Ветряная энергия плюсы и минусы: Подводные камни ветряной энергетики: «лопасти-убийцы» и другое — Энергетика и промышленность России — № 03-04 (311-312) февраль 2017 года — WWW.EPRUSSIA.RU

Содержание

Плюсы и минусы ветряных электростанций

ДОСТОИНСТВА:

Экологически-чистый вид энергии:
Производство электроэнергии с помощью «ветряков» не сопровождается выбросами CO2 и каких-либо других газов.

Эргономика:
Ветровые электростанции занимают мало места и легко вписываются в любой ландшафт, а также отлично сочетаются с другими видами хозяйственного использования территорий.

Возобновимая энергия:
Энергия ветра, в отличие от ископаемого топлива, неистощима.

Ветровая энергетика — лучшее решение для труднодоступных мест:
Для удалённых мест установка ветровых электрогенераторов может быть лучшим и наиболее дешёвым решением.

НЕДОСТАТКИ:

Нестабильность:
Нестабильность заключается в негарантированности получения необходимого количества электроэнергии. На некоторых участках суши силы ветра может оказаться недостаточно для выработки необходимого количества электроэнергии.

Относительно невысокий выход электроэнергии:
Ветровые генераторы значительно уступают в выработке электроэнергии дизельным генераторам, что приводит к необходимости установки сразу нескольких турбин. Кроме того, ветровые турбины неэффективны при пиковых нагрузках.

Высокая стоимость:
Стоимость установки, производящей 1 мега-ватт электроэнергии, составляет 1 миллион долларов.

Опасность для дикой природы:
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.

Шумовое загрязнение:
Шум, производимый «ветряками», может причинять беспокойство, как диким животным, так и людям, проживающим поблизости.

ФАКТЫ:

В США 32% всех мощностей ветрогенераторов было запущено в 2008 году.

«Ветряки» вырабатывают 1,5% всей потребляемой электроэнергии.

Ветровые электростанции побережий могут увеличить производство мировой электроэнергии в 40 раз.

Ожидается, что к 2010 году мощность всех ветровых электростанций в мире приблизится к 200 000 мега-ваттам (в настоящее время суммарная мощность всех «ветряков» составляет 121 188 мега-ватт).

Дата публикации: 10 декабря 2014

Кроме нестабильности геополитической обстановки, человечество в целом обеспокоено двумя факторами: ограниченностью запасов органического топлива и неблагополучностью экологии. Уже давно известны сроки, когда запасы нефти и газа подойдут к концу, а это означает и конец традиционной энергетики, основанной на применении именно этих видов топлива.

Наибольшее внимание уделяется таким вариантам получения энергии, которые базируются на возобновляемых ресурсах. К ним относятся гелиоэнергетика, геотермальная энергетика и ветроэнергетика.

Что такое ветроэнергетика

Ветроэнергетика – это способ получения различных видов энергии, основанный на использовании энергии, возникающей при движении воздушных масс, то есть, попросту говоря, на использовании энергии ветра.

Энергия ветра использовалась человечеством с давних пор. Именно энергия ветра столетия двигала парусные корабли, позволяя пересекать океаны, энергия ветра использовалась и в мельницах, она же применялась при орошении полей и осушении земель. И тогда, когда человечество открыло для себя пользу электричества, вновь внимание было обращено на энергию ветра: в XIX столетии активно строились ветряные электростанции для промышленного производства электроэнергии.

В России всплеск интереса к ветряным электростанциям пришелся на 20-е годы ХХ столетия. Установка «коммунизм есть советская власть плюс электрификация всей страны» потребовала не только модификации властных структур, но и обеспечения «лампочками Ильича» громадных территорий государства. Строительство ГЭС – дело затратное и не слишком быстрое, да и оставалась проблема с передачей выработанной энергии на значительные расстояния. В этих условиях наиболее предпочтительным оказалось использование энергии ветра.

Были разработаны ветряные электростанции для сельского хозяйства, которые могли изготавливаться прямо на месте, а материалы для их производства были общедоступны. Эти установки использовались как для освещения, так и для хозяйственных нужд (например, для мельниц). Обычный «крестьянский ветряк» мог обеспечить освещение крупной деревни – до двухсот дворов. При этом не возникало никаких проблем с передачей электроэнергии.

Упадок ветроэнергетики в середине ХХ столетия был вызван появлением дешевых передающих и распределительных сетей электростанций, использующих традиционное органическое топливо, а также гидроэлектростанций. Но ограниченность топливных запасов к концу ХХ века привела к возрождению интереса к энергии ветра, которая практически бесконечна.

Плюсы и минусы ветроэнергетики

Очевидным плюсом ветроэнергетики является фактическая бесконечность ресурсов: пока на планете имеется атмосфера и светит Солнце, будет и движение воздушных масс, которое можно использовать для получения энергии.

Еще один несомненный плюс: экологичность. Ветряные электростанции не выделяют никаких вредных веществ, не загрязняют окружающую среду. К сожалению, их все же нельзя назвать полностью экологически безопасными, так как ветроэнергетическая установка довольно шумная, и поэтому в Европе законодательно установлен предельный уровень шума для дневного и ночного времени, который ветряные электростанции не должны превышать. Кроме того, работу ветряных электростанций приходится останавливать во время сезонного перелета птиц (на данный случай в Европе также имеется законодательное ограничение). В России подобных ограничений нет, но ветряные электростанции не располагаются поблизости от жилых домов – исходя из удобства населения.

Наряду с таким плюсом, как неисчерпаемость энергетического источника, идет и минус: эффективность работы ветряной электростанции зависит от времени года, времени суток, погодных условий и географического положения. К сожалению, скорость ветра изменяется в зависимости от всех этих параметров, а так как энергия ветра является кинетической, то она напрямую связана со скоростью (Е = m×v2/2) – чем выше скорость, тем, соответственно, больше энергии вырабатывает ветроустановка. Поэтому ветряные электростанции приходится использовать обычно вместе с другими источниками энергии, а также пользоваться аккумуляторами, которые принимали бы избыток энергии в ветреные дни и отдавали бы во время штиля.

К плюсам ветряных электростанций можно отнести и быстроту возведения ветроустановки: даже для промышленной установки требуется не более двух недель, учитывая время, затраченное на подготовку площадки, ну а бытовой ветро-генератор, пригодный для снабжения энергией частного дома или коттеджа, устанавливается за считанные часы.

Иногда к минусам ветряных электростанций относят довольно большую площадь, которую занимают ветроустановки (электростанция может содержать сто и более ветроэнергетических установок). Однако, наряду с наземными ветряными электростанциями, сейчас устанавливаются и прибрежные (их существенным плюсом является стабильность работы – за счет морских бризов), шельфовые (находятся в море на значительном удалении от берега (10-60 км), не занимают земельные участки, весьма эффективны, так как морские ветры регулярны и обладают значительной скоростью).

Перспективы ветроэнергетики

Учитывая общую направленность энергетической области на использование возобновляемых, а, желательно, и неисчерпаемых источников энергии, развитие ветроэнергетики будет постоянно ускоряться во всем мире. Разрабатываются новые модели ветроустановок, в которых усиливаются плюсы и минимизируются минусы. Например, уже тестируются плавающие и парящие ветрогенераторы. Плавающие ветрогенераторы обладают тем же преимуществом, что и шельфовые – они устанавливаются довольно далеко от берега, не занимают земельные участки, их работа максимально эффективна за счет постоянных морских ветров. Также эффективны и парящие ветрогенераторы: чем выше – тем больше скорость ветра, и такие ветроустановки могут использовать максимальную силу ветра.

Все больше стран в мире устанавливают у себя ветряные электростанции, используя самые последние разработки. В суммарной энергии, вырабатываемой в мире, доля энергии, производимой ветряными электростанциями, постоянно возрастает.

Ветроэнергетика в России развивается сейчас так же, как и во всем мире. Эксплуатируются ветряные электростанции, построенные ранее, проектируются и строятся новые. Доля электроэнергии, вырабатываемой при использовании энергии ветра, возрастает. В перспективе возможно, что примерно 30% от всего производства электроэнергии в России, будет вырабатываться именно ветряными электростанциями (про оценкам экспертов таков экономический потенциал ветроэнергетики в России).

Частная ветроэнергетика

Ветряная электростанция индивидуального пользования

Особый интерес в настоящее время представляет использование энергии ветра для обеспечения электрической и тепловой энергией частных домов и коттеджей, то есть, ветряные электростанции для индивидуального пользования. Постоянное возрастание цен на традиционные энергоносители приводит к тому, что многие владельцы частных домовладений уже начали активно использовать альтернативные варианты получения электрической и тепловой энергии. Применяются и мини-гидроэлектростанции, и гелио-панели, и геотермальные насосы, и ветрогенераторы.

При использовании для получения энергии в индивидуальном хозяйстве, ветряные генераторы обычно сочетаются с другими видами генераторов: солнечными, геотермальными, водными. Наиболее часто такие ветрогенераторы используются в сочетании с гелио-панелями для регулярного снабжения домовладения электрической энергией. Для отопления все чаще начинают применять геотермальные насосы. Установка подобного оборудования обходится недешево, зато дает желанную автономию от поставщиков энергии и позволяет в результате существенно экономить на содержании домовладения.

Небольшие ветряные электростанции удобны тем, что не требуют особого места для установки, достаточно просто монтируются, имеют небольшой срок окупаемости, стабильно вырабатывают электрическую энергию (особенно это касается энергетических ветровых зон). Даже не слишком мощный ветрогенератор, установленный на крыше дома или сарая, способен обеспечить бесперебойное снабжение электрической энергией, достаточной для освещения дома и приусадебного участка.

Отмечено, что продажи ветряных электростанций небольшой мощности, которые способны использовать энергию ветра практически в любых регионах (даже там, где недостаточно силы ветра для промышленного использования), постоянно возрастают. Прогнозируется, что подобные альтернативные источники энергии будут применяться все шире, как в государственном, так и частном порядке, пока окончательно не вытеснят традиционную энергетику, основанную на органическом топливе.

Видео-презентация ветронасосной установки ВНУ-1:

Обновлено: 14 марта 2020

Электроэнергия

Электроэнергия — уникальный ресурс. Ее можно вырабатывать в любых количествах, она неиссякаема и не базируется на ископаемых элементах. Такие свойства делают электроэнергию очень востребованной, распространенной и популярной. Существует и оборотная сторона — для производства электричества требуется достаточно мощное оборудование, требующее обслуживания, ремонта и прочих работ, которые могут производиться только квалифицированными людьми.

Электрические магистрали, разветвленная сеть которых охватывает всю страну, ведут только к густонаселенным районам, минуя отдаленные регионы. Это объяснимо, так как расходы на проведение ЛЭП очень велики, поэтому в первую очередь обеспечиваются электричеством только самые крупные пункты.

Способы автономного получения электроэнергии и их последствия

Решить проблему отсутствия электричества можно разными способами. Распространены дизельные и бензиновые генераторы, иногда встречаются мини-ГЭС, позволяющие обеспечить энергией небольшой поселок. Все эти способы имеют определенный недостаток — они отрицательно влияют на окружающую природу. Выбросы от двигателей бензиновых или дизельных генераторов губительно воздействуют на атмосферу, содержат пары свинца и прочих вредных химических соединений.

Дамбы, образуемые для создания мини-ГЭС создают искусственные водоемы, нарушающие естественное равновесие природных процессов в регионе, изменяют гидродинамический режим грунтовых водоносных пластов, объемы питания рек, расположенных ниже по течению. Все эти воздействия запускают процессы, уничтожающие природные богатства страны. Самое опасное в них — незаметность и постепенность действия. Все происходит очень медленно, исподволь, пока в один день не оказывается, что произошли необратимые изменения, полностью меняющие состояние экологии в регионе.

Альтернативные источники энергии

Кроме традиционных, наиболее распространенных способов получения электричества существуют другие, менее используемые, но вполне эффективные средства. К ним относятся солнечная энергия, приливные электростанции, АЭС и другие энергоблоки, способные вырабатывать электричество в промышленных масштабах или для нужд отдельного дома. Но существует один способ, имеющий массу преимуществ перед остальными.

Речь идет о ветроэнергетике, вполне эффективной и активно развивающейся отраслью энергетики в странах Запада. Потоки ветра, перемещающиеся по атмосфере, имеют огромную энергию, которая используется пока еще довольно скудно.

В России такими разработками занялись относительно недавно, так как в советское время ветроэнергетика считалась убыточной и непроизводительной отраслью. Упор делался на крупные гидроэлектростанции, позволяющие обеспечивать энергией индустриальные регионы, питать производственные цеха и металлургические комбинаты. В сравнении с потребностями промышленности, расходы энергии на бытовые нужды населения незначительны, поэтому обеспечивались практически по остаточному принципу. Поэтому и существуют до сих пор регионы, куда магистрали электроснабжения не проведены.

Ветроэнергетика — наиболее удачный выход из положения. Дело в том, что при помощи одного-двух ветряков можно обеспечить энергией всю усадьбу, не создавая крупную сеть с множеством дорогостоящего оборудования.

Плюсы и минусы ветровых электростанций

Ветровые электростанции имеют массу достоинств. В их числе:

  • компактность. Ветряк занимает точечное положение и не требует какой-то территории для функционирования
  • полная безопасность для окружающей среды. Ветрогенератор только получает энергию, ничего не отдавая взамен, поэтому внести в экологию какие-либо изменения он не может
  • отсутствие потребностей в каком-либо топливе, вся работа системы производится абсолютно автономно
  • высокая ремонтопригодность ветряков, особенно в сравнении с гидроэлектрстанциями
  • расходы на получение энергии стабильны и поддаются прогнозированию
  • минимальные потери энергии при передаче, возможность установки ветряков вблизи от потребителей

При таких значительных преимуществах, делающих ветроэнергетику весьма привлекательной отраслью, существует немало аргументов против нее. Если не считать различных утверждений о вреде для птиц или о сильном шуме, издаваемом ветряками, которые на проверку оказываются просто несостоятельными, можно выделить несколько действительно серьезных недостатков:

  • высокие единовременные вложения, особенно если речь идет о ветроэлектростанции, объединяющей несколько десятков ветряков
  • непостоянство скорости и направления потоков ветра, которые трудно предсказать или запланировать. Здесь же надо отметить случающиеся шквалы или штормы, способные вывести из строя высокие мачты с лопастями, не готовыми к таким нагрузкам
  • КПД ветрогенераторов в лучшем случае составляет 30%, а в среднем — гораздо меньше, что является самым серьезным аргументом против такого направления энергетики

Следует учитывать, что рассматривать ветроэнергетику в качестве альтернативы гидроэнергетике можно только с позиций полной недоступности последней.

При равных возможностях первенство ГЭС очевидно, поэтому речь не идет о замене одного типа станций на другой, а лишь о возможности получения энергии при отсутствии обычных методов.

Если рассуждать на бытовом уровне, то приобретение ветряка, даже недорогого, весьма сильно ударит по семейному бюджету. Учитывая реалии, можно вполне ответственно утверждать, что в большинстве регионов, где нет электричества, покупка промышленного ветряка людям не по карману. Другое дело — самостоятельное изготовление. Здесь картина иная, так как техническое творчество у русского человека в крови, а если к тому подталкивают жизненные обстоятельства, то самая серьезная мотивация обеспечена.

Виды ветрогенераторов

Существующие конструкции ветрогенератоов делятся в первую очередь на горизонтальные и вертикальные. Устройства с горизонтальной осью вращения являются более эффективными, стабильнее в работе и обеспечивают более ровные результаты, но нуждаются в постоянном наведении на ветер и более сложны в самостоятельном изготовлении.

Ветряки с вертикальной осью вращения просты и доступны для изготовления своими руками. Они не требовательны к направлению ветра или высоте подъема над землей, главным условие для них является отсутствие поблизости крупных зданий или сооружений, заслоняющих ветер.

Недостаток этих конструкций — относительно низкая эффективность, вызванная одновременным воздействием как на рабочую часть лопастей, так и на обратную, создавая усилие, уравновешивающее лопасти в состоянии покоя. Для решения этого вопроса созданы разные конструкции роторов, в число которых входят:

Разница между этими конструкциями заключается в конфигурации лопастей и в том, как решается вопрос с отрицательным воздействием на их обратную сторону. Наиболее простая и доступная конструкция Савониуса представляет собой две изогнутые по продольной оси лопасти, расположенные по диаметральной оси. Самая сложная на сегодняшний день — конструкция Третьякова, представляющая собой систему воздухозаборников и направляющих конструкций, организующих поток воздуха таким образом, чтобы полностью исключить потери от противонаправленных воздействий.

Выбор прототипа для самостоятельного изготовления обычно делается исходя из возможностей, наличия оборудования и материалов и прочих обстоятельств, способных повлиять на принятие решения. Необходимо понимать, что создание ветряка — это не решение вопроса, для того, чтобы включить лампочку, надо сначала изготовить собственно генератор, инвертор, подключить аккумуляторы, установить контроллер заряда, соединить все это должным образом и настроить работу комплекса.

Как самостоятельно сделать ветрогенератор

Ответ на этот вопрос лежит в плоскости подготовки человека в теоретическом или техническом плане. Обычный порядок работ примерно следующий:

  • создание проекта
  • произведение всех доступных расчетов
  • подготовка материалов
  • приобретение элементов системы, которые невозможно сделать самостоятельно (например, аккумуляторов)
  • изготовление вращающихся частей (ротора)
  • установка ротора, проверка рабочих качеств, внесение необходимых конструктивных изменений
  • сборка генератора (если планируется собрать его самостоятельно, а не использование готовых образцов)
  • соединение всей системы в комплекс, пробный запуск
  • настройка системы, регулировочные работы
  • эксплуатация

Полезное видео

Порядок работ определен условно, в каждом конкретном случае имеют место собственные условия или возможности. Некоторые пользователи обходятся без аппаратуры, подключая приборы потребления непосредственно к генератору. Это позволяют делать с собой далеко не все устройства или приборы, но, например, ТЭНы таким образом включить можно. Так делается, если дополнительного оборудования пока не имеется, а греть воду уже надо. Кроме того, необходимо, чтобы скорость ветра была более-менее постоянной и ровной.

Достоинства и недостатки ветрогенераторов |


Процесс ветромониторинга предусматривает проведение исследований и анализа параметров ветра (направление, скорость, мощность и т.д.) на предполагаемой для установки ветротурбин высоте.

Мониторинг ветра осуществляется для определения возможности использования ветрогенераторов, а в дальнейшем планирования ветропарка на данной территории. Такая процедура позволяет вычислить генерируемый объем электроэнергии, который можно получить от ветроустановки. Также ветромониторинг дает возможность вычислить технические характеристики необходимого оборудования. Полученная информация позволяет правильно подобрать модель устройства, нужное количество единиц и мощность станций. Предположительная экономическая эффективность, целесообразность использования и сроки окупаемости установок также рассчитываются за счет проведения ветромониторинга.

Цикл мониторинга ветра

Измерения параметров ветра, как правило, проводят на протяжении 1 года. Такой цикл ветроизмерений позволяет подобрать конструкцию ветрогенератора, правильно спланировать схему размещения ветровой электроустановки, уточняет количество энергии, вырабатываемой ветроэлектростанцией.

При проведении ветромониторинга существует возможность поставки готовых комплектов оборудования. Специалисты, прибывшие на объект, запускают и настраивают работу установки. Заказа охраны ветропарка позволит защитить спецоборудование от преступников и воров.


Стандартный комплект оборудования содержит:

  • металлическую мачту высотой до 90 м;
  • монтажное устройство для установки мачты;
  • датчики, определяющие характеристики ветра;
  • анемометры;
  • кронштейны для установки датчиков;
  • прибор, записывающий информацию, с установленным ПО.

Заказ дополнительного комплекта оборудования также предусмотрен. Он состоит из различных датчиков, определяющих параметры атмосферных показателей, системы передачи данных, генераторов, обеспечивающих бесперебойную работу установки (солнечные батареи, ветрогенераторы), контейнера для оборудования, устройства освещения и обогрева.vetrogeneratory

Ветрогенераторы — альтернативная энергия

Ветер обладает достаточно большим потенциалом энергии. Метеорологи утверждают, что всего один вертрогенератор сможет обеспечить загородный дом электроэнергией в полном объеме. А по некоторым подсчетам такой запас энергии во всем мире в год в состоянии дать приблизительно 170 кВт/ч. Сейчас на полях, где постоянно дуют сильные ветра можно увидеть огромное количество башен с десятиметровыми лопастями, имеющими высоту около ста метров. К тому же ветрогенератор стоит не так уж и дорого и его может позволить себе практически каждый.
Даже, несмотря на некоторые недостатки такой энергии, с каждым годом все большее количество людей отдает предпочтение ветрогенераторам поскольку — это абсолютно безопасно и экологически безвредно.

Недостатки ветрогенераторов:

  • для установки необходимы сложные технические установки;
  • изменчивость ветра может способствовать перебоям в подаче электроэнергии;
  • из-за сильного ветра могут сломаться лопасти;
  • ветряки перебивают радиоволны, мешают полетам птиц и насекомых и создают шум.

Однако такие недостатки в наше время легко убираются при помощи применения высокотехнологических и инженерных решений.

Ветряки циклонного типа

Такой ветряк имеет очень высокий уровень КПД с максимальной мощностью около 100 00 кВт/ч. Он в состоянии создать имитацию циклона, а также разгонять турбину в башне, которая в высоту составляет 15 метров. Альтернативная энергия в таких ветряках вырабатывается намного эффективнее, нежели в обычных лопастных ветряках или солнечных батареях

Ветряки тихоходного типа

Это энергоустановки отдельного вида, которые могут обеспечить подачу электроэнергии даже при максимально низкой силе ветра. Это возможно за счет того, что при смене интенсивности силы ветра изменяется и ход лопасти. А во время сильного ветра лопасти могут даже изменить свой угол, таким образом, защищаясь от поломки.
Во Франции и Англии часто сооружают очень большие фермы, где ветряки устанавливаются рядами, это в значительной мере снижает влияние перемены силы или направления ветра и стабилизирует добычу энергии. А вот в Дании такие фермы зачастую устанавливаю на мелководном берегу в Северном море.

В Германии альтернативная энергия занимает 10% от общей энергии. В Швеции и Нидерландах благодаря особому отношению к такому виду добычи энергии, всего за 90-е годы было построено порядка 55 тис. ветрогенераторов.

Виды ветровых генераторов

Независимые источники энергии – Ветрогенераторы – классифицируют по нескольким параметрам:

1. По типу рабочей оси вращения:

С горизонтальной осью, расположенной перпендикулярно направлению ветра. В горизонтальных ветряках лопасти работают одновременно, а направление оси ориентирует флюгер. С вертикальной рабочей осью, не нуждающейся в ориентировании на ветровой поток. Рабочая лопастная поверхность вертикального ветряка вдвое меньше, чем у горизонтального, поскольку часть лопастей движется с потоком ветра, часть – против него.
Если сравнивать эффективность обеих установок, то нужно учитывать их количество. Горизонтальный ветряк обладает большей производительностью, чем вертикальный, если он стоит одиночно. При расположении нескольких подобных установок в ряд сила одного ветрового потока распределяется между ними. При размещении в ряд вертикальных ветроустановок производительность их, напротив, увеличивается. Это происходит за счет перенаправления потока ветра лопастями друг другу.

2. По числу лопастей:

Две–три лопасти. Более 3-х лопастей.
От количества лопастных поверхностей зависит скорость работы ветрогенератора (соответственно, производительность). Так, установка с малым числом лопастей способна развить большой темп, однако для начала работы ей потребуется ветер большой силы. Большое количество лопастей не требует сильного ветра для «разгона», однако набирать высокую скорость работы ветряк будет дольше.

3. По материалу лопастей:

Жесткий (металл, пластик, стеклопластик). Парусный (ткань, ПВХ пленка и проч.).
Несмотря на изначально небольшую стоимость парусных ветряков, их дальнейшее обслуживание может стоить недешево. Песок и пыль — спутники ветра, способствуют большему износу мягкого парусного материала, чем жесткого. Если в приоритете надежность ветрогенератора (к примеру, для автономного энергообеспечения), то рекомендуется устанавливать жесткие лопасти.

Перспективы ветрогенераторов

Методы получения альтернативной энергии постоянно совершенствуются, их мощность растет, что позволяет использовать их в промышленных масштабах. Из всех способов, наиболее активно развивается самый древний — ветроэнергетика. Именно о ней и пойдет речь в данной статье. Как говорилось выше, Человек использует силу ветра давно. Паруса, ветряные мельницы — это самые известные примеры использования силы ветра. Однако с появлением дешевых углеводородов про ветер забыли. Нефть и уголь стали основными источниками получения энергии на долгие годы.

Зато сейчас, когда цены на углеводороды стали расти, а экология от их использования ухудшатся, вновь вспомнили об энергии ветра. И как удачно вспомнили! Современные ветрогенераторы — это не примитивные ветряные колеса, а высокотехнологичный продукт. Достаточно посмотреть на цифры и становиться понятно, что ветрогенераторы могут выдавать большие объемы электроэнергии. Сейчас во всем мире, более 200 ГВт получают с помощью ветра. Учитывая тенденцию развития ветроэнергетики, эта цифра ежегодно будет расти на 20%.

Страны активно развивающие ветроэнергетику

Часть европейских стран и США серьезно работают над использованием энергии ветра. Вот только несколько примеров:

Америка, Ветропарк в Южной Дакоте. На его территории размещено 2200 ветрогенераторов. Суммарная мощность вырабатываемой ими электроэнергии составляет 5,5 ГВт; Шотландия до 30% всей произведенной электроэнергии получает из ветра. К 2020 году они хотят увеличить долю альтернативной энергии до 50%; в Бельгии, в одном из прибрежных районов, планируется установка 48 ветровых турбин. Причем мощность каждой составит 6 МВт.
В России, к сожалению, нет таких больших показателей. Планируемое получение энергии из ветра к 2020 году — 4-5% от общей выработки. Но, не смотря ни на что, разрабатываются ветряки отечественной конструкции, дорабатываются под наши условия импортные. В общем, работа идет и перспективы у ветроэнергетики в России есть. В прочем, как и во всем мире.

Важный момент:

Эффективность ветрогенераторов зависит от скорости ветра и его постоянства. Поэтому наиболее подходящие места для устройства ветропарков — это побережья, водохранилища, долины больших рек. Там постоянные сильные ветра, что позволяет максимально использовать ресурс ветрогенератора.

Преимущества ветрогенератора:

сбережение электроэнергии при доступности ветров. сбережение топлива и сырья для отопления помещения больших размеров. самоокупаемость за 2-5 года, при большой трате электричества. экологическая «чистота» оборудования. постоянное усовершенствование характеристик и свойств
Сделав вывод, можно прийти к единому мнению, что если вы находитесь в местности, где зачастую происходят ветра, ветрогенератор – это лучшее решение экономии электричества.

Устранение неполадок ветрогенераторов

В действительности наблюдается не столь много факторов, которые создают затруднения в работе ветрогенераторов. По сути, если прибор работает на оптимальной скорости ветра (такие данные предоставляются для каждого отдельного ветряка) то вы получаете наибольшее количество мощности и минимальное количество проблем. Тем не менее, идеальных условий для работы ветряков практически не наблюдается или они сменяются совсем не идеальными, в частности чрезмерно слабым или чрезмерно сильным ветром.

Слабые ветра

Хотя наличие слабого ветра не наносит каких-либо повреждений, владелец все равно имеет некоторые финансовые потери. Например, если не набирается заявленная мощность, то вы переплачиваете за приобретение энергии, то есть тратите дополнительные деньги для того чтобы обеспечить себя энергией. В этом плане проблемой является отсутствие оптимизированности прибора под условия слабого ветра.

Наиболее разумным решением является тщательный выбор модели. В частности следует предпочитать варианты с легкими и складывающимися (почему, узнаете далее) лопастями, занимающими существенное пространство. Чем больше занимают лопасти пространство в диапазоне вращения, тем меньшее количество ветра требуется для движения, то есть для переработки ветра в энергию. В этом актуальны разнообразные многолопастные и подобные варианты, которые отлично работают на слабых ветрах и редко простаивают. Соответственно, следует выбирать из них, но ведь легкие конструкции могут подвергнуться сильному ветру.

Сильные ветра

Действительно, сильные ветра способны повредить конструкцию и для этого многие владельцы используют разнообразные противоштормовые приспособления, которые утяжеляют и увеличивают стоимость ветряка. Однако подобные затраты не всегда являются оптимальным вариантом, так как при нормальной и стабильной работе от ветрогенератора совсем не требуется получать дополнительные мощности из штормов и сильного ветра, которые, к слову, на территории СНГ наблюдается совсем не часто. Гораздо более рациональным является выбрать модель с системой складывания лопастей и снижения самого генератора при усилении ветра и дополнительной возможностью варьировать мощность без модификации конструкции.

Оптимальный ветрогенератор

Если в качестве резюме описать элементы идеальной конструкции, то там обязательно присутствуют следующие характеристики:
отсутствие громкости работы; отсутствие скользящих контактов; наличие возможности коммутировать обмотки для того чтобы удерживать напряжение в определенных пределах; наличие простоты конструкции; технологичность изделия; ремонтопригодность.
Чем большему количеству характеристик соответствует ваш ветряк, тем меньше неудобств создает эксплуатация агрегата.
Перспективы ветрогенераторов


Преимущество и недостатки ветровых электростанций по сравнению с тепловыми (ТЭС)

Использование сил природы для извлечения собственной выгоды является показателем развитости человека. В частности это касается применения силы ветра для собственных нужд. Очень давно человек не имел ни малейшего представления о физике и о перемещении воздушных масс вдоль плоскости земной поверхности, но использовать силу ветра в виде тяговой силы для судоходства человек научился вместе с изобретением паруса. Далее закономерным продолжением развития ученой мысли стало появление ветряков или ветряных мельниц.

Следующий глобальный прорыв в процессе контроля воздуха и ветра наступил в конце 19 века, когда на свет появилась первая ветряная электростанция. Проблема, которая привела к поискам альтернативного источника энергии, заключается в желании сэкономить, поскольку каждый год наблюдалось повышение цен на прочие виды топливных ресурсов.

преимущества ветровых электростанций по сравнению с тэс
Использование ветрогенераторов сегодня является очень распространенным способом получения электрической энергии, а современный ветряк известен каждому школьнику. Лидерами в количестве применяемых ветряных электростанций являются Соединенные Штаты Америки и Китай, но другие страны также понимают, что преимущество ветровых электростанций заключается в возможности получения дешевой энергии и эта отрасль энергетики получает значительное развитие.

Установка ветряка стоит намного ниже, чем проведение ЛЭП или подключение к уже существующей. При этом невысокая стоимость энергии ветра и простота, позволяющая самостоятельно изготовить простейший ветряк, делает ветряные электростанции популярными среди простых обывателей.

Назначение ветряных электростанций

Для удовлетворения ежедневной потребности потребителя требуется эксплуатация оборудования, которое способно выдавать до 10 кВт электроэнергии. При этом идеально смонтированная ветряная система должна состоять из нескольких ветрогенераторов, которые аккумулируют энергию в общую батарею. Это позволяет корректировать выходную мощность аккумулятора, подключая дополнительные или отключая лишний ветряк.

Какими преимуществами обладают ветряные электростанции, критерии выбора модели

Энергия движения воздуха человечеству известна с давних времен. Приладив однажды на свое неказистое плавучее средство парус люди через столетия смогли с его помощью познать планету Земля, побывав практически во всех ее сокровенных уголках. Мельницы, движимые ветром, по сегодняшний день во многих продолжают исправно служить человеку.

Но в наши дни естественные потоки воздуха в основном используются для получения электроэнергии. Это просто и удобно. В настоящее время действующие ветряные электростанции можно встретить во многих странах, в последние десятилетия они стали популярными и в России. В основном их применение оправдано там, где отсутствует постоянное электроснабжение.

Виды ветрогенераторов

Различные виды лопастей

Устройства отличаются между собой числом лопастей, направлением их вращения, по способам управления ими и материалом, из которого сделаны ветряки.

Ветровые электростанции могут быть:

  1. Двухлопастные;
  2. Трехлопастные;
  3. Многолопастные.

Большое количество пластин в ветряке не всегда гарантирует его хорошую работу. Такие ветряные многолопастные электростанции улавливают даже малейшее дуновение ветра, но, начав вращение и достигнув определенного числа оборотов, они теряют эффективность из-за большого сопротивления воздушному потоку. Такие устройства есть смысл использовать при выполнении ими, кроме основной функции, еще каких-либо работ, например, приведение в действие водяного насоса. Ветрогенераторы с небольшим количеством рабочих элементов имеют КПД намного выше.

Разделяются по осям вращения

Ветряные электростанции могут быть с парусными или жесткими лопастями. Первые проще в изготовлении и намного дешевле. Вторые изготавливаются из металла либо стеклопластика и стоимость их, естественно, будет существенно выше. Ветровые парусные электростанции быстрее изнашиваются и требуют постоянного внимания и регулярного обслуживания.

Их лопасти могут износиться через год-полтора и потребуется их полная замена. Такие ветряные парусные электростанции нецелесообразно устанавливать в районах где наравне с сильным ветром в воздухе имеется много пыли и других механических частиц.

Горизонтальная ось вращения

Управление шагом лопастей также бывает разным. На сегодняшний день созданы с шагом:

  • Изменяемым;
  • Фиксированным.

Первый вариант дает возможность существенно увеличить спектр рабочих скоростей. Но при этом намного усложняется конструкция лопасти, и происходит утяжеление всей конструкции. Что, естественно, делает ветряные подобные электростанции дорогими как при покупке, так и в период эксплуатации.

Фиксированный шаг лопастей преобладает рядом преимуществ, но и в эксплуатации такого ветряка есть некоторые нюансы.

Например, ветровые такие электростанции в своей конструкции должны иметь предохранительное устройство, переводящее лопасти при шторме или урагане в положение флюгера. В противном случае может произойти обрушение всей мачты.

По тому, какое направление имеет ось вращения, ветряные лопастные электростанции подразделяются на две группы:

  • Вертикальные;
  • Горизонтальные.

У первого типа турбина находится перпендикулярно по отношению к основе. Ветряные горизонтальные электростанции расположены горизонтально к опоре.

С вертикальной осью вращения

Вертикальные генераторы в свою очередь делятся на такие виды:

  1. Стандартный ветряк;
  2. Роторный;
  3. С геликоидным ротором;
  4. Ортогональный.

Ветряные стандартные электростанции характеризуются вертикальной осью вращения и парой цилиндров. Они всегда в движении, но при этом использование энергии ветра довольно низкое.

Наличие в ветряке ротора значительно уменьшает нагрузку на его подшипник. Это намного продлевает срок эксплуатации устройства. Ветровые роторные электростанции характеризуются сложным монтажом, что делает и без того высокую стоимость еще большей.

Устройство с геликоидным ротором отличается закрученными лопастями, способствующими равномерному вращению.

Устройство с геликоидным ротором

Ветряные ортогональные электростанции не нуждаются в сильном ветре, их работа возможна даже при небольшой скорости воздушного потока. Главными достоинствами таких аппаратов являются:

  • Бесшумность;
  • Безопасность;
  • Отличные технические характеристики.

К недостаткам данных аппаратов можно отнести большие лопасти и слишком сложные монтажные работы.

Ветровые горизонтальные электростанции имеют самый высокий КПД. Их работа возможна только при скорости движения потока воздуха не меньше двух метров в секунду.

Как они работают

Главная функция любого ветряка — это преобразование механической силы ветра в постоянную, используемую в последующем для обеспечения электричеством загородного дома, а если мощность большая, то и нескольких зданий.

Схема Ветряка

Ветровые электростанции для дома состоят из основных компонентов и дополнительных. Главными составляющими являются:

  • Мачты;
  • Лопасти;
  • Генераторы.

Опорой всего устройства является мачта, которая удерживает его на определенном уровне. В прямой зависимости от ее высоты находится скорость работы механизма.

Лопасти улавливают воздушные потоки и заставляют работать генератор, который преобразует энергию ветра в электричество.

Ветрогенераторы дополнительно оснащаются приборами, обеспечивающими независимость от других источников поступления электроэнергии.

Схема работы

К таким компонентам относятся:

  1. Аккумуляторные батареи;
  2. Контроллеры;
  3. Анемоскоп;
  4. Инверторы.

Ветер вращает лопасти, чем заставляет работать механизм установки. При этом вырабатывается переменный ток, который поступает в контроллер, где он превращается в постоянный. В инверторе ток преобразовывается в однофазный переменный. Имеющиеся остатки электроэнергии накапливаются в аккумуляторе. Они будут использованы при полном штиле, когда ветровые электростанции не могут в прежнем объеме вырабатывать ток.

Преимущества и особенности ветрогенераторов

Их установка дает возможность обеспечить дом или предприятие надежным электроснабжением. Особенно это актуально в отдаленных районах, на кораблях и яхтах, в тех местах, где традиционное снабжение энергией невозможно.

Смотрим видео, о плюсах и минусах ветровой энергетики:

Ветровые электростанции для загородного дома позволяют значительно снизить финансовые затраты. Ведь потратившись один раз в дальнейшем не придется оплачивать ежемесячные счета за электричество, которые в последнее время имеют тенденцию к росту его стоимости. Тем более, что сегодня ветряная электростанция может быть собрана своими руками, что будет гораздо дешевле, чем приобретение промышленного аналога.

Характерно то, что самая активная фаза работы ветряка приходится на осенне-зимний сезон. В это время повсеместно наблюдаются сильные ветры. И одновременно с этим много электроэнергии тратится на отопление помещений.

Ветровые домашние электростанции функционируют одновременно с другими источниками поступления электричества, например, солнечными батареями.

Устройства работают практически бесшумно. Они могут вырабатывать ток в любой момент, лишь бы дул ветер, а когда его нет можно воспользоваться накоплениями из аккумуляторной батареи.

Ветряные стандартные электростанции можно устанавливать в любом уголке нашей страны, они способны работать в любых погодных условиях. Формы рельефа местности и наличие высоких деревьев также не являются помехой для их функционирования.

Обзор популярных моделей различных типов

Продукция компании Windtronics

Возьмем для рассмотрения по одному образцу популярных установок каждой группы. Очень большой интерес у потребителей вызывают ветровые горизонтальные электростанции. Среди них особым спросом пользуется безредукторный генератор «Windtronics».

Он отличается особой конструкцией турбины, на каждом конце всех лопастей имеются мощные магниты, а вдоль обода установлены статорные катушки. Это позволяет существенно снизить аэродинамическое сопротивление.

Эта конструктивная особенность превратила ротор еще и в генератор электроэнергии. Имеющиеся на лопастях специальные закрылки способствуют началу работе ветряка при ветре силой всего в 0,2 м/сек. Для генераторов подобного типа это можно считать рекордом. Ветряные американские электростанции «Windtronics» весят около 119 кг, диаметр равняется 1,8 метра. Шумность в пределах 35 дБ. Стоимость устройства — 5750 долларов, что является его основным недостатком.

Среди вертикальных установок лидером являются ветряные электростанции для дома «Eddy», выпускаемые компанией «Urban Green Energy». Мало того, что они компактны практически бесшумны, так еще и могут быть установлены даже в городе. Вес устройства 95 кг, монтаж занимает около часа. Эксплуатационный срок ветрогенераторов «Eddy» для дома имеют до 20 лет. Допустимые нагрузки до силы ветра в 193 км/час. В год генератор может вырабатывать, в зависимости от модели, до 4000 кВт/ч.

Смотрим видео о продукции Urban Green Energy:

Оригинальную форму турбины имеют ветрогенераторы «Power Flowers», что в переводе означает «цветочное дерево». Их производит компания UGE. Существует несколько моделей подобных генераторов, отличающихся некоторыми конструкционными особенностями. Но всех их объединяет один фактор: высокая цена. За ветряные электростанции «Power Flowers» для дома придется заплатить около 2 тысяч долларов, и это без монтажных работ, которые могут повысить стоимость еще на 500 $.

Напрашивающиеся выводы

Специалисты утверждают, что электроэнергия, выработанная экологически чистыми источниками, обходится в несколько раз дороже обычной. Если используются ветровые маломощные электростанции, то цена полученной от них энергии может раз в 10 превышать традиционную. Это объясняется тем, что ветряная электростанция, которую сегодня купить и так могут позволить далеко не все, требует еще и больших затрат на установку, наладку и обслуживание.

Если возможности все-таки разрешают установить ветряк, то сначала рекомендуется узнать погодные особенности своей местности за несколько предыдущих лет. Подобная информация позволит выяснить, есть ли смысл использовать ветровые электростанции.

Энергия ветра. — Мастерок.жж.рф — LiveJournal

Давайте посмотрим на нетрадиционые варианты выработки энергии, а именно ветровые электростанции. Пока еще вопрос спорный в возможности существования этого вида энергодобычи без серьезных дотаций, возможность широкого и повсеместного применения этих устройств (а не только для специфических случаев). Однако не оспорим вопрос экологичности. Ну и это еще к тому же красиво 🙂

Давайте посмотрим …

В Европе и США огромные ветряки — привычный элемент загородного пейзажа. Эти красивые гиганты устанавливаются не только на земле, но и на водных просторах.

Идея использовать силу ветра для получения электрической энергии не нова. Она родилась ещё в конце 19 века, а именно зимой 1887-88 годов, когда один из основателей американской электрической индустрии, Чарльз Ф. Браш построил прототип автоматически управляемой ветровой турбины для производства электроэнергии. На тот момент она была гигантской — диаметр ротора равнялся 17 метрам, и состоял из 144 лопастей, изготовленных… из кедра.

В Европе первая ветряная электрическая станция была пущена в 1900 году, а к началу ІІ-ой мировой войны на планете работало несколько миллионов ветряков.

Современный ветряк — это стальная башня высотой от 70 до 125 м, на вершине которой установлены генератор и ротор с лопастями из композиционных материалов. Сегодня используют 56-метровые лопасти.

Огромна энергия движущихся воздушных масс. Запасы энергии ветра более чем в сто раз превышают запасы гидроэнергии всех рек планеты. Постоянно и повсюду на земле дуют ветры. Климатические условия позволяют развивать ветроэнергетику на огромной территории.

На первый взгляд ветер кажется одним из самых доступных и возобновляемых источников энергии. В отличие от Солнца он может «работать” зимой и летом, днем и ночью, на севере и на юге. Но ветер — это очень рассеянный энергоресурс.

Ветровая энергия практически всегда «размазана” по огромным территориям. Основные параметры ветра — скорость и направление — меняются подчас очень быстро и непредсказуемо, что делает его менее «надежным”, чем Солнце. Таким образом, встают две проблемы, которые необходимо решить для полноценного использования энергии ветра. Во-первых, это возможность «ловить” кинетическую энергию ветра с максимальной площади. Во-вторых, еще важнее добиться равномерности, постоянства ветрового потока. Вторая проблема пока решается с трудом.

К решению первой проблемы привлекли специалистов самолета строения умеющих выбрать наиболее целесообразный профиль лопасти, для получения максимальной энергии ветра. Усилиями ученых и инженеров созданы самые разнообразные конструкции современных ветровых установок.

Это многолопастные «ромашки» и винты вроде самолетных пропеллеров с тремя, двумя и даже одной лопастью. Вертикальные конструкции хороши тем, что улавливают ветер любого направления; остальным приходится разворачиваться по ветру. Такой вертикальный ротор напоминает разрезанную вдоль и насаженную на ось бочку. Встречаются и оригинальные решения. Например, тележка с парусом ездит по кольцу из рельс, а ее колеса приводят в действие электрогенератор.

Кликабельно 1700 рх

Среди десятков тысяч ветряков есть огромные, а есть и маленькие, на один домик. А это как раз гигантские ветряки. Один из самых больших ветряков на сегодня построен в сентябре 2002 под Магдебургом в Германии. Его мощность — 4.5 мегаватт, каждая из трех лопастей достигает 52 метров в длину и 6 в ширину, и весит по 20 тонн. Крепится ротор на 120-метровой башне.

Последнее достижение ветроэнергетики — ветряки, диаметр ротора которых превышает размах крыла самолетов-гигантов, даже нашего «Руслана». Такая установка имеет мощность 1–2 мегаватта и способна обеспечивать электроэнергией 800 современных жилых домов.

Наиболее распространенным типом ветровых энергоустановок (ВЭУ) является турбина с горизонтальным валом и числом лопастей от 1 до 3. По оценкам различных авторов, ветроэнергетический потенциал Земли равен 1200 ТВт, однако использования этого вида энергии в различных районах Земли неодинаковы. В России валовой потенциал ветровой энергии — 80 трлн. кВт/ч в год, а на Северном Кавказе — 200 млрд. кВт/ч (62 млн. т усл. топлива). Эти величины существенно больше соответствующих величин технического потенциала органического топлива. Среднегодовая скорость ветра на высоте 20–30 м над поверхностью Земли должна быть достаточно большой, чтобы мощность воздушного потока, проходящего через надлежащим образом ориентированное вертикальное сечение, достигала значения, приемлемого для преобразования.

Ветровые электростанции выгодны, как правило, в регионах, где среднегодовая скорость ветра составляет 6 метров в секунду и выше и которые бедны другими источниками энергии, а также в зонах, куда доставка топлива очень дорога.

Норвегия объявила о планах построить самый большой в мире ветряк в 2011 году. Работы уже ведутся. Высота ветряной турбины будет составлять 533 фута, а диаметр ротора — 475 футов. Как ожидается, турбина будет обеспечивать электроэнергией 2 000 домов. Рекордный опытный образец стоит $67,5 миллионов.

Ветроэнергетическая установка, расположенная на площадке, где среднегодовая удельная мощность воздушного потока составляет около 500 Вт/м2 (скорость воздушного потока при этом равна 7 м/с), может преобразовать в электроэнергию около 175 из этих 500 Вт/м2. следует также учитывать те изменения, которые вносятся ветровыми установками в ландшафт местности, их размещение должно соответствовать не только стандартам безопасности и эффективности, но и правильного размещения на местности (мельницы ВЭУ, расположенные хаотично менее эффективны, чем те, которые расположены в определенной геометрической последовательности).

Малые ВЭУ обычно предназначаются для автономной работы. Системы, которым они выдают энергию, привередливы, требуют подачи энергии более высокого качества и не допускают перерывов в питании, например, в периоды безветрия. Поэтому им необходим дублер, то есть резервные источники энергии, например, дизельные двигатели той же, как у ветроустановок, или меньшей мощности.

Что касается более мощных ветроустановок (свыше 100кВт), то они применяются как электростанции и включаются обычно в энергосистемы. Обычно на одной площадке устанавливаются достаточно большое количество ВЭУ, образующих так называемую ветровую ферму. На одном краю (фермы) может дуть ветер, на другом в это время тихо. Ветряки нельзя ставить слишком тесно, чтобы они не загораживали друг друга. Поэтому (ферма) занимает много место.

