Преимущества и недостатки ветровых генераторов электроэнергии. Вэс плюсы и минусыПреимущества и недостатки ветровых генераторов электроэнергииПо сути, энергия ветра – это преобразованная в кинетическую энергию молекул воздуха энергия солнца. Так что можно утверждать, что энергия ветра, как и энергия волн – это разновидность солнечной энергии, энергии, которая будет нам доступна столько времени, сколько будет существовать Солнце и наша планета. В этой статье мы дадим краткий обзор преимуществ и недостатков ветровых генераторов электроэнергии. Преимущества. 1. Использование энергии ветра имеет тысячелетнюю историю. Энергия ветра использовалась еще в Древнем Риме для доставки воды и помола зерна. 2. Энергия ветра – возобновляемая энергия, что означает, что Земля производит ветер постоянно, бесплатно и без ущерба для окружающей среды. 3. Энергия ветра может быть достаточно дешевой, если будет использоваться в широких масштабах и на начальном этапе при поддержке государства. По некоторым оценкам цена КВт-часа может быть ниже 4-6 центов. 4. Энергией ветра замещает энергию, вырабатываемую тепловыми электростанциями, тем самым уменьшая выбросы парниковых газов. 5. Энергия ветра доступна практически в любом месте на планете. Где-то ветер слабее, где-то сильнее, но он есть практически везде. 6. Ветрогенераторы не производят вредных выбросов в процессе эксплуатации. 7. Ветряные турбины расположены на мачтах, и занимают очень мало места, что позволяет размещать их совместно с другими строениями и объектами. 8. Энергия ветра будет особенно востребована в удаленных местах, куда доставка электричества другими привычными способами затруднена. 9. Производство и эксплуатация ветряных турбин – это новые рабочие места. 10. Как и другие альтернативные источники энергии, ветряные электростанции снижают зависимость компаний и частных лиц от монополии нефтегазовых кампаний, т.е. создают конкуренцию, от которой должны выиграть конечные потребители. Недостатки. 1. Сила ветра весьма переменчива и зачастую непредсказуема, что требует использования дополнительного буфера для накапливания избыточной электроэнергии или дублирования источника для подстраховки. Эта проблема должна решиться с внедрением технологии Smart Grid – интеллектуальной системы распределения электроэнергии производимой гетерогенными источниками между потребителями в зависимости это потребностей. 2. Многие люди считают, что ветряки, торчащие здесь и там, портят природный вид местности. 3. В разных частях Земли в разное время ветер дует по-разному. При строительстве ветряных электростанций необходимо предварительное исследование и разработка карты ветров. 4. Высокая начальная стоимость. Стоимость установки производящей 1 МВт составляет сегодня 1 миллион долларов. 5. Ветряные электростанции, как правило, простираются на обширные территории и находятся в отдалении от потребителя, что создает дополнительные расходы на транспортировку энергии. 6. Сохранение избыточной энергии, выработанной ветряными турбинами, требуют дополнительных решений: аккумуляторов или преобразователей в другие виды энергии. 7. Некоторые исследователи утверждают, что ветряки принуждают некоторые виды птиц менять пути миграции. 8. Ветряные турбины создают шум сравнимый с шумом автомобиля движущегося со скоростью 70 км/ч, что создает дискомфорт для людей и отпугивает животных. 9. Вращающиеся лопасти турбины представляют потенциальную опасность для некоторых видов живых организмов. Согласно статистике, лопасти каждой установленной турбины являются причиной гибели не менее 4 особей птиц в год. 10. Есть мнение, что турбины могут создавать помехи ухудшающие прием радио- и теле- передач. www.facepla.net Ветряные электростанции для дома плюсы и минусы данного электричества.Приобретение ветряной электростанции для дома – наиболее подходящее решение в случае отсутствия единой подачи электроэнергии. Также установка домашней станции выгодна, если стоимость подведения линий электропередач неоправданно завышена. Для поселков, расположенных на большом расстоянии от центрального электроснабжения, оптимально использование ветроэнергетических станций с увеличенным показателем мощности, которой будет достаточно для снабжения энергией сразу нескольких объектов. Ветряные станции для автономного энергоснабженияДля обеспечения ежедневных бытовых потребностей в электроэнергии (использование электрических приборов, освещение) потребуется ветроэнергетическая установка мощностью более 10 кВт. Целесообразнее оборудовать систему из нескольких станций с невысокой мощностью, которые будут аккумулировать энергию на общую батарею. В случае необходимости мощность данной системы можно регулировать, изменяя количество и емкость батарей или устанавливая дополнительные генераторы энергии. Чтобы получить возможность бесперебойного энергоснабжения, вне зависимости от климатических условий, целесообразно создать комплекс, который будет действовать автономно и включает ветряную установку и дополнительный источник энергии. В качестве такого источника можно эксплуатировать бензо-генератор, солнечные батареи или дизельный генератор. При высокой силе ветра генератор должен находится в отключенном состоянии. Когда для функционирования электроприборов и заряда батареи будет недостаточно энергии, производимой ветряной станцией, осуществляется запуск резервного источника в автоматическом режиме. Технические параметры ветряных установокКонструкция стандартной ветряной станции включает ряд неотъемлемых элементов. Для функционирования системы используются:
Для осуществления мониторинга и контроля за всей системой применяется микропроцессорный контроллер либо другие логические схемы. Определяясь с техническими характеристиками ветряной электростанции следует отдать предпочтение тем установкам, у которых скорости запуска ротора и перехода на рабочий режим являются минимальными. Чем больше область рабочих скоростей ветра, тем выше вероятность стабильной выработки энергии. Большое разнообразие ветряных установок сводится к двум основным категориям:
