9.8 Енергія вітру

03.04.2017

Вітер служить людині з давніх часів. Первісні люди піднімали вітрила над нестійким човником, видовбаним із колоди. Переважають західні вітри несли іспанську армаду до відкриттів і перемог. Пасати надували вітрила великих кліперів, допомогли відкрити Індію і Китай і налагодити торгівлю з Заходом. Стародавні перси змусили вітер розмелювати зерно. Найбільш широке поширення вітряні млини (рис. 9.10) отримали в Голландії. Деяким з них уже понад 500 років, і вони знаходяться в робочому стані. Був час, коли вода і вітер служили чи не основними джерелами енергії. Ще в 1910 р. в Росії налічувалося приблизно мільйон вітряних млинів і приблизно стільки ж водяних. А сьогодні всю цю енергетику з легкої руки називають нетрадиційною.

9.8 Енергія вітру

У 50-х роках XIX ст. в США був винайдений многолопастный вітряк, який отримав широке поширення. З допомогою таких вітряків спочатку піднімалася вода з колодязів і заповнювалися водою парові котли. Пізніше вітряки стали використовувати для отримання електроенергії. Многолопастный вітряк з вітроколеса діаметром до 9 м може виробляти до 3 кВт електроенергії при швидкості вітру близько 25 км/ч. В 30-х роках XX ст. на території США було споруджено близько 6 млн багатолопатеве вітроустановок. У багатьох сільських районах до будівництва великих електростанцій основним постачальником електроенергії були різні вітроустановки.

Енергія рухомих повітряних мас величезна. Запаси енергії вітру більш ніж в сто разів перевищують запаси гідроенергії всіх річок планети. Постійно і всюди на землі дмуть вітри – від легкого вітерцю, що несе бажану прохолоду в літню спеку, до могутніх ураганів, що завдають незліченний утрату і руйнування. Завжди неспокійний повітряний океан, на дні якого ми живемо. Вітри, що дмуть на просторах наший країни, могли б легко задовольнити всі її потреби в електроенергії! Кліматичні умови дозволяють розвивати вітроенергетику на величезній території від наших західних кордонів до берегів Єнісею. Особливо багаