Ветроэнергетика это: основные понятия и принципы классификации. Cleandex

Содержание

ветроэнергетика | это… Что такое ветроэнергетика?

ТолкованиеПеревод

ветроэнергетика
ветроэнерге́тика

отрасль энергетики, в которой для получения механической, электрической или тепловой энергии используется энергия ветра. Наряду с солнечной и гидравлической ветровая энергия относится к природным возобновляемым энергоресурсам. К её достоинствам относится доступность, повсеместное распространение и практическая неиссякаемость. Особое значение это приобретает для районов с благоприятным ветровым режимом, удалённых от сетей централизованного электроснабжения, и для сравнительно мелких потребителей (до 100 кВт), рассредоточенных на большой территории в труднодоступной местности (вахтовые посёлки, геологические базы и т. п.). Общий ветроэнергетический потенциал Земли оценивается в 1. 2 млн. МВт, общая установленная мощность ветроэнергетических станций к 2000 г. составила ок. 17.8 тыс. МВт; прогноз на 2006 г. – 36 тыс. МВт. Наибольшее распространение в мире получили ветроэнергетические установки (ВЭУ) относительно небольшой мощности – от 0.1 до 6 кВт, применение которых экономически оправдывается при среднегодовой скорости ветра более 5 м/с в районах с высокой стоимостью доставки топлива. Основное препятствие для использования ветроэнергетического потенциала – непостоянство скорости (напора) ветра и, как следствие, большие колебания мощности ВЭУ и необходимость аккумулирования получаемой энергии.

Энергия ветра использовалась людьми с давних времён для вращения колёс ветряных мельниц, в парусном флоте, позже – для привода колёс ветроэлектрогенераторов. Первая ветровая электроустановка построена в Дании в 1901 г. После большого перерыва, обусловленного стремительным развитием тепловых и электрических двигателей, снова возник интерес к ВЭУ. В 1979 г. в США и Канаде были введены в эксплуатацию ветроэлектростанции мощностью по 200 кВт с диаметром рабочего колеса ок. 40 м, а в Дании – ВЭУ с диаметром колеса 60 м, рассчитанная на производство 4 млн. кВт·ч электроэнергии в год. Наиболее мощная ВЭУ (1.25 МВт) действует в США. Первая в России ВЭУ мощностью 8 кВт была построена в 1929—30 гг. в Курске. В 1931 г. вступила в строй ВЭУ мощностью 100 кВт – под Севастополем. В 50—60-е гг. был налажен выпуск серийных ветродвигателей мощностью 0.7—11 кВт, а в кон. 90-х гг. – мощностью 30—100 кВт. Однако пока ещё ВЭУ не могут конкурировать с традиционными производителями электроэнергии; необходимо повышать коэффициент полезного использования энергии ветра с 0.2–0.25 до 0.5–0.7 и решать проблему аккумулирования ветровой энергии.


Энциклопедия «Техника». — М.: Росмэн.
2006.

.

Игры ⚽ Поможем решить контрольную работу

Синонимы:

энергетика

  • ветродвигатель
  • ветроэнергетическая установка

Полезное

Отрасли применения: ветроэнергетика | ЮМАТЕКС

Ветроэнергетика

Увеличение выработки электроэнергии в 2 раза за счёт удлинения лопасти

Индустрия

Для большинства развитых стран с ограниченными ресурсами угля, нефти и газа ветроэнергетика является перспективным способом получения энергии. Это один из самых перспективных и быстрорастущих рынков потребления углеродного волокна.

Углекомпозиты в отрасли используются главным образом при производстве лопастей для ветрогенераторов.

Получение электроэнергии даже при скорости ветра 5 м/с

Преимущества применения углекомпозитов

Углекомпозиты при равной прочности уменьшают вес конструкции до 30% по сравнению с металлокомпозитами.

Использование композитов на основе углеволокна при изготовлении лопастей ветрогенераторов позволяет строить ВЭС там, где среднегодовая скорость ветра не превышает 5 м/с, за счёт их аэроэластичности и малого веса.