Ветроэнергетика сильно зависит от капризов природы. Скорость ветра бывает настолько низкой, что ветра агрегат совсем не может работать, или настолько высокой, что ветра агрегат необходимо остановить и принять меры по его защите от разрушения. Если скорость ветра превышает номинальную рабочую скорость, часть извлекаемой механической энергии ветра не используется, с тем чтобы не превышать номинальной электрической мощности генератора. Для эффективной работы ВЭУ их размещают на открытых пространствах, реже на территориях сельскохозяйственных угодий, что повышает их продуктивность. В горных районах ветра установки работают эффективно из-за природных особенностей данных местностей, там преобладает движение воздушных масс с большой силой и скоростью, к тому же это дает энергию в труднодоступные районы.

Правильная установка влияет на КПД ветра агрегатов поэтому удельная выработка электрической энергии в течение года составляет 15 – 30% энергии ветра или даже меньше в зависимости от место положения и параметров установки.

В настоящее время рекорд по размеру и мощности (141 метр и 7 мегаватт) принадлежит ветрогенератору Enercon E-126, расположенному около немецкого городка Эмден.

Установка ветряка Enercon E-126:

Ветряные двигатели не загрязняют окружающую среду, отсутствие влияния на тепловой баланс атмосферы Земли, отсутствие потребления кислорода, выбросов углекислого газа и других загрязнителей. Чтобы производить с их помощью много электроэнергии, необходимы огромные пространства земли. Лучше всего они работают там, где дуют сильные ветры.

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.

В проектировании установки самая трудная проблема состояла в том, чтобы при разной силе ветра обеспечить одинаковое число оборотов пропеллера. Ведь при подключении к сети генератор должен давать не просто rкакую-то электрическую энергию, а только переменный ток с заданным числом циклов в секунду, т. е. со стандартной частотой 50 — 60 Гц. Поэтому угол наклона лопастей по отношению к ветру регулируют за счет попорота их вокруг продольной оси: при сильном ветре этот угол острее, воздушный поток свободнее обтекает лопасти и отдает им меньшую часть своей энергии. Помимо регулирования лопастей весь генератор автоматически поворачивается на мачте против ветра.

Одна из возникших проблем ветра агрегатов это избыток энергии в ветреную погоду и не достаток ее период без ветрея. Способов хранения ветреной энергии очень много рассмотрим наиболее простые один из способов: состоит в том, что ветряное колесо движет насос, который накачивает воду в расположенный выше резервуар, а потом вода, стекая из него, приводит в действие водяную турбину и генератор постоянного или переменного тока. Существуют и другие способы, и проекты: от обычных, хотя и маломощных аккумуляторных батарей до раскручивания гигантских маховиков или нагнетания сжатого воздуха в подземные пещеры и вплоть до производства водорода в качестве топлива. Особенно перспективным представляется последний способ. Электрический ток от ветра агрегата разлагает воду на кислород и водород. Водород можно хранить в сжиженном виде и сжигать в топках тепловых электростанций по мере надобности.

Ветряки ставят не только на суше, но и на водных просторах:

Самый высокий ветряк в мире находится в провинции Сан-Хуан на высоте 4 110 метров над уровням моря. Его установила самая крупная золотодобывающая компания в мире — Баррик. Ветряк занесен в книгу рекордов Гиннеса.

Ветроустановка — дорогая техника, но расходы на ее приобретение окупятся в течение первых 7 лет эксплуатации. Расчетный срок службы — 25 лет.

Европейский лидер по использованию энергии ветра — Дания. В этой стране их обычно размещают на скалистых рифах и мелководье, на расстоянии до 2 км от берега.

Кликабельно

Самым ветреным местом в Европе считают шотландские Внешние Гибриды. Северная часть этих островов продувается постоянно. Ветер там практически никогда не утихает.

В конце прошлого года компания Deepwater Wind объявила о планах создания крупнейшей в мире глубоководной ветровой электростанции.

Предполагается, что она будет возведена на протяжении от 29 до 43 км от побережья штата Род-Айленд и Массачусетс и будет производить до 1 000 мегаватт, что сопоставимо с ядерным энергоблоком. Ветряки будут установлены в океане с глубиной дна 52 м — это значительно глубже, чем любая другая современная ветроэлектростанция.

Кликабельно

А вот еще есть такой интересный ветряк

Первая в мире плавучая ветряная турбина была установлена в Северном море у побережья Норвегии. Об этом сообщила во вторник норвежская энергетическая компания StatoilHydro. Турбина, названная Hywind, достигает в высоту 65 метров и весит 5.300 тонн. Ее установили примерно в 10 километрах от острова Кармой, у юго-западного побережья страны, говорится в пресс-релизе компании.

«Ветряк» установлен на плавающей платформе, которая закреплена тремя якорями. В качестве балласта выступают вода и камни, помещенные внутрь платформы.

StatoilHydro планирует проводить испытания Hywind в течение последующих двух лет, прежде чем примет решение о производстве большего числа плавучих ветровых турбин.

По мнению специалистов StatoilHydro, данная технология может представлять интерес для Японии, Южной Кореи, американского штата Калифорния, части Восточного побережья Соединенных Штатов и Испании. Это лишь часть потенциальных рынков.

Hywind может устанавливаться на большем удалении от берега, чем статические ветровые турбины, уже находящиеся в эксплуатации. Речь идет о глубинах от 120 метров до 700 метров, что позволяет размещать новую турбину значительно дальше от берега.

В создание 2,3-мегаваттной плавающей турбины было вложено в общей сложности 400 млн. крон (46 миллионов евро), что делает ее дороже наземных аналогов. Теперь главная задача компании-производителя – удешевить свою разработку.

Ветровая энергия это огромная энергия, надо только правильно ее получать и хранить.

Рассмотрим теперь отрицательное влияние ВЭУ на среду обитания человека и животных, на телевизионную связь и пути сезонной миграции птиц. Действительно крупные ВЭУ влияют на телесигнал. На расстоянии до 0.5 км, они вызывают помехи в телесигнале, это связано с тем, что лопасти ветрового колеса ВЭУ отражают сигналы, вызывая помехи при передачи телевизионного сигнала. Вследствие работы крупных ВЭУ больше 20 кВт возникает достаточное количества инфразвука, которое влияет на состояние человека и животных. При работе крупных ВЭУ возникает и естественный шум от работы ветрового колеса. Поэтому размещение ВЭУ больше 10 кВт нежелательно в переделах черты города. С этими отрицательными факторами пытаются бороться, в частности применяя новые виды материала, которые способны пропускать сигналы в большом спектре и т.д.

Ветровая энергетика вызывает все больше интерес и стремление к усовершенствованию установок для максимальной эффективности. Во многих страна начинают их применять в домах, на фермах, на небольшом производстве.

А вот такой проект :

Необычная ветровая электростанция, имеющая не три, а две лопасти, в скором времени появится у восточного побережья Шотландии. Экстравагантный ветряк, видимо, будет славен ещё и тем, что сможет принимать вертолёты.По данным Inhabitat, шотландский министр энергетики Фергюс Юинг (Fergus Ewing) на днях объявил, что правительство одобрило строительство инновационной ветровой турбины по проекту голландской компании 2-B Energy. Гигантский двухлопастный ветряк мощностью 6 мегаватт будет возведён в составе комплекса Energy Park Fife примерно в 20 метрах от берега.

Вызывающая немало вопросов вертолётная площадка присутствует только на проектных картинках в разделе «общее впечатление». В шотландском правительстве посадка геликоптеров на ветряк не обсуждается (иллюстрации 2-B Energy).

2-B Energy с нуля разработала новый тип турбин в 2007 году. Её ветряки предназначены именно для работы на воде, в прибрежной зоне, где нет строгих требований к шуму и жёстких ограничений по размеру конструкции. Что касается двух лопастей вместо трёх, то компания поясняет: чем меньше движущихся частей, тем лучше в плане ремонтопригодности.

Как сообщает BusinessGreen, 2-B Energy хотела установить в Шотландии два ветряка, но получила одобрение только на один.

«Тот факт, что инновационные компании решают проверить свои новые идеи именно в Шотландии, в лишний раз подтверждает репутацию нашей страны как места для разработки и внедрения всех типов новых „зелёных“ энергетических технологий», – заявил министр Юинг. Судя по всему, строительство экспериментальной турбины начнётся в 2014 году.

Кликабельно

Ну и еще один проектик:

Небольшая американская фирма Joby Energy разработала проект установки в виде огромного летающего змея. Змей представляет собой прямоугольный металлический каркас, несущий на себе десяток небольших лопастей. Сначала лопасти приводятся в действие моторами и, подобно пропеллеру самолета, поднимают каркас на высоту 400-500 метров.

Там в дело вступают мощные высотные ветры, которые вращают лопасти, вырабатывая электрическую энергию. Часть ее идет на поддержание каркаса в воздухе, а основная часть передается на землю по той металл

Альтернативные источники энергии (энергия ветра). Создание ветрогенератора

Альтернативные источники энергии (энергия ветра). Создание ветрогенератора

Галанина С.А. 1


1МБОУ «Лицей № 3» г. Барнаула Алтайского края

Нижебойченко Н.А. 1


1МБОУ «ЛИЦЕЙ №3»


Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке «Файлы работы» в формате PDF

Введение

Развитие альтернативной энергетики и поиск новых источников энергии – одна из главных задач современного мира. Основные причины этому: огромный вред традиционных электростанций и истощение невозобновляемых энергетических ресурсов. Я уже третий год изучаю проблемы экологически чистой энергетики, потому что считаю, что каждый должен стараться сделать как можно больше для защиты нашей планеты, т.к. от каждого из нас зависит ее будущее. В первом классе в ходе эксперимента мне удалось создать источник энергии из овощей и фруктов. С его помощью у меня даже получилось зажечь 1 светодиод. В прошлом году мы сами сделали фонарик, который зажигается водяной батарейкой. Я решила продолжить изучение вопроса получения «зеленой» энергии в новом проекте по созданию ветрогенератора.

Актуальность

Электроэнергия стала важной частью жизни человека. Мировые потребности в электроэнергии постоянно возрастают. В настоящее время эксперты прогнозируют рост потребления электричества из-за перехода на электрическое отопление и электромобили. Так, например, в 2016 году правительство Норвегии выступило с предложением запретить использовать в стране автомобили с двигателем внутреннего сгорания. Шведский производитель автомобилей Volvo сам намерен отказаться от двигателей внутреннего сгорания. С 2019 года компания планирует производить электромобили и гибриды.[11] Правительство России в июле 2017 года внесло изменения в правила дорожного движения. Теперь в них появятся понятия «электромобиль», «гибридный автомобиль», а также специальные дорожные знаки для парковок с зарядкой.[1] Все эти, несомненно, полезные для окружающей среды изменения потребуют увеличения производства электроэнергии. При этом, в настоящее время на возобновляемые (альтернативные) источники приходится 6,3% всей её мировой выработки, что очень мало.[3] Поэтому я считаю, что тема экологичных энергоресурсов становится только актуальнее с каждым годом.

Цель исследования – исследовать получение электроэнергии с помощью ветра; создать возобновляемый и безопасный для окружающей среды источник электроэнергии.

Гипотеза – возобновляемые и безопасные для окружающей сред

Оффшорные ветряные электростанции: плюсы и минусы для моряков

Image Credits to The Telegraph

Термин «оффшорная энергетика» давно утратил свой нефтяной запах. Сейчас под ним подразумевают альтернативные источники энергии: ветряные, волновые, приливные электростанции. Технологическое развитие способствует активному развитию оффшорной ветроэнергетики; в то время как потребность в экологически чистой и рентабельной электроэнергии актуальна как никогда.

По данным World Forum Offshore Wind, 2018 год стал рекордным для отрасли. В течение года добавилось почти 5 ГВт мощности, в результате чего общая мировая мощность оффшорных Ветряных Электростанций (ВЭС) достигла 22 ГВт; и это не передел. Организация World Forum Offshore (WFO) провозгласила миссию «500 в 50», направленную на установку морских станций, способных производить 500 ГВт энергии по всему миру к 2050 году.

Итак, что мы знаем о современной оффшорной ветроэнергетике? Как судоходная отрасль уживется с таким количеством морских электроустановокс? Станут ли ветряки источником раздражения для морских специалистов, вынужденных постоянно обходить прибрежные электростанции, или они создадут новые возможности для работы в море, открыв перспективные оффшорные вакансии?

Интересные факты про морские ветряные электростанции:

  • В мире насчитывается 5 556 оффшорных ветряных установок (ВЭУ).
  • Image Credits to BBC

    Крупнейшая в мире морская ВЭУ начала работу 15 февраля 2019 года. Установка высотой 190 м – первая из 174 ветряков, которые будут построены на территории станции Hornsea One, расположенной в 120 км от побережья Йоркшира. После завершения в 2020 году она будет производить электричество для миллиона домов.

  • Большинство оффшорных ветряных электростанций расположены в Германии, Дании, Великобритании, Испании и других европейских государствах.
  • Тем не менее, Китай, Тайвань, Южная Корея и США активно включились в программу строительства морских ВЭС.
  • На данный момент морская ветряная электростанция на 90% дороже, чем сжигание ископаемого топлива, и на 50% дороже, чем атомная энергетика. Однако каждый ветряк работает 40 лет и не производит токсических отходов.
  • Морские ветряные установки производят на 50% больше энергии, чем береговые ветряные фермы благодаря более высокой скорости ветра в море.
  • Социологические исследования показали, что при выборе между двумя проектами городское сообщество с большей вероятностью отдаст предпочтение оффшорной ВЭС по эстетическим соображениям (принцип «с глаз долой»).
  • Самое большое и технически совершенное судно для установки ВЭУ будет спущено на воду в 2019 году. DP3 DEME Orion будет иметь длину 216,5 метра. Кроме того, на нем будет установлен кран грузоподъемностью 3000 тонн с вылетом стрелы 170 метров.

 

Перспективы оффшорной ветроэнергетики

Несмотря на некоторые технологические и экономические трудности при разработке проектов в индустрии оффшорных ветряных электростанций наблюдается экспоненциальный рост. Сегодня, когда более крупные и совершенные оффшорные установки производят большую мощность, а технология прокладки кабелей отработана, привлечение инвесторов идет еще активнее. Более того, правительства субсидируют или предоставляют привилегии ВЭС во многих странах.

Даже если не принимать во внимание оптимистичную миссию WFO, недавно был опубликован свежий отчет Navigant Research, в котором утверждается, что в период между 2018 и 2027 гг. будет установлено более 69 ГВт новых оффшорных ветряных мощностей, а к  2030 г. морскими ВЭС будет производиться 100 ГВт экологически чистой энергии.

Image Credits to Youtube

Такой темп развития означает, что для достижения своих целей отрасль оффшорной ветроэнергетики будет поглощать много рабочей силы, что является отличной новостью для профессионалов во всем мире. Эксперты полагают, что к 2030 году в ЕС в ветроэнергетике будет занято 479 000 человек, из которых 294 000 – 61% от общего числа – будет приходиться на оффшорную ветроэнергетику. В глобальном масштабе Global Wind Energy Council (GWEC) ожидает, что к 2030 году в ветроэнергетике будет занято от 800 000 до 3 миллионов человек в зависимости от рассматриваемого сценария развития. Например, в команду специальных судов, которые участвует в строительстве морских ветряных электростанций, входят примерно 130 человек; и таких судов на каждом проекте минимум три. Затем, есть специалисты, которые сооружают и обслуживают ВЭУ. В настоящее время это растущий рынок труда с множеством вакансий.

Как оффшорные ВЭС мешают судоходству

Несмотря на привлекательные перспективы карьерного роста, оффшорная ветроэнергетика – не универсальный выбор. Более того, для профессиональных моряков, ветряки, загромождающие и без того перегруженные морские пути, скорее станут помехой.

Пока не так много несчастных случаев, связанных с оффшорными ВЭС. Самым известным из них является столкновение вспомогательного судна OMS Pollux с установкой у побережья Англии в августе 2014 года. Ни один из 18 членов экипажа не пострадал, но на судне произошла утечка топлива.

Image Credits to Grean Pearls

Тем не менее, эксперты признают, что небольшой процент аварий объясняется только умеренным количеством морских ветряных электростанций. Команда исследователей из Швеции представила расчет столкновения судов с ветряками в Ваттовом  море, где плотность судоходных линий и ветряных электростанций на сегодняшний день максимальна. В результате они получили неизбежное столкновение каждые 10 лет. Ученые также признали, что они не включили в свои расчеты человеческий фактор, который, безусловно, увеличит вероятность аварии.

Даже такая статистика требует коррекции, ведь в случае аварии танкера или пассажирского судна последствия одного столкновения могут быть катастрофическими. Поэтому, сейчас каждый проект оффшорной ВЭС проходит процесс Оценки Навигационного Риска (Navigational Risk Assessment), а также Оценку Воздействия на Окружающую Среду (Environmental Impact Assessment). Однако только Нидерланды производят NRA на правительственном уровне. Остальные страны оставляют оценку рисков разработчикам проекта.

NRA – комплексное исследование, которое определяет сосуществование морской ветряной электростанции с местной судоходной и рыболовной промышленностями.  Часто оно принимает форму официальной оценки безопасности, разработанной IMO (FSA). Недавнее исследование показало интересный результат. Только 16% моряков знают об оценках навигационного риска (Navigational Risk Assessment) для оффшорных ВЭС, и среди этих 16% только половина согласна с их результатами.

Между тем, каждый NRA является довольно интересным документом, содержащим карты AIS, возможные сценарии и расчеты столкновений между установками  и судами в наиболее загруженных навигационных зонах. Например, для ветряной электростанции Omø Syd в Дании прогноз следующий: наличие ВЭС увеличило вероятность посадить судно на мель до 1 инцидента в 40 лет, а вероятность столкновения между судами теперь существует каждые 18 лет.

Навигационная безопасность

В настоящее время ведется активная дискуссия о том, как обеспечить навигационную безопасность в районах морских ветряных электростанций. Некоторые моряки отмечают, что проблема преувеличена. ВЭС имеют четкую световую индикацию в ночное время и выстроены четкими рядами, поэтому прокладка курса не составляет труда. Но все расчеты показывают, что столкновения будут происходить время от времени. Ученые подсчитали, что если для спасения дрейфующих судов использовать флот служебных буксирных судов, то в некоторых районах вероятность столкновения может быть снижена до 1 в 100 лет, но эти расчеты по-прежнему не включают фактор человеческой ошибки.

Поэтому инженеры выдвинули идею защитных оболочек из резины или стали, которые защищали бы как сами установки, так и суда. Другие идеи дизайна предполагают использование резинового буфера, подушек из алюминиевой пены и надувные конструкций из труб, которые должны выдержать столкновение с кораблем. Однако некоторые эксперты, например Louis Coulomb, голландский инженер-проектировщик, специализирующийся на разработке ветряных установок, придерживаются противоположной точки зрения. Он утверждает, что такая защитная броня может весить до 130 тонн и стоить как треть основания и турбины. Таким образом, более разумно сэкономить на защитных мерах и позволить установке упасть, не повредив или умеренно повредив судно в случае столкновения.

Однако этот метод не подходит для ВЭУ последнего поколения, построенных далеко от побережья, где море глубокое и бурное. Такие установки выше (до 190 м) и поддерживаются подводными треногами, а не хрупкими одноопорными основаниями как на мелководье. Если судно врежется в одну из диагональных стоек треноги под неудачным углом, в корпусе может образоваться серьезная пробоина, даже если он двойной.  Сейчас ведется поиск решения данной проблемы.

 

Развитие оффшорной ветроэнергетики происходит на наших глазах. Технологии все еще совершенствуются, к строительству подключаются новые страны, все заинтересованные стороны продолжают накапливать опыт. Например, пару месяцев назад ветряное сообщество обнаружило, что до сих пор не существует международных стандартов устойчивости против циклонов и землетрясений для ветровых установок. Необходимость в таком документе стала очевидной, когда к строительству оффшорных ВЭС подключились азиатские страны. Так, например, в провинции Гуандун в Китае, которая в ближайшие пару лет получит 500 морских ветряных установок, в течение 2018 года было 18 тайфунов. Теперь DNV GL призывает заинтересованные стороны принять участие в разработке такого стандарта.

Этот пример демонстрирует, что индустрия альтернативной оффшорной энергетики еще очень молода, но за ней стоит много ресурсов и инициатив. Таким образом, существует огромный потенциал для развития как внутри самой оффшорной ветроэнергетики, так и для вспомогательных отраслей, таких как морская оффшорная индустрия, снабжение и технические сервисы.

Плюсы и минусы ветроэнергетики

Последнее обновление: 27.09.2019

У любого типа источника энергии есть свои преимущества и недостатки, и энергия ветра ничем не отличается. В этой статье мы рассмотрим некоторые из основных плюсов и минусов производства электроэнергии с помощью ветряных турбин.

Основные плюсы и минусы ветроэнергетики

Энергия ветра — один из наиболее часто используемых видов возобновляемой энергии в США.S. сегодня, а также является одним из наших самых быстрорастущих источников электроэнергии. Однако, хотя использование энергии ветра дает ряд экологических преимуществ, есть и недостатки. Вот несколько главных плюсов и минусов:

Плюсы и минусы ветроэнергетики

Плюсы ветроэнергетики Минусы ветроэнергетики
Возобновляемые и чистые источники энергии Прерывистый
Низкие эксплуатационные расходы Шум и визуальное загрязнение
Эффективное использование земельного участка Некоторое неблагоприятное воздействие на окружающую среду

С другой стороны, ветер является экологически чистым возобновляемым источником энергии и одним из самых экономичных источников электроэнергии.С другой стороны, ветряные турбины могут быть шумными и непривлекательными с эстетической точки зрения, а иногда могут отрицательно влиять на физическую среду вокруг них. Подобно солнечной энергии, энергия ветра также является непостоянной, что означает, что турбины зависят от погоды и, следовательно, не могут вырабатывать электроэнергию круглосуточно.

Ниже мы рассмотрим эти плюсы и минусы более подробно.

Преимущества ветроэнергетики

Ветровая энергия является экологически чистой и возобновляемой

В отличие от угля, природного газа или нефти, производство электроэнергии с помощью ветра не приводит к выбросам парниковых газов.Хотя есть некоторые экологические соображения, связанные со строительством больших ветряных электростанций, после их ввода в эксплуатацию сами ветряные турбины не требуют сжигания каких-либо ископаемых видов топлива.

Кроме того, энергия ветра полностью возобновляема и никогда не иссякнет. В отличие от традиционных ресурсов ископаемого топлива, которые пополняются очень медленно, ветер естественным образом присутствует в нашей атмосфере, и нам не нужно беспокоиться о проблемах с поставками в будущем.

Энергия ветра имеет низкие эксплуатационные расходы

Что касается первоначальных затрат, установка ветряных электростанций или отдельных турбин может быть дорогостоящей.Однако после запуска операционные расходы относительно невысоки; их топливо (ветер) бесплатное, и турбины не требуют особого обслуживания в течение всего срока службы.

Энергия ветра экономит пространство

В совокупности ветряные электростанции могут занимать много места на суше; однако сами турбины и оборудование не занимают много места. Это означает, что землю, используемую для ветряных турбин, часто можно использовать и для других целей, например, для сельского хозяйства.

Недостатки ветроэнергетики

Энергия ветра непостоянна

Эффективность ветряной турбины по выработке электроэнергии зависит от погоды; таким образом, может быть сложно точно предсказать, сколько электроэнергии будет вырабатывать ветряная турбина с течением времени.Если скорость ветра в любой день слишком низкая, ротор турбины не вращается.

Это означает, что энергия ветра не всегда доступна для отправки в периоды пикового спроса на электроэнергию. Чтобы использовать исключительно энергию ветра, ветряные турбины должны быть объединены с какой-либо технологией хранения энергии.

Энергия ветра вызывает шум и визуальное загрязнение

Одним из самых больших недостатков энергии ветра является шум и визуальное загрязнение. Ветровые турбины могут быть шумными во время работы из-за как механической работы, так и ветрового вихря, возникающего при вращении лопастей.Кроме того, поскольку ветряные турбины должны быть расположены достаточно высоко, чтобы улавливать хорошее количество ветра, они часто могут нарушать живописные ландшафты, такие как горные хребты, озера, океаны и т. Д.

Ветряные турбины оказывают негативное воздействие на окружающую среду.

Лопасти ветряных турбин очень большие и вращаются с очень высокой скоростью. К сожалению, их лезвия могут повредить и убить виды, которые влетают в них, например, птиц и летучих мышей.Строительство ветряных электростанций также может нарушить естественную среду обитания местных видов, если не будет проводиться экологически устойчивым образом. Однако эти проблемы можно до некоторой степени решить с помощью технического прогресса и правильного размещения ветряных электростанций.

.

Плюсы и минусы ветроэнергетики

В США крупнейшим источником антропогенных выбросов парниковых газов является энергетический сектор — около 38%. Самым крупным источником энергии является уголь, который, хотя и производит менее 40% электроэнергии, производит более 70% выбросов парниковых газов в энергетическом секторе. (20% выбросов парниковых газов приходится на электростанции, работающие на природном газе.) Хотя ветряные турбины стали привычными в большей части США, ветряная энергия по-прежнему (2013 г.) составляет только около 4% в энергетическом секторе.

Потенциал энергии ветра огромен, и эксперты предполагают, что энергия ветра может легко обеспечивать более 20% электроэнергии в США и мире. Здесь подробно описаны преимущества и недостатки энергии ветра, чтобы помочь вам решить, каким должно быть будущее ветра в Соединенных Штатах.

Экономические преимущества

· оживляет сельскую экономику: Энергия ветра может диверсифицировать экономику сельских сообществ, увеличивая налоговую базу и обеспечивая новые виды доходов.Ветряные турбины могут стать новым источником налогов на собственность в сельских районах, которым в противном случае было бы трудно привлечь новую промышленность. Каждые 100 МВт ветроэнергетики на юго-западе Миннесоты приносят около 1 миллиона долларов в год в виде налогов на недвижимость и около 250 000 долларов в год в виде прямых арендных платежей землевладельцам.

· Меньше субсидий: Все энергетические системы субсидируются, и ветер не исключение. Однако ветер получает значительно меньше энергии, чем другие виды энергии. По данным журнала Renewable Energy World, традиционная энергия получает 300 миллиардов долларов США в виде субсидий в год, в то время как возобновляемые источники энергии получили менее 20 миллиардов долларов США денег налогоплательщиков за последние 30 лет.Исследование, опубликованное учеными из Гарварда в 2011 году, показало, что стоимость полного жизненного цикла угольной энергии составляет от 9,5 до 27 центов за киловатт-час, большая часть которых оплачивается налогоплательщиками в виде увеличения расходов, связанных со здоровьем. Эти «косвенные» субсидии составляют от 175 до 500 миллиардов долларов в год. (Цифры указаны в долларах 2008 года. Подробнее см. Здесь.)

· Бесплатное топливо: В отличие от других форм производства электроэнергии, когда топливо доставляется на перерабатывающий завод, энергия ветра генерирует электричество в качестве источника топлива, которое является бесплатным.Ветер — это природное топливо, которое не нужно добывать или перевозить, так как в долгосрочной перспективе затраты на электроэнергию снимаются с двух дорогостоящих затрат.

· Стабильность цен: Цена на электроэнергию, получаемую из ископаемого топлива и ядерной энергии, может сильно колебаться из-за очень изменчивых затрат на добычу и транспортировку. Ветер может компенсировать эти затраты, потому что цена на топливо фиксированная и бесплатная.

· Содействует рентабельному производству энергии: Стоимость ветроэнергетики упала с почти 40 центов за кВтч в начале 1980-х годов до 2.5-5 ¢ за кВтч сегодня в зависимости от скорости ветра и размера проекта.

· Создает рабочие места: Ветроэнергетические проекты создают новые краткосрочные и долгосрочные рабочие места. Соответствующие должности варьируются от метеорологов и геодезистов до инженеров-строителей, монтажников, юристов, банкиров и технических специалистов. Энергия ветра создает на 30% больше рабочих мест, чем угольная электростанция, и на 66% больше, чем атомная электростанция, на единицу произведенной энергии.

Социальные преимущества

· Национальная безопасность / энергетическая независимость: Ветровые турбины диверсифицируют наш энергетический портфель и снижают нашу зависимость от иностранного ископаемого топлива.Энергия ветра — это электричество собственного производства, которое может помочь контролировать скачки цен на ископаемое топливо. Объекты распределенной генерации, как и многие проекты ветряных электростанций, обеспечивают защиту электростанций от потенциальных террористических угроз.

· Поддерживает сельское хозяйство: Не часто новый урожай появляется из воздуха. Ветряные турбины можно устанавливать среди пахотных земель, не мешая людям, домашнему скоту или производству.

· Местное владение: Значительный вклад в мировой энергетический баланс могут внести небольшие группы турбин или даже отдельные турбины, эксплуатируемые местными землевладельцами и малыми предприятиями.Развитие местных источников электроэнергии означает, что мы импортируем меньше топлива из других государств, регионов и стран. Это также означает, что наши энергетические доллары снова вкладываются в местную экономику.

Экологические преимущества

· Сохраняет и сохраняет воду чистой: Турбины не производят выбросов твердых частиц, которые способствуют загрязнению ртутью наших озер и ручьев. Энергия ветра также сохраняет водные ресурсы. Например, для производства того же количества электроэнергии может потребоваться примерно в 600 раз больше воды с помощью ядерной энергии, чем с помощью ветра, и примерно в 500 раз больше воды с углем, чем с помощью ветра.

· Чистый воздух: Другие источники электроэнергии производят вредные выбросы твердых частиц, которые способствуют глобальному изменению климата и кислотным дождям. Энергия ветра не загрязняет окружающую среду.

· Незначительные парниковые газы: Источники большей части нашей энергии, уголь и природный газ, производят большое количество парниковых газов. (Угля намного больше, чем природного газа.) Энергия ветра не производит ничего, кроме производства, монтажа и обслуживания турбин. В среднем эти парниковые газы компенсируются чистой энергией, производимой турбинами в течение 9 месяцев эксплуатации.

· Горнодобывающая промышленность и транспорт: Ветер сохраняет наши ресурсы, потому что нет необходимости в разрушительной добыче ресурсов или транспортировке топлива на перерабатывающие предприятия.

· Сохранение земель: Ветряные фермы расположены на большой географической территории, но их фактический «след» охватывает лишь небольшую часть земли, что приводит к минимальному воздействию на растениеводство или выпас скота.

Недостатки

· Переменный ресурс: Турбины вырабатывают электричество только тогда, когда дует ветер.Эта изменчивость отслеживается и компенсируется таким же образом, как коммунальные предприятия отслеживают изменения спроса каждый день, поэтому нет никаких фактических изменений в энергоснабжении для конечных пользователей.

· Эстетика: Люди по-разному реагируют на ветряные турбины на местности. Некоторые люди видят изящные символы экономического развития и экологического прогресса или изящные символы современных технологий. Другие могут увидеть вторжение промышленности в природные и сельские пейзажи. Есть много способов минимизировать визуальное воздействие ветряных турбин, в том числе покрасить их в нейтральный цвет, расположить их визуально приятным образом и спроектировать каждую турбину единообразно.

· Мерцание тени: Мерцание тени происходит, когда лопасти ротора отбрасывают тень при повороте. Исследования показали, что наихудшие условия повлияют на соседних жителей за счет изменения освещения в общей сложности на 100 минут в год и только на 20 минут в год при нормальных обстоятельствах. Проектировщики ветряных электростанций избегают размещать турбины в местах, где мерцание тени будет проблемой в течение длительного времени.

· Звук: Ветряки не молчат.Звуки, которые они производят, обычно чужды сельским местам, где чаще всего используются ветряные турбины, но по мере того, как технологии турбин с годами совершенствовались, количество звука значительно снизилось. Звуки ветряных турбин не мешают нормальной деятельности, например тихому разговору с соседом.

· Воздействие на биологические ресурсы: Как и в случае любого строительного проекта или большого сооружения, энергия ветра может воздействовать на растения и животных в зависимости от чувствительности местности.Утрата среды обитания дикой природы и естественной растительности — основные проблемы дикой природы, связанные с использованием энергии ветра. Благодаря современным турбинам, установленным на трубчатых башнях и чьи лопасти вращаются всего около 15 раз в минуту, столкновения с птицами теперь редки. Обширный анализ воздействия на окружающую среду является неотъемлемой частью разработки проекта для максимального уменьшения воздействия. Общество Audubon и Sierra Club поддерживают развитие ветроэнергетики, потому что экологические преимущества намного перевешивают недостатки.

· Конструкция: Ветровые установки могут предусматривать транспортировку большого и тяжелого оборудования. Это может привести к появлению большой временно нарушенной зоны возле турбин. Эрозия — еще одна потенциальная экологическая проблема, которая может возникнуть в результате строительных работ. Единственный наиболее надежный метод ограничения эрозии — избегать профилирования дорог и строительство мелиоративных постов.

· Радар: Радиолокационные помехи от ветряных турбин возникают редко, и их легко избежать за счет технологических усовершенствований и правильного размещения турбин вблизи чувствительных зон.Ряд правительственных объектов США имеют как ветряные турбины, так и работающие радары, и британские военные имеют опыт успешного решения этих проблем.

Вкратце

Ради планеты, национальной безопасности, оживления сельской экономики и сохранения ресурсов мы должны продвигать экономику возобновляемых источников энергии. Ветроэнергетика может стать краеугольным камнем этого устойчивого энергетического будущего, поскольку она доступна по цене, обеспечивает рабочие места, существенные и распределяемые доходы и наносит незначительный ущерб окружающей среде, не вызывая загрязнения, образования опасных отходов и истощения природных ресурсов.Использование энергии ветра сегодня заложит основу для здорового завтра.

.

Какие плюсы и минусы ветроэнергетики?

США используют энергию из невозобновляемых источников, при этом уголь, природный газ и нефть обеспечивают большую часть энергии страны. Исследователи предполагают, что эти ресурсы полностью уменьшатся в течение 50–200 лет.

Однако есть доступ к возобновляемому источнику, который является одновременно многочисленным и бесплатным: ветром.

Энергия ветра — идеальный и удобный источник энергии, но у домовладельцев, использующих энергию ветра, есть свои плюсы и минусы.Многие считают, что недостатки перевешивают преимущества.

Но вы хотите правду? У энергии ветра больше преимуществ, чем вы думаете. Мы покажем вам почему.

Плюсы и минусы ветроэнергетики

Ветровая энергия издавна считалась источником энергии. Фактически, первая ветряная мельница, используемая для производства электроэнергии, была создана в 1887 году в Глазго.

С тех пор энергия ветра привлекла внимание исследователей, экологов и предприятий как потенциальный ресурс.

Но у всего есть свои плюсы и минусы.Итак, начнем с минусов.

The Pros and Cons of Wind Energy Плюсы и минусы ветроэнергетики. источник.

Недостатки

У энергии ветра есть несколько явных недостатков.

1. Резервная энергия

Для частных лиц или предприятий, проживающих в районах со спорадическими ветрами, может потребоваться резервная энергия.

Ветер зависит от температуры и давления воздуха. Поскольку ветер не всегда присутствует для производства и / или хранения электроэнергии, достаточной для использования, некоторым людям для получения энергии придется полагаться на электричество из невозобновляемых источников.

Для некоторых это дополнительные расходы и нежелательная нагрузка на окружающую среду.

Специалисты прилагают все усилия, чтобы преодолеть эту трудность, сосредоточив свои усилия на повышении эффективности ветряных электростанций. Однако ожидается, что это испытание не будет полностью преодолено в течение некоторого времени.

