Как ветер заставили работать:  Прочитай текст. В этом тексте можно выделить пять абзацев. После текста записаны вопросы к каждому абзацу. Пр

Энергия ветра

Ветер служит человеку с древних времен. Первобытные люди поднимали паруса над неустойчивым челноком, выдолбленным из бревна. Преобладающие западные ветры несли испанскую армаду к открытиям и победам. Пассаты надували паруса больших клиперов, помогли открыть Индию и Китай и наладить торговлю с Западом. Древние персы заставили ветер размалывать зерно. Наиболее широкое распространение ветряные мельницы (рис. 9.10) получили в Голландии. Некоторым из них уже более 500 лет, и они находятся в рабочем состоянии. Было время, когда вода и ветер служили едва ли не основными источниками энергии. Еще в 1910 г. в России насчитывалось примерно миллион ветряных мельниц и приблизительно столько же водяных. А сегодня всю эту энергетику с легкой руки называют нетрадиционной.

В 50-х годах XIX в. в США был изобретен многолопастный ветряк, который получил широкое распространение. С помощью подобных ветряков вначале поднималась вода из колодцев и заполнялись водой паровые котлы. Позднее ветряки стали использовать для получения электроэнергии. Многолопастный ветряк с ветроколесом диаметром до 9 м может вырабатывать до 3 кВт электроэнергии при скорости ветре около 25 км/ч. В 30-х годах XX в. на территории США было сооружено около 6 млн многолопастных ветроустановок. Во многих сельских районах до строительства крупных электростанций основным поставщиком электроэнергии были различные ветроустановки.

Энергия движущихся воздушных масс огромна. Запасы энергии ветра более чем в сто раз превышают запасы гидроэнергии всех рек планеты. Постоянно и повсюду на земле дуют ветры – от легкого ветерка, несущего желанную прохладу в летний зной, до могучих ураганов, наносящих неисчислимый урон и разрушения. Всегда неспокоен воздушный океан, на дне которого мы живем. Ветры, дующие на просторах нашей страны, могли бы легко удовлетворить все ее потребности в электроэнергии! Климатические условия позволяют развивать ветроэнергетику на огромной территории от наших западных границ до берегов Енисея. Особенно богаты энергией ветра северные районы страны вдоль побережья Северного Ледовитого океана.

В наши дни ветроустановки вырабатывают лишь небольшую часть производимой электроэнергии во всем мире. Техника XX в. открыла совершенно новые возможности для электроэнергетики. Созданы высокопроизводительные установки, способные вырабатывать электроэнергию даже при очень слабом ветре. Предлагается множество проектов ветроагрегатов, несравненно более совершенных, чем старые ветряные мельницы. В новых проектах используются самые последние достижения многих отраслей естествознания. К созданию совершенной конструкций ветроколеса – сердца любой ветроэнергетической установки – привлекаются специалисты-самолетостроители, умеющие выбрать наиболее целесообразный профиль лопасти и исследовать его в аэродинамической трубе. Усилиями ученых и инженеров созданы разнообразные конструкции современных ветровых установок.

Можно привести примеры необычного использования энергии. Один из американских изобретателей, наблюдая за тем, как пролетающие по шоссе автомобили вздымают по обочинам тучи пыли и гонят вдоль дороги легкий мусор, пришел к мысли, что можно использовать энергию ветра, возникающего от движения транспорта. Он предложил встроить в бетонный разделительный барьер, идущий по середине самых оживленных автомагистралей, ветряные турбины с вертикальной осью, что позволит улавливать энергию от автомобилей, несущихся в обоих направлениях. Выработанная энергия должна либо поступать в общую сеть, либо запасаться в аккумуляторах и использоваться для освещения дороги по ночам. Измерения на обочине оживленного шоссе показали, что искусственный ветер дует около 18 ч в сутки со средней скоростью 4,5–5,5 м/с. Это больше, чем в районе крупных ветровых электростанций, работающих в Калифорнии. Сейчас исследователи продолжают измерения на разных дорогах и собираются приступить к испытаниям разных типов ветряных турбин. Еще один пример. На западном побережье Дании, у городка Райсбю, построена электростанция из 40 ветродвигателей. Общая мощность ее составляет 24 МВт. Ветродвигатели оборудуются электронными регуляторами немецкой фирмы «Сименс», в которых впервые применены полупроводниковые тиристоры. Это позволило отказаться от громоздких конденсаторов и дросселей. Система регулировки обеспечивает ровную отдачу мощности независимо от скорости ветра.

Каждый источник энергии должен работать там, где дает наибольшую отдачу, максимальную выгоду. На севере у нас огромные труднодоступные территории. Вырабатывать здесь энергию очень сложно, и цена ее более высокая, чем в центре страны. Здесь то и могут найти применение ветроустановки. Скорость ветра на побережье морей и океанов составляет в среднем за год более 6 м/с. При работе ветроустановки мощностью в 1 МВт в течение шести месяцев потребитель энергии может получить около 2,5 млн кВт, что вполне достаточно для обеспечения теплом и светом поселка в 150 жилых домов.

Современная ветроустановка мощностью в 1 МВт состоит из ветроколеса диаметром 48 м, установленного на стальной конической башне высотой 40 м, на которой смонтированы агрегат для передачи мощности от ветроколеса к генератору, система управления и тормозной механизм. Ветроустановка полностью автоматизирована: сама «ловит ветер» и проверяет перед запуском состояние всех узлов и агрегатов. При скорости ветра 3,5–4 м/с развивается мощность 40–50 кВт, а при скорости 13,5 м/с – 1000 кВт. Срок службы установки – 20–25 лет. Стоит она примерно 1 млн долл.

К 1998 г. насчитывалось в России около полутора десятков крупных и примерно 100 мелких ветроустановок, в то время как за рубежом их общее число составило более 130 тысяч. Сегодня почти все развитые страны строят ветроустановки. В строительстве ветроустановок лидирует маленькая страна Дания. Около двух десятилетий назад именно она дала толчок развитию современной ветроэнергетики. В этой стране работают более четырех тысяч самых эффективных установок с лучшими показателями в мире. Датчане построили заводы по производству ветроустановок в Индии, Китае и США. Производятся ветроустановки и в России. По своим техническим показателям они не уступают зарубежным аналогам.

Ветроустановки порождают вибрации и шум, неблаготворно влияющие на живые организмы. Поэтому их строят обычно вдали от населенных пунктов. Металлические лопасти могут создавать помехи для радио- и телепередач. Но все же в целом ветроэнергетику принято считать экологически безопасной.

Солнце и ветер заставили работать на Ульяновск

Въезжая в Ульяновск по Димитровградскому шоссе, можно увидеть пейзаж, который еще несколько лет назад показался бы футуристическим. 

Сейчас уже будущее наступило. Около дороги стоят блестящие панели, похожие на экраны современной техники, — солнечные батареи, использующие для выработки энергии природные дары. И таких солнечных батарей не одна, а целое поле! Рядом крутятся маленькие компактные ветряные мельницы; они тоже служат для выработки электричества из естественных богатств, которые мы порой даже не замечаем.

Но это только пробный камень, уже в скором времени альтернативная, или, по-другому, зеленая энергетика, займет свое место в жизни ульяновцев и россиян. Не верите? Чтобы увидеть гигантские ветряки нужно ехать не по Димитровградскому шоссе, а подняться на высокий волжский берег, на Венец. Отсюда видно, что в районе Красного Яра растет целый парк исполинских ветроустановок, высотой в пять девятиэтажных домов. Мощность первого ветропарка в России, который откроется уже в следующем году, составит 35 МВт, этого хватит для электроснабжения целого большого микрорайона. И это только начало — ветропарки, прежде более характерные для Германии или Японии, начнут открываться один за другим по всей стране.

Нашли применение и энергии солнца. Солнечные батареи установлены на крыше Ишеевской районной больницы. Уже готовятся к внедрению зеленой энергетики и в других социальных учреждениях, что существенно позволит экономить ресурсы и деньги.

И это только вершина айсберга, как говорится. В России в настоящее время происходит настоящее возрождение промышленности.

— На мой взгляд, значимо, что свое решение о выдвижении на новый срок Владимир Владимирович сообщил на встрече с работниками Горьковского завода в Приволжье. Путин вошел в историю как инициатор возрождения промышленности и новой индустриальной революции, — так, например, прокомментировал участие Владимира Путина в президентской кампании губернатор Сергей Морозов.

И здесь с главой области можно целиком согласиться. Признайтесь честно, что лет двадцать назад даже мысли о том, что России нужна сильная промышленность, были непопулярными. Господствовавший либеральный дискурс внушал, что весь мир давно уже живет в другой, компьютерной, эре, а производство — это отживший рудимент индустриальной эпохи, от которого нужно быстрее избавляться. Бывшие рабочие также быстро должны переквалифицироваться в работников сферы обслуживания. И загибались постепенно заводы и фабрики, флагманы советских пятилеток, где многомесячные невыплаты зарплат становились обыденным делом.

