Ветровая мельница для электричества: Ветряные мельницы для электричества, ветряк и как он работает

Выгодно ли использование альтернативных источников энергии?

На данный момент стоимость «чистой энергии», в разы превышает стоимость энергии, полученной традиционными методами. (Конечно, сама энергия получается нами бесплатно, но начальные вложения в покупку и установку электростанции очень большие!).

То есть если у вас есть выбор между подключением к поставщику электроэнергии и установкой ветряной электростанции, то рентабельнее будет первый вариант. С другой стороны, если ваш объект размещается вдалеке от линий электропередач и присоединение к ним потребует больших затрат, тогда разумнее будет построить свою ветряную электростанцию для дома.

Но обязательно добавьте еще один, независимый источник энергии (дизельный генератор, солнечные панели)! На случай безветренной погоды или поломки «ветряка», у вас всегда должен быть запасной вариант.

Виды ветряных электростанций, принцип работы

Ветровые электростанции – это группа механизмов, необходимых для улавливания потоков сильного ветра и преобразования механической энергии в электрическую. Различают сотни видов электростанций, использующих силу ветра. Их разделяют по мощности, местоположению, назначению…

Чаще всего используют маленькие установки мощностью в несколько киловатт, но бывают и огромные конструкции вырабатывающие мегаватты энергии. В некоторых европейских странах устраивают целые «фермы» ветровиков. Они производят около 8% всей потребляемой страной энергии.

Для успешного функционирования ветряной электростанции необходимо наличие постоянных и сильных воздушных потоков. Поэтому ветровики размещают на возвышенностях или у больших водоемов.

Возможна ли установка ветровой электростанции возле дома?

Да, теоретически это возможно, но прежде необходимо решить ряд вопросов:

Масса конструкции. Даже самые маленькие ветряные электростанции имеют вес несколько тонн. Для такой установки требуется большой и добротный фундамент. Иначе конструкция перекосится или начнет «проседать».

Цена вопроса. Стоимость самой маленькой установки на 2 kWt – не менее тысячи евро! Начальные вложения будут очень большие.

Трудности при монтаже. «Ветряки» имеют большую массу и размеры. Для их монтажа понадобится спец. техника (манипуляторы, грузовые краны).

Шумовое загрязнение. Вращающиеся лопасти издают характерный свист. Поэтому законодательно запрещена эксплуатация «ветряков» в ночное время вблизи населенных пунктов.

Отсутствие постоянного ветра. Надо понимать, что ветряная электростанция будет производить электроэнергию только при благоприятных погодных условиях. Поэтому нужно иметь резервный источник энергии (солнечные батареи, дизельный или бензиновый генератор).

Бюрократические преграды. Для получения разрешения на строительство ветряной электростанции и выработку собственной электроэнергии, может понадобится долгое время. В европейском законодательстве предусмотрены льготы для граждан, использующих альтернативную энергию.

В нашей стране не предусмотрены такие льготы. И из-за путаницы в законах, зачастую очень тяжело получить разрешение на установку и пользование ветряной электростанцией.

Конечно, такие сложности могут заставить отказаться от приобретения и использования ветряной установки, но не стоит забывать и о преимуществах «ветряков».

Экономичность. Потратив однажды деньги на покупку и установку электростанции, вы получите большое количество бесплатной энергии, которая оправдает вашу покупку уже через несколько лет. В связи с этим вспоминается выражение: «бросать деньги на ветер». Только в нашем случае все происходит наоборот. Ветер приносит нам денежную выгоду.

Независимость от поставщика электроэнергии. Вам не нужно будет проводить к дому ЛЭП, не нужно будет оплачивать возрастающие тарифы.

Экологичность данного вида энергии. В процессе производства энергии, ветровые установки не выделяют ничего в атмосферу.

Автономность установки. Ветряные электростанции почти не требуют технического обслуживания. Большинство процессов автоматизировано. Необходим лишь небольшой контроль, время от времени.

Мы надеемся, что наша статья была интересной и полезной для вас. Что она помогла вам разобраться с основными видами ветряных электростанций, понять принцип их функционирования, оценить все преимущества и недостатки данного вида энергии и возможно даже побудила вас перейти на использование экологически чистой и возобновляемой энергии!

Фото ветряных электростанций

Ветряные мельницы для электричества — Ветряные мельницы для электричества …

Обзор домена

Обновлено: Чт, 3 декабря 2020 10:18 GMT

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Запись домена WHOIS

IP-адрес и расположение сервера

Прово, Юта, США

Информация о веб-сайте и веб-сервере

DNS Resource Records

@ представляет ветряные мельницы-планы для-электричества происхождения зоны DNS. com, как часто встречается в файлах зоны BIND

Сводка по трафику

Обратный IP — веб-сайты на одном IP-адресе

Веб-сайты с похожими именами

См. Также: Список доменов — Страница 849 605

Популярные сайты

Популярные сайты

Недавние поиски

Недавно добавленные отчеты

Infogalactic: планетарный ядро знаний

A Ветряная мельница — это мельница, которая преобразует энергию ветра в энергию вращения с помощью лопастей, называемых парусами или лопастями. ^{[1] [2]} Столетия назад ветряные мельницы обычно использовались для измельчения зерна, перекачивания воды или того и другого. Таким образом, они часто были мельницами, ветряными насосами или и тем, и другим. ^[3] Большинство современных ветряных мельниц имеют форму ветряных турбин, используемых для выработки электроэнергии, или ветряных насосов, используемых для перекачивания воды, либо для осушения земель, либо для извлечения грунтовых вод.

Ветряные мельницы в древности

Ветровое колесо греческого инженера Герона Александрийского в первом веке нашей эры — это самый ранний известный пример использования ветряного колеса для привода машины. ^{[4] [5]} Еще одним ранним примером ветряного колеса было молитвенное колесо, которое использовалось в древнем Тибете и Китае с четвертого века. ^[6] Утверждалось, что вавилонский император Хаммурапи планировал использовать энергию ветра для своего амбициозного ирригационного проекта в семнадцатом веке до нашей эры. ^[7]

Горизонтальные ветряные мельницы

Персидская горизонтальная ветряная мельница

Мельница Хупера, Маргейт, Кент, европейская горизонтальная ветряная мельница восемнадцатого века

Первые практические ветряные мельницы имели паруса, которые вращались в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси. ^[8] Согласно Ахмаду Й. аль-Хасану, эти ветряные мельницы панемоне были изобретены в восточной Персии, как записал персидский географ Эстахри в девятом веке. ^{[9] [10]} Подлинность более раннего анекдота о ветряной мельнице с участием второго халифа Умара (634–644 гг. Н. Э.) Подвергается сомнению на том основании, что он упоминается в документе десятого века. ^[11] Эти ветряные мельницы, сделанные из шести-двенадцати парусов, покрытых тростниковой циновкой или тканевым материалом, использовались для измельчения зерна или сбора воды и сильно отличались от более поздних европейских вертикальных ветряных мельниц.Ветряные мельницы широко использовались на Ближнем Востоке и в Центральной Азии, а затем распространились оттуда в Китай и Индию. ^[12]

Подобный тип горизонтальной ветряной мельницы с прямоугольными лопастями, используемой для орошения, также можно найти в Китае XIII века (во времена династии Чжурчжэнь Цзинь на севере), представленной во время путешествий Елю Чукая в Туркестан в 1219 году. ^{[13 ]}

Горизонтальные ветряные мельницы были построены в небольшом количестве в Европе в течение 18 и 19 веков, ^[8] , например, мельница Фаулера в Баттерси в Лондоне и мельница Хупера в Маргейте в Кенте.На эти ранние современные образцы, похоже, не повлияло прямое влияние горизонтальных ветряных мельниц Среднего и Дальнего Востока, но они были самостоятельными изобретениями инженеров, испытавших влияние промышленной революции. ^[14]

Вертикальные ветряные мельницы

Из-за недостатка доказательств среди историков ведутся споры о том, были ли ближневосточные горизонтальные ветряные мельницы инициированием первоначального развития европейских ветряных мельниц. ^{[15] [16] [17] [18]} В северо-западной Европе горизонтально-осевая или вертикальная ветряная мельница (так называемая из-за плоскости движения парусов) считается датируемой последняя четверть XII века в треугольнике северной Франции, восточной Англии и Фландрии.

Самое раннее упоминание о ветряной мельнице в Европе (предположительно вертикального типа) датируется 1185 годом в бывшей деревне Уидли в Йоркшире, которая располагалась на южной оконечности Уолда с видом на устье Хамбера. ^[19] Также был обнаружен ряд более ранних, но менее достоверно датированных европейских источников XII века, относящихся к ветряным мельницам. ^[20] Эти самые ранние мельницы использовались для измельчения зерновых.

Почтовый стан

В настоящее время есть свидетельства того, что самым ранним типом ветряных мельниц в Европе была мельница с столбами, названная так из-за большого вертикального столба, на котором уравновешена основная конструкция мельницы («корпус» или «опора»).При такой установке корпуса мельница может вращаться против ветра; важное требование к ветряным мельницам для рентабельной работы в северо-западной Европе, где направления ветра изменчивы. В кузове размещено все фрезерное оборудование. Первые мельницы для столбов были затонувшего типа, где столб был закопан в земляной вал, чтобы поддерживать его. Позже была разработана деревянная опора — эстакада. Его часто закрывали или окружали навесом, чтобы защитить эстакаду от погодных условий и обеспечить место для хранения.Этот тип ветряных мельниц был наиболее распространен в Европе до девятнадцатого века, когда их заменили более мощные башенные и шатровые мельницы.

Стан для полых столбов

В мельнице с полыми стойками стойка, на которой установлен корпус, имеет полую часть для размещения приводного вала. ^[21] Это позволяет управлять механизмами ниже или снаружи корпуса, сохраняя при этом возможность вращать корпус против ветра. Ведущие черпающие колеса полых мельниц использовались в Нидерландах для осушения водно-болотных угодий с четырнадцатого века.

Башенная мельница

К концу тринадцатого века была представлена ​​каменная башенная мельница, на которой вращается только колпак, а не весь корпус мельницы. Распространение башенных мельниц сопровождалось ростом экономики, которая требовала более крупных и стабильных источников энергии, хотя их строительство было дороже. В отличие от стоечной мельницы, только верхнюю часть башенной мельницы нужно повернуть против ветра, поэтому основную конструкцию можно сделать намного выше, что позволит сделать паруса длиннее, что позволяет им выполнять полезную работу даже при низких температурах. ветры.Крышку можно повернуть против ветра либо с помощью лебедки, либо с помощью зубчатой ​​передачи внутри крышки, либо с помощью лебедки на хвостовой стойке за пределами мельницы. Способ автоматически удерживать колпак и паруса против ветра заключается в использовании веерного хвоста, небольшой ветряной мельницы, установленной под прямым углом к ​​парусам, в задней части мельницы. Они также устанавливаются на хвостовые опоры почтовых мельниц и распространены в Великобритании и англоязычных странах бывшей Британской империи, Дании и Германии, но редко в других местах. В некоторых частях Средиземного моря были построены башенные мельницы с фиксированными крышками, потому что большую часть времени направление ветра мало менялось.

Шатровая мельница

Шатровая мельница является более поздним развитием башенной мельницы, в которой башня заменена деревянным каркасом, называемым «шатер». Рубашка обычно имеет восьмиугольную форму, хотя существуют примеры с большим или меньшим количеством сторон. Халат покрыт соломой, досками или другими материалами, такими как шифер, листовой металл или гудрон. Более легкая конструкция по сравнению с башенными мельницами делает шатровые мельницы практичными в качестве дренажных, поскольку их часто приходилось строить в районах с нестабильным грунтом.Шатровые мельницы, возникшие как дренажная мельница, также используются для различных целей. При использовании в застроенной зоне его часто кладут на каменную основу, чтобы поднять его над окружающими зданиями.

Механика

Паруса

Основная статья: Парус ветряной мельницы

Обычные паруса состоят из решетчатого каркаса, на который расстелена парусина. Мельник может регулировать количество расстилаемой ткани в зависимости от количества ветра и необходимой мощности. В средневековых мельницах парусина наматывалась на паруса лестничного типа.Постсредневековые мельничные паруса имели решетчатый каркас, на который накрывалась парусина, в то время как в более холодном климате ткань была заменена деревянными планками, с которыми было легче обращаться в мороз. ^[22] Парус кливера обычно встречается в странах Средиземноморья и представляет собой простой треугольник из ткани, намотанный вокруг лонжерона.

Во всех случаях мельница должна быть остановлена ​​для регулировки парусов. Изобретения в Великобритании в конце восемнадцатого и девятнадцатого веков привели к созданию парусов, которые автоматически подстраиваются под скорость ветра без необходимости вмешательства мельника, кульминацией чего стали запатентованные паруса, изобретенные Уильямом Кубиттом в 1807 году.В этих парусах полотно заменено механизмом соединенных жалюзи.

Во Франции Пьер-Теофиль Бертон изобрел систему, состоящую из продольных деревянных планок, соединенных механизмом, который позволяет фрезеру открывать их во время вращения мельницы. В двадцатом веке расширение знаний об аэродинамике в результате разработки самолета привело к дальнейшему повышению эффективности немецким инженером Билау и несколькими голландскими монтажниками.

