Главный её недостаток – непостоянство. Ветер, как известно, то дует, то нет. И дует отнюдь не равномерно: то слабо, то сильно, то порывами (См. Приложения 43, 45, 46, 53). Получается, что сегодня генератор выдаёт одну мощность, завтра – другую, а послезавтра ветер затих, и электричество совсем пропало. Поэтому, если ветряк обслуживает какой–то конкретный объект, к нему приходится добавлять целый комплекс аппаратуры. Во – первых, требуется инвертор, который преобразует полученную энергию в ток промышленного качества (для России – 220В, 50Гц). Во – вторых, необходима батарея аккумуляторов для выравнивания мощности. В–третьих, – резервный дизель – генератор на случай длительного безветрия. Добавление всех этих агрегатов, которые значительную часть времени будут простаивать, увеличивает себестоимость производимой энергии в 2 – 3 раза. Поэтому, лучший выход – подключение ветрогенераторов к единой энергетической системе. Тогда нехватка электричества от одного ветрогенератора будет компенсироваться избытком другого, а в случае обширного штиля – усиленной работой прочих участников процесса энергопроизводства [6].
Вторая проблема – относительно низкая интенсивность. Средний промышленный ветрогенератор выдаёт порядка 1МВт электрической мощности. На площади в 1 км2 можно разместить десяток – другой таких установок, только тогда они не будут мешать работе друг друга. С учётом непостоянства ветров с 1 км2 можно снимать в среднем 5–10МВт электроэнергии, а для получения 1ГВт понадобится площадь 100 - 200 км2. Для сравнения: Курская АЭС, мощностью 4ГВт вместе со всеми вспомогательными сооружениями и даже рабочим посёлком занимает площадь 30 км2. Стандартный способ решения этой проблемы – отведение под ВЭС пустующих земель либо использование пустующих земель территории ВЭС для выращивания сельскохозяйственных культур. Проще говоря, сдача их в аренду фермерам по сниженным ценам. Кроме того, многие государства стали создавать «Морские ветропарки», застраивая ветряками прибрежные шельфовые зоны [6].
Находиться рядом с действующим ветряком не слишком комфортно, поскольку он изрядно шумит. В этом и состоит третья проблема. Непосредственно рядом с гондолой мощного ветрогенератора интенсивность шума может достигать 100 дБ, как на станции метро, на которую прибывают сразу два поезда. У подножия башни шум составляет около 60 ДБ, как на улице большого города. Чтобы снизить его до приемлемого уровня в 35 – 45 дБ, характерного для тихой улицы или загородного двора, практически во всех странах, где применяются промышленные ветряки, законом установлено, что расстояние от них до ближайшего жилья должно быть не менее 300 метров [6].
Кроме шума есть и другие проблемы, связанные с близким соседством ветрогенераторов и населённых пунктов. Когда в 1986 году англичане установили на Оркнейских островах экспериментальный ветродвигатель, местные жители стали жаловаться НАТО, что он мешает им смотреть телевизор. Снабженные металлическими молниеотводами лопасти генератора создавали мощнейшие помехи для телевизионного сигнала. Пришлось устанавливать на острове дополнительный телевизионный ретранслятор. А жители города Бун (США), возле которого в 1980 году построили ВЭС мощностью 2МВт, стали жаловаться, что у них в шкафах гремит посуда, а с полок падают горшки с цветами. Оказалось, что станция при работе, кроме обычного акустического шума, производила ещё и инфразвук частотой 6 – 7 Гц, неощутимый человеческим ухом, но создающий вибрацию и вообще небезопасный для организма. От этой проблемы почти полностью удалось избавиться путём доработки лопастей генераторов
Между прочим, ремонт ВЭС – тоже непростая задача (См. Приложение 50). Лопасти генератора весом в десятки и сотни тонн надо поднимать на башню высотой 80 метров – почти 30 – этажный дом. Помогают в этом специальные краны, изначально встроенные в башни многих современных ветроэнергетических установок.
Есть и другие проблемы: попадание птиц в лопасти работающих агрегатов, небольшие изменения микроклимата в районах крупных ВЭС, опасность пожара установки от трения деталей, привлекательность башен для молний и, наконец, изменение пейзажа. Но, несмотря на это, генераторы продолжают строить. И не только потому, что дорожает нефть. Не так давно для их использования появился новый стимул – Киотский протокол. ВЭС, в отличие от ТЭС, не выбрасывают в атмосферу ни одного грамма углекислого газа, а значит, не способствуют «глобальному потеплению». На научном языке это называется «нулевой эмиссией» парниковых газов. Для развитых государств, которым протокол предписывает сокращать эмиссию, перевод части энергетики на экологически чистые источники, каковыми являются Солнце и ветер, - достойное и удобное решение [6].
Чему можно научиться у США в области защиты климата?