Только вот непонятно было, кто станет производить товары, если все должны рвануть в сферу услуг. Заморские страны? Отсутствие индустриального развития даже в постиндустриальную эпоху грозит потерей независимости страны.  

Ведь как может быть независимым государство, когда оно полностью сидит на поставках товаров из других стран?

Марк КРОЛЬСКИЙ

Как работают ветряные турбины?

Офис технологий ветроэнергетики

Ветряные турбины работают по простому принципу: вместо того, чтобы использовать электричество для производства ветра, как вентилятор, ветряные турбины используют ветер для производства электроэнергии. Ветер вращает пропеллерные лопасти турбины вокруг ротора, который вращает генератор, вырабатывающий электричество.

Исследуйте ветряную турбину

Чтобы увидеть, как работает ветряная турбина, нажмите на изображение для демонстрации.

Типы ветряных турбин >

Размеры ветряных турбин >

Узнать больше >

Ветер — это форма солнечной энергии, вызванная комбинацией трех одновременных явлений:

1. Солнце неравномерно нагревает атмосферу
2. Неравномерность земная поверхность
3. Вращение Земли.

Характер и скорость ветрового потока сильно различаются по всей территории Соединенных Штатов и зависят от водоемов, растительности и различий в рельефе. Люди используют этот поток ветра или энергию движения для многих целей: парусный спорт, запуск воздушного змея и даже производство электроэнергии.

Термины «энергия ветра» и «энергия ветра» описывают процесс, посредством которого ветер используется для выработки механической энергии или электричества. Эта механическая энергия может использоваться для определенных задач (таких как измельчение зерна или откачка воды), или генератор может преобразовывать эту механическую энергию в электричество.

Ветряная турбина преобразует энергию ветра в электричество, используя аэродинамическую силу лопастей ротора, которые работают как крыло самолета или лопасти винта вертолета. Когда ветер обдувает лопасть, давление воздуха на одной стороне лопасти уменьшается. Разница в давлении воздуха по обеим сторонам лопасти создает как подъемную силу, так и сопротивление. Подъемная сила больше, чем сопротивление, и это заставляет ротор вращаться. Ротор соединяется с генератором либо напрямую (если это турбина с прямым приводом), либо через вал и ряд шестерен (редуктор), которые ускоряют вращение и позволяют уменьшить физически размер генератора. Этот перевод аэродинамической силы во вращение генератора создает электричество.

Типы ветряных турбин

Большинство ветряных турбин подразделяются на два основных типа:

Турбины с горизонтальной осью

Деннис Шредер | NREL 25897

Ветряные турбины с горизонтальной осью — это то, что многие люди представляют себе, когда думают о ветряных турбинах.

Чаще всего они имеют три лопасти и работают «против ветра», при этом турбина вращается в верхней части башни, поэтому лопасти обращены к ветру.

Турбины с вертикальной осью

Майк ван Бавел | 42795

Ветряные турбины с вертикальной осью бывают нескольких разновидностей, в том числе модель Дарье в стиле взбивалки, названная в честь французского изобретателя.

Эти турбины всенаправленные, то есть их не нужно направлять на ветер для работы.

Ветряные турбины могут быть построены на суше или на море в больших водоемах, таких как океаны и озера. Министерство энергетики США в настоящее время финансирует проекты , чтобы облегчить развертывание морской ветроэнергетики в водах США.

Применение ветряных турбин

Современные ветряные турбины можно разделить на категории по месту их установки и способу подключения к сети:

Наземный ветер

WINDExchange

Мощность наземных ветряных турбин варьируется от 100 киловатт до нескольких мегаватт.

Более крупные ветряные турбины более рентабельны и сгруппированы в ветряные электростанции, которые обеспечивают большую мощность в электросети.

Морской ветер

Деннис Шредер | NREL 40484

Морские ветряные турбины, как правило, массивны и выше Статуи Свободы.

У них нет таких проблем с транспортировкой, как у наземных ветряных установок, поскольку крупные компоненты можно перевозить на кораблях, а не по дорогам.

Эти турбины способны улавливать мощные океанские ветры и генерировать огромное количество энергии.

Распределенный ветер

Когда ветряные турбины любого размера устанавливаются на «потребительской» стороне электросчетчика или устанавливаются в месте или рядом с местом, где будет использоваться производимая ими энергия, они называются «распределенным ветром».

Примус Ветроэнергетика | 44231

Многие турбины, используемые в распределенных приложениях, представляют собой небольшие ветряные турбины. Одиночные небольшие ветряные турбины мощностью менее 100 киловатт обычно используются в жилых, сельскохозяйственных, а также небольших коммерческих и промышленных целях.

Небольшие турбины могут использоваться в гибридных энергетических системах с другими распределенными энергоресурсами, например, в микросетях, питаемых от дизельных генераторов, аккумуляторов и фотогальваники.

Эти системы называются гибридными ветровыми системами и обычно используются в удаленных, автономных местах (где подключение к коммунальной сети недоступно) и становятся все более распространенными в приложениях, подключенных к сети, для обеспечения отказоустойчивости.

Узнайте больше о распределенном ветре из Distributed Wind Animation или прочитайте о том, что делает Управление технологий ветроэнергетики для поддержки развертывания распределенных ветровых систем для домов, предприятий, ферм и общественных ветровых проектов.

Узнать больше

Заинтересованы в энергии ветра? Справочник по малому ветру помогает домовладельцам, владельцам ранчо и малому бизнесу решить, подходит ли им энергия ветра.

Дополнительные ресурсы по энергии ветра можно найти на WINDExchange, где есть планы уроков, веб-сайты и видео для учащихся K-12, а также информация о проекте «Ветер для школ» и университетском конкурсе ветра.

Энергия 101: Производство чистой электроэнергии из ветра

Видео URL

В этом видеоролике рассказывается об основных принципах работы ветряных турбин и показано, как работают различные компоненты для улавливания и преобразования энергии ветра в электричество. См. текстовую версию.

Министерство энергетики США

History of U.S. Wind Energy

На протяжении всей истории использование энергии ветра то возрастало, то уменьшалось, от использования ветряных мельниц в прошлые века до высокотехнологичных ветряных турбин на ветряных электростанциях сегодня…

Учить больше

10 фактов о ветроэнергетике, которых вы не знали

Освежите свои знания о ветре! Получите подробную информацию о нескольких менее известных фактах об энергии ветра.

Учить больше

Кто использует распределенный ветер?

Существует множество различных типов клиентов распределенного ветра. Узнайте больше о распределенном ветре и о том, кто его использует.

Учить больше

Топ-10 вещей, которые вы не знали о распределенной энергии ветра

Узнайте об основных фактах, связанных с ветряными турбинами, используемыми в распределенных приложениях.

Учить больше

10 вещей, которые вы не знали об оффшорной ветроэнергетике

Узнайте больше об усилиях по разработке обширных оффшорных ветровых ресурсов Америки.

Учить больше

Узнайте больше об энергии ветра, посетив веб-страницу Управления технологий ветроэнергетики или просмотрев информацию о деятельности, финансируемой Управлением.

Заставить ветер работать | Национальное географическое общество

Энергия ветра производится движением воздуха (ветра) и преобразуется в энергию для использования человеком. Ветер использовался в качестве источника энергии более тысячи лет, но на протяжении большей части 20 века его заменяли ископаемые виды топлива. Сегодня ветер возвращается в качестве источника электроэнергии и энергии.

Энергия ветра производится с помощью ветряных турбин — высоких трубчатых башен с вращающимися наверху лопастями. Когда ветер крутит лопасти, лопасти вращают генератор и вырабатывают электричество. Ветряные турбины могут иметь горизонтальную или вертикальную ось. Турбины на самом деле не производят энергию ветра. Лопасти вращаются, преобразуют энергию ветра в энергию вращения, форму механической энергии, а эта энергия, в свою очередь, преобразуется в электрическую энергию.

Ветряные турбины с горизонтальной осью (HAWT) являются наиболее известным типом ветряков, производящих электроэнергию. Большинство из них имеют три больших лопасти, которые вращаются параллельно их башням, где расположены несущий винт и генератор.

Большинство массивов HAWT окрашены в белый цвет, чтобы улучшить видимость для низколетящих самолетов. Их высота составляет от 60 до 90 метров (от 200 до 300 футов), а лопасти вращаются со скоростью от 10 до 20 оборотов в минуту.

Огромные жесткие лопасти ветряных турбин с горизонтальной осью обычно обращены против ветра (против ветра). Флюгер или датчик ветра определяет, в какую сторону дует ветер, и поворачивает турбину навстречу встречному ветру.