Горизонтальные установки обладают повышенным КПД и невысокой материалоемкостью. В то же время, данная разновидность ветровых электростанций имеет сложно устроенный механизм и менее удобна в эксплуатации. Вертикальные станции являются менее экономичными, но способны функционировать в широком диапазоне скоростей ветра и отличаются компактностью. Выбор генератораСуществует несколько вариантов генератора для ветряной установки, каждый из которых имеет собственные преимущества и недостатки. Наиболее распространенным вариантом является использование генератора переменного тока. К его положительным чертам относится сравнительная дешевизна и отсутствие необходимости монтажа. Однако зачастую генератору переменно тока недостаточно скорости вращения, которую создает поток ветра. В таком случае потребуется установить шкив или зубчатую передачу, что потребует дополнительных затрат. Еще один способ – собранный вручную генератор с использованием постоянных магнитов в конструкции. Для сооружения такого генератора необходимо разработать детальный проект и выполнить ряд расчетов. В то же время подобное устройство отличается высокой эффективностью, прочностью конструкции и низкой стоимостью одного кВт. Также для домашней ветряной электростанции подходит генератор постоянного тока. К достоинствам его эксплуатации можно отнести простоту конструкции и стабильное функционирование. Используя данную разновидность генератора важно правильно рассчитать требуемый показатель мощности и на основе этих сведений сделать выбор устройства. По ряду характеристик генераторы постоянного тока уступают аналогам на переменно токе и кроме того их передающий механизм нуждается в периодическом обслуживании. Преимущества ветряных установокВетряные мельницы для электричества обладают рядом положительных свойств, которые обусловливают рост их востребованности. Среди преимуществ ветровых установок можно выделить:
Используя ветряные электростанции для дома, цены которых на сегодняшний день довольно невысокие, вы сможете экономить на потреблении электричества на протяжение всего срока работы установок. Правильно рассчитав мощность станции реально обеспечить снабжение энергией как один объект, так и группу домов. Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter. madenergy.ru Плюсы и минусы виэК положительным качествам ВИЭ относятся повсеместная распространенность большинства их видов, экологическая чистота. Эксплуатационные затраты по использованию нетрадиционных источников не содержат топливной составляющей, так как энергия этих источников как бы бесплатная. Отрицательные качества - это малая плотность потока (удельная мощность) и изменчивость во времени большинства ВИЭ. Первое обстоятельство заставляет создавать большие площади энергоустановок, «перехватывающие» поток используемой. Это приводит к большой материалоемкости подобных устройств, а, следовательно, к увеличению удельных капиталовложений по сравнению с традиционными энергоустановками. Больше неприятностей доставляет изменчивость во времени таких источников энергии, как солнечное излучение, ветер, приливы, сток малых рек, тепло окружающей среды. Если, например, изменение энергии приливов строго циклично, то процесс поступления солнечной энергии, хотя в целом и закономерен, содержит, тем не менее, значительный элемент случайности, связанный с погодными условиями. Еще более изменчива и непредсказуема энергия ветра. Зато геотермальные установки при неизменном дебите геотермального флюида в скважинах гарантируют постоянную выработку энергии (электрической или тепловой). Кроме того, стабильное производство энергии могут обеспечить установки, использующие биомассу, если они снабжаются требуемым количеством этого «энергетического сырья». Говоря о производстве электроэнергии, следует заметить, что она представляет собой весьма специфический вид продукции, который должен быть потреблен в тот же момент, что и произведен. Ее нельзя отправить «на склад», как уголь, нефть или любой другой продукт или товар, поскольку фундаментальная научно-техническая проблема аккумулирования электроэнергии в больших количествах пока не решена, и нет оснований полагать, что она будет решена в обозримом будущем. Что же касается «бесплатности» большинства видов ВИЭ, то этот фактор нивелируется значительными расходами на приобретение соответствующего оборудования. В результате возникает некоторый парадокс, состоящий в том, что бесплатную энергию способны использовать, главным образом, богатые страны. В то же время наиболее заинтересованы в эксплуатации ВИЭ развивающиеся государства, не имеющие современной энергетической инфраструктуры, то есть развитой сети централизованного энергоснабжения. Для них создание автономного энергообеспечения путем применения нетрадиционных источников могло бы стать решением проблемы, но в силу своей бедности они не имеют средств на закупку в достаточном количестве соответствующего оборудования. Богатые же страны энергетического голода не испытывают и проявляют интерес к альтернативной энергетике в основном по соображениям экологии, энергосбережения и диверсификации источников энергии. Ветроэнергетика Энергия ветраВетроэнергетика — отрасль энергетики, специализирующаяся на использовании энергии ветра — кинетической энергии воздушных масс в атмосфере. Человек использует энергию ветра с незапамятных времен. Но его парусники, тысячелетиями бороздившие просторы океанов, и ветряные мельницы использовали лишь ничтожную долю из тех 2,7 трлн. кВт энергии, которыми обладают ветры, дующие на Земле. Полагают, что технически возможно освоение 40 млрд. кВт, но даже это более чем в 10 раз превышает гидроэнергетический потенциал планеты. Почему же столь обильный доступный и экологически чистый источник энергии так слабо используется? В наши дни двигатели, использующие ветер, покрывают всего одну тысячную мировых потребностей в энергии. Ветровой энергетический потенциал Земли в 1989 году был оценен в 300 млрд. кВт * ч в год. Но для технического освоения из этого количества пригодно только 1,5%. Главное препятствие для него – рассеянность и непостоянство ветровой энергии. Непостоянство ветра требует сооружения аккумуляторов энергии, что значительно удорожает себестоимость электроэнергии. Из-за рассеянности при сооружении равных по мощности солнечных и ветровых электростанций для последних требуется в пять раз больше площади (впрочем, эти земли можно одновременно использовать и для сельскохозяйственных нужд). Но на Земле есть и такие районы, где ветры дуют с достаточным постоянством и силой. Примерами подобных районов могут служить побережья Северного, Балтийского, арктических морей. Новейшие исследования направлены преимущественно на получение электрической энергии из энергии ветра. Стремление освоить производство ветроэнергетических машин привело к появлению на свет множества таких агрегатов. Некоторые из них достигают десятков метров в высоту, и, как полагают, со временем они могли бы образовать настоящую электрическую сеть. Малые ветроэлектрические агрегаты предназначены для снабжения электроэнергией отдельных домов. Сооружаются ветроэлектрические станции преимущественно постоянного тока. Ветряное колесо приводит в движение динамо-машину – генератор электрического тока, который одновременно заряжает параллельно соединенные аккумуляторы. Сегодня ветроэлектрические агрегаты надежно снабжают током нефтяников; они успешно работают в труднодоступных районах, на дальних островах, в Арктике, на тысячах сельскохозяйственных ферм, где нет поблизости крупных населенных пунктов и электростанций общего пользования. Современные методы генерации электроэнергии из энергии ветра Принцип действия всех ветродвигателей один: под напором ветра вращается ветроколесо с лопастями, передавая крутящий момент через систему передач валу генератора, вырабатывающего электроэнергию, водяному насосу. Чем больше диаметр ветроколеса, тем больший воздушный поток оно захватывает и тем больше энергии вырабатывает агрегат. Принципиальная простота дает здесь исключительный простор для конструкторского творчества, но только неопытному взгляду ветроагрегат представляется простой конструкцией. Крыльчатые ветродвигатели
Традиционная компоновка ветряков – с горизонтальной осью вращения – неплохое решение для агрегатов малых размеров и мощностей. Когда же размахи лопастей выросли, такая компоновка оказалась неэффективной, так как на разной высоте ветер дует в разные стороны. В этом случае не только не удается оптимально ориентировать агрегат по ветру, но и возникает опасность разрушения лопастей. Для крыльчатых ветродвигателей, наибольшая эффективность которых достигается при действии потока воздуха перпендикулярно к плоскости вращения лопастей крыльев, требуется устройство автоматического поворота оси вращения. С этой целью применяют крыло-стабилизатор. Карусельные ветродвигатели обладают тем преимуществом, что могут работать при любом направлении ветра, не изменяя своего положения. Коэффициент использования энергии ветра у крыльчатых ветродвигателей намного выше, чем у карусельных. В то же время, у карусельных ветродвигателей намного больше момент вращения. Он максимален для карусельных лопастных агрегатов при нулевой относительной скорости ветра. Распространение крыльчатых ветроагрегатов объясняется величиной скорости их вращения. Они могут непосредственно соединяться с генератором электрического тока без повышающего редуктора. Скорость вращения крыльчатых ветродвигателей обратно пропорциональна количеству крыльев, поэтому агрегаты с количеством лопастей больше трех практически не используются. Карусельные ветродвигатели Различие в аэродинамике дает карусельным установкам преимущество в сравнении с традиционными ветряками. При увеличении скорости ветра они быстро наращивают силу тяги, после чего скорость вращения стабилизируется. Карусельные ветродвигатели тихоходны и это позволяет использовать простые электрические схемы, например, с асинхронным генератором, без риска потерпеть аварию при случайном порыве ветра. Еще более важным преимуществом карусельной конструкции стала ее способность без дополнительных ухищрений следить за тем “откуда дует ветер”, что весьма существенно для приземных рыскающих потоков. Ветродвигатели подобного типа строятся в США, Японии, Англии, ФРГ, Канаде. Карусельный лопастный ветродвигатель наиболее прост в эксплуатации. Его конструкция обеспечивает максимальный момент при запуске ветродвигателя и автоматическое саморегулирование максимальной скорости вращения в процессе работы. С увеличением нагрузки уменьшается скорость вращения и возрастает вращающий момент вплоть до полной остановки. Ортогональные ветродвигатели
Ортогональные ветродвигатели, как полагают специалисты, перспективны для большой энергетики. Сегодня перед ветропоклонниками ортогональных конструкций стоят определенные трудности. Среди них, в частности, проблема запуска. В ортогональных установках используется тот же профиль крыла, что и в дозвуковом самолете (см. рис. 1. (6)). Самолет, прежде чем “опереться” на подъемную силу крыла, должен разбежаться. Так же обстоит дело и в случае с ортогональной установкой. Сначала к ней нужно подвести энергию – раскрутить и довести до определенных аэродинамических параметров, а уже потом она сама перейдет из режима двигателя в режим генератора. studfiles.net Достоинства и недостатки ветроэнергетикиВетроэнергетика изначально относится к категории «альтернативных» источников энергии. Что отличает альтернативные источники энергии от традиционных? Они наносят меньший вред окружающей среде, выгодны в использовании, возобновляемы, а некоторые даже неисчерпаемы. Ветроэнергетика неисчерпаема так же, как ветер.
Ветроэнергетика древних людейВетроэнергетику применяли ещё древние люди. Египтяне в третьем тысячелетии до н. э. изобрели парус. Позже, во втором веке до н.э., персы придумали ветряные мельницы. Таким образом, они превратили энергию движения воздуха в механическую энергию, и, сами того не зная, положили начало ветроэнергетике. В наши дни эта отрасль получила новый виток развития. Ветроэнергетика: подводные камни не пугаютСегодня с помощью ветрогенераторов из ветра получают электроэнергию. Конструкция представляет собой мачту, наверху которой находится генератор и подключенный к нему пропеллер. Зародившись в 1890 году в Дании, и будучи забытым в середине 20-го века, этот способ вновь обрел жизнь в конце 20 столетия. Поводами для этого стали нефтяной кризис 70-х годов и авария на чернобыльской АЭС. Теперь с каждым годом число ветряных электростанций растёт. Однако, пока на их долю приходится только 3% всей электроэнергии в мире. У этого вида энергетики есть свои особенности, которые мешают его повсеместному использованию. В то же время, некоторые страны активно развиваются в данном направлении, используя неоспоримые достоинства ветроэнергетики. Достоинства ветроэнергетикиПреимуществом этого метода получения энергии является то, что его работа не производит выбросов в атмосферу. Более того, для кручения лопастей ветрогенератора не требуется никакого топлива. Таким образом, для конвертации энергии достаточно построить ветроустановки в тех местах, где в течение года часто гуляет ветер. Для производства тока достаточно скорости воздушных масс от 3м/с. При сильных порывах, больше 25м/с, специальная тормозная система останавливает ветрогенератор. Возведение такой установки занимает всего неделю, что позволяет быстро разворачивать сети генераторов. Хотя такие комплексы и занимают большие площади, эти же территории могут безопасно использоваться для сельскохозяйственных нужд. Угодья могут находиться непосредственно у основания мачты, а жилые постройки – не ближе 300 метров, шум от ветряков на таком расстоянии не превышает фоновый. Поломка одной установки не влияет на работу всей станции, поэтому, если аварии и происходят, они не сильно сказываются на общей мощности. Ветряная ферма Сан Горгонио Пасс (San Gorgonio Pass). Фото: Jan Tångring/commons.wikimedia.org (CC-PD-Mark) Недостатки ветроэнергетикиТогда как положительные стороны использования ветроэлектростанций довольно очевидны, недостатки их не сразу заметны. В первую очередь, такие электростанции менее продуктивны, в отличие от традиционных ТЭС, ГЭС и АЭС. Это обусловлено тем, что источник энерги- ветер – непостоянен. Сегодня его скорости достаточно, завтра может быть штиль, а послезавтра – шторм, и ветряки придется отключать, иначе они вообще могут разлететься на части. Эта особенность требует дорогостоящих решений при подключении ВЭС к единым энергосистемам, в том числе, использования аккумуляторов. Не так уж она экологична…Кроме того, ветроустановки не абсолютно экологичны, как это может показаться на первый взгляд. Проблемой является переработка использованных лопастей, срок службы которых 20-25 лет. Ученые находятся в состоянии поиска экологичного способа утилизации композитных материалов, из которых производят лопасти, но пока их в основном сжигают. Такой метод приводит к выбросам газов в атмосферу и необходимости захоронения несгораемого остатка. Конечно же, эти последствия сказываются на окружающей среде.  Большую роль в этом сыграло государство, приняв решение сократить выбросы углекислого газа в атмосферу и запретив строительство атомных электростанций. Пиролиз нам поможетНедавно специалисты стали рассматривать применение пиролиза для переработки лопастей – нагревание без доступа кислорода. Такой метод позволит использовать полученные вещества для изготовления строительных материалов. Ветроэнергетика, как угроза животному мируВетряки могут оказывать влияние на животный мир. Есть мнение, что они изменяют пути миграции птиц, а вибрация, создаваемая ими при работе, отпугивает мелких животных, которые восприимчивы даже к незначительным колебаниям. Ветряки оказывают влияние и на человека: некоторые люди имеют повышенную чувствительность к инфразвуку, создаваемому лопастями генераторов, который воздействует на вестибулярный аппарат. В связи с этим могут появиться неприятные симптомы такие, как головокружение, нарушение сна, тошнота и другие неврологические расстройства. Ветроэнергетика, как потенциальный онкогенОднако ученые склоняются к мнению, что неприятные симптомы возникают у людей, обеспокоенных близостью установок. Некоторые специалисты считают, что так называемый «синдром ветрогенератора» является ярким примером ноцебо-эффекта – отрицательной реакции на явление из-за негативной информации о нём. Относительно мощных ветряков также есть некоторые опасения: магнитное поле, создаваемое ими в радиусе 2 км, может увеличить риск развития онкологических заболеваний. Какие страны активно внедряют ветроэнергетику?Главным энтузиастом в развитии ветроэнергетики стала страна-родоначальник – Дания. С 2000 года датчане увеличили долю ветряной электроэнергии с 12% до 42%. К тому же, датчане -одни из лидеров по количеству оффшорных ВЭС. Такие ВЭС располагаются в воде вблизи морских берегов, где ветер более постоянен. Конечно же, большую роль в этом сыграло государство, приняв решение сократить выбросы углекислого газа в атмосферу, а также запретив строительство атомных электростанций. Помимо Дании, в Европе большое внимание ветроэнергетике уделяют Германия, Португалия, Испания, Ирландия, Голландия. Лидерами же по суммарной мощности установленных генераторов являются Китай, США и Индия. Во всех случаях резкий подъем этой отрасли обусловлен инициативой правительств. Кстати, в стране тюльпанов в январе этого года все поезда национальной компании NS перешли на электропитание от ветрогенераторов. Изначально голландцы рассчитывали сделать это в 2018 году, но постоянно увеличивающееся количество станций позволило осуществить переход на год раньше. Ветроэлектростанция возле Палм-Спрингс, Калифорния. Фото: Kit Conn / wikimedia.org (CC BY-SA 3.0) Несомненно, любая человеческая деятельность влияет на окружающую среду, и поэтому главное – найти способы максимально сократить негативное воздействие. Ученые находятся в состоянии поиска решений для минимизации побочных эффектов ветроэнергетики. К тому же, предстоит провести множество исследований, которые определят, как будет реагировать организм человека и животных на такое соседство. Так как многие страны динамично продвигаются в этом направлении, несомненно, нас ждут новые открытия и ответы на вопросы. Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter. sciencepop.ru Ветряные электростанции — ПРОВОТОКРеалии современной жизни таковы, что во многих регионах страны перебои с подачей электричества – явление вполне обычное в силу различных причин. В первую очередь это связано с погодными условиями – учитывая разнообразие климатических зон отключение электричества достаточно часто происходит во многих регионах с суровым климатом. Кроме того, особо сложной является подведение электропроводки в удаленные регионы, например, в поселки, где производится добыча полезных ископаемых, в условиях лесничеств, других местах, куда дотянуть линии электропередач невозможно либо невыгодно экономически. Однако потребность в электричестве существует постоянно – слишком большое количество (да практически подавляющее большинство) приборов, бытовой техники и промышленного оборудования имеют электропитание, необходимое для поддержания в домах комфортной атмосферы и уюта, а на предприятиях – для бесперебойного выполнения функций оснасткой. Естественно, что необходим полностью автономный источник обеспечения энергией и в большинстве случаев это ветровые электростанции. Их применение практически оправдало себя во многих местностях России и за границей, поскольку позволяет построить качественный энергонезависимый контур, который может обеспечить потребности как одиночного дома, так и промышленного предприятия. Ветровые электростанции – плюсы и минусы в эксплуатацииОчень широкое распространение ветряные электростанции в тех регионах земного шара, где постоянно ощущается движение воздуха – в первую очередь на побережьях океанов и в пустынных областях. Ярким примером можно примести Нидерланды, где значительное количество всей вырабатываемой энергии по стране производится именно таким способом – достаточно вспомнить знаменитые на весь мир «поля ветряков». Ветровые электростанции в России также постепенно набирают популярность – в первую очередь это Крым, Кубань, Ставропольский край, причем существует уже не только оборудование промышленного назначения, но и ветряные электростанции для дома, которые позволят сделать жизнь в собственном жилье комфортной. Основа работы таких устройств – преобразование в электричество движения воздушных потоков, использование которых было известно еще в Древнем Риме и Греции: ветряные мельницы широко применялись для помола зерна, а также использовались для подъема и доставки воды. Открытие электричества и последующее развитие техники позволило применять ветряки для выработки электрического тока, хотя первоначально эффективность таких устройств была сравнительно невелика. На текущий момент с удешевление технологий и применением современных материалов возможно использование таких ветроэнергетики в промышленных и частных целях. Как и другие источники энергии, имеют ветровые электростанции плюсы и минусы – это неизбежно. Опыт работы с генераторами такого типа позволяет выявить такие несомненные преимущества:
Ветряные электростанции – принцип работы и возможности примененияПринцип работы ветрогенераторов любого масштаба аналогичен работе обычной ветряной мельницы и основан на преобразовании энергии перемещающихся воздушных потоков в электроэнергию. Основной детальною устройства промышленного или частного применения является собственно сам генератор, который вращается за счет лопастей, укрепляемых на роторе. Устанавливается эта часть на мачте достаточно большой высоты (у промышленных образцов может достигать до 120 метров). Поворотный механизм и хвостовик позволяют контейнеру, в котором установлен генератор, максимально эффективно улавливать все изменения направления движения воздуха, вырабатывая энергию. Для снижения или увеличения вращающего момента в зависимости от силы ветра применяются редукторные системы, автоматика которых обеспечивает бесперебойную работу практически при любых допустимых нагрузках, и останавливает движение лопастей при поломках или превышении максимальной скорости. Кроме того, в составе системы присутствует также аккумуляторная батарея необходимой емкости (в моделях промышленного назначения — удаленная), а также инверторы для того, чтобы можно было подключать потребителей переменного тока (в основном для домашнего применения). Правильно изготовленная и смонтированная