  • Весовое качество
  • Высокая прочность
  • Высокие усталостные характеристики

Преимущества композитных материалов на основе углеволокна в ветроэнергетике перед стекловолоконными композитами


в 6 раз выше упругость


В несколько раз выше усталостная прочность при динамических нагрузках


в 1,5 раза ниже плотность


Сравнительные характеристики углеволокна и других материалов

Тип волокна Прочность при растяжении, МПа Модуль упругости при растяжении, ГПа Удлинение при разрыве, % Плотность, г/см3
Углеродное (на основе ПАН-прекурсора) высокопрочное со стандартным модулем 3500-5000 200-280 1,4-2,0 1,75-1,80
высокопрочное среднемодульное 4500-7000 280-325 1,7-2,1 1,73-1,81
высокомодульное 3500-5000 325-450 0,7-1,4 1,75-1,85
сверхвысокомодульное 2500-4000 450-600 0,7-1,0 1,85-1,95
Стеклянное E-стекло 2500-3800 70-75 4,5-4,7 2,5-2,7
S-стекло 4000-4500 80-90 5,0-5,3 2,5
Органическое Арамидное 3000-3600 60-180 2,4-3,6 1,45
Полиэтиленовое 200-3000 5-170 3-80 0,96
Стальное высокопрочное 1200-2800 200 3,5 7,8
нержавеющее 800-2000 190 3,0 7,8
Базальтовое 3000-4800 90-110 3,0 2,6-2,8
Борное 3500-4000 350-400 0,5-0,7 2,6

Применение


Применение композитного материала на основе углеволокна облегчает конструкцию, повышает долговечность и прочность в эксплуатации.

Углеволокно

Ткани

Препреги

Существует возможность проектирования сложных и крупногабаритных деталей с твёрдыми металлическими вставками. Наибольшей эффективности при выработке энергии на ВЭС удаётся достичь при длине лопасти более 40 метров. Такие лопасти производятся только из углепластика.

Крупнейшая из созданных к настоящему времени лопастей для ветрогенератора в длину превышает 80 метров.

Данная конструкция позволила увеличить выработку электроэнергии с 6 до 10 МВт. Компания Blade Dynamics уже ведёт разработки по изготовлению 100-метровых лопастей для ветрогенераторов.

Углекомпозиты при равной прочности на 30% легче композитов с использованием металлов.

Лопасть из углеволокна на 40% легче лопасти из стекловолокна.

Вывод


Сегодня ветроэнергетика является одним из перспективных экологически чистых альтернативных источников получения электроэнергии.
Открываются перспективы развития рынка композитных материалов на основе углеродного волокна как одного из основных материалов для производства лопастей ветрогенераторов и их элементов.

WINDExchange: что такое энергия ветра?

  • Ветроэнергетика коммунального масштаба
  • Распределенная ветроэнергетика

На этом виде с воздуха на ветряную турбину показано, как группа ветряных турбин может производить электричество для коммунальной сети. Электричество передается по линиям передачи и распределения в дома, на предприятия, в школы и так далее. Посмотрите анимацию ветряной турбины, чтобы увидеть, как она работает, или загляните внутрь.

Энергия ветра или энергия ветра описывает процесс, посредством которого ветер используется для выработки механической энергии или электричества. Ветряные турбины преобразуют кинетическую энергию ветра в механическую энергию. Эта механическая энергия может использоваться для определенных задач (таких как измельчение зерна или перекачка воды) или может быть преобразована в электричество с помощью генератора.

Вы можете узнать, как ветряные турбины вырабатывают электричество, и увидеть иллюстрации компонентов внутри ветряной турбины или посмотреть анимацию энергии ветра, которая показывает, как движущийся воздух вращает лопасти ветряной турбины и как внутренние компоненты работают для производства электроэнергии.

Размеры и области применения ветряных турбин

Ветряные турбины могут давать энергию как для местного использования, так и для продажи на экспорт. Потребность в энергии будет определять размер турбины.

Экономичность ветряной турбины максимальна, когда размер проекта разработан таким образом, чтобы соответствовать энергетическим потребностям нагрузки, а также монетизировать экономию за счет масштаба и послужного списка оборудования. Для бытового использования энергии на месте требуется небольшая турбина (обычно менее 10 киловатт (кВт)), которая может генерировать количество энергии, необходимое дому для повседневной работы. Машины среднего размера могут производить достаточно энергии, чтобы соответствовать более крупным коммерческим нагрузкам на месте. Машины коммунального масштаба, которые максимизируют генерацию для занимаемой площади и стоимости инфраструктуры объекта, лучше всего подходят для проектов коммунального масштаба.

Независимо от размера проекта, проекты, подключенные к электрической сети, потребуют одобрения коммунальных служб и могут потребовать исследования воздействия на сеть, прежде чем можно будет начать строительство.