Ветряные турбины с вертикальной осью (VAWT) имеют разнообразные лопасти необычной формы, которые вращаются по полным кругам вокруг своей башни. Главный ротор и генератор расположены близко к земле, что упрощает техническое обслуживание и делает его менее дорогим. VAWT не обязательно должны располагаться против ветра для выработки электроэнергии.

Ветряные турбины с вертикальной осью могут быть намного меньше, чем их горизонтальные аналоги. Имея высоту всего 5 метров (15 футов), эти VAWT могут быть установлены на крышах зданий.

Турбины не могут работать при любой скорости ветра. Если ветер слишком сильный, они могут быть повреждены. Таким образом, турбина имеет автоматический контроллер, который включается, когда ветер дует на максимальной скорости для выработки электроэнергии. Эта скорость обычно составляет от 13 до 90 километров в час (от 8 до 55 миль в час). Если ветер становится сильнее, контроллер выключает турбину.

Ветряные электростанции

Для производства большого количества электроэнергии ветряные турбины часто собираются в большие группы, называемые ветряными электростанциями. Ветряные электростанции состоят из сотен турбин, разбросанных по сотням акров.

Одной из крупнейших в мире ветряных электростанций является Джайсалмерский ветряной парк, представляющий собой ряд подключенных объектов в штате Раджастхан, Индия. В апреле 2012 года Джайсалмер произвел 1064 мегаватта электроэнергии, больше, чем любая другая наземная ветряная электростанция в мире.

Ветряные электростанции часто располагаются в сельскохозяйственных районах, где земля между турбинами все еще может использоваться для сельского хозяйства. Крупные медленно вращающиеся турбины не влияют на пасущихся животных.

В США «Кукурузный пояс» пересекается с «Ветровым поясом» на Среднем Западе, который идеально подходит для сбора урожая и ветра. Ветряные турбины возвышаются над гектарами кукурузы, сои и люцерны в штатах Айова, Небраска и Канзас. Некоторые ученые предполагают, что ветряные турбины могут даже улучшить поступление углекислого газа к окружающим культурам.

Ветряные электростанции также могут располагаться в море. Эти турбины используют более сильные, более предсказуемые и более частые ветры, которые развиваются, когда прохладный океанский бриз встречается с более теплыми континентальными ветрами.

Самые мощные в мире оффшорные ветряные электростанции используют суровые ветры у берегов Северной Европы. Ветряная электростанция Уолни, например, представляет собой ферму из 102 турбин в Ирландском море у берегов Камбрии, Англия. Уолни — крупнейшая в мире морская ветряная электростанция, вырабатывающая 367 мегаватт электроэнергии.

Также разрабатываются технологии для создания ветряных электростанций на очень больших высотах. Реактивные потоки — это быстрые ветры, которые дуют через стратосферу на высоте 9 754 метра (32 000 футов). Ученые и инженеры разрабатывают ветряную турбину, которая будет привязана к земле, как воздушный змей, но парит в воздухе на тысячи метров, чтобы перерабатывать энергию реактивных струй в электричество.

Отдельные ветряные турбины могут быть приобретены физическими лицами для выработки электроэнергии для дома или бизнеса. Progressive Field, дом бейсбольной команды Cleveland Indians в Кливленде, штат Огайо, имеет огромную ветряную турбину с вертикальной осью. Ожидается, что турбина в форме штопора будет генерировать около 40 000 киловатт-часов в год, что примерно соответствует количеству энергии, необходимой для питания четырех домов.

Ветряные турбины зависят от ветра, который непостоянен и его трудно предсказать. Хотя ветер является возобновляемым ресурсом, его скорость и направление часто меняются в зависимости от других условий атмосферы, таких как температура, влажность и время года.

Сегодня эта непредсказуемость делает его плохой заменой ископаемому топливу или более мощным возобновляемым источникам энергии, таким как солнечная энергия. Развивающиеся страны, такие как Бразилия и Индия, индустриализируются быстрыми темпами. Промышленно развитый западный мир полагается на электричество как для массовой коммуникации, так и для торговли. Из-за этих растущих требований к энергосистеме ветер может быть отличным дополнением к традиционной энергии, но не доминирующим компонентом в большинстве регионов.

Ветряные мельницы и эволюция энергии ветра

На протяжении тысячелетий люди использовали энергию ветра. Пять тысяч лет назад ветряные лодки перевозили людей и грузы по реке Нил. За тысячи лет до кондиционирования воздуха древние инженеры использовали серию окон и тонких планок — процесс, называемый естественной вентиляцией, — чтобы обеспечить прохладный ветерок людям внутри домов или других зданий. Древнегреческому инженеру Герону Александрийскому приписывают разработку первой в мире ветряной мельницы.

