Энергетический потенциал современных ветровых установок на территории Краснодарского Края

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

"Кубанский государственный университет"

(ФБГОУ ВПО "КубГУ")

• Введение
• 1. Глобальные проблемы энергетики мира и пути их решения
• 1.1 История использования энергии ветра
• 2. Мировой опыт использования ветроэнергетики
• 2.1 Ветроэнергетика за рубежом
• 2.2 Ветроэнергетика в России
• 3. Физико-географические предпосылки развития ветроэнергетики
• 3.1 Географическое положение
• 3.2 Тектоника, геологическое строение, рельеф
• 3.3 Гидрографическая сеть
• 3.4 Почвенно-растительный покров
• 4. Климатические ресурсы ветроэнергетики
• 4.1 Ветры северо - восточной части Черного моря
• 5. Фундаментальные знания в ветроэнергетике
• 6. Виды ветроустановок
• 6.1 По конструктивному исполнению
• 6.2 По конструкции лопастей
• 6.3 По схеме работы
• 6.4 По месту размещения
• 6.4.1 Воздушные
• 6.5 Малые ветрогенераторы
• 7. Состояние Энергетики Краснодарского края, основные проблемы
• 8. Перспективы объединения энергосистем Краснодарского края и республики Крым
• 9. Предварительное исследования энергетического потенциала ветров Краснодарского края
• 9.1 Ветроэнергетический потенциал Азовского моря и водохранилищ Краснодарского края
• 10. Затраты, связанные с установкой и эксплуатацией ВЭУ
• 11. Экологические аспекты ветроэнергетики
• 12. Недостатки ветроэнергетики
• Заключение
• Приложение

• Введение
• Краснодарский край является интенсивно экономически развивающимся регионом. По активности строительства жилищных и промышленных объектов он относится к лидерам в России. Одновременно край испытывает серьезнейший дефицит энергии, производимой на его территории. По энергообеспеченности Краснодарский край постоянно занимает последнее и предпоследнее места среди других регионов. Даже строительство новой ТЭС перед олимпиадой в Сочи и увеличение мощностей Краснодарской ТЭЦ не смогли изменить эту ситуацию.
• Также территория Краснодарского края является рекреационной зоной, ценнейшим экологическим объектом, где строительство углеродосжигающих электростанций нежелательно, вследствие высокой степени загрязнения ими окружающей среды. Строительство АЭС тоже недопустимо из-за сейсмической активности территории. Поэтому я в своей дипломной работе решил рассмотреть возможности "альтернативных" источников электроэнергии, в частности ветровой энергии, т.к. ветроэнергетический потенциал территории края велик. Особое место в дипломной работе занял анализ ветроэнергетического потенциала водных пространств запада и северо-запада Краснодарского края, мелководья Черного и Азовского морей, акватории лиманов и водохранилищ, не используемых или слабо используемых в рекреационных и хозяйственных целях, имеющих показатели скорости и постоянства ветра, больше, чем на суше, не рассматриваемые большинством исследователей из-за непривычности места размещения. географический использование ветроэнергетика краснодарский
• Также за основу для сравнения успешного развития ветроэнергетики мною был взят полуостров Крым, т.к. две территории - Краснодарский край и Крым имеют много общего по своим физико-географическим характеристикам: расположению на юге территории страны, окруженности морями, наличием горной системы, силе и направлению ветров, так и состоянием электросетей (крайняя степень изношенности),высоким энергодефицитом.
• Но, в развитии ВЭС Крым ушёл вперёд, там уже построены каскады ветрогенераторов, была изменена законодательная база государства Украины, в т.ч. были приняты "зеленые тарифы", способствующие развитию альтернативной энергетики. Изменение статуса Крыма и присоединение его к Российской Федерации временно приостановило развитие отрасли, т.к. она финансировалась зарубежными инвесторами. Открылись новые перспективы, пока ещё обсуждаемые - соединения энергосистем двух регионов Краснодарского края и Республики Крым в единый комплекс.
• Целью моей дипломной работы является комплексное исследование возможности размещения ветроэнергетических электростанций на территории Краснодарского края, а также дальнейших перспектив развития ветроэнергетики на Кубани.
• Задачи:
• 1. Проанализировать розу ветров Краснодарского края (оценить скорость ветра в разные сезоны, порывистость), выделить наиболее оптимальные зоны для размещения ВЭС, расположенные как на суше, так и в акваториях водных бассейнов;
• 2. Изучить виды ВЭС, мировой опыт строительства и эксплуатации и возможности перенесения его применительно к условиям Краснодарского края;
• 3. Исследовать экологическое воздействие ветрогенераторов на окружающую среду;
• 4. Рассмотреть состояние энергетического комплекса Краснодарского края;
• 5. Изучить энергетическое законодательство и комфортность законов для строительства "зеленых ЭС", а также их экономическую рентабельность;
• 
• 1. Глобальные проблемы энергетики мира и пути их решения
• 1.1 История использования энергии ветра
• В современном мире активно добываются топливные полезные ископаемые, строятся новые и новые электростанции, мировая экономика развивается невиданными темпами, народное хозяйство требует все больше сырья и топлива. Один энергетический кризис сменяет другой. Миллиарды долларов вкладываются в фантастические проекты по добыче топлива на Луне. Идет борьба за шельфовые зоны Северного Ледовитого океана. Энергетическая проблема остается одной из самых острых.
• Это объясняется, во-первых, растущим разрывом между высокими темпами развития энергоемких производств развитых (а в ближайшей перспективе и развивающихся) стран и запасами невозобновимых энергоресурсов (нефть, газ, уголь); во-вторых, негативными экологическими последствиями развития энергетики при сохранении традиционной структуры топливно-энергетического баланса (ТЭБ), при резком преобладании загрязняющих видов топлива (около 85% ТЭБ). Оба эти аспекта тесно взаимосвязаны, так как применение возобновимых источников энергии могло бы значительно облегчить и ресурсную и экологическую напряженность в мире.
• Мировое сообщество пугает перспектива истощения топливных ресурсов. Некоторые страны, такие как Китай, США законсервировали на будущее свои основные запасы и экспортируют топливо в третьих странах. Подсчитано, что при современных (не увеличивающихся) объемах энергопотребления, разведанных запасов органического топлива, на Земле хватит примерно на 150 лет, в том числе нефти -- на 30, газа -- на 50 и угля -- на 410 лет (точка отсчета -- 2000г.). Иногда эти прогнозы, высказываемые различными учеными, несколько не совпадают между собой, но разница в прогнозах составляет около 20 лет. Таким образом, ограниченность природных запасов углеводородного сырья составляют сегодня главный стержень глобальной энергетической проблемы.
• Конечно, по мере расширения поисковых работ достоверные запасы нефти, газа, угля, сланцев возрастают, но растет и энергопотребление. Во всем мире переходят к разработке месторождений сырья, менее продуктивных или расположенных в труднодоступных районах со сложными природными условиями, что сильно удорожает добычу. Так, эксплуатация нефти с буровых платформ на шельфе Мирового океана обходится гораздо дороже, чем на богатейших месторождениях Ближнего Востока. Во многих странах массовое бурение на нефть и газ ведется уже на глубинах 5--6 км. Истощение ресурсов заставило ведущие страны мира начать вырабатывать новую ресурсосберегающую политику, но она, на сегодняшний момент не является хорошо разработанной и эффективной.
• Впервые об энергетической проблеме заговорили в середине 70х годов, когда на Западе разразился экономический кризис. В течение многих лет нефть оставалась самым дешевым и доступным видом топлива. Благодаря ее дешевизне стоимость энергии долгое время не изменялась, хотя ее потребление нарастало очень быстро. Арабские нефтедобывающие страны воспользовались продажей нефти как "политическим оружием" в борьбе за свои права и резко повысили на нее цены. Таким образом, основу энергетического кризиса составляли причины не только экономические, но и политические, социальные. Кризис знаменовал собой конец эпохи дешевых источников энергии. Было поставлено под сомнение использование нефти и газа в качестве энергетических ресурсов будущего. Нельзя забывать, что эти ресурсы -- ценнейшее сырье для химической промышленности.
• Итак, в настоящее время основы мировой энергетики базируется на невозобновимых источниках энергии -- горючих органических и минеральных ископаемых, а также на энергии рек и атома. В качестве главных энергоносителей выступают нефть, газ и уголь. Ближайшие перспективы развития энергетики связаны с поисками лучшего соотношения энергоносителей с попытками уменьшить долю органического топлива в мировом энергетическом балансе.
• Человечество уже сегодня вступило в переходный период -- от энергетики, базирующейся на органических природных ресурсах, которые ограничены, к энергетике на практически неисчерпаемой основе (энергия волн и приливов, солнечная радиация, тепло Земли и т. д.). Для этого периода характерны развитие энергосберегающих технологий и всемерная экономия энергии, а также использование нетрадиционных видов энергетики, в частности энергии ветра.