генераторная система дает возможность бесперебойного обеспечения потребителей практически любой мощности – необходимо тщательно рассчитать будущую нагрузку и подобрать высоту мачты, длину лопастей, а также учесть преобладающее направление и силу ветра. В промышленном использовании устанавливаются сразу несколько единиц оборудования, соединенных в общую систему, которая контролируется не только датчиками, но и компьютерными программами, осуществляющими управление в зависимости от потребностей предприятия. Ветро генераторы и электростанции своими рукамиМногих домашних умельцев, которые обладают достаточными знаниями, вполне может заинтересовать вопрос – будет ли эффективно работать ветряная электростанция, своими руками собранная из подручных материалов? В большинстве случаев самодельных устройств хватает на выработку электроэнергии, достаточной для работы нескольких бытовых электроприборов – холодильника, нескольких ламп, телевизора, что уже само по себе удобно. Наиболее важной деталью в самодельном приборе являются лопасти – они должны быть изготовлены с высокой тщательностью и правильно отбалансированы. Как правило, применяются трехлопастные конструкции – они обеспечивают стабильное вращение вала даже при слабом ветре (от 4 м/с), хотя возможно использование двух лопастей либо большего количества. Своими руками эти детали можно выполнить из твердых пород дерева – это обеспечит их достаточную легкость и прочность, а стало быть – долговечность. Схем сборки домашних электрогенераторов достаточно много в интернете и подобрать наиболее подходящую не составит особого труда. Следует уделить особое внимание установке мачты и креплению на ней контейнера с генератором и пропеллером – иначе вся конструкция не выдержит нагрузки и рухнет (особо важно в местах с порывистым и переменным ветром). Как правило, недостаточно только качественно забетонировать мачту – желательно также придать жесткость растяжками из стальных тросов, обеспечив полную неподвижность. Следует также отметить тот факт, что изготовленный в домашних условиях генератор следует предварительно тестировать – это позволит обеспечить максимальную долговечность механизмов устройства. В большинстве случаев более простым и быстрым решением ветряная электростанция, купить которую можно во многих интернет-магазинах либо заказать у проверенных производителей подобного оборудования. Такой «конструктор» собирается быстро и работает более качественно и дольше. provotok.ru Преимущества и недостатки ветровых генераторов электроэнергииСоздано 31.10.2009 19:57 Автор: Александр КомпанеецПо сути, энергия ветра – это преобразованная в кинетическую энергию молекул воздуха энергия солнца. Так что можно утверждать, что энергия ветра, как и энергия волн – это разновидность солнечной энергии, энергии, которая будет нам доступна столько времени, сколько будет существовать Солнце и наша планета. В этой статье мы дадим краткий обзор преимуществ и недостатков ветровых генераторов электроэнергии. Преимущества. 1. Использование энергии ветра имеет тысячелетнюю историю. Энергия ветра использовалась еще в Древнем Риме для доставки воды и помола зерна. 2. Энергия ветра – возобновляемая энергия, что означает, что Земля производит ветер постоянно, бесплатно и без ущерба для окружающей среды. 3. Энергия ветра может быть достаточно дешевой, если будет использоваться в широких масштабах и на начальном этапе при поддержке государства. По некоторым оценкам цена КВт-часа может быть ниже 4-6 центов. 4. Энергией ветра замещает энергию, вырабатываемую тепловыми электростанциями, тем самым уменьшая выбросы парниковых газов. 5. Энергия ветра доступна практически в любом месте на планете. Где-то ветер слабее, где-то сильнее, но он есть практически везде. 6. Ветрогенераторы не производят вредных выбросов в процессе эксплуатации. 7. Ветряные турбины расположены на мачтах, и занимают очень мало места, что позволяет размещать их совместно с другими строениями и объектами. 8. Энергия ветра будет особенно востребована в удаленных местах, куда доставка электричества другими привычными способами затруднена. 9. Производство и эксплуатация ветряных турбин – это новые рабочие места. 10. Как и другие альтернативные источники энергии, ветряные электростанции снижают зависимость компаний и частных лиц от монополии нефтегазовых кампаний, т.е. создают конкуренцию, от которой должны выиграть конечные потребители. Недостатки. 1. Сила ветра весьма переменчива и зачастую непредсказуема, что требует использования дополнительного буфера для накапливания избыточной электроэнергии или дублирования источника для подстраховки. Эта проблема должна решиться с внедрением технологии Smart Grid – интеллектуальной системы распределения электроэнергии производимой гетерогенными источниками между потребителями в зависимости это потребностей. 2. Многие люди считают, что ветряки, торчащие здесь и там, портят природный вид местности. 3. В разных частях Земли в разное время ветер дует по-разному. При строительстве ветряных электростанций необходимо предварительное исследование и разработка карты ветров. 4. Высокая начальная стоимость. Стоимость установки производящей 1 МВт составляет сегодня 1 миллион долларов. 5. Ветряные электростанции, как правило, простираются на обширные территории и находятся в отдалении от потребителя, что создает дополнительные расходы на транспортировку энергии. 