ВІТРОЕНЕРГЕТИКА – сукупність засобів перетворення енергії вітру в електричну енергію. Продуктивність і ефективність використання вітроустановок (ВУ) суттєво залежить від швидкості вітру, тому цей параметр є головним при визначенні доцільності встановлення ВУ. 

Ресурсів цієї чистої енергії у 50 разів більше, ніж взагалі потрібно людству. Використання енергії вітру жодним чином не впливає на атмосферу Землі, не спричиняє шкідливих викидів. 

Основним недоліком вітроенергетики є несталість та нерегульованість вітрового потоку. Спрогнозувати вироблення електричної енергії вітряною електростанцією (ВЕС), навіть на добу наперед, дуже складно. До того ж вітрогенератори потребують більш-менш сталої швидкості вітру (близько 6 м/с). Ще одним недоліком вітрових установок є їхня висока ціна.


ПОТЕНЦІАЛ ВИКОРИСТАННЯ В УКРАЇНІ

Інститутом відновлюваної енергетики НАН України складена карта вітроенергетичного потенціалу нашої країни. Найбільш привабливими регіонами для  використання  енергії  вітру  є  узбережжя  Чорного  та Азовського морів, гірські райони АР Крим, територія Карпатських гір, Одеська, Херсонська та Миколаївська області.

За даними Української вітроенергетічної асоціації у 2013 році продовжувалося нарощування потужностей вітроенергетичного сектора України, хоча і з невеликим зниженням темпу зростання порівняно з показниками 2012 року.

За результатами опитування, проведеного експертами Української вітроенергетичної асоціації, за період з 1 січня по 31 грудня 2013 в Україні було введено в експлуатацію 95 МВт нових вітроенергетичних потужностей. Таким чином, на 31 грудня 2013 сумарна встановлена потужність вітроенергетичного сектора України склала 371МВт в порівнянні з 276 МВт у 2012 році, що відповідає темпам зростання галузі в розмірі 34%.

У цілому ж, до кінця 2013 року сумарна потужність фізично змонтованих в Україні вітротурбін склала 472,5 МВт, з яких 101,7 МВт зараз знаходяться на стадії приєднання до енергомережі. Крім того, розпочато будівництво на ряді майданчиків, розташованих в Луганській та Херсонській областях, а також в АР Крим.

У 2013 році всі вітроелектростанції (ВЕС) України виробили понад 630 мільйонів кВтг електроенергії, що становить 0,33% від загального виробництва електроенергії в країні. Завдяки "зеленій" електроенергії, виробленої за рахунок енергії вітру, викиди СО в атмосферу були скорочені на 512 тисяч тон.


СУЧАСНИЙ СТАН

Згідно звіту Світової вітроенергетичної асоціації потужність енергії вітру у світі сягнула 336 327 MВт на кінець червня 2014 р., з них 17 613 MВт були додані у першій половині 2014 р. Таке зростання було суттєвим у першій половині 2013 р. та у 2012 р., коли були додані відповідно 13,9 ГВт та 16,4 ГВт. Загальна встановлена потужність енергії вітру на середину 2014 р. складає близько 4% світової потреби в електроенергії. Світова потужність енергії вітру зросла на 5,5% протягом шести місяців (після 5% у такий же період 2013 р. та 7,3 % у 2012 р.) та на 13,5% в розрахунку на рік (середина 2014 р. у порівнянні з серединою 2013 р.). У порівнянні річні темпи зростання у 2013 р. були нижчими на 12,8 %.

Причини позитивного розвитку світових ринків вітроенергетики, безумовно, включають економічні переваги енергії вітру та її зростаючу конкурентоспроможність по відношенню до інших джерел електроенергії, а також гостру необхідність реалізації технологій без викидів з метою пом'якшення наслідків зміни клімату та забруднення повітря. 

Провідні ринки вітроенергетики у 2014 р.: Китай, Німеччина, Бразилія, Індія та США

П’ять традиційних країн вітроенергетики – Китай, США, Німеччина, Іспанія та Індія – досі разом представляють 72% світової потужності вітроенергетики. Що стосується нових доданих потужностей, частка Великої п’ятірки збільшилася з 57% до 62%. 

