Оценка ветроэнергетического потенциала Чеченской Республики

В данной статье анализируется возможность использования возобновляемых источников энергии в Чеченской Республике. Использование энергии ветра — это одно из перспективных направлений современной энергетики. Территория Чеченской Республики относится к району со средним уровнем ветровой энергии. Для изучения ветрового режима были использованы данные NASA (The POWER Project NASA). Также представлены данные наземных измерений скорости ветра, для территорий Российской Федерации на базе (Объединенного института высоких температур РАН и МГУ им. Ломоносова). Произведены расчеты мощности ветрового потока. Для выявления ветроэнергетического потенциала исследуемой территории, было использовано комплекс географических и картографические методы исследования.

Ключевые слова: возобновляемая энергия ветра, зеленая энергетика, климатические особенности Чеченской Республики, солнечная энергия республики. скорость ветра, ветровой потенциал ЧР.

Введение

Физико-географические и климатические особенности Чеченской Республики являются благоприятные для развития возобновляемой энергетики. В частности, регион имеет значительные ресурсы солнечной, ветровой, геотермальной и гидроэнергетики. В настоящее время в Республике реализуются несколько инвестиционных проектов по солнечной и гидроэнергетике: наурская СЭС 5 МВт (Авелар Солар Технолоджи), башенная малая ГЭС 10 МВт (РусГидро). На окраине г. Грозного функционирует опытно-промышленная геотермальная станция. Однако, ветроэнергетика остается наименее развитым направлением. Чеченская Республика располагается на территории, где последовательно с севера на юг сменяются шесть высотных поясов (от полупустынного до альпийского, соответственно, имеются разные климатические условия [1]. Территория региона относится к району со средним уровнем ветровой энергии. В связи с большим разнообразием форм рельефа среднегодовая скорость ветра изменяется в довольно широких пределах — от 0,8 до 9,0 м/сек. Наиболее высокая скорость ветра наблюдается в высокогорных районах в открытых формах рельефа и там, где орографические факторы способствуют увеличению барических градиентов и приводят к сходимости воздушных потоков. Средняя годовая скорость ветра в этих районах достигает 7–9 м/сек, на открытых равнинах и в широких долинах — несколько ниже и составляет 3–4 м/сек, в предгорьях — до 3 м/сек, в замкнутых котловинах и в низинных южных районах не превышает 1–2 м/сек. Однако, высокогорные районы не соответствуют требованиям транспортной доступности и минимальным сейсмическим характеристикам. Как видно на рисунке 1, наибольшая скорость ветра на равнине отмечается в Северо-Восточной части республики.

Рис. 1. Среднегодовая скорость ветра на высоте от 50 до 200 метров [м/с]

Аналогичная картина выстраивается и по данным с NASA (The POWER Project NASA) [2]. На рисунке 2 представлены данные по среднегодовой скорости ветра на территории Чеченской Республики за 2019 год (высота 50 метров). Кроме того, есть данные наземных измерений скорости ветра, представленные в Базе климатологических данных для территории Российской Федерации (Объединенный институт высоких температур РАН и МГУ им. Ломоносова. Основной источник данных для территории Чеченской Республики, представленный в базе — наземные измерения RETScreen (RETScreen Clean Energy Management Software) [3].

Данные в базе представлены только для территории г. Грозного на высоте 10 метров. В таблице 1 приведены среднемесячные и среднегодовые значения скорости ветра по данным Базы климатологических данных для территории Российской Федерации. Как мы видим, данные с указанной базы соответствуют данным Global Wind Atlas и NASA.

Таблица 1

Среднемесячная скорость ветра на территории г. Грозный [4]

Распределение скорости ветра по дням в течение года представлено на рисунке 3. Для визуализации использованы данные NASA по скорости ветра в ст. Гребенской, которая расположена именно в северо-восточной части республики.

Рис. 3. Распределение скорости по дням в году. ЧР, ст. Гребенская. NASA

Как мы видим, максимальная скорость ветра достигает отметки 15–16 м/с, однако, большую часть времени в течение года скорость ветра составляет около 5 м/с. В северо-западной части эти значения значительно ниже.

Ресурсы возобновляемой энергетики региона исследованы также в рамках Программы развития энергетики Чеченской Республики на период до 2030 года. В частности, в программе приведены данные по ресурсам ветровой энергетики, представленные в таблице 2. В программе отмечается высокая скорость ветра в высокогорных районах республики. Согласно указанной программе в республике планировалось построить ветропарк, состоящий из 24 ветроэнергетических установок, мощностью 1,5 МВт каждая, с общей установленной мощностью 36 МВт. К сожалению, реализация этого проекта до настоящего времени не начата.

