Ветроэнергетика | FizPortal
Партнеры
Вход в систему
Яндекс.Метрика
on-line
Сейчас на сайте 0 пользователей и 0 гостей.

Альтернативные источники энергии. Ветроэнергетика

 Человек окружил себя огромным количеством приборов, постоянно требующих электрической энергии. И если вдруг случаются перебои с подачей электроэнергии, то у многих людей возникает дискомфорт, мы резко ощущаем неудобства в повседневной жизни. Нет света, тепла, воды и жизнь замирает на некоторое время.
Случаются различные ситуации, от случайных, до чрезвычайных. Но одна причина очень существенная это уменьшение ископаемых в недрах земли. Вот и приходится каждому человеку искать выход из сложившейся ситуации. Некоторые мирятся с тем, что имеют и планируют свой день исходя из периодичности с электроснабжением. Более активные приобретают оборудование, которое позволит продлить энергоснабжение на то время, на которое возникла проблема с подачей электроэнергии, это делает независимыми от централизованной электросети.
 Одним из видов оборудования, которое позволяет стать энергонезависимыми являются различные портативные или стационарные электростанции (дизельные, бензиновые или газовые). Существуют различные дизель генераторы как для бытовых нужд от 8 кВт до 16 кВт, портативные электрогенераторы мощностью от 5 кВт до 6,5 кВт, дизель генераторы 100 квт. Если Вы выбираете дизельные или бензиновые электростанции то потребуется всего лишь выбрать технические параметры и купить электростанцию, которая и будет удовлетворять Вашим потребностям (кол-во и мощность потребителей электроэнергии), произвести монтаж, подключив электростанцию к своей электросети и в дальнейшем эксплуатировать электростанцию, периодически заправляя станцию топливом.
 При использовании газовых генераторов есть одно отличие − другое топливо, это газ, которым заправляют генератор, подключая либо к газовой магистрали, либо к ёмкости содержащей жидкий или природный газ.


 При этом есть существенный недостаток в использовании дизельных, бензиновых или газовых электростанций − постоянная покупка топливо для этого оборудования. Надо понимать, что данные станции себя не окупают но, оберегают Вас, делают независимыми от поставщиков электроэнергии.
 Обратимся к альтернативным или возобновляемым источникам энергии.

Ветроэнергетика основана на использовании энергии ветра и ее преобразования в механическую или электрическую энергию.
 Ветер − наиболее перспективный источник энергии, обладающий огромным потенциалом, но в то же время с его использованием возникает больше всего проблем.


 Наиболее перспективными местами для производства энергии из ветра считаются прибрежные зоны. В море, на расстоянии 10 − 12 км от берега (а иногда и дальше), строятся офшорные ветряные электростанции. Башни ветрогенераторов устанавливают на фундаменты из свай, забитых на глубину до 30 м. Электроэнергия передаётся на землю по подводным кабелям.
Ветроэнергетика является нерегулируемым источником энергии. Выработка ветроэлектростанции зависит от силы ветра − фактора, отличающегося большим непостоянством. Соответственно, выдача электроэнергии с ветрогенератора в энергосистему отличается большой неравномерностью.
 Крупные ветроустановки испытывают значительные проблемы с ремонтом, поскольку замена крупной детали (лопасти, ротора и т. п.) на высоте более 100 м является сложным и дорогостоящим мероприятием.
 Популяции летучих мышей, живущие рядом с ВЭУ на порядок более уязвимы, нежели популяции птиц. Возле концов лопастей ветрогенератора образуется область пониженного давления, и млекопитающее, попавшее в неё, получает баротравму. Более 90 % летучих мышей, найденных рядом с ветряками, обнаруживают признаки внутреннего кровоизлияния. По объяснениям учёных, птицы имеют иное строение лёгких, а потому более устойчивы к резким перепадам давления и страдают только от непосредственного столкновения с лопастями ветряков.
 Металлические сооружения ветроустановки, особенно элементы в лопастях, могут вызвать значительные помехи в приёме радиосигнала. Чем крупнее ветроустановка, тем большие помехи она может создавать. В ряде случаев для решения проблемы приходится устанавливать дополнительные ретрансляторы.
 В настоящее время наиболее широкое распространение получили ветрогенераторы.
 Ветрогенератор (ветроэлектрическая установка или сокращенно ВЭУ) − устройство для преобразования кинетической энергии ветра в электрическую энергию.
 Ветрогенераторы можно разделить на две категории: промышленные и домашние (для частного использования). Промышленные устанавливаются государством или крупными энергетическими корпорациями. Как правило, их объединяют в сеть, в результате получается ветряная электростанция. Её основное отличие от традиционных электростанций (тепловых, атомных) − полное отсутствие, как сырья, так и отходов. Единственное важное требование для ВЭУ − высокая среднегодовая скорость ветра.
 Современные ветрогенераторы являются наследниками ветряных мельниц, используемых уже достаточно давно.
 В 2008 году суммарные мощности ветряной энергетики выросли во всём мире до 120 ГВт.

 Эффективность ветрогенерации составляет около 28 % от установленной мощности. Объясняется это рядом причин, среди которых снижение потребления энергии в ночное время и нестабильность скорости ветра.
 Повысить КПД ветрогенераторов удается за счет увеличения их размеров и мощности. Уже не являются редкостью ветрогенераторы, которые выдают 6 МВт мощности. Размер лопасти винта таких генераторов достигает 65 м, что соизмеримо с размахом крыльев самолета «Боинг-747», и КПД таких машин находится на уровне 50 %.
 Ежегодно производители установок увеличивают мощность ветрогенераторов.
 Наибольшее распространение в мире получила конструкция ветрогенератора с тремя лопастями и горизонтальной осью вращения, хотя кое-где ещё встречаются и двухлопастные. Были попытки построить ветрогенераторы так называемой ортогональной конструкции, то есть с вертикальным расположением оси вращения. Считается, что они имеют преимущество в виде очень малой скорости ветра, необходимой для начала работы ветрогенератора. Главная проблема таких генераторов − механизм торможения. В силу этой и некоторых других технических проблем ортогональные ветрогенераторы не получили практического распространения в ветроэнергетике.
Генератор

Конструкция промышленного ветрогенератора

 Диапазон скоростей ветра, при которых работают ветрогенераторы − от 3 до 25 м/с.
 Достигнутая мощность ветрогенераторов − 6 − 10 МВт
 Высота башни ветрогенератора мощностью 6 МВт − 124 м.
 Диаметр ротора ветрогенератора мощностью 6 МВт − 114 м.
На схеме обозначено

  1. Фундамент
  2. Силовой шкаф, включающий силовые контакты и цепи управления
  3. Башня
  4. Лестница
  5. Поворотный механизм
  6. Гондола
  7. Электрический генератор
  8. Анемометр (система слежения за направлениями и скоростью ветра)
  9. Тормозная система
  10. Трансмиссия
  11. Лопасти
  12. Система изменения угла атаки лопасти
  13. Колпак ротора

 Также в систему ветрогенератора входят:
 Система пожаротушения, телекоммуникационная система для передачи данных о работе генератора, система молниезащиты.
Для справки:
 В 2007 г. Дания − более 20 % всей электроэнергии вырабатывали ветряные станции, в Германии14,3 %, в Испании − около 20 %.
 За 10 последних лет производство «ветровой энергии» увеличилось почти 8 раз!


Читайте еще:
Солнечная энергия.
Водородная энергетика.
Геотермальная энергетика.
Зеленое топливо.
Почему при взрыве атомной бомбы образуется "ядерный гриб"?
Международный экспериментальный термоядерный реактор.


Смотрите еще