У большинства ветряных мельниц четыре паруса.Многопарусные мельницы с пятью, шестью или восемью парусами были построены в Великобритании (особенно в графствах Линкольншир и Йоркшир и их окрестностях), Германии и, реже, в других местах. Ранее многопарковые мельницы находили в Испании, Португалии, Греции, некоторых частях Румынии, Болгарии и России. ^[23] Мельница с четным числом парусов имеет то преимущество, что она может работать с поврежденным парусом и удаленным противоположным, без нарушения равновесия мельницы.

В Нидерландах стационарное положение парусов, т.е.е. когда мельница не работает, уже давно используется для подачи сигналов. Небольшой наклон парусов перед главным зданием сигнализирует о радости, а наклон за зданием — о трауре. По всей территории Нидерландов ветряные мельницы были размещены в траурных позах в честь голландцев, пострадавших от сбития рейса 17 Malaysian Airlines в 2014 году. ^[24]

Машины

Основная статья: Мельничное оборудование

Шестерни внутри ветряной мельницы передают энергию от вращательного движения парусов механическому устройству.Паруса держатся на горизонтальном валу. Ветровые валы могут быть целиком деревянными или деревянными с чугунной опорой (там, где установлены паруса) или полностью из чугуна. Тормозное колесо устанавливается на валу между передним и задним подшипником. Он имеет тормоз вокруг внешней стороны обода и зубья на боковой стороне обода, которые приводят в движение горизонтальное зубчатое колесо, называемое валлоувером, на верхнем конце вертикального вертикального вала. В зерновых мельницах большое прямозубое колесо, опускающееся по вертикальному валу, забивает одну или несколько каменных гаек на валы, приводящие в движение каждый жернов.Столбовые мельницы иногда имеют головное и / или хвостовое колесо, приводящее непосредственно в движение каменные гайки, вместо цилиндрической шестерни. Дополнительные шестерни приводят в движение подъемник для мешков или другое оборудование. Оборудование отличается, если ветряная мельница используется не для измельчения зерна. Дренажная мельница использует другой набор зубчатых колес на нижнем конце вертикального вала, чтобы приводить в движение черпак или винт Архимеда. На лесопильных заводах используется коленчатый вал для обеспечения возвратно-поступательного движения пил. Ветряные мельницы использовались для приведения в действие многих других промышленных процессов, включая бумажные фабрики, молотилки, а также для обработки масличных семян, шерсти, красок и изделий из камня. ^[3]

Распространение и падение

Ветряная мельница в Уэльсе, Великобритания. 1815 г.

Общее количество ветряных мельниц в Европе на пике, по оценкам, составляло около 200 000, что немного по сравнению с примерно 500 000 водяных колес. ^[22] Ветряные мельницы применялись в регионах, где было слишком мало воды, где реки замерзают зимой, и на равнинах, где течение реки было слишком медленным, чтобы обеспечить необходимую мощность. ^[22] С наступлением промышленной революции важность ветра и воды как основных промышленных источников энергии снизилась и в конечном итоге были заменены паром (в паровых мельницах) и двигателями внутреннего сгорания, хотя ветряные мельницы продолжали строиться в больших количествах. до конца девятнадцатого века.Совсем недавно ветряные мельницы были сохранены за их историческую ценность, в некоторых случаях как статические экспонаты, когда старинное оборудование слишком хрупкое, чтобы привести его в движение, а в других случаях как полностью работающие мельницы. ^[25]

Из 10 000 ветряных мельниц, использовавшихся в Нидерландах около 1850 г., ^[26] около 1000 все еще стоят. Большинством из них управляют добровольцы, хотя некоторые мельницы по-прежнему работают на коммерческой основе. Многие дренажные мельницы были назначены в качестве резервных для современных насосных станций.Считается, что район Заан был первым промышленно развитым регионом мира, в котором к концу восемнадцатого века работало около 600 ветряных предприятий. ^[26] Экономические колебания и промышленная революция оказали гораздо большее влияние на эти отрасли, чем на зерновые и дренажные мельницы, поэтому осталось очень мало.