Можно перенять, например, опыт города Остин в штате Техас, где в 2015 году все новые дома будут строиться таким образом, чтобы они смогли сами себя обеспечивать возобновляемой энергией. К 2020 году 30 процентов всей энергии, потребляемой этим городком с 710 тысячами жителей, будет добываться из возобновляемых источников. Уже сегодня Техас получает больше электричества при помощи энергии ветра, чем Калифорния, здесь расположена самая большая в мире ветряная ферма мощностью 735 мегаватт. Этот бум начался после принятия закона о поддержке использования ветряной энергии, инициированного в1999 году тогдашним губернатором Джорджем Бушем – младшим [5].
Штат Калифорния на западе США стал полигоном новых энерготехнологий (См. Приложение 47). . Здесь пытаются перестроить промышленность и быт таким образом. Чтобы получать как можно больше энергии из возобновляемых источников [5].
Сейчас в Калифорнии работает около 25 тысяч ветряных генераторов, 4500 из них – на ветряной ферме Алтамонт – Пасс неподалёку от Сан-Франциско. К 2030 году энергия ветра сможет обеспечивать 20 процентов всего потребления электричества в США [5].
Вопросы экологии здесь обсуждают постоянно. В 1970–е годы Калифорния стала первым штатом, где на автомобилях начали устанавливать каталитические нейтрализаторы выхлопных газов. Тогда же здесь внедрили программу использования энергосберегающих технологий при производстве электробытовых приборов и строительстве домов. В итоге за последние 30 лет среднедушевое потребление электричества в США выросло на 50 процентов, а в Калифорнии оно осталось почти на том же уровне. Эту программу позже переняли Россия и Китай [5].
Сегодня во многих развитых странах приняты специальные законы, поддерживающие дело строительства ветрогенераторов. Для компаний, которые решаются вложить деньги в это полезное дело, предусмотрено льготное налогообложение и высокая цена покупки электричества государством, снижена арендная ставка на землю, упрошена процедура подключения к общей энергетической системе. В результате подавляющее большинство ВЭС в мире строится сегодня на деньги частных инвесторов [6].
Иное дело в России. К сожалению, от былого лидерства нашей страны в использовании энергии ветра не осталось и следа. В списке 75 стран, в энергосистемы которых входят ВЭС, Россия занимает пятидесятое место. На конец 2007 года общая мощность ВЭС в стране исчислялась 16, 5 МВт. Это в 1350 раз меньше, чем в Германии, в 5,5 раза меньше, чем на Украине (89 МВт) и даже в 2 раза меньше мощностей карликового государства Люксембург (35,3 МВт), по площади сравнимого с городским округом Сочи. Следом за Россией в этом списке следуют Кооперативная Республика Гайана (13,5 МВт) и островное карликовое государство Кюросао (12МВт). Ещё год назад мы занимали 49 – ю строчку, но в прошлом году Россию обошла Республика Чили, запустившая 18 – мегаваттную ВЭС [6].
Это тем более обидно, что экономический потенциал у российской ветроэнергетики огромен. По подсчётам специалистов, он составляет 260 миллиардов киловатт – часов в год, то есть почти треть производства электроэнергии, вырабатываемой всеми электростанциями страны. Крупнейшая в России Куликовская ВЭС в Калининградской области была запущена в 2002 году. Её мощность сегодня составляет 5,1 МВт, за год она выдаёт в среднем 6 миллионов киловатт – часов электроэнергии. Кроме того, работают Анадырская ВЭС (2,5 МВт), ВЭС у деревни Тюпкильды (Башкортостан, 2,2 МВт) и несколько мелких электростанций мощностью до 1,5 МВт [6].
Существует и специально принятая «Программа развития ветроэнергетики РАО ЕЭС России», проработаны и приняты программы строительства крупных ВЭС. Некоторые из них даже начали строить. В 20 километрах от Элисты заложена площадка Калмыцкой ВЭС с планируемой мощностью 22 МВт, существуют проекты Ленинградской ВЭС (75 МВт), Морской ВЭС (Карелия, 30 МВт), Приморской ВЭС (30 МВт), Магаданской ВЭС (30 МВт), Чуйской ВЭС (Алтай, 24 МВт), Усть – Камчатской ВДЭС (16 МВт) и так далее. В 2005 году совместно с датской фирмой Ramboll и Датским энергетическим управлением было начато строительство Морского ветропарка мощностью 50 МВт в Калининградской области. В планах была установка на морском побережье 25 мачт высотой 60 метров с 2–мегаваттными ветрогенераторами. Однако в 2007 году реализация этих проектов была приостановлена из–за отсутствия государственной поддержки. По нашим законам экологически чистые ВЭС ничем не отличаются от ТЭС или АЭС. Они облагаются теми же налогами, их совсем не просто встроить в общую энергосистему, а хозяева должны сами обустраивать инфраструктуру, подводить ЛЭП, оборудовать подъездные пути и прочее. В результате ВЭС в России используется недостаточно эффективно (пример тому Куликовская ВЭС со средней энергоотдачей 13% от установленной мощности), и, как следствие, ветровой киловатт-час обходится дороже атомного. А раз так, то лучше пустить деньги на строительство АЭС. Что у нас пока и делают [6].