Китайський ринок продемонстрував дуже високу ефективність та додав 7,1 ГВт, що значно більше, ніж у попередні роки. Китай досяг загальної потужності вітроенергетики у 98 ГВт у червні 2014 р. і точно перетнув на сьогодні позначку у 100 ГВт. Німеччина також показала хороші результати, додавши 1,8 ГВт за першу половину року. Цей новий рекорд без сумніву відображає очікування змін у законодавстві з вітроенергетики, що може призвести до сповільнення німецького ринку у найближчі роки. 

Бразилія вперше увійшла до групи лідерів, ставши третім за розміром ринком нових вітротурбін з новими потужностями у 1,3 ГВт, що складає 7% обсягів продажу нових вітротурбін. При цьому Бразилія змогла розширити своє безперечне лідерство в Латинській Америці. 

Індія зберегла свої позиції другого номеру в Азії та п’ятого у світі з показником у 1,1 ГВт нових потужностей вітроенергетики. 

Ринок США після свого розвалу у 2013 р. продемонстрував потужні ознаки відновлення, маючи розмір ринку 835 МВт, трохи випереджаючи Канаду (723 МВт), Австралію (699 МВт) та Великобританію, яка наполовину зменшила розмір свого ринку та встановила у першій половині 2014 р. 649 МВт. 

Проте ринок Іспанії нічого не додав до загального зростання у 2014 р., оскільки на ньому відбувається фактичний застій, встановлено лише 0,1 МВт нових потужностей у першій половині 2014 р. 

У 2013 р. чотири країни встановили більше 1 ГВт, кожна у першій половині 2014 р.: Китай (7,1 ГВт нових доданих потужностей), Німеччина (1,8 ГВт), Бразилія (1,3 ГВт) та Індія (1,1 ГВт). 

Перша десятка вітроенергетичних країн демонструє однакову картину у першій половині 2014 р., хоча й з трохи підвищеною ефективністю. П’ять країн працювали краще ніж у 2013 р.: Китай, США, Німеччина, Франція та Канада. У п’яти країнах відбувся спад ринку: Іспанія, Великобританія, Італія, Данія та, у меншій мірі, Індія. В Іспанії та Італії практично повне затишшя, там було встановлено лише відповідно 0,1 МВт та 30 МВт нових потужностей. Польща тепер входить до переліку перших 15 країн за встановленими потужностями, тоді як Японія вибула з цього переліку.

Великобританія та Німеччина в найближчий час планують стати лідерами розвитку вітроенергетики, розміщуючи вітроелектростанції у морі. 

Технічні рішення (технічні характеристики, обладнання, особливості встановлення та експлуатація, виробники, переваги та недоліки)

Особливості застосування вітроелектричних станцій (ВЕС) полягають у такому:

1. Паралельна робота з мережею. У цьому випадку електрична енергія, яку виробляє ВЕС, має відповідати вимогам якості електричної енергії у мережі. Мережа, у свою чергу, повинна мати можливість прийняти потужність від ВЕС (пропускна здатність ЛЕП, наявність відповідних лічильників електроенергії тощо) та вчасно реагувати на зміну її кількості. 

2. Автономна робота ВЕС. Для такої роботи ВЕС необхідне встановлення акумуляторних батарей, які накопичуватимуть електричну енергію, що виробляється вітроагрегатом за сприятливих погодних умов. Наявність акумуляторів значно збільшує загальну вартість системи. Тому для прийняття остаточного рішення необхідно проводити техніко-економічні розрахунки. Встановлення автономної ВЕС (можливо, в поєднанні з фотомодулем) виправдано на віддалених об’єктах. 

3. Пряме перетворення електричної енергії в теплову. Електрична енергія, що виробляється ВЕС, перетворюється в теплову шляхом нагрівання об’єму води електричними ТЕНами. Тобто акумулятором тепла є вода. Таку схему можна використовувати для попереднього нагрівання води в системі гарячого водопостачання. Вартість її є найменшою (порівняно з першим та другим варіантами). ВЕС також можна використовувати для покриття пікових навантажень промислових чи інших об’єктів. 

Протягом дня енергія накопичується в акумуляторах, а потім у години пікових навантажень забезпечує роботу обладнання.

Основним недоліком вітроенергетики є несталість та нерегульованість вітрового потоку. Спрогнозувати вироблення електричної енергії ВЕС, навіть на добу наперед, дуже складно. Важливим є також питання про економічну ефективність ВЕС.