История использования энергии ветра

Паруса как вспомогательный источник движущей силы на гребных военных и транспортных судах применялись в Древнем Египте, Древней Греции, Древнем Риме и других странах древнего мира. Наивысшего развития парусный флот достиг к середине 19 века. В современном флоте парус используются на спортивных, прогулочных и учебных судах. Ужесточение требований, связанное с охраной окружающей среды, привело к разработке и постройке ряда коммерческих парусных судов.

Но парус не предназначался для извлечения из него иной механической энергии кроме движения судов.

В Древнем Египте за три с половиной тысячи лет до нашей эры применялись ветровые двигатели для подъема воды и размола зерна. За пятьдесят с лишним веков ветряные мельницы почти не изменили свой облик. Например, в Англии имеется мельница, построенная в середине XVII в. Несмотря на свой преклонный возраст, она исправно трудится и по сей день. В России до революции насчитывалось приблизительно 250 тыс. ветряных мельниц, общая мощность которых составляла около 1,5 млн. кВт. На них размалывалось до 3 млрд. пудов зерна в год.

Появлением ветряных мельниц, была облегчена одна из самых тяжелых крестьянских работ - вращение тяжелых каменных жерновов, перетирающих зерно в муку. Теперь это делал ветер, крутя крылья мельницы. Одна из первых ветряных мельниц была найдена в Персии - в ней крылья были насажены на ту же ось, что и жернова. Всем была хороша персидская мельница, но вот беда - она могла работать лишь при сильном устойчивом ветре. Когда его порывы стихали, вращать жернова приходилось по старинке - с помощью быков, а то и рабов. И вот, приблизительно шестьсот лет назад, началось строительство мельниц башенного типа с огромными крыльями, расположенными горизонтально к поверхности земли. Одна из первых таких мельниц появилась в Голландии, издавна славившейся изобретательными мастерами. В 1745 году некий Эдмунд Ли осчастливил мельников изобретением нового типа крыльев - деревянных каркасов, обтянутых материей. Выдумка оказалась настолько удачной, что применяется в ветряных мельницах и сейчас.

Ветряные мельницы оказались прекрасными источниками даровой энергии. Неудивительно, что со временем их стали использовать не только для размола зерна. Ветряки вращали дисковые пилы на больших лесопилках, поднимали грузы на большие высоты, использовались для подъема воды. Наряду с водяными мельницами они оставались, практически, самыми мощными машинами прошлого. В той же Голландии, например, где ветряков было больше всего, они успешно работали до середины нашего века. Часть их действует и в настоящее время.

Время шло, и люди все чаще задумывались о ветре как о источнике энергии. Наступил такой этап развития технологии, когда стали строить электрогенераторы. И в Дании в 1890 году построили первый ветрогенератор для производства электричества. Такие генераторы устанавливались в труднодоступных местах, куда было неудобно или невыгодно передавать ток с обычных электростанций. В конце концов, ветровые турбины стали давать четверть всей нужной датской промышленности энергии. Между 1920 и 1930 годами ветровые генераторы стали появляться в Австралии и США. В 1937 году в Крыму была построена крупнейшая в мире, как говорили тогда, ветроэлектрическая станция. Она действительно была внушительных размеров, но ток, который ветрогенератор давал в электрическую сеть Севастополя, мощностью своей не превышал 100 кВт.