Ветряные мельницы функционируют аналогично ветряным турбинам, и в древних культурах были как ветряные мельницы с горизонтальной осью, так и ветряные мельницы с вертикальной осью. Фактически, единственная разница между ветряными мельницами и ветряными турбинами заключается в том, как используется энергия, которую они используют. Ветряные турбины вырабатывают электроэнергию. Первоначально ветряные мельницы предназначались для измельчения (перемалывания) зерна и перекачки воды.

Как в древних, так и в современных ветряных мельницах приводной вал соединяет вращающиеся лопасти с двумя большими колесами (жерновами) на полу ветряной мельницы. (Корпус для этих колес — вот почему ветряные мельницы имеют широкую коническую форму, а турбины — высокие тонкие башни.) Один жернов параллелен земле на высоте примерно талии. Другой сидит на нем, перпендикулярно. Ветер вращает лопасти, лопасти вращают приводной вал, приводной вал вращает жернова. Зерно, такое как ячмень, высыпается в полый вращающийся жернов и измельчается в муку, когда колеса перемалывают друг друга.

Ветряные насосы или водяные ветряные мельницы работают аналогичным образом. Ветряные насосы имеют до дюжины вращающихся лопастей (часто называемых парусами), иногда в двух лентах. Вращение лопастей заставляет ротор перемещать длинный передаточный стержень вверх и вниз. Движение штока трансмиссии поднимает и опускает поршень в насосе, состоящем из цилиндра и двух клапанов. При ходе вниз цилиндр наполняется водой, а при ходе вверх вода поднимается в трубу или колодец. Базовая конструкция ветряных насосов не менялась более тысячи лет, и эти конструкции широко известны в современной Австралии, Южной Африке, канадских «провинциях прерий» и на Среднем Западе Америки.

Первые ветряные мельницы, использовавшиеся для перемалывания зерна, были созданы в Систане, регионе на территории современных Ирана и Афганистана, в 600-х годах. Лопасти этих ветряных мельниц с горизонтальной осью были сделаны из прочных тростниковых циновок.

К 700-м годам ветряные мельницы перемалывали зерно на Ближнем Востоке и перекачивали воду в Китае. Европейские купцы, путешествуя в Азию, привозили с собой инженерные технологии.

Возможно, самые известные массивы ветряных мельниц усеивают нацию Нидерландов. Голландские ветряные мельницы привели в действие масштабный инженерный подвиг по осушению пойм страны вдоль побережья Северного моря. Еще в 14 веке голландские инженеры и фермеры использовали ветряные насосы для осушения низменных долин и возводили дамбы вокруг недавно обнажившейся земли. Эти участки, известные как польдеры, использовались для расширения пахотных земель Нидерландов.

Ветряные мельницы частично утратили свое значение во время промышленной революции 1700-х и 1800-х годов. Ветряные мельницы, полагавшиеся на непредсказуемый и непостоянный ветер, не могли справиться с растущим количеством энергии, необходимой для поддержки новых заводов. Новые изобретения, такие как паровой двигатель, обеспечили мощную и постоянную энергию, необходимую для работы крупных машин и массового производства.

В конце концов, турбины были разработаны для производства электроэнергии в Европе и Северной Америке. Первая ветряная турбина вырабатывала электричество для Майкирка, Шотландия, дома изобретателя Джеймса Блита в 1887 году. Первая ветряная турбина, синхронизированная с электросетью, находилась на вершине холма под названием Дедушка Ноб в американском штате Вермонт и проработала всего около 1100 часов. в 1941.

Несмотря на относительно недорогой и возобновляемый источник энергии, энергия ветра в 20 веке потеряла популярность. Ископаемые виды топлива, такие как уголь, нефть и природный газ, были более надежными источниками электроэнергии и энергии.

Нефтяной кризис 1970-х, однако, совпал с растущим экологическим движением. Люди снова начали искать более дешевые, более устойчивые источники энергии. В это время была создана первая в мире ветряная электростанция: 20 турбин в предгорьях Крочед-Маунтин, штат Нью-Гемпшир.