Потребление энергии на месте в жилом масштабе (

<10 кВт)

Бытовые небольшие турбины производят примерно столько энергии, сколько требуется дому. Поскольку эти турбины обычно устанавливаются на более коротких башнях, вам необходимо провести оценку площадки, чтобы определить, где разместить проект, чтобы убедиться, что он будет работать в соответствии с проектом. Эти ветряные турбины покупаются за наличные, поэтому, хотя окупаемость инвестиций может быть важна, она не всегда является решающим фактором для продвижения проекта. Многие штаты предоставляют льготы для машин этого класса. Ветряные турбины для жилых домов обычно не требуют подробной оценки ресурсов на месте.

Небольшое коммерческое использование энергии на месте (10–50 кВт)

Этот класс ветряных турбин производит больше энергии, чем потребляет средний дом, но может хорошо подходить для малого бизнеса; фермы; ранчо; объекты, такие как школы, офисные здания или часть кампуса; или общественная нагрузка, такая как больница. Этот класс турбин обычно включает в себя более высокий уровень сложности машин, что приводит к большей эффективности и выработке энергии, но также требует повышенного обслуживания. Однако эти турбины обычно требуют меньше обслуживания, чем более крупные машины. Этот класс машин может стоить столько же, сколько дом, и представляет собой наименьший размер проекта, который может быть профинансирован, что потребует рассмотрения кредитором. Проекты такого размера также могут вызвать необходимость оценки ресурсов на месте, но часто проекты можно продвигать вперед, используя измерения поблизости и опытное размещение и моделирование проекта.

Коммерческое использование энергии на месте (50–250 кВт)

Этот класс ветряных турбин производит коммерческое количество энергии и может хорошо сочетаться с университетскими городками, более крупными объектами, сообществами и более крупными муниципальными общественными нагрузками. Этот класс ветряных турбин имеет много общих технических и эксплуатационных характеристик с машинами коммунального масштаба и часто устанавливается на башнях, для которых требуются специальные разрешения и согласование с другими регулирующими организациями или агентствами. Эти турбины часто представляют собой значительные капиталовложения и, следовательно, требуют корпоративных или институциональных разрешений. Менеджеры объектов нередко сотрудничают с финансовыми игроками при разработке проектов такого размера. Эти проекты требуют опытного и детального моделирования проектов с использованием данных о ветровых ресурсах на месте или поблизости.

Большое коммерческое или промышленное использование энергии (500 кВт-1,5 МВт)

Этот класс ветряных турбин относится к верхнему уровню машин среднего размера и хорошо подходит для населенных пунктов и очень больших промышленных нагрузок на месте и даже может служить основой для небольших ветряных электростанций в определенных ситуациях. Этот класс машин обычно неотличим от турбин коммунального масштаба по технологической основе. Башни часто превышают 200 футов, и их необходимо оборудовать заградительным освещением. Проекты такого масштаба требуют участия сообщества и одобрения или одобрения на всех уровнях. Этот класс, за исключением очень необычных ситуаций, обычно финансируется через коммерческих кредиторов с их собственными требованиями должной осмотрительности и, следовательно, требует технико-экономических обоснований и кампаний по оценке ресурсов на местах.

Коммунальное использование энергии (1,5-7,5 МВт)

Коммунальные ветряные турбины, которые иногда устанавливаются в местах использования, обычно устанавливаются большими группами, производящими энергию для продажи. Это высокоэффективные современные ветряные турбины, которые работают с исключительно высокой степенью готовности и производят конкурентоспособную по стоимости электроэнергию в масштабах электростанций. Эти большие турбины имеют роторы диаметром более 250 футов и установлены на высоких башнях, которые требуют уведомления об авиационных препятствиях и освещения. Из-за своего размера и масштаба установок ветряные турбины коммунального масштаба требуют координации с окружающей средой, коммунальными службами и общественностью на самом высоком уровне. Ветряные электростанции коммунального масштаба требуют точной оценки ресурсов, юридической и финансовой комплексной проверки, интеграции коммунальных услуг и финансирования, типичных для очень крупных капиталовложений, таких как аэропорты.

Что такое энергия ветра | GE Возобновляемая энергия

Ветер — это чистый, бесплатный и легкодоступный возобновляемый источник энергии. Каждый день по всему миру ветряные турбины улавливают энергию ветра и преобразуют ее в электричество. Генерация энергии ветра играет все более важную роль в том, как мы питаем наш мир — чистым и устойчивым образом.

Но как создается энергия ветра? Ветряные турбины позволяют нам использовать силу ветра и превращать ее в энергию. Когда дует ветер, лопасти турбины вращаются по часовой стрелке, захватывая энергию. Это заставляет главный вал ветряной турбины, соединенный с коробкой передач внутри гондолы, вращаться. Коробка передач посылает эту энергию ветра в генератор, преобразуя ее в электричество. Затем электричество поступает к трансформатору, где уровни напряжения регулируются в соответствии с сетью.

