключення мережі; 28 – мережа.

Вітроенергетична станція працює наступним чином. Блоки вітроенергетичних установок (7, 9, 11) генерують електричну енергії, яка через керовані роз’єднувачі (13, 14, 15) передається на спільну шину. В нормальному режимі роботи, коли параметри генерації знаходяться в нормально допустимих нормах, від спільної шини через керований роз’єднувач 25 відбувається живлення споживачів підприємства 26 спільно з блоком мережі 28. Заряд блоку акумуляторних батарей 20 відбувається від спільної шини через блок випрямляча 17 та блок зарядного пристрою 16. Причому, якщо відбувається дефіцит генерованої потужності то блок 19 подає управляючий сигнал на блок інвертора 21 та відбувається вирівнювання потужності генерації за рахунок віддачі в локальну мережу накопиченої електроенергії з блоку 20 через блок 21.

Висновки. Аналіз особливостей впровадження вітроенергетичних станцій поблизу Дніпродзержинського водосховища в межах території ВАТ «Полтавський ГЗК» показав позитивний вплив водойм, в залежності від їх об’єму та віддаленості, на енергетичні показники вітроенергетичних станцій. Запропоновано структуру електротехнічного комплексу вітроенергетичної станції в умовах промислових підприємств, що також може бути використана при впровадженні вітроенергетичних станцій в умовах підприємства ВАТ «Полтавський ГЗК».

Література:

1. World Energy Outlook –2016, OECD/IEA, Paris.

2. Клімат України / За ред. В.М. Лівійського, В.А.Дячука, В.М. Бабіченко. — К.: Вид-во Раєвського, 2003. — С. 133.

3. Водний фонд України: Штучні водойми — водосховища і ставки: Довідник / [В.В. Гребінь, В.К. Хільчевський, В.А. Сташук, О.В. Чунарьов, О.Є. Ярошевич] / За ред. В.К. Хільчевського, В.В. Гребеня. — К. : «Інтерпрес ЛТД», 2014. — 164 с.

4. Воропаев Г. В. Водохранилища и их воздействие на окружающую среду / Г. В. Воропаев, А. Б. Авакян. — М.: Наука, 1986. — 368 p.

5. С.М. Бойко, О. В. Дозоренко Електротехнічний комплекс електропостачання гірничих підприємств на базі вітроенергетичної станції. Всеукраїнська науково-практична конференція «Актуальні питання гірничо-металургійного виробництва» Збірник тез доповідей. Кривий Ріг: ДВНЗ «КНУ», 2017 С. 55.