Сегодня ветряные электростанции строятся во многих районах. США обладают крупнейшими в мире мощностями по выработке энергии ветра и развили ветряные электростанции на Среднем Западе (где ветряные турбины делят пространство с сельскохозяйственными полями), пустынях и предгорьях. Крупнейшая ветровая электростанция в США — Центр ветроэнергетики Альта в округе Керн, штат Калифорния. Ветряная электростанция, состоящая из более чем 300 турбин, расположена на узком ветреном перевале Техачапи, который соединяет долину Сан-Хоакин с пустыней Мохаве.

Быстро индустриализирующиеся страны БРИК (Бразилия, Россия, Индия и Китай) строят ветряные электростанции на неосвоенных землях в пустынях и ветреных предгорьях горных хребтов. Ветряная электростанция Ганьсу в настоящее время находится на ранних стадиях строительства в китайской провинции Ганьсу. Ветряная электростанция Ганьсу будет представлять собой серию соединенных ветряных электростанций, способных производить колоссальные 5160 мегаватт электроэнергии.

Развивающиеся страны Африки и Юго-Восточной Азии также инвестируют в ветровые электростанции. Одна из крупнейших ветряных электростанций, которые в настоящее время разрабатываются, — это проект ветряной электростанции на озере Туркана, серия из 365 турбин возле озера Туркана, Кения. Ветряная электростанция использует свое расположение между двумя горными системами, где ветры сильные, устойчивые и предсказуемые. По завершении проект обеспечит электроэнергией тысячи домов и предприятий по всей северной Кении.

Преимущества

Использование энергии ветра для производства электроэнергии имеет множество преимуществ.

• Ветер нельзя израсходовать — он возникает естественным образом, независимо от того, используем мы его для получения электричества или нет.
• Ветер — чистый источник топлива. Турбины не имеют выбросов и не загрязняют воздух. Это имеет глобальное значение, поскольку все больше стран индустриализируются и увеличивают спрос на электроэнергию для домов, предприятий, больниц и школ. Например, во многих школах американского штата Айова установлены ветряные турбины. Первоначальные инвестиции в машины и оборудование были компенсированы экономией более 100 000 долларов США в год. Школы также выбрасывают на миллионы килограммов меньше углекислого газа.
• Энергия ветра дешевая! Это один из самых дешевых возобновляемых источников энергии. В США это стоит от 4 до 6 центов за киловатт-час. Это дешевле, чем природный газ, но все же дороже, чем ядерная энергия или уголь.
• Ветер генерируется по всей планете, и ветряные турбины можно экономично устанавливать практически везде. Это делает его ключевым ресурсом в развивающихся странах. Ядерная энергетика, например, требует рабочей силы с солидным образованием и инженерным образованием, а также первоначальных инвестиций в атомные электростанции. Развитие электростанций, работающих на ископаемом топливе, зависит от еще большего количества факторов: наличия угля, нефти или газа; оборудование и технологии для его очистки; и финансы для импорта или экспорта сырья или продуктов переработки. Непал, например, — развивающаяся страна, не имеющая ресурсов ископаемого топлива, но богатая ветреными гималайскими горными перевалами. Непальские лидеры разрабатывают политику инвестирования в проекты ветряных электростанций с использованием местных материалов. Это расширит энергосистему страны и позволит ускорить промышленное развитие.

Проблемы
Существует также много проблем, связанных с использованием энергии ветра:

• Несмотря на то, что энергия ветра дешева, первоначальные затраты на строительство ветряной электростанции или установку турбины по-прежнему обходятся дороже, чем генераторы, работающие на ископаемом топливе. На возмещение начальных затрат могут уйти годы.
• Береговые ветряные электростанции требуют акров земли и должны конкурировать с другими видами использования. В США и Австралии земля между турбинами часто используется в сельскохозяйственных целях, и фермеру или владельцу ранчо, владеющему землей, платят за сдачу в аренду участков его полей. При планировании ветряной электростанции в холмистой местности, где дуют устойчивые и сильные ветры, может потребоваться вырубка деревьев. Это разрушает среду обитания десятков видов и может даже повлиять на более крупную пищевую сеть в этом районе. В Северной Европе ветряные электростанции часто строятся на болотах, являющихся резервуарами торфа, содержащего ископаемое топливо. Разработка болот для установки ветряных турбин может привести к выбросу многих килограммов углекислого газа и других парниковых газов.
• Ветряные турбины убивают летучих мышей и птиц. Эхолокация летучих мышей не учитывает гигантские вращающиеся лезвия, и в них можно попасть. Лезвия также поражают птиц и могут отпугивать определенные виды птиц от мест их обитания. Потенциальные решения могут не требовать сложных технологий. Исследование, в ходе которого отслеживалась гибель летучих мышей возле турбин в округе Сомерсет, штат Пенсильвания, показало, что число погибших сократилось более чем наполовину, когда турбины просто переставали работать в периоды очень слабой ветровой активности. Другие решения включают использование ультрафиолетового излучения (ультрафиолетового света) для улучшения восприятия летучими мышами движущихся лезвий и разработку устройства, которое будет имитировать звуки, которых летучие мыши избегают.
• Оффшорные ветряные электростанции могут воздействовать на морскую экосистему. Морское дно должно быть нарушено и пробурено для установки ветряной турбины. Несмотря на то, что ветряные электростанции тщательно планируются, чтобы избежать судоходных путей и загруженных гаваней, они все же могут представлять опасность для судов во время сильных штормов.
• Некоторые жители, живущие рядом с ветряными электростанциями, жалуются на шум или внешний вид оборудования.
• Места, производящие большое количество ветра, часто находятся в отдаленных районах, вдали от городов и людей, которые могли бы его использовать. Линии электропередач должны быть построены для передачи электроэнергии в города.