ПОСМОТРЕТЬ ВЕТРОВУЮ ТУРБИНУ ВНУТРИ

ЗЕЛЕНЫЕ ЭЛЕКТРОНЫ

Каковы преимущества и недостатки ветровой энергетики?

Энергия ветра является одним из самых быстрорастущих источников энергии в мире благодаря своим многочисленным преимуществам. Энергия ветра также создает неотъемлемые проблемы в некоторых регионах мира, которые решаются с помощью проектов исследований и разработок (НИОКР) по всему миру.

  1. Энергия ветра рентабельна во многих регионах. В других случаях энергия ветра должна конкурировать с другими источниками энергии, но глобальные усилия в области НИОКР работают над решениями для снижения приведенной стоимости электроэнергии (LCOE) как для наземной, так и для морской ветроэнергетики.
  2. Еще одним преимуществом энергии ветра является то, что это домашний источник энергии, использующий безграничные местные ресурсы. Однако некоторые жизнеспособные места для ветряных электростанций расположены в отдаленных районах, что может создать проблемы при строительстве и логистике передачи электроэнергии. Технологические прорывы, такие как двухсекционные лопасти и модульная конструкция, помогают решить эти проблемы.
  3. Дополнительным преимуществом ветроэнергетики является то, что она является устойчивым источником энергии, поскольку при работе ветряной турбины не происходит непосредственного выброса CO2 или парниковых газов, что помогает странам достигать поставленных целей по сокращению выбросов и бороться с изменением климата. Энергии ветра много, она легкодоступна, и ее использование не истощает наши ценные природные ресурсы. Фактически, экологическим преимуществом энергии ветра является ее способность противостоять пагубным последствиям изменения климата. Прогноз Global Wind Energy Outlook прогнозирует, что к 2030 году энергия ветра будет компенсировать 2,5 миллиарда тонн углерода в год. 0004

ПОДРОБНЕЕ НА ВЕБ-САЙТЕ УПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬЮ И ВОЗОБНОВЛЯЕМОЙ ЭНЕРГЕТИКОЙ

Значение данных о ветроэнергетике

Сбор эксплуатационных данных об энергии ветра от ветряных турбин и преобразование их в ценную информацию помогает увеличить доход, снизить затраты и снизить риски для операторов ветряных турбин. В GE мы предоставляем анализ ветроэнергетики на основе данных, рекомендации экспертов и расширенные выездные услуги — все это интегрировано в единую программную платформу, которая позволяет нам оптимизировать более 15 000 ветряных турбин от 12 различных OEM-производителей.

Ознакомьтесь с нашими цифровыми решениями для ветровых активов — набором приложений, которые работают с нашими аппаратными и сервисными решениями для использования данных и аналитики, повышая эффективность, кибербезопасность, надежность и прибыльность ваших активов.

Чистое хранилище энергии ветра

Распределение и поставка экологически чистой энергии, когда и где она необходима, очень важна для операторов ветряных турбин. Аккумуляторное решение для хранения энергии предлагает новую гибкость применения и раскрывает новые преимущества для бизнеса в сочетании с производством энергии ветра. Благодаря хранению чистой энергии ветра вы можете помочь стабилизировать электрическую сеть, контролировать поток энергии, оптимизировать работу активов и получать новый доход.

DISCOVER RESERVOIR, РЕШЕНИЕ ДЛЯ НАКОПЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ ДЛЯ АККУМУЛЯТОРОВ GE

Самая мощная в мире морская ветряная турбина

Прогнозируется, что в следующем десятилетии оффшорная ветроэнергетика вырастет с 17 до 90 ГВт. GE использует этот рост на благо всей ветроэнергетики, инвестировав более 400 миллионов долларов в разработку самой мощной оффшорной ветряной турбины — инвестиции, которые также снизят LCOE оффшорных ветряных электростанций, помогая сделать оффшорную ветроэнергетику более эффективной. конкурентоспособны для наших клиентов. Турбина Haliade-X мощностью 12 МВт с мощностью 12 МВт, 220-метровым ротором, 107-метровой лопастью, передовым коэффициентом мощности 63% и цифровыми возможностями оснащена морской ветровой технологией, которая поможет нашим клиентам добиться успеха в условиях растущей конкуренции.

Ветроэнергетика это: основные понятия и принципы классификации. Cleandex