ЦЕЛИ ПРОЕКТА
- Краткосрочная перспектива: освоить производство VAWTm мощностью 4 – 10 kW и начать их продажу на рынке Европы.
- Долгосрочная перспектива: продолжить экспансию VAWTm на мировой рынок, расширить модельный ряд производства.
ПРОБЛЕМА И ЕЕ РЕШЕНИЕ
При огромном потенциальном объеме рынка малых установок ветра (0,1 – 100 кВт), объем их реализации крайне мал. Среди ключевых барьеров развития рынка можно выделить:
Технологические барьеры
- высокая стоимость турбин ветра;
- низкая эффективность преобразования энергии воздушного потока;
- высокая стоимость получаемой электрической энергии;
- не выдерживается эксплуатационные требования: шум, вибрация.
Рыночные барьеры
- отсутствие общепринятых стандартов на малые турбины ветра: эффективность, шум, вибрация и другое;
- длительный срок окупаемости турбин ветра;
- высокая стоимость ВЭУ для конечных потребителей.
Законодательные барьеры
- высокие требования к подключению установки к общей сети;
- отсутствие достаточной государственной поддержки для малых турбин;
- ограничения по месторасположению ВЭУ (скорость ветра – выше 4,5м/с, высота и др.)
VAWTm решает ряд ключевых проблем для потребителя:
- Уменьшение срока окупаемости турбины ветра за счет большего объема выработки электрической энергии;
- Возможность размещение VAWTm в регионах с низкими скоростями ветра, что увеличивает потенциал рынка;
- Увеличение надежности ВЭУ – безопасность , меньшие риски потери имущества;
- Экологическая безопасность– низкий шум и вибрация.
ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О РАЗРАБОТКЕ
Идея новой конструкции установки ветра с вертикальной осью вращения (VAWT) с ротором Дарье возникла из возможности использования эффекта роста кинетической энергии воздушного потока при его обтекания цилиндрической поверхности. В некоторых конструкциях установок ветра этот эффект пытались использовать.
Работа опытных конструкций показала, что размещение турбины ветра вблизи с цилиндрической поверхностью позволяет увеличить выработку электрической энергии установкой ветра приблизительно в 4,5 раза.
http://www.cleveland.com/metro/index.ssf/2013/04/cleveland_state_universitys_wi.html
Но из-за низкого уровня принятых конструкторский решений эти установки ветра имеют низкую эффективность, высокую стоимость и не пользуются спросом на рынке. Основной недостаток таких конструкций турбин ветра – отсутствие возможности в полной мере преобразовывать в электрическую энергию повышенную кинетическую энергию воздушного потока. Но из-за низкого уровня принятых конструкторский решений эти установки ветра имеют низкую эффективность, высокую стоимость и не пользуются спросом на рынке. Основной недостаток таких конструкций турбин ветра – отсутствие возможности в полной мере преобразовывать в электрическую энергию повышенную кинетическую энергию воздушного потока
КАК ЭТО РАБОТАЕТ
Исходя из анализа конструкций турбин ветра, производимых в настоящее время, и мировой патентной базы, появилась схема модернизированной конструкции установки ветра с вертикальной осью вращения (VAWTm): к традиционной конструкции VAWT добавлено две цилиндрические поверхности.
Первая цилиндрическая поверхность (передний обтекатель) – вращается вокруг оси вращения ротора и настраивается на ветер.
Вторая цилиндрическая поверхность – установленная внутри тела вращения лопастей ротора и соосно с их осью вращения.
1 - ротор VAWT;
2 - настраемый на ветер передний обтекатель;
3 - цилиндрическая поверхность.
Рис. 1. Новая конструкция VAWTm
На конструкцию VAWTm поданы заявки в патентные ведомства Украины и России
Первая цилиндрическая поверхность (передний обтекатель) постоянно отслеживает направление ветра , собирает энергию воздушного потока с миделевого (middel) сечения турбины ветра и фокусирует ее на лопастях ротора.
Вторая цилиндрическая поверхность препятствует турбулизации (перемешиванию) воздушного потока в районе лопастей ротора и создает условия для однонаправленного движения воздушного потока и лопастей в зазоре между цилиндрическими поверхностями, за счет эффекта эжекции.
Основные преимущества VAWTm
- Очень высокий объем выработки электрической энергии на единицу мощности генератора ветровой турбины;
- максимальная безопасность;
- минимальный срок окупаемости установки ветра;
- низкая себестоимость получаемой электрической энергии;
- легкость адаптации к любым технологическим потребностям
Дополнительные положительные качества
- имеет большую рекламную поверхность
ОБЪЕМ РЫНКА И ЕГО ХАРАКТЕРИСТИКИ
Целевой рынок для продвижения VAWTm – рынок малых установок ветра (мощностью от 0,1до 100кВт).
На конец 2011, в целом в мире было около 330 мелких производителей малых ВЭУ. Кроме того, существовало около 300 предприятий, поставляющих запасные части, технологии, консалтинга и услуги продаж на рынке малой ветроэнергетики.
Рис. 2. Количество новых установлених ВЭУ.
Средняя американская семья использует 11 496 кВт*ч электроэнергии ежегодно. Для покрытия полного расхода электроэнергии среднестатистического американского домохозяйства необходима ВЭУ мощностью 10 кВт. Для сравнения, в Европе соответственно требует ВЭУ мощностью 4 кВт, в то время как средней китайской семье достаточно 1 кВт турбины.
Рис. 3. Количество установок ВЭУ.
БИЗНЕС-МОДЕЛЬ
На первом этапе предполагается реализовать следующую схему организации производства:
- Все работы по проекту VAWTm проводятся от вновь созданного предприятия (условное название «VAWTmcompany»либо обособленного структурного подразделения действующего предприятия;
- Проведение предварительного компьютерного моделирования работы VAWTm в различных ветровых условиях и составление предварительного аналитического отчета о ее работе;
- Используются сборочные мощности действующих производителей VAWT с ротором Дарье;
- До начала производства производится доработка конструкторской и технологической документации по VAWT для организации производства на действующих производственных мощностях установок ветра VAWTm;
- Производство опытных образцов (2 – 3 шт.)
- Проведение тестирования VAWTm на полигоне сертификационного общества, имеющего международный сертификат;
- Проведение сравнительных испытаний VAWTm с аналогичными по мощности наиболее востребованными на рынке малыми турбинами ветра, не зависимо от их конструкций;
- Проведение широкой рекламной компании «VAWTm – источник энергии, обеспечивающий личную независимость».
- Серийное производство и продажа VAWTm на рынках Европейского союза;
- Интервенция VAWTm на другие рынки.
Рис. 4. Этапы реализации проекта
Финансовые и временные затраты
Таблица 1
Перечень работ и объемы финансирования проекта
Рис. 5. Прогноз будущих денежных потоков.
Для развития проекта (изготовление и испытание экспериментального образца) потребуются инвестиции в размере 160 тыс. $.
Общая сумма инвестиций необходимая для запуска производства составит 410 тыс. $.
К концу первого года продаж ветроустановок VAWTm планируется выйти на объем продаж 25 шт. в месяц.
Денежный поток по истечении 1,5 лет с начала работы проекта составит 236 тыс. $.
Срок возврата инвестиций – 16 месяцев
Планируется создание отдельного юридического лица на паритетных условиях с инвестором.