2. Первоначальные затраты

Многие потенциальные пользователи ветряных мельниц также отказываются от первоначальных затрат.

Цены варьируются от 10 000 до 100 000 долларов, но в 2014 году средняя стоимость ветряной турбины для питания жилого дома составляла 30 000 долларов.Хотя эта цена быстро снижается, это огромная сумма, которую нужно внести авансом.

Но не волнуйтесь; как вы скоро увидите, первоначальная стоимость того стоит.

3. Ограничения для городов

Ограничения по зонированию также могут доставлять неудобства владельцам домов или предприятий, которые надеются инвестировать в ветроэнергетику. Многие городские постановления не разрешают использование ветряных турбин в определенных областях.

Фактически, в некоторых местах разрешено использование этих построек только в сельскохозяйственных районах. Для городов, которые разрешают их в пределах городской черты, часто необходимо соблюдать строгие правила.

4. Космос и эстетика

Некоторым нравится внешний вид ветряных турбин. Другие ненавидят это.

Хотя многое можно сделать для улучшения внешнего вида, те, кто рассматривает ветряные турбины, должны понимать, какой объем пространства требуется для этих конструкций. Необходимое количество земли зависит от того, сколько электроэнергии требуется вашему дому или бизнесу.

Некоторым людям потребуется совсем немного земли для установки турбины. Другим может потребоваться больше акра.

Кроме того, жилые турбины должны находиться на расстоянии 500 футов и / или 30 футов над любыми препятствиями, что означает, что при установке требуется некоторое планирование и предусмотрительность.

Преимущества

Тем не менее, даже несмотря на эти несколько недостатков, энергия ветра остается одним из лучших ресурсов для наших нужд.

1. Чистая энергия

Энергия, получаемая от ветряных турбин, является чистой. Не загрязняет окружающую среду.

Ископаемое топливо, с другой стороны, требует сжигания, чтобы его можно было использовать. В результате они загрязняют воздух, способствуя неуклонному снижению качества воздуха, глобальному потеплению и другим опасностям.

2. Возобновляемая энергия

Энергия ветра также является возобновляемой.Он не исчезнет в ближайшее время и не требует исчерпания тех немногих оставшихся источников, которые у нас есть.

Напротив, ископаемое топливо исчезает с угрожающей скоростью.

Установив турбину, люди выйдут вперед. Когда ископаемое топливо станет дефицитом, у него появится надежный источник энергии.

Аналогичным образом, при возникновении аварийной ситуации источник питания остается доступным.

3. Экономия денег

Хотя это отличный выбор для поддержки и защиты окружающей среды, его сложно обойтись строгим бюджетом.И все же энергия ветра становится все дешевле.

Фактически, если физические лица пользуются преимуществами долгосрочных контрактов с компаниями, использующими энергию ветра, они оплачивают половину (или меньше) стоимости работы с электричеством от электростанции, работающей на природном газе.

Давайте посмотрим на это в перспективе: в среднем потребители в США платят за электричество 12 центов за киловатт-час. Последние достижения в области ветроэнергетики в сочетании с долгосрочными контрактами снижают эту сумму до 2 центов за киловатт-час.

Кроме того, правительство США предлагает налоговую скидку домовладельцам и владельцам предприятий, использующих небольшие ветряные электрические системы.Это существенно снижает первоначальные затраты.

4. Кредиты

Что произойдет, если ваша турбина производит больше электроэнергии, чем вы потребляете? Ответ — одна из лучших частей энергии ветра.

За это вы получаете кредиты.

В большинстве штатов домовладельцам, производящим избыточную электроэнергию, разрешается добавлять кредиты к счетам за электроэнергию. Это означает, если вам за это платят.

Это предложение, называемое чистым счетчиком, обычно распространяется также на владельцев коммерческих и промышленных предприятий.

5. Техническое обслуживание

Ветровые турбины не требуют значительного технического обслуживания, а их части служат в течение длительного времени. Фактически, средний срок службы небольшой отечественной турбины составляет 20 лет.

Министерство энергетики США отмечает, что ежегодное техническое обслуживание включает:

  • Затяжку болтов и соединений
  • Проверка на коррозию
  • Замена изношенной ленты на лезвиях

Сами лезвия служат не менее десяти лет.

6.Работа и экономический рост

Помимо защиты окружающей среды и минимизации счетов за электричество, инвестиции в ветряные турбины также помогают экономике.

Только в 2016 году в этой отрасли было создано более 100 000 рабочих мест. И он растет все более быстрыми темпами.

Последние инновации приводят к снижению затрат, связанных с прекращением производства, а это означает, что все больше компаний, университетов и частных лиц подписывают контракты на этот вид энергии.

Это растущий сектор, который будет только увеличиваться.

7. Инновации в эффективности

Если вы беспокоитесь, что ветер не будет производить необходимую вам энергию с нужной вам скоростью, не беспокойтесь. Последние достижения делают турбины более эффективными, чем когда-либо, и жители и владельцы бизнеса могут воспользоваться преимуществами новой технологии.

Короче говоря, энергия ветра становится более эффективной и менее дорогой.

Get Blown Away

Несмотря на то, что у энергии ветра есть явные плюсы и минусы, преимущества значительно перевешивают недостатки.Этот чистый источник энергии создает рабочие места, снижает счета и с каждым годом становится более эффективным.

Но это еще не все, что интересно в ветроэнергетике.

Готовы ли вы получить удар? Затем прочитайте о некоторых умопомрачительных фактах об энергии ветра и будьте готовы отплыть на ветру.

.

Плюсы и минусы ветряной энергии, которая пробудит ваше любопытство

Энергия ветра — один из самых полезных и недорогих видов энергии. Однако это не идеальный источник энергии. Читайте дальше, чтобы узнать больше о том, где энергия ветра набирает и теряет баллы.

Быстрое истощение природных и невозобновляемых ресурсов, таких как нефть и природный газ, побудило человечество искать другие эффективные и долговечные источники энергии для удовлетворения своих колоссальных потребностей.

В наше время большая часть мира работает на электричестве, которое производится из различных источников.Использование энергии ветра для производства электроэнергии является одним из относительно современных источников энергии, хотя на протяжении столетий он использовался для различных целей, таких как сельское хозяйство и транспорт.

Хотите написать для нас? Что ж, мы ищем хороших писателей, которые хотят распространять информацию. Свяжитесь с нами, и мы поговорим …

Давайте работать вместе!

Сегодня многие страны, в том числе США, Испания, Индия и Германия, широко используют энергию ветра для производства электроэнергии.Наряду с солнечной энергией и гидроэлектрической энергией, энергия ветра часто рекламируется как один из лучших источников энергии.

Несмотря на очевидные, хорошо задокументированные и неустанно пропагандируемые преимущества, энергия ветра неизбежно не справляется с некоторыми препятствиями. Вот краткое описание преимуществ и недостатков.

Плюсы

Вот несколько примеров использования энергии ветра.

Самым большим преимуществом ветровой энергии является то, что она генерирует электричество, не выделяя вредных загрязнителей или парниковых газов в качестве побочных продуктов. Это делает его безопасным и чистым источником энергии.

Энергия ветра также является одним из самых дешевых видов энергии , доступных сегодня, и поэтому ее может использовать каждый.С финансовой точки зрения все, что ему нужно, — это начальные инвестиции в ветряную турбину. Если условия — постоянная скорость ветра, постоянный однонаправленный поток ветра — идеальны, установка окупится всего за несколько месяцев.

Фермеры могут не только использовать электроэнергию для себя, но (в некоторых странах, включая США) могут также получать излишки электроэнергии , поставляя электроэнергию другим.Если ваши турбины производят больше электроэнергии, чем вам нужно, вы можете передать ее в сеть и получить денежные льготы на свой счет за электроэнергию.

Энергия ветра не предполагает использование каких-либо ископаемых видов топлива или невозобновляемых источников энергии, таких как природный газ, уголь или нефть, во время любой операции. Даже сбор энергии ветра в больших масштабах в виде массивных ветряных электростанций не требует транспортировки какого-либо сырья (кроме самих турбин) и, следовательно, не требует значительного использования ископаемого топлива.

Wind — это возобновляемый или бесконечный ресурс . Поэтому отключения электроэнергии и сбои в подаче электроэнергии практически отсутствуют в районах, которые полагаются на энергию ветра и имеют идеальные условия для выработки электроэнергии.

Минусы

Хотите написать для нас? Что ж, мы ищем хороших писателей, которые хотят распространять информацию. Свяжитесь с нами, и мы поговорим …

Давайте работать вместе!

Ветровая энергия имеет несколько заметных недостатков. Давайте теперь посмотрим на обратную сторону медали.

Ветряные турбины могут быть повреждены или полностью разрушены при ударе шторма или мощной молнии.

Энергия ветра помогает решить проблемы с электричеством в значительной степени, но не устраняет их полностью.Для производства большого количества электроэнергии из ветра требуется большая площадь . В большинстве жилых массивов ветроэнергетические установки могут лишь частично удовлетворять потребности в электроэнергии. Однако фермеры могут добиться гораздо лучших результатов, если будут использовать значительную часть своей земли.

Ветер не обязательно всегда течет с одинаковой скоростью. Следовательно, производство электроэнергии не всегда остается стабильным .В зависимости от скорости ветра могут быть взлеты и падения. Эта непоследовательность в производстве электроэнергии означает, что энергия ветра не может поддерживать непрерывное производство большого количества электроэнергии, что делает невозможным ее использование для электроснабжения городов. В сочетании с другим источником энергии, например, солнечной энергией, колебания могут быть в значительной степени сведены на нет.

В прошлом были случаи, когда вращающиеся лопасти турбин оказывались фатальными для птиц и летучих мышей, которые случайно попадали в них.Тем не менее, это редкое явление, так как у птиц отличное зрение, а эхолокационная система летучих мышей ничуть не хуже, а то и лучше.

Ветровые турбины в среднем издают звук около 50-60 децибел. Чем меньше скорость ветра, тем громче звук. По мере увеличения скорости ветра турбина работает более плавно. Пожалуй, постоянный гул можно считать неприятностью.

Хотя это вопрос индивидуального восприятия, некоторые люди думают, что ветряная турбина портит эстетическую привлекательность сельской местности, где обычно расположены ветряные электростанции.Если проблема касается турбины в городском районе, это не проблема, если район единогласно решит установить ветряную мельницу. Но если вы собираетесь сделать это в одиночку, вероятно, неплохо было бы проверить, согласны ли ваши соседи.

Ветряные турбины нельзя устанавливать где-либо . Вам нужно разместить их в местах, где постоянно дует ветер, достаточный для правильного использования вашей турбины и выработки достаточного количества энергии.Если турбины не могут окупить затраты на установку за практически короткий промежуток времени, одно из основных преимуществ энергии ветра прямо сводится на нет.

Как и другие альтернативные источники энергии, такие как солнечная энергия, гидроэнергетика и ядерная энергия, энергия ветра остается отличным альтернативным источником, но в значительной степени не смогла закрепить свое место в качестве основного источника энергии. Главный недостаток, препятствующий технологической модернизации ветроэнергетики, заключается в том, что недостатки ветровой энергии в большинстве своем непоправимы.Например, солнечные панели можно сделать более эффективными, ядерную энергетику можно сделать более безопасной, а гидроэнергетику можно сделать менее проблематичной, но ветряные турбины всегда должны будут поддерживать равновесие между жесткостью конструкции и легкостью. Кроме того, колебания ветра гораздо более часты и непредсказуемы, чем, скажем, тепло, получаемое от солнца, или количество воды, протекающей через реку.

Тем не менее, наука и сверхплодородный мозг человека нашли решения проблем, гораздо худших, чем преодоление мелочей, связанных с максимизацией отдачи от силы ветра.Как говорится, необходимость — мать изобретений, и если энергия ветра может быть изобретена заново таким образом, чтобы ископаемое топливо стало устаревшим, это действительно будет большим ударом.

Нравится? Поделись!

.

0 0 vote
Article Rating
Подписаться
Уведомление о
guest
0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x