• 
• 2. Мировой опыт использования ветроэнергетики
• 2.1 Ветроэнергетика за рубежом
• По данным Global Wind Energy Council в 2012 году установленная мощность ветроэлектростанций в мире достигла 282 ГВт, что превышает суммарную мощность всех электростанций России и сопоставимо с мощностью всех АЭС на планете. Однако дают они только около 2,4% всей мировой электроэнергии, хотя в отдельных европейских странах, например в Дании или Испании, их доля приближается к 20%. То есть ветроэнергетика так и не стала преобладающей в общей системе выработки электроэнергии в мире. Да и на все остальные возобновляемые нетрадиционные источники энергии, включая энергию приливов и отливов, солнца, геотермальную энергию, пришлось всего 3,7%.
• После нескольких десятилетий роста, мощной информационной и финансовой поддержки возобновляемой энергетики заметных изменений в мире не произошло. Даже то,что Европе и США производители "зелёной" энергии поддерживаются на государственном уровне не увеличило долю ВЭС по сравнению с другими электростанциями. В частности, в портфеле энергосбытовых компаний должна быть обязательная доля энергии возобновляемых источников -- только в этом случае гарантируется сбыт. К тому же во многих странах для производителей возобновляемой энергии действуют налоговые льготы. Между тем после бурного роста числа ветровых генераторов энергии в последние полтора десятилетия отмечается его некоторое замедление: в 2011-2012 годах темпы ввода в эксплуатацию установленных мощностей ветроэнергостанций были самыми низкими за последние 16 лет.
• Особенно это заметно в Европе. Возможно, подобное замедление связано с разразившимся экономическим кризисом, но вероятна и другая причина -- территориальные "ресурсы" Старого Света близки к исчерпанию, то есть ветроэнергоустановки в Европе уже просто негде строить. По данным агентства Bloomberg New Energy Finance, в 2013 году по данным инвестиции в возобновляемую энергетику в мире в целом сократились на 11%, при этом они продолжали расти в азиатских странах. Следует добавить, что 15 лет назад более половины всех ветроэнергетических мощностей мира приходилось на США, затем резко вырвалась вперёд Европа, и в последние годы лидерство захватил Китай.(Таблица 10 приложение)
• Одна из наиболее известных установок мега класса "Гровиан" была создана в Германии, ее номинальная мощность -- 3 МВт. Но самое широкое развитие ветроэнергетика получила в США. Еще в 1941 г. там была построена первая ВЭС мощностью 1250 кВт, а сейчас общая мощность всех ВЭС в этой стране достигает 1300 МВт, причем среди них есть гиганты с мощностью до 4 МВт (табл.1 в приложении). Хотя ветроэнергетические установки (ВЭУ) достигли сегодня уровня коммерческой зрелости, но даже в местах с благоприятными скоростями ветра они с трудом конкурируют с традиционными источниками электроснабжения. Из всевозможных устройств, преобразующих энергию ветра в механическую работу, в подавляющем большинстве случаев используются лопастные машины с горизонтальным валом, устанавливаемым по направлению ветра. Намного реже применяются устройства с вертикальным валом (табл.2 в приложении).
• Наряду с этим создаются ВЭУ и с существенно большей единичной мощностью. В 1978 г. в США была создана первая экспериментальная ВЭУ мегаваттного класса с расчетной мощностью 2 МВт. Вслед за этим в 1979-1982 гг. в США были сооружены и испытаны 5 ВЭУ с единичной мощностью 2,5 МВт. Самая большая к тому времени ВЭУ (Гровиан) мощностью 3 МВт была сооружена в Германии в 1984 г., но, к сожалению, она проработала лишь несколько сот часов. Построенные несколько позже в Швеции ВЭУ WTS-3 и WTS-4 мощностью соответственно 5 и 4 МВт были установлены в Швеции и США и проработали первая 20, а вторая 10 тыс.ч.
• В развивающихся странах интерес к ВЭУ связан в основном с автономными установками малой мощности, которые могут использоваться в деревнях, удаленных от систем централизованного электроснабжения. Такие установки уже сегодня конкурентоспособны с дизелями, работающими на привозимом топливе. Однако в некоторых случаях непостоянство скорости ветра заставляет либо устанавливать параллельно с ВЭУ аккумуляторную батарею, либо резервировать ее установкой на органическом топливе. Естественно, это повышает стоимость установки и ее эксплуатации, поэтому распространение таких установок пока невелико.
• Во многих развитых странах существуют государственные программы развития возобновляемых источников энергии, в том числе и ветроэнергетики. Благодаря этим программам решаются научно-технические, энергетические, экологические, социальные и образовательные задачи. Генераторами проектов возобновляемых источников энергии в Европе являются исследовательские центры (Riso, NREL, Sandia, ECN, TNO, NLR, FFA, D(FV)LR, CIEMAT и др.), университеты и заинтересованные компании.
• Благоприятные условия для развития энергетики позволят к 2020 г. увеличить потребление электрической энергии на 30%, в том числе за счет возобновляемых источников энергии,- на 15%.
• Так соотношения для выработки электроэнергии различными возобновляемыми источниками энергии в странах Европы по оптимистическим и пессимистическим прогнозам до 2020 года приведены (таблице 3 в приложении). Прогноз составлен на основании анализа темпов прироста установленной мощности различных видов возобновляемых источников энергии в странах Европейского Союза. Доля ветровой энергии будет составлять по пессимистической оценке 15%, по оптимистической оценке 16%.

• 2.2 Ветроэнергетика в России
• Первая ветровая электростанция на территории России была построена в бывшем СССР в 1931году, для своего времени она была самой мощной в мире. Однако жесткая ориентация на большую гидроэнергетику и угольно-ядерную стратегию надолго затормозило развитие ветроэнергетики. Выпускаемые единственным предприятием СССР "Ветроэн" ветроустановки не отвечали современным требованиям и представлениям высоких технологий ветроэнергетической индустрии. Толчком для дальнейшего продвижения и создания ветроэнергетического оборудования стала федеральная научно-техническая программа "Экологически чистая энергетика". Для участия и получения финансирования были отобраны лучшие проекты ветроэнергетических установок различных классов по мощности. Были разработаны проекты ветроагрегатов мощностью до 30 кВт , 100 кВт, 250 кВт, и даже 1250 кВт.
• Начавшаяся перестройка, развал экономики и прекращение финансирования по программе не позволила довести указанные проекты до коммерческого уровня. Почти все проекты остались на уровне опытных и макетных образцов
• В настоящее время Россия имеет малую, по сравнению с мировыми лидерами, суммарную установленную мощность ВЭС -- около 13,9 МВт (Калининградская область -- 5,1 МВт, Воркута -- 1,5 МВт, Чукотка -- 2,5 МВт, Башкирия -- 2,0 МВт, Саратовская область -- 0,3 МВт, о-в Беринга -- 0,5 МВт, Приморье -- 2,0 МВт), что в сумме составляет примерно 0,007% от всех электрогенерирующих мощностей РФ.
• Проектируемые Ленинградская (75 МВт) и Балтийская (50 МВт) ВЭС, смогли бы повысить вклад ВЭС в общую электрическую мощность России примерно до 0,07%. [21]
• Сегодня возможны следующие сценарии развития ветроэнергетики в России:

закупка и монтаж зарубежных ветроагегатов;

трансферт западных технологий и организация производства в России;

кооперация с зарубежными фирмами и производство ветроагегатов в России;

организация собственного производства;

Для России предпочтительней третий сценарий, однако, он сдерживается существующим налоговым законодательством, монополией производителей электроэнергии, отсутствием инвестиций.

В регионах России к 2020 планируется строительство 16 ветряных электростанций. Такие данные содержатся в схеме территориального планирования в энергетике России до 2020 года, схему утвердил премьер-министр РФ Дмитрий Медведев. Так Распоряжение Правительства Российской Федерации от 28 мая 2013 г. N 861-р г, которое гласит что Минэнерго России с участием некоммерческого партнерства "Совет рынка" до 1 января 2016 г. должно провести анализ фактических капитальных затрат на строительство генерирующих объектов, функционирующих на основе возобновляемых источников энергии, и представить в Правительство Российской Федерации предложения по изменению предельных величин капитальных затрат на возведение 1 кВт установленной мощности генерирующего объекта, предусмотренных приложением N 4 к Основным направлениям государственной политики в сфере повышения энергетической эффективности электроэнергетики на основе использования возобновляемых источников энергии на период до 2020 года, по годам и по видам генерирующих объектов, функционирующих на основе использования возобновляемых источников энергии. (Таблица 4 в приложении) По данным таблицы становится понятно, что основной упор будет направлен на строительство новых ветропарков.

Основная цель строительства ветряных электростанций - увеличение энергетического потенциала регионов. Только в Калининградской области ВЭС планируется построить для обеспечения электроэнергией промышленных и бытовых потребителей области. Установленная мощность объектов - от 100 МВт до 1000 МВт. Ввод в эксплуатацию - начиная с 2020 года.

Большинство ветровых электростанций - пять объектов планируется построить в Южном федеральном округе. Так, в Астрахани запланировано строительство Астраханской ВЭС установленной мощностью 100 МВт. Ориентировочный срок ввода в эксплуатацию - 2030 год.

В Волгоградской области будет построен ветропарк "Нижняя Волга" мощностью 100 МВт в 2025 году и 900 МВт - в 2030 году.

В Яшкульском районе Калмыкии запланировано сооружение двух ветряных электростанций - Приютненской ВЭС в 2020 году, установленной мощностью 150 МВт, Поворотного ветропарка - в 2020 году, установленной мощностью 300 МВт.

В Северо-Западном федеральном округе запланировано строительство четырех ветряных электростанций - двух в Мурманской области и по одной в Ленинградской и Калининградской.

Два ветропарка - Лодейное и Кольский вводятся в рамках проекта развития нетрадиционной и возобновляемой энергетики на Кольском полуострове. Ветропарк в поселке Лодейное установленной мощностью 300 МВт планируется построить в 2025 году, Кольский ветропарк установленной мощностью 500 МВт - в 2030 году.

Ветровая электростанция в Усть-Луге (Ленинградская область) будет запущена в 2030 году, установленная мощность - 300 МВт.

ВЭС в Калининграде будет запущена в 2025 году, установленная мощность на момент запуска 80 МВт, в 2030 году - 200 МВт.

В Приволжском федеральном округе предусмотрено сооружение трех ВЭС: в Нижегородской, Оренбургской и Саратовской областях. Все три - в 2030 году.

В Нижегородской и Оренбургской облостях установленная мощность станций составит 350 МВт.

Установленная мощность ветропарка "Средняя Волга" в Саратовской области запланирована на уровне 1000 МВт.

В Центральном федеральном округе будет построена одна ветряная электростанция - в Дмитровском районе Подмосковья в 2030 году, установленная мощность - 100 МВт.

В Краснодарском крае к 2025 будет построено несколько ветропарков установленной мощностью 1000 МВт.

На Дальнем Востоке, в Приморье, ввод в эксплуатацию объекта запланирован на 2025 год с установленной мощностью 100 МВт.

В Сибири установленная мощность Омского ветропарка составит 100 МВт в 2030 году. Вместе с тем нужно отметить, что альтернативная энергетика в мире развивается в основном за счет государственной поддержки. В России таковой пока нет. Но инвесторы и разработчики проектов ждут когда в российском правительстве примут решение утвердить нормативно-правовые акты по введению механизма фиксированных надбавок к цене энергии ВИЭ сверх цены оптового рынка. Это приведет к тому, что срок окупаемости проектов снизится. В стране существуют десятки площадок, где проведены предпроектные исследования и ветромониторинг. [22]

• 
• 3. Физико-географические предпосылки развития ветроэнергетики
• 3.1 Географическое положение
• Краснодарский край является самым южным регионом Российской Федерации. Кубань - край двух морей - Азовского и Черного. Из общей протяженности границы - 1540км - 740км проходит вдоль моря. Территория края составляет 76 тыс.кв.км. Край делится рекой Кубань на две части: северную - равнинную (2/3 территории) и южную - горную (1/3 территории). Перепады высот над уровнем моря весьма высоки - от 150м на равнине до 3663м в горах. По географическому положению: на окраине страны, вдалеке от крупных электростанций, между двумя морями, край занимает выгодную позицию для развития ветровой энергетики
• 3.2 Тектоника, геологическое строение, рельеф
• На территории Краснодарского края выделяются четыре крупные геологические структуры:

1. Южный склон Украинского кристаллического щита Русской (Восточно-Европейской) платформы занимает северо-западную часть края. Щит состоит из двух ярко выраженных ярусов. Нижний представлен гранитным слоем, сформированным в докембрийский период более 570 млн. лет назад. Сверху он перекрыт осадочными породами мезозоя и кайнозоя.

2. Скифская молодая платформа лежит в основании большей части равнин и предгорий края. Ее фундамент напоминает по строению Уральские горы и находится на глубине около 2000 м, а возраст колеблется от 250 до 470 млн. лет. Активные тектонические движения складчатого основания платформы закончились около 300 млн. лет назад. Сверху оно перекрыто мощным слоем осадочных пород, образованных в мезозойскую и кайнозойскую эры. Следует отметить, что в различных районах края глубина и мощность отложений изменяются в больших пределах. На практике из-за колебаний земной коры и горообразовательных процессов отложения не всегда четко прослеживаются и могут меняться местами в разрезах земной коры.

3. Зона Предкавказских передовых прогибов и геосинклинальная зона Большого Кавказа образовались и активно развивались с конца мезозойской эры до настоящего времени. Горы Большого Кавказа относятся к области альпийской складчатости.

Процесс горообразования Большого Кавказа происходит и поныне, о чем свидетельствуют горячие источники, грязевые вулканы, наличие термальных вод и периодически повторяющиеся землетрясения силой 2-4 балла и выше по шкале Рихтера. Складчатая зона Большого Кавказа образовалась в результате тектонических движений. Наиболее древний разлом имеет возраст более 1,7 млрд. лет и совпадает с высокогорной частью Большого Кавказа. Севернее и южнее этого ими, почти параллельно ему, находится ряд менее древних разломов, которые разбивают всю территорию Кавказских гор на ряд блоков. В различные геологические эпохи эти блоки поднимались и опускались с разной силой и скоростью, создавая, таким образом, отдельные хребты Большого Кавказа. Поэтому горные породы, слагающие их, размещаются крайне неравномерно, и более древние могут находиться ближе к поверхности, нежели молодые. Глубоководная Черноморская впадина представляет собой чашу, в центральной части которой тонкий базальтовый слой перекрывается осадочными отложениями. Склоны Черноморской впадины представляют несколько крупных "ступеней". Дно моря и осадочный чехол изучены слабо.

В Краснодарском крае встречаются разнообразные формы рельефа. Условно всю поверхность края можно поделить на две резко различающиеся части: равнинную северную и горную южную. Две трети территории края занято Азово-Кубанской равниной. Она является продолжением Русской равнины и включает в себя Прикубанскую низменность, Приазовскую низменность и Закубанскую равнину. Западная часть Азово-Кубанской равнины представлена грядово-холмистым рельефом Таманского полуострова с частью дельты р. Кубани. На востоке Азово-Кубанская равнина прерывается отрогами Ставропольской возвышенности. Южную часть края занимают горы Большого Кавказа, которые отделяются от Черного моря узкой прибрежной полосой. На долю равнин в нашем крае приходится 59 тыс. км2. Горы занимают меньшую площадь: 24 тыс. км2, около 30% всей территории. Азово-Кубанская равнина плавно, почти незаметно повышается от уровня Азовского моря на западе -- до 150 м в направлении Ставропольской возвышенности. Большая часть Азово-Кубанской равнины расположена на Скифской плите, а небольшой северный участок располагается на южном склоне Украинского щита с осадочным чехлом по- верх гранитного фундамента. Максимальная отметка Азово-Кубанской равнины по правобережью р. Кубань находится между станицами Кавказской и Темижбекской и имеет высоту 156 м. Прикубанская низменность располагается к востоку от Приазовской низменности и к северу от русла р. Кубань. Древние реки и талые ледниковые воды отложили на поверхности равнины суглинки и глины, под которыми располагаются осадочные породы морского происхождения (остатки древнего морского бассейна. Поверхность сложена четвертичными лёссовидными суглинками; наносами рек и остатками наносов древних ледников. Под ними располагаются отложения палеогенового и неогенового периодов. Устья рек Челбас и Бейсуг образовали слаборасчлененные долины с заболоченными низинами, мелководными плавнями, лиманами. В настоящее время Приазовская низменность медленно опускается со скоростью 2-5 мм в год, берега интенсивно разрушаются Азовским морем, а наносный материал (гравий и песок) откладывается, образуя косы длиной в несколько километров. В пределах дельты реки Кубань сформировался плоскоравнинный рельеф. Вследствие влияния моря образовались обширные лиманы, которые связаны с акваторией небольшими проливами, так называемыми узкими гирлами

На востоке отметки равнины достигают высоты 500 м, а на западе у Таманского полуострова понижаются до 10 м. Сложена равнина наносными отложениями рек, в основном встречаются галечник, глина, песок. Мощность этих отложений в долинах рек достигает 25 -- 30 м. По направлению к горам Закубанская равнина постепенно повышается от 200 до 500 м над уровнем моря, а в районе Джелтмесских высот (междуречье Урупа и Лабы) максимальная отметка достигает 920 м. Большая густота овражно-балочной сети и значительный уклон местности способствуют эрозионным и оползневым процессам и требуют внимательного отношения к эксплуатации земель Закубанья. Таманский полуостров расположен на западе Краснодарского края, с севера омывается Азовским морем, с юга -- Черным, с востока примыкает к Азово-Кубанской равнине, а с запада омывается водами Керченского пролива. Площадь полуострова -- 2000 км2. Ученые утверждают, что 2000 лет тому назад на месте полуострова существовало несколько островов, которые в пятом веке нашей эры были воссоединены морскими отложениями и наносами древней Кубани. Различают рельеф западной и восточной части Таманского полуострова. Восточная часть имеет более ровную поверхность, представляет собой приподнятую равнину, сложенную наносами современной дельты Кубани с множеством плавней и лиманов. Западная часть представлена грядово-холмистым рельефом. На фоне низменности и равнины четко выделяются сопки и поднятия. Гряда Центральная имеет протяженность в длину 40 км. Здесь находится самая высокая точка полуострова -- гора Комендантская (164 м), а также горы Чиркова (159 м) и Карабетова (151 м). Преобладают же в основном гряды высотой 60 -- 90 м. Тектонические движения земной коры продолжают формировать рельеф Тамани. Так, западная часть полуострова медленно опускается. Море наступает на сушу, разрушая берега, образуя наносы в виде кос, сильно "сжимающих" Керченский пролив Строительство моста через пролив, по мнению ученых, представляется проблематичным, так как морское дно, по данным бурения, состоит из жидкого ила, образованного наносами реки Дона. Жидкий ил будет затруднять строительство опор для моста.