6. Сохранение избыточной энергии, выработанной ветряными турбинами, требуют дополнительных решений: аккумуляторов или преобразователей в другие виды энергии. 7. Некоторые исследователи утверждают, что ветряки принуждают некоторые виды птиц менять пути миграции. 8. Ветряные турбины создают шум сравнимый с шумом автомобиля движущегося со скоростью 70 км/ч, что создает дискомфорт для людей и отпугивает животных. 9. Вращающиеся лопасти турбины представляют потенциальную опасность для некоторых видов живых организмов. Согласно статистике, лопасти каждой установленной турбины являются причиной гибели не менее 4 особей птиц в год. 10. Есть мнение, что турбины могут создавать помехи ухудшающие прием радио- и теле- передач. www.facepla.net Энергия ветра: как ВЭС могут работать на энергоэффективность УкраиныСегодня ветроэнергетика считается одной из наиболее перспективных областей возобновляемой энергетики в мире. В «Программе ООН развития мировой энергетики» подчеркивается, что в XXI веке преимущество будут иметь экономики именно тех стран, где интенсивно развивается ветроэнергетический сектор. Не отстает в этой сфере и Украина - в работе 18 ветроэлектростанций, в планах - увеличение мощностей. На одной из крупнейших ВЭС - Ботиевской - побывал корреспондент УНИАН. Панорама первой и второй очередей Ботиевской ВЭС Ботиевской ветроэлектростанцией управляет компания «Винд Пауэр», дочерняя структура частного энергетического холдинга «ДТЭК». Она расположена рядом с селом Приморский Посад Приазовского района Запорожской области. Установленная проектная мощность - 195 МВт. Эта ВЭС – самый дорогой частный инвестпроект в Украине стоимостью 350 млн евро. Пока на Ботиевской станции генерируют энергию 30 ветроустановок общей мощностью 90 МВт, а к 2014 году прибавится еще 35. Мощности Ботиевской ВЭС хватит на обеспечение потребностей примерно 300 - 400 тыс. домохозяйств. Первая очередь "ветряков" на Ботиевской ВЭС Принцип работы станции прост - ветер приводит в движение лопасти ветроустановки, которые вращают ротор электрогенератора. Чем выше скорость ветра, тем интенсивнее вращение и, соответственно, больше энергии. Электроэнергия передается по подземному кабелю на распределительную станцию, а оттуда уже в дома, на предприятия и т.д. Для работы станции достаточно скорости ветра 3 м/с, что означает практически круглосуточную выработку энергии. Одна установка может генерировать 3 МВт электроэнергии, чего хватит для полного обеспечения энергетических нужд небольшого городка. ***Мегаватт-час (МВт/ч) - единица измерения мощности, количества произведенной или потребленной энергии. Ветроустановка, мощностью 1 МВт вырабатывает в год (8760 часов) от 2 до 3 млн кВт/ч электроэнергии (в зависимости от интенсивности работы). Одно домохозяйство в среднем потребляет в год 1,5-2,5 тыс. кВт/ч электроэнергии. Таким образом, ветроустановка мощностью 1 МВт может обеспечить электричеством от 1 тыс. до 1,5 тыс. домохозяйств в год. Монтаж лопастей ветроустановки Ботиевской ВЭС Размеры «ветряка» впечатляют: высота башни – 94 метра, вместе с лопастями – 149 метров. Размах лопастей - как футбольное поле. И что примечательно, такую ветроустановку можно смонтировать за 3 дня. "Ветряк" Ботиевской ВЭС во флюгерной позиции Первая очередь Ботиевской ВЭС (90 МВт) составляет почти треть суммарной мощности всех ВЭС Украины, а в 2014 году, с завершением второй очереди и достижением станцией проектной мощности 195 МВт, ее доля на рынке ветроэнергии вырастет до 50%. По словам гендиректора компании «Винд Пауэр» Германа Айбиндера, строительство ветропарка ДТЭК Приазовский (будет состоять из трех площадок: Ботиевской, Приморской и Бердянской ВЭС суммарной мощностью 550 МВт) завершится к 2017 году, инвестиции составят 0,9 млрд евро, и в том же году начнется строительство второго ветропарка мощностью 700 МВт – ДТЭК Мангуш.
Монтаж второй очереди ветроустановок Ботиевской ВЭС Плюсы и минусы от ветра Чтобы понять значимость ВЭС, стоит разобраться в преимуществах и недостатках такого способа генерации энергии. Главным аргументом в пользу ветроэнергетики является ветер - неисчерпаемый природный экологически чистый энергоресурс, за который не нужно платить и воевать. «Плюсы ВЭС связаны с тем, что ветроэнергетика не имеет рисков, связанных с нестабильностью цен на ископаемое топливо. Ветер как источник энергии неисчерпаем и присутствует в неограниченном количестве. Кроме того, ветроэнергетика - экологически приемлема, ведь производство энергии не сопровождается вредными выбросами», - подчеркивает Айбиндер. Глава правления Украинской ветроэнергетической ассоцицаии (УВЭА) Андрей Конеченков отмечает еще один немаловажный позитивный фактор - отсутствие у ВЭС, в отличие от атомных и тепловых станций, потребности в пресноводных ресурсах, которые являются самым большим дефицитом в мире. Кроме того, ветроэнергетика – признанный в мире инструмент борьбы с изменением климата, так как при производстве электроэнергии нет выбросов парниковых газов. Также существенным преимуществом является возможность размещения станций в труднодоступных местах. «ВЭС позволяют решать проблему электроснабжения в тех регионах, где другие варианты недоступны по разным причинам, в том числе, с экологической точки зрения, либо они очень дорогие», - поясняет Юлия Березовская, исполнительный директор консалтинговой и исследовательской организации IBCenter. В то же время, ветроэнергетику, как и другие альтернативные энерготехнологии, нельзя рассматривать как панацею, считает Конеченков. «Главный недостаток ВЭС связан