Строительство мельниц распространилось на Капскую колонию в семнадцатом веке. Первые башенные мельницы не пережили шторм на полуострове Кейп, поэтому в 1717 году Херен XVII послал плотников, каменщиков и материалы для строительства прочной мельницы.Мельница, построенная в 1718 году, стала известна как Oude Molen и располагалась между станцией Пайнелэндс и Черной рекой. Давным-давно снесенный, он носит название Технической школы в Пайнеландс. К 1863 году в Кейптауне насчитывалось 11 мельниц, простирающихся от Паарден Эйланд до Моубрея. ^[27]

Ветряные турбины

Основные статьи: энергия ветра и энергия ветра на большой высоте

Rønland Windpark в Дании

Ветряная турбина — это конструкция, похожая на ветряную мельницу, специально разработанную для выработки электроэнергии.Их можно рассматривать как следующий шаг в развитии ветряной мельницы. Первые ветряные турбины были построены в конце девятнадцатого века профессором Джеймсом Блитом в Шотландии (1887 г.), ^[28] Чарльз Ф. Браш в Кливленде, Огайо (1887–1888) ^{[29] [30]} и Poul la Cour в Дании (1890-е годы). Мельница Ла Кур с 1896 года впоследствии стала местной электростанцией села Асков. К 1908 году в Дании было 72 ветряных электрогенератора мощностью от 5 до 25 кВт. К 1930-м годам ветряные мельницы широко использовались для выработки электроэнергии на фермах в США, где системы распределения еще не были установлены, и были построены такими компаниями, как Jacobs Wind, Wincharger, Miller Airlite, Universal Aeroelectric, Paris-Dunn, Airline и Winpower. .Корпорация Dunlite производила турбины для аналогичных мест в Австралии.

Предшественниками современных горизонтально-осевых ветряных генераторов были WIME-3D, находившиеся на вооружении в Балаклаве СССР с 1931 по 1942 год, генератор мощностью 100 кВт на 30-метровой башне, ^[31] the Ветряная турбина Smith-Putnam, построенная в 1941 году на горе, известная как Дедушка Ручка в Каслтоне, штат Вермонт, США, мощностью 1,25 МВт ^[32] , и ветряные турбины НАСА, разработанные с 1974 по середину 1980-х годов.При разработке этих 13 экспериментальных ветряных турбин были впервые использованы многие из используемых сегодня технологий проектирования ветряных турбин, в том числе: башни из стальных труб, генераторы с регулируемой скоростью, материалы из композитных лопастей и управление шагом частичного пролета, а также аэродинамические, конструктивные и возможности акустического проектирования. Современная ветроэнергетика началась в 1979 году с серийного производства ветряных турбин датскими производителями Kuriant, Vestas, Nordtank и Bonus. Эти первые турбины были небольшими по сегодняшним меркам, мощностью 20–30 кВт каждая.С тех пор коммерческие турбины значительно выросли в размерах: Enercon E-126 способен выдавать до 7 МВт, а производство ветряных турбин расширилось во многих странах.

В начале 21 века растущие опасения по поводу энергетической безопасности, глобального потепления и, в конечном итоге, истощения ископаемых видов топлива привели к росту интереса ко всем доступным формам возобновляемой энергии. В настоящее время во всем мире работают многие тысячи ветряных турбин общей номинальной мощностью 194 400 МВт. ^[33] На Европу приходилось 48% от общего числа в 2009 году.

Ветряные насосы

Ветряные насосы использовались для перекачки воды, по крайней мере, с 9 века на территориях, которые сейчас являются Афганистаном, Ираном и Пакистаном. ^[34] Использование ветряных насосов стало широко распространенным во всем мусульманском мире, а затем распространилось на Китай и Индию. ^[35] Ветряные мельницы позже широко использовались в Европе, особенно в Нидерландах и в районе Восточной Англии Великобритании, начиная с позднего средневековья, для осушения земель в сельскохозяйственных или строительных целях.

Американская ветряная мельница , или ветряк , была изобретена Дэниелом Халладеем в 1854 г. ^[36] и использовалась в основном для подъема воды из колодцев. Более крупные версии также использовались для таких задач, как распиловка древесины, рубка сена, лущение и измельчение зерна. ^[37] В ранней Калифорнии и некоторых других штатах ветряная мельница была частью автономной системы водоснабжения, которая включала вырытый вручную колодец и деревянную водонапорную башню, поддерживающую резервуар из красного дерева, окруженный деревянной обшивкой, известной как резервуар.В конце 19 века стальные лопасти и стальные башни заменили деревянную конструкцию. На пике своего развития в 1930 году использовалось около 600 000 единиц. ^[38] Такие фирмы, как U.S. Wind Engine and Pump Company, Challenge Wind Mill and Feed Mill Company, Appleton Manufacturing Company, Star, Eclipse, Fairbanks-Morse и Aermotor, стали основными поставщиками в Северной и Южной Америке. Эти ветряные насосы широко используются на фермах и ранчо в США, Канаде, Южной Африке и Австралии.У них большое количество лопастей, поэтому они медленно вращаются со значительным крутящим моментом при слабом ветре и саморегулируются при сильном ветре. Редуктор с верхней опорой и коленчатый вал преобразуют вращательное движение в возвратно-поступательные ходы, передаваемые вниз через шток к цилиндру насоса ниже. Такие мельницы перекачивают воду и приводят в действие комбикормовые заводы, лесопилки и сельскохозяйственную технику.

В Австралии братья Гриффитс из Тувумбы производили ветряные мельницы с 1876 года, а с 1903 года использовались ветряные мельницы Южного Креста.Они стали символом австралийского сельского сектора благодаря использованию воды Большого артезианского бассейна. ^[39]

См. Также

Список литературы

1. ↑ «Определение мельницы». Thefreedictionary.com. Проверено 15 августа 2013.
2. ↑ «Определение ветряной мельницы, в котором говорится, что ветряная мельница — это мельница или машина, управляемая ветром». Merriam-webster.com. 31 августа 2012 г. Проверено 15 августа 2013.
3. ↑ ^{3,0 3,1} Грегори Р. Промышленная ветряная мельница в Великобритании. Филлимор, 2005
4. ↑ Дитрих Лорманн, «Von der östlichen zur westlichen Windmühle», Archiv für Kulturgeschichte , Vol. 77, выпуск 1 (1995), стр 1-30 (10f.)
5. ↑ А.Г. Драхман, «Ветряная мельница Герона», Центавр , 7 (1961), стр. 145-151
6. ↑ Лукас, Адам (2006). Ветер, вода, работа: древние и средневековые технологии фрезерования . Brill Publishers. п. 105. ISBN 90-04-14649-0 .
7. ↑ Сатьяджит, Мэтью (2006). Энергия ветра: основы, анализ ресурсов и экономика . Springer Berlin Heidelberg. С. 1–9. ISBN 978-3-540-30905-5 .
8. ↑ ^{8.0 8,1} Уэйлс, Р. Горизонтальные ветряные мельницы. Лондон, Труды Общества Ньюкомен, том XL 1967-68, стр 125-145
9. ↑ [1] Архивировано 19 июня 2012 года в Wayback Machine

.

10. ↑ Ахмад И Хассан, Дональд Рутледж Хилл (1986). Исламские технологии: иллюстрированная история , стр. 54. Cambridge University Press. ISBN 0-521-42239-6.
11. ↑ Дитрих Лорманн, «Von der östlichen zur westlichen Windmühle», Archiv für Kulturgeschichte , Vol. 77, выпуск 1 (1995), стр.1–30 (8)
12. ↑ Дональд Рутледж Хилл, «Машиностроение на Средневековом Ближнем Востоке», Scientific American , май 1991 г., стр. 64–69. (см. Дональд Рутледж Хилл, Машиностроение)
13. ↑ Нидхэм, Том 4, Часть 2, 560.
14. ↑ Холмы, Р. Л. Сила ветра: История технологии ветряных мельниц. Издательство Кембриджского университета 1993
15. ↑ Фаррох, Каве (2007), Тени в пустыне , Osprey Publishing, стр. 280, ISBN 1-84603-108-7
16. ↑ Линн Уайт мл. Средневековые технологии и социальные изменения (Оксфорд, 1962) с. 86 и стр. 161–162
17. ↑ Лукас, Адам (2006), Wind, Water, Work: Ancient and Medieval Milling Technology , Brill Publishers, стр. 106–7, ISBN 90-04-14649-0
18. ↑ Бент Соренсен (ноябрь 1995 г.), «История и недавний прогресс в использовании энергии ветра», Annual Review of Energy and the Environment , 20 (1): 387–424, doi

Инструкции по сборке ветряных мельниц | Херст Артс

Возможность получения электричества от энергии ветра в Малайзии: некоторые приблизительные расчеты

Обновление

(10 апреля 2013 г.): эта статья была использована в качестве справочного материала в статье Грегори Бэзила в статье New Straits Times «Получение информации о ситуации» (стр. 7, раздел «Зеленые технологии», 9 апреля 2013 г.).

Можно ли использовать энергию ветра в больших масштабах для производства электроэнергии в Малайзии? Средняя годовая скорость ветра в Малайзии невысока — не более 2 м / с.Тем не менее, ветер дует не равномерно по всей Малайзии; скорость ветра варьируется в зависимости от региона и месяца.

Какое будущее у ветроэнергетики в Малайзии? (фото с сайта pkukmweb.ukm.my/~jkas)

Малайзия переживает два основных погодных сезона: юго-западный муссон (с мая / июня по сентябрь) и северо-восточный муссон (с ноября по март). Скорость ветра во время юго-западного муссона часто ниже 7 м / с, но во время северо-восточного муссона скорость ветра может достигать 15 м / с, особенно на восточном побережье полуострова Малайзия.Более того, с апреля по сентябрь последствия тайфунов, обрушивающихся на соседние страны (например, Филиппины), могут вызвать сильные ветры (даже более 10 м / с) в Сабах и Саравак.

Итак, хотя в Малайзии в целом низкая скорость ветра, в некоторых районах страны в определенные периоды года дуют сильные ветры.

Я запросил данные о скорости ветра для 14 городов со всей Малайзии в Департаменте метеорологии Малайзии. Эти данные были за период с 1989 по 2008 год (20 лет), и в дополнение к ним я включил скорость ветра для Серданга, города, где расположен главный кампус моего университета.Для Серданга данные скорости ветра были с 1985 по 2007 год (23 года). Все скорости ветра обычно измерялись на высоте 2 метров над землей.

Судя по моему анализу, в Малайзии более сильные ветры в начале и в конце года. В целом, средняя годовая скорость ветра в Малайзии составляет 1,8 м / с. Однако в городах восточного побережья полуострова Малайзия, таких как Мерсинг, Кота-Бахару и Куала-Теренггану, дуют более сильные ветры. Для этих мест среднемесячная скорость ветра может превышать 3 м / с.В городах Восточной Малайзии, Кота-Кинабалу и Лабуан (за исключением Кучинга) также наблюдается более сильный ветер, чем в среднем по стране.

Среднемесячная скорость ветра для нескольких городов Малайзии, 1989-2008 гг. Среднегодовая скорость ветра для данного города в скобках (1 из 2)

Среднемесячная скорость ветра для нескольких городов Малайзии, 1989-2008 гг. Среднегодовая скорость ветра для данного города в скобках (2 из 2)

Окей, округлим среднюю скорость ветра в Малайзии до 2 м / с. Это средняя скорость ветра по стране на высоте 2 м над землей.Грубо говоря, удвоение высоты увеличивает скорость ветра на 10%. Поскольку типичная ветряная турбина находится на высоте 32 м над землей, это означает, что средняя скорость ветра на высоте 32 м над землей увеличивается почти до 3 м / с.

Энергия на квадратный метр площади ветряной турбины определяется как:

0,5 x плотность воздуха (кг на кубический метр) x скорость ветра x скорость ветра x скорость ветра

Обратите внимание, что скорость ветра (м / с) вычисляется в кубе (умножается на себя трижды). Используя указанное выше уравнение и принимая плотность воздуха равной 1.3 кг на кубический метр и средняя скорость ветра 3 м / с дают энергию на квадратный метр площади ветряной турбины 17,55 Вт.

Диаметр (d) типичной ветряной турбины составляет 25 м, поэтому круговая площадь ветряной турбины составляет:

3,142 x 0,25 x d x d = 491 квадратный метр

Следовательно, общая мощность, вырабатываемая одной ветряной мельницей, составляет:

17,55 Вт на квадратный метр x 491 квадратный метр = 8617 Вт

Однако эффективность ветряных мельниц составляет не 100%, а обычно около 50%.Это означает, что фактическая общая мощность, вырабатываемая одной ветряной мельницей (, т.е. , с поправкой на неэффективность), составляет половину 8617 Вт или 4309 Вт.

Теперь давайте определим мощность, которую можно получить с квадратного метра площади, занятой ветряными мельницами. Ветряки нельзя ставить слишком близко друг к другу. Это заставит одну ветряную мельницу замедлить скорость ветра для другой ветряной мельницы. Но размещение ветряных мельниц слишком далеко друг от друга приводит к расточительству территории. Обычно ветряные мельницы размещаются не менее чем в пять раз больше диаметра их турбины без потери мощности.Следовательно, мощность, которую могут вырабатывать ветряные мельницы на единицу площади суши, составляет

мощность на мельницу (Вт) / площадь земли на мельницу (квадратный метр)

или

4 309 Вт / [(5 x 25 м) x (5 x 25 м)] = 0,28 Вт на квадратный метр земельной площади

Напомним, что диаметр типичной ветряной турбины составляет 25 м, а две соседние ветряные мельницы расположены друг от друга на расстоянии, в пять раз превышающем их диаметр.

Ветряные мельницы обычно требуют минимальной скорости ветра от 3 до 5 м / с для выработки электроэнергии.Это означает, что будут периоды слишком низкой скорости ветра для выработки электроэнергии ветряными мельницами. Периоды в день, когда скорость ветра достаточна для выработки электроэнергии ветряными мельницами, называется «коэффициентом нагрузки» или «коэффициентом мощности». Итак, какова нагрузка на ветряные мельницы в Малайзии в целом?

В безветренную погоду типичное распределение скорости ветра в течение дня можно изобразить следующим образом.

Идеальное суточное распределение скорости ветра в Малайзии

Скорость ветра днем ​​(от восхода до захода солнца) выше, чем в периоды до восхода и после захода солнца.Скорость ветра следует по синусоиде в течение дня и остается постоянной до восхода и после захода солнца. Я собираюсь приблизительно оценить коэффициент нагрузки Малайзии, предполагая, что максимальная скорость ветра вдвое превышает среднесуточную скорость ветра, и что средняя скорость ветра в течение дня также вдвое выше, чем ранним утром и ночью.

Следовательно, период, когда скорость ветра превышает 3 м / с, который необходим ветряным мельницам для выработки электроэнергии, рассчитывается как период с 8:45 до 17:15 часов.Это продолжительность 6,5 часов или коэффициент нагрузки 27%, когда ветряные мельницы могут использовать ветер для производства электроэнергии.

Таким образом, мощность, которая может быть произведена ветряными мельницами на единицу площади земли, составляет 27% от 0,28 Вт, что составляет 0,0756 Вт на квадратный метр площади земли или 1,8 Втч электроэнергии, произведенной на квадратный метр площади земли в день .

Ожидается, что потребность Малайзии в электроэнергии к 2020 году достигнет 124 677 ГВтч, поэтому, если ветроэнергетика должна покрыть, скажем, 10% этого прогнозируемого потребления электроэнергии, общая площадь суши Малайзии, необходимая для ветряных мельниц, составит:

(124,677 х 1000 х 1000 х 1000 х 0.1) / (1,8 x 365) = 18 977 квадратных километров

Эта территория эквивалентна 6% общей площади Малайзии или более 1,2 миллиона ветряных мельниц, которые предстоит установить.

В настоящее время в Малайзии он стоит около RM1 за каждый 1 Вт электроэнергии, произведенной с помощью энергии ветра. Таким образом, для удовлетворения 10% спроса Малайзии на электроэнергию в 2020 году потребуется около 1,4 млрд ринггитов для установки необходимого количества ветряных мельниц. Эти цифры пока показывают, что использование энергии ветра для производства электроэнергии в Малайзии вполне вероятно.

Хотя минимальная скорость ветра, необходимая для ветряных мельниц, составляет от 3 до 5 м / с, минимальная скорость ветра для коммерческой жизнеспособности вместо этого составляет 7 м / с. Ни в одном из 15 проанализированных мной городов среднемесячная скорость ветра не превышала даже 5 м / с.

Согласно Tenaga Nasional, в сотрудничестве с аргентинской фирмой по возобновляемым источникам энергии, Industrias Metalurgicas Pescarmona SA (Impsa), ветряная энергия в Малайзии может генерировать от 500 до 2000 МВт электроэнергии (удовлетворяя от 3,5 до 14% ожидаемого спроса на электроэнергию). к 2020 г.).Они также сообщили, что есть районы, такие как малайзийско-таиландская граница, где скорость ветра достигает 15 м / с.

Интересно отметить, что ветровая энергия имеет противоположные проблемы с солнечной энергией. Технологии солнечной энергии слишком дороги для крупномасштабного использования в Малайзии. Напротив, использование энергии ветра намного дешевле, чем использование солнечной энергии в этой стране. В Малайзии много солнечного света (до 3 кВтч на квадратный метр) круглый год, но Малайзия видит только низкие скорости ветра и только в определенное время года.

Ветряные мельницы на острове Перхентиан (фото с сайта razmahwata.wordpress.com)

Я считаю, что в Малайзии, безусловно, есть возможность использовать энергию ветра, но энергия ветра может использоваться только в ограниченных областях и только в определенные периоды (, например, , в начале и в конце года). Прибрежные районы, особенно в восточной части полуострова Малайзия и восточная часть Малайзии, включая небольшие острова (такие как остров Перхентиан), могут получить пользу от энергии ветра. Но для большей части Малайзии решение крупномасштабных и непрерывных возобновляемых источников энергии лежит в другом месте.

Список литературы

1. «Устойчивая энергетика — без горячего воздуха» Дэвида Дж.