На востоке края расположен западный склон (около 900 км2) Ставропольской возвышенности. Максимальная высота ее в пределах края достигает 623 м. Невысокие горные кряжи уступом спускаются к правому берегу р. Кубань и по большей части представляют собой нерасчлененное плато. В пределах Краснодарского края расположены горы Западного Кавказа. Начинаясь на западе двумя пологими возвышенностями близ станицы Варениковской и г. Анапы, они протянулись на юго-восток до границ Ставропольского края и Грузии на 340 км. Формирование гор происходило на протяжении многих миллионов лет и продолжается до сих пор. Кавказские горы входят в систему альпийскогималайского складчатого пояса и потому подвержены постоянным тектоническим подвижкам. Центральная осевая часть Кавказских гор сложена древними горными породами (гранитами, гнейсами, кристаллическими сланцами, кварцевыми диоритами). Их возраст достигает 700 млн. лет. Северные и южные склоны сложены более молодыми горными породами, в большом количестве встречаются известняки, доломиты, песчаники, мергели мезозойского и кайнозойского возраста. Высота гор нарастает постепенно с северо-запада на юго-восток. В районе Новороссийска отметки достигают 300 -- 700 м над уровнем моря. У Туапсе -- 1000 -- 1500 м, к востоку от Сочи -- от 2000 до 3000 м и выше. Известны такие высокие вершины, как Фишт (2868 м), Оштен (2804 м), Акарагварта (3190,4 м), Се- верный Псеашхо (3256,9 м), Чугуш (3237,8 м). Самая высокая точка края -- г. Цахвоа (3345,9 м), поднимающаяся на хребте Герцена в междуречье рек Безымянка, Малая Лаба и Цахвоа. Расположение хребтов в пределах края в основном параллельное, ближе к широтному.

Так как Краснодарский край расположен в зоне, прилегающей к Кавказским горам, он относится к числу сейсмоопасных районов. Сила подземных толчков может достигать 8 баллов по шкале Рихтера. Часто эпицентр землетрясения находится в Черном море, а сейсмические волны достигают Сочи, Туапсе и даже Краснодара. По данным ученых, в северной части края сила толчков -- 6 баллов, а в южной -- до 7- 8 баллов. В 1978 г. и в 2002 г. в Краснодаре наблюдались землетрясения силой от 4 до 5 баллов. В результате движения земной коры образуются следующие формы рельефа: поднятия, впадины, разломы, хребты-куэсты (Скалистый хребет), нагорья (Лагонакское нагорье), ущелья, каньоны, гигантские рвы, замкнутые котловины. Некоторые мысы (Мал. и Бол. Утриш) образовались в результате смещения и сползания вниз огромных участков горных массивов. Озеро Абрау также образовалось в результате тектонических подвижек. Наиболее интересными формами, связанными с движениями земной коры, являются уже упоминавшиеся грязевые вулканы. Медленные колебания земной коры приводят к опусканиям и поднятиям суши. Так, по данным ученых, горы Большого Кавказа растут на 2 -- 3 мм в год, а в дельте р. Кубани, у побережья Азовского моря, наблюдается опускание суши. Образовавшись под влиянием внутренних сил Земли, рель- еф края подвергается воздействию различных типов выветривания (внешних сил), образуя новые формы. Растворение горных пород водой привело к образованию Карстовых форм рельефа: подземных полостей, гротов, шахт.

В формировании горного рельефа играют свою роль ледники. Они образуют моренные отложения, троговые долины, округлые углубления в виде цирков, иногда заполненные водой. Для предгорных районов края характерен оползневой рельеф, который наносит значительный ущерб народному хозяйству. В результате медленного (в иных случаях -- быстрого) сползания поверхностных пластов горных пород могут разрушиться транспортные пути, берега рек, постройки на склонах гор. Для борьбы с оползнями используют укрепительные сооружения. Примечательной формой рельефа, связанной с деятельностью ветра, является образование песчаных бугров -- дюн. Особенно много их на побережье Черного моря в районе Анапы. Геологическое строение, рельеф края, своеобразные климатические условия явились причиной таких неблагоприятных явлений, как селевые потоки, лавины. Они характерны для горной части. Рельеф высокогорной части края способствует образованию обвалов и осыпей, особенно там, где мало растительности.

Высокогорная часть Краснодарского Края малопригодна для размещения крупных ветровых электростанций, но привлекательна и доступна для малой ветроэнергетики, обслуживающей далеко расположенные от основных линий электропередач объекты: горнолыжные базы , туристические комплексы, военные объекты. Для возведения электростанций небольшой мощности не требуется привлечение тяжелой строительной техники, закладки сложного в инженерном исполнении фундамента. На мировом рынке достаточно широкий выбор небольших ветряков, заказчик может выбрать модель, оптимальную для определённых условий.

Предгорья в районе городов Новороссийск и Геленджик более привлекательны для размещения каскадов ВЭС, но при проектировании необходимо учитывать геологическую активность района, усиливать конструкцию и фундамент крупного объекта(30-50м), способные выдержать землетрясение 8 баллов по шкале Рихтера, а также проводить противооползневые мероприятия.

Наличие толстого слоя жидкой грязи в прибрежной части Азовского моря и Керченского пролива усложняет строительство фундамента для оффшорных ВЭС, однако создание электростанций морского базирования можно совместить со строительством берегозащитных сооружений, тем самым сокращая бюджет строительства и решая сразу две задачи.