Самым проблемным активом ветроэнергетики, конечно же, является сам ветер. Когда ветер не дует, электричество не вырабатывается.

Fast Fact

Анемометры — это устройства, измеряющие скорость и направление ветра. Данные анемометра могут помочь предприятиям, разработчикам, фермерам, владельцам ранчо, домовладельцам и муниципалитетам определить, достаточно ли энергии ветра на участке, чтобы сделать инвестиции в ветряные турбины экономически оправданными.

Краткий факт

Анемометры — это устройства, измеряющие скорость и направление ветра. Они используются для определения средней силы ветра на участке. Это помогает людям решить, является ли место хорошим местом для ветряных турбин.

Краткий факт

Программа кредитования анемометров
Анемометры — это устройства, измеряющие скорость и направление ветра. Данные анемометра могут помочь предприятиям, разработчикам, фермерам, владельцам ранчо, домовладельцам и муниципалитетам определить, достаточно ли энергии ветра на участке, чтобы инвестиции в ветряные турбины были экономически оправданы. Правительство поддерживает программу кредитования анемометров, чтобы помочь сообществам оценить свой ветроэнергетический потенциал. Подходит ли ваше сообщество?

Быстрый факт

Анемометры — это устройства, измеряющие скорость и направление ветра. Они используются, чтобы показать, достаточно ли энергии ветра на участке, чтобы сделать ветряную турбину экономически целесообразной.

Краткий факт

Анемометры — это устройства, измеряющие скорость и направление ветра. Они используются, чтобы показать, достаточно ли энергии ветра на участке, чтобы сделать его подходящим местом для ветряных турбин.

Краткий факт

Анемометры — это устройства, измеряющие скорость и направление ветра. Они показывают, сколько ветра в среднем дует в том или ином месте. Это помогает людям решать, где строить ветряные турбины.

Краткий факт

Мельницы для рисования и маслобойки
Большинство ветряных мельниц использовались для обработки зерна и перекачки воды. Некоторые ветряные мельницы также поставляли энергию для смешивания пигментов для краски и измельчения масла из таких материалов, как арахис или льняное семя.

Краткий факт

Большинство ветряных мельниц использовались для обработки зерна и перекачивания воды. Некоторые ветряные мельницы также поставляли энергию для смешивания пигментов для краски и измельчения масла из таких материалов, как арахис или льняное семя.

Краткий факт

В прошлом большинство ветряных мельниц использовались для измельчения зерна или перекачки воды. Некоторые из них использовались и для других целей. Они смешивали краски или растертое масло из таких вещей, как арахис или льняное семя.

Краткий факт

В прошлом большинство ветряных мельниц использовались для измельчения зерна или перекачивания воды. Некоторые также смешивали краски и растертое масло из таких вещей, как арахис или льняное семя.

Краткий факт

Большинство ветряных мельниц использовались для обработки зерна или перекачки воды. Некоторые также поставляли энергию для смешивания пигментов для краски и измельчения масла из таких материалов, как арахис или льняное семя.

Fast Fact

Ветряные электростанции
Эти страны лидируют в производстве ветровой энергии:

1. США
2. Китай
3. Испания
4. Германия
5. Индия

Краткий факт

В прошлом большинство ветряных мельниц использовались для измельчения зерна или перекачивания воды.