Таблица 2

На основе представленных выше данных о скорости ветра и учитывая требования к территории, можно сделать вывод, что наиболее благоприятной для ветроэнергетики является северная часть Чеченской Республики. В частности, на Северо-Востоке наблюдается высокая среднегодовая скорость ветра по данным из различных источников. Также, данная территория имеет относительно низкий уровень сейсмоактивности. На рисунке 4 представлена карта общего сейсмического районирования Чеченской Республики со степенью сейсмической опасности C (1 %). Как мы видим, большая часть территории имеет сейсмоактивность до 10 баллов, однако в северной части наблюдаются участки с интенсивностью землетрясений до 8 баллов. Однако, стоит отметить, что карты сейсмического районирования требуют обновления.

Рис. 4. Общее сейсмическое районирования ЧР со степенью опасности C (1 %) [6]

Транспортная доступность северо-восточной части Чеченской Республики обеспечивается автомобильными дорогами общего пользования федерального значения, в частности, участком дороги Европейского маршрута Е119, дорогой P262, а также дорогами III-й и IV-й категории. Как известно, дороги данных категорий имеют 2 полосы, шириной до 3,5 метров каждая. Максимальный продольный уклон, радиус, боковой уклон и другие характеристики автомобильных дорог необходимо дополнительно изучить после выбора оптимальной территории для размещения ветроэнергетических установок. Также, требуют изучения и характеристики грунта и почвы. Как известно, в северной части Чеченской Республики преобладают песчаные породы.

Электросетевая инфраструктура Чеченской Республики представлена на схеме региональной сети 110–35 кВ (рис. 5). В северный участок электрических сетей (СУЭС) входят: 9 ПС -110 кВ, 18 ПС — 35 кВ, 16 ВЛ -110 кВ и 36 ВЛ — 35 кВ. Общая протяженность ВЛ: 110 кВ — 343 км., 35 кВ — 432,5 км. Из перечисленных линий, 1 ВЛ 110 кВ и 1 ВЛ 35 кВ выведены из эксплуатации, ввиду неудовлетворительного технического состояния [7].

Рис. 5. Карта-схема основной сети 110–35 кВ Чеченской Республики

На текущий момент свободные ячейки имеются на ОРУ 110 кВ (1 яч.) и на ОРУ 35 кВ (3 яч.) на ПС 110 кВ Червленная. ПС 110 кВ Червленная является 2-х трансформаторной подстанцией, каждый из которых имеет мощность 6,3 МВА, класс напряж. 110/35/10. Свободные ячейки 35 кВ также имеются на ПС 35 Знаменская и Гвардейская. Вопрос наличие свободных ячеек на участке Шелковского района требует дополнительного изучения.

В заключение, можно сделать вывод о значительном ветроэнергетическом потенциале Чеченской Республики. Основываясь на проведенных исследованиях и анализе данных, можно утверждать, что некоторые районы республики имеют благоприятные условия для развития ветроэнергетики. Выявленные перспективные местоположения для строительства ветропарков позволяют прогнозировать значительный прирост производства электроэнергии из возобновляемых источников. Важно отметить, что развитие ветроэнергетики способствует сокращению выбросов парниковых газов и уменьшению зависимости от традиционных источников энергии. При всей сложности задачи реализации этого потенциала, его активное использование может стать ключевым фактором экологического и экономического развития Чеченской Республики.

Литература:

1. Ирисханова З. И. Анализ естественной дендрофлоры Чеченской Республики // Известия ДГПУ. Естественные и точные науки, 2009. Вып. № 2.
2. Официальный сайт NASA // Проект «Power» : [сайт]. 2023. URL: https://power.larc.nasa.gov/ (дата обращения 29.04.2023). Текст: электронный.
3. Программная платформа RETScreen Clean Energy Management: [сайт]. 2023. URL: https://www.nrcan.gc.ca/ (дата обращения 30.04.2023).
4. ГИС возобновляемые источники энергии России: [сайт]. 2023. URL: https://gisre.ru/database/db-russia/ (дата обращения 1.05.2023). Текст: электронный.
5. Программа развития энергетики Чеченской Республики на период до 2030 года: [сайт]. 2011. URL: https://docs.cntd.ru/document/906800170/ (дата обращения 2.05.2023). Текст: электронный.
6. Сейсмическое состояние ЧР: [сайт]. 2023. URL: http://hge.spbu.ru/mapgis/subekt/4e4nya/4e4nya.html/ (дата обращения 3.05.2023). Текст: электронный.
7. АО «Чеченэнерго» [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.chechenergo.ru/