с непредсказуемым характером ветровой энергии. Ее выработку трудно спрогнозировать, поэтому такой вид генерации нуждается в поддержке резервными мощностями», - констатирует Айбиндер. Но одним из главных недостатков ветроэнергетики является ее дороговизна. Многие развитые страны, к примеру, Дания, Германия, Великобритания, Китай, инвестируя в альтернативную энергию, рассматривают в перспективе возможность снизить зависимость от ископаемых ресурсов. Поэтому частично закрывают глаза на ее стоимость, хотя гораздо большее внимание все же предпочитают уделять повышению эффективности использования традиционных энергоресурсов. То, что в вопросе энергосбережения следует равняться именно на ЕС, признают и составители Рейтинга энергоэффективности регионов Украины, который выпускается с 2011 года по инициативе компании СКМ Рината Ахметова. Эталоном для сравнения, насколько эффективно потребляют энергоресурсы различные регионы и отрасли экономики Украины, является именно средний показатель Европейского Союза. По итогам последнего рейтинга, представленного в середине октября, общая энергоэффективность Украины составила 54,2% от уровня ЕС, то есть, эффективность того, как мы потребляем энергоресурсы, почти в 2 раза ниже среднеевропейской. Что такое ветер для Украины «Для Украины ВЭС - возможность снизить зависимость от российских энергоносителей, а значит - энергетическая безопасность страны», - считает Березовская. Действительно, по данным ряда экспертов, развитие ветроэнергетики может позволить Украине обеспечить ежегодную выработку до 50 ГВт электроэнергии, что даст возможность сэкономить порядка 20 млрд кубометров природного газа. Но, согласно расчетам Украинской ветроэнергетической ассоциации, к концу 2015 года установленная мощность ВЭС может достигнуть лишь 0,9-1 ГВт, к концу 2020 года – 3-4 ГВт. По словам Айбиндера, общая установленная мощность ветровых электростанций в Украине на 1 июля 2013 года составляла 315,76 МВт, хотя природный ветровой потенциал страны очень высок и, по разным оценкам, составляет от 10 до 15 ГВт. В мире к энергии ветра относятся серьезней. Согласно прогнозу Всемирной ветроэнергетической ассоциации (WWEA), через 7-10 лет установленная мощность ВЭС в мировом масштабе достигнет 1245 ГВт, доля в мировом производстве электроэнергии - 12%. Кроме того, в WWEA подсчитали, что удельные инвестиции в ветроэлектростанции к 2020 году составят 512 евро/кВт, а средняя себестоимость электроэнергии - 2,45 евроцента за кВт. В Украине удельная себестоимость 1 МВт мощности на примере Ботиевской ВЭС можно рассчитать следующим образом: 350 млн евро инвестиций поделить на 195 МВт мощности, получаем примерно 1,8 млн евро за 1 МВт, или 1,8 тыс. евро за кВт. При этом, согласно украинскому «зеленому тарифу», цена 1 кВт электроэнергии, производимой ВЭС, - около 1,3 грн за кВт, в то время как средняя цена кВт «обычной» электроэнергии на оптовом рынке равна 39 коп. «Мы понимаем, что стоимость выработки электроэнергии из возобновляемых источников по-прежнему превышает стоимость выработки энергии из традиционных источников, и такая генерация нуждается в «зеленом» тарифе. Слишком большое увеличение мощности ветроэнергетики, как и других видов возобновляемых источников энергии, может привести к экономическим проблемам и ситуации, когда государство не сможет выплачивать «зеленый» тариф», - отмечает Айбиндер. Вместе с тем, по его словам, в отличие от энергии, которую вырабатывают тепловые или атомные электростанции, стоимость ветровой энергии с каждым годом уменьшается, благодаря новым технологиям. Кстати, ветроэлектростанции – не единственные представители альтернативной энергетики в Украине. Так, введение в 2009 году «зеленого тарифа» поспособствовало тому, что в нашей стране стала активно развиваться солнечная энергетика, общая мощность которой на сегодня почти вдвое превышает мощности ВЭС и составляет около 600 МВт. О планах насущных Планы лидеров ветроотрасли Украины - УК «Ветропарки Украины» и «Винд Пауэр» (ДТЕК) - на ближайшие 5-10 лет, в принципе, совпадают - наращивание мощностей. «Что касается будущего, то крупнейшие игроки рынка («Винд Пауэр», «Ветряные парки Украины») имеют амбициозные планы по строительству ВЭС суммарной мощностью 2 ГВТ до 2015-2017 годов. Однако смогут ли компании реализовать задуманное - большой вопрос», - отмечает Березовская. Дело в том, что в Украине действует требование - с 1 июля 2013 года в новых ВЭС могут устанавливаться только ветроагрегаты с частичным (30%) производством в Украине (с 1.07.2014 - 50%). Это условие на сегодня удовлетворяет лишь «Ветропарки Украины», которые пошли путем создания полного производственного цикла от производства ветротурбин до их инсталляции в ветровых парках. В то же время, производителем ветряных турбин для первой очереди Ботиевской ВЭС выступило немецкое предприятие Vestas Deutschland. Монтаж гондолы производства Vestas Deutschland Собираются ли в компании «Винд Пауэр» менять производителя на отечественного хотя бы частично, пока неизвестно. Тем не менее, перспективы достижения указанных мощностей вполне реальны. В заключение следует добавить, что преимущества альтернативной энергетики преобладают над ее минусами, для превращения которых в плюсы нужно лишь время. В любом случае, будущее именно за такой энергетикой. Олег Гратило (УНИАН) Если вы заметили ошибку, выделите ее мышкой и нажмите Ctrl+Enter energy.unian.net |
|
|||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
|