• 
• 3.3 Гидрографическая сеть
• Бассейн реки Кубань
• По своей величине и водности бассейн реки Кубань является самым крупным на Северном Кавказе. Он протягивается от Таманского полуострова - на западе до Эльбруса - на востоке. Кубань впадает в Азовское море . За исток реки Кубань принимается место слияния рек Учкулан и Уллукам. При площади водосбора 57900 кв. км. суммарная длина рек бассейна составляет 38 325 км, а общее число рек равно 13 569 . Длина самой Кубани равна 870 км.
• В бассейне реки почти все притоки берут начало со склонов Западного Кавказа, впадая с левого берега. К числу крупных притоков относятся: Лаба (площадь водосбора 12 500 кв. км., длина реки 214 км), Белая(5990, 265), Большой (2730, 120) и Малый (1850, 65) Зеленчуки, Уруп (3220, 232), Пшиш (1850, 258) и др.
• Коэффициент густоты речной сети бассейна равен 0,8 км/км2. Самые малые реки - это реки длиной менее 25 км, таких водотоков в бассейне Кубани 13 442 штуки.
• Наряду с реками гидрографическая сеть Кубани включает в себя озера и водохранилища. Всего на водосборе насчитывается 617 озер площадью 1771 кв. км. В связи с рациональным использованием водных ресурсов в Советские времена были построены водохранилища: Краснодарское, Шапсугское, Крюковское, Варнавинское, Шенджийское, Октябрьское, Усть-Джегутинское, Ганджинское, Белореченское, Майкопское, Сенгилеевское, Егорлыкское и Большое. Их объем составляет 3675 млн. куб. м., а площадь 641.7 кв. км.
• Река Кубань питается за счет таяния ледников, сезонных снегов, дождей и подземных вод. Большинство притоков, берущих начало в высокогорной зоне бассейна, - Большой и Малый Зеленчуки, Кизгыч, Теберда, Уллукам и другие - получают ледниковое питание.
• Водный режим реки Кубань подразделяется на 3 гидрологических района:
• - реки верхнего течения (до устья реки Бекес) включительно;
• - бассейны рек Чамлыка, Фарса, Белой;
• - притоки нижнего течения (от впадения р. Пшиш до устья);
• В первом районе большую роль в питании рек играют воды, сформировавшиеся за счет таяния ледников и снежников. Для второго важную роль играют дождевые паводки.
• Сток в бассейне реки Кубань подвержен циклическим колебаниям.
• Ея - наиболее длинная и многоводная река Азово-Кубанской низменности. Она зарождается у отрогов Ставропольской возвышенности, в 5 км от станицы Новопокровской и образуется от слияния двух небольших речек : Карасуна и Упорной. Река Ея впадает в Азовское море ниже станицы Старощербиновской. Ее длина 311 км. Общая площадь водосборного бассейна 8650 кв. км. Наиболее крупный правобережный приток - Куго-Ея, имеющий длину 108 км при водосборе 1260 кв. км. Другой крупный приток - река Кавалерка, длиной 78 км и водосбором в 695 кв. км. Слева в Ею впадает река Сосыка, имеющая длину 159 км и водосбор в 2030 кв. км., а также небольшие речки Терновая и Веселая. На Ее и ее притоках располагаются многочисленные пруды, они используются для обводнения, рыболовства и энергетики. Высокая минерализация Еи делает ее мало пригодной для орошения
• Челбас течет юго-западнее Еи. Исток реки находится вблизи северной окраины станицы Темижбекской. Длина Челбаса около 288 км, площадь 3950 кв. км. Впадает в Бейсугский лиман . Основные притоки:Средний Челбас, Борисовка и Тихонькая. Средний годовой расход у станицы Новоплатнировской 2.41 м3/с.
• На реке Челбас построено около 120 прудов. Сильно заросший и заиленный Челбас находится в состоянии старости и угасания.
• Бейсуг - третья по длине и второя по величине из рек Приазовья. Истоками ее являются родники, находящиеся в 9 км на северо-запад от Кропоткина. Бейсуг впадает в Бейсугский лиман у станицы Бриньковской. Его длина 243 км, площадь водосбора 5190 кв. км. Наиболее значительные притоки:Бейсужек левый и Бейсужек правый. Ширина русла реки в верховьях достигает 200 м при высоте берегов 5-7 м. В среднем течении ширина русла 400 м. В нижнем и среднем течении Бейсуг весьма извилист, образует порой широкие плёсы, заливы и старицы. Ниже станицы Брюховской идут плавни. Питается река за счет осадков и родников.
• Река Кирпили начинается она в 7-8 км к северо-западу от станицы Ладожской и впадает в Кирпильский лиман в 10 км северней станицы Степной. Длина реки 202 км, площадь водосборного бассейна 2650 кв. км. Притоки:Кочеты и Кирпилицы. Кирпили сильно петляют, русло ее в большей части покрыто камышами. Это маловодная река, среднегодовой ее расход у станицы Медведовской составляет около 2 м3/с. В бассейне реки около 100 прудов для сельскохозяйственных нужд и рыболовства.
• Крупные реки бассейна реки Кубань
• Река Белая является одним из крупнейших притоков реки Кубань. Длина реки Белая равна 273 км, площадь бассейна реки Белая 5990 квадратных километров. Река Белая берет свое начало у вершин Фишт и Оштен. На реке расположены 2 гидроэлектростанции: Белореченская и Майкопская (суммарная мощность 57,4 МВт, выработка 241,9 кВт ч/год).
• Река Пшеха протекает в основном по Апшеронскому району и немного по Адыгее и по Белореченскому району, где впадает в реку Белая. Пшеха - это левый приток реки Белая. Длина Пшехи 139 километров, а площадь бассейна около 2090 квадратных километров. Берет начало со склонов горы Фишт.
• В целом гидрографическая сеть Краснодарского края не является отрицательным фактором для размещения ветровых электростанций. Реки вследствие своей регулируемости, не подвержены крупным разливам, что могло бы повредить опоры генераторов.
• 3.4 Почвенно-растительный покров
• Почвы края довольно разнообразны. Первое исследование их было проведено летом 1878 года основоположником современного почвоведения профессором В. В. Докучаевым. Он проследовал от Тамани вдоль правого берега Кубани до Кропоткина, сделав многочисленные почвенные разрезы.
• Если двигаться от Кавказских гор, с юга на север, можно наблюдать следующиё почвенные зоны: зону горных луговых почв, зону горных лесных почв, зону предкавказских лесостепных почв, зону степных черноземных почв. В плавнях и дельте Кубани -- почвы луговые, лугово-болотные и болотные. Особо высоким плодородием отличаются почвы степей -- западно-предкавказские черноземы, характеризующиеся большой мощностью гумусовых горизонтов, но с небольшим (до 6%) содержанием гумуса в верхних слоях.
• Черноземные почвы образовались под степной растительностью. Они отличаются темной окраской, рыхлостью, хорошей структурой богаты питательными веществами и дают высокие урожаи озимой пшеницы, подсолнечника и сахарной свеклы.
• На Кубаяо-Приазовской низменности распространены черноземы. На востоке, по долине реки Кубани, преобладают аллювиальные почвы, на западе они сменяются болотными.
• На Прикубанской равнине--слабокарбонатные выщелоченные черноземы, а также лугово-черноземные почвы. В долинах рек Лабы, Пшехи, Пшиша и других -- луговые и лугово-лесные почвы, пригодные для садоводства и виноградарства.
• В предгорьях, на северных склонах Главного Кавказского хребта, .залегают выщелоченные черноземы, темно-серые лесные и подзолистые почвы. Они хороши для выращивания табака.
• Темно-серые лесные почвы находятся под покровом лиственных лесов. Эти почвы содержат больше перегноя, чем подзолистые.
• На западе Таманского полуострова -- каштановые почвы, образовавшиеся под степной растительностью. На них хорошо растет виноград. К юго-востоку каштановые почвы сменяются черноземами, на северо-востоке -- частично болотными почвами.
• На Черноморском побережье от Туапсе до Геленджика располагаются горно-лесные и перегнойно-карбонатные почвы. Они образовались под лесной растительностью на мергелях и известняках, имеют черную или темно-серую окраску. Почвы эти пригодны под виноградники и фруктовые сады.
• Ежегодно осуществляются мероприятия по повышению плодородия почв. Созданные лесные полосы защищают поля от пыльных бурь, применяются минеральные удобрения, для борьбы с сорняками и вредителями сельского хозяйства используются химикаты, совершенствуются севообороты. Все это позволяет получать высокие урожаи.
• Укрепление экономики каждого колхоза и совхоза прежде всего зависит от того, насколько умело и полно они используют закрепленную за ними землю. В связи с этим большое значение приобретает внедрение повсеместно системы мероприятий по защите почв от эрозии.
• В марте 1967 года ЦК КПСС и Совет Министров СССР приняли постановление "О неотложных мерах по защите почв от ) ветровой и водной эрозии".
• На Кубани широко распространены два вида эрозии -- ветровая и водная. По данным отдела землепользования и землеустройства краевого управления сельского хозяйства, 953 тыс. га пашни `подвержено ветровой эрозии, в том числе в сильной степени 274 тыс. га. Этот вид эрозии наносит большой вред сельскохозяйственному производству. Причем местная эрозия наблюдается ежегодно. В отдельные же годы на поля обрушиваются так называемые пыльные, или черные бури. Воздушным потоком на большую высоту поднимаются мелкие частицы почвы. При этом перемещается огромное количество песчинок и комочков земли. В результате выноса наиболее ценной части (деятельного перегноя) снижается плодородие почвы. От выдувания или заносов полностью или частично гибнут посевы.
• Местная эрозия протекает без пыльных бурь. Она проявляется в виде смерчей, поднимающих пыль на большую высоту, или в виде поземки. Такой эрозии часто не замечают и не придают ей большого значения. Но она медленно и систематически разрушает почву.
• Наиболее сильно ветровая эрозия проявляется на землях хозяйств Новокубанского, частично Кавказского и Усть-Лабинского районов, а также в северной и северо-восточной части
• Многолетний опыт, данные науки убеждают, что полезащитные ные лесные полосы в комплексе с другими мероприятиями надежно защищают -посевы от суховеев, черных бурь, обеспечивают лучшее влагонакопление в почве, способствуют повышению урожая.
• В предгорных и горных районах насчитывается 519 тыс. га пашни, из них 100 тыс. сильно подвержены водной эрозии. От этого страдают Отрадненский, Белореченский, Апшеронский, Северский, Абинский, Крымский районы и все хозяйства Черноморского побережья.
• 
• 4. Климатические ресурсы ветроэнергетики
• 4.1 Ветры северо - восточной части Черного моря
• На большей части территории умеренно-континентальный, на Черноморском побережье южнее Туапсе - субтропический. Хребты Большого Кавказа закрывают побережье Черного моря от холодных ветров, что и обуславливает черты субтропического климата. Территория края рекой Кубань делится на две резко отличающиеся части: северную равнинную и южную горную. Равнинная зона - Прикубанская низменность - занимает две трети территории и является экономически наиболее развитой частью. Южная зона образована системами хребтов Западного Кавказа, к которым примыкает полоса предгорий и узкая лента Черноморского побережья. Краснодарский край находится на одной географической параллели с северной Италией и южной Францией. Расположенный на границе умеренных и субтропических широт, на стыке равнин и гор, край отличается разнообразием и непостоянством погодных условий. Сложные физико-географические условия, разнообразие ландшафтов, близость морей вносят изменения в общий перенос воздушных масс и обуславливают большое разнообразие климата на территории.
• Климат ощутимо меняется с запада на восток.
• Средняя температура января минус 2,6°C (на равнине - минус 3-5°C, на побережье +5°C, в горах -8°C). Средняя температура июля плюс 22,6°C (на равнине - + 22°C, на побережье Черного моря +25°C; в горах +13°C). Годовое количество выпадающих осадков колеблется от 350 мм на Таманском полуострове и 500 мм на правобережье Кубани до 2500 мм и выше на юго-западных склонах Кавказского хребта. Каждую весну край затапливают паводки. В целом для края характерны жаркое лето и мягкая зима.
• В крае среднегодовые температуры понижаются с высотой. Для зимы характерна неустойчивая погода с чередованием коротких морозных и теплых периодов, отсутствием промерзания почвы и устойчивого снежного покрова. Осадки выпадают в виде снега, дождя и мокрого снега. За зиму сумма осадков 100 - 180 мм, на черноморском побережье 144 - 270 мм. Распределение осадков по территории крайне неравномерно, особенно в горных районах, где на величину осадков влияет высота и экспозиция склонов. Количество осадков за год увеличивается по территории в направлении с севера на юг и в среднем составляет на большей части равнинных районов 500 -- 600 мм. В предгорьях и прилегающих к ним равнинных районах оно увеличивается до 700-800 мм, а в горах до 800-2000 мм. Максимум осадков на равнинной части приходится на лето, а на побережье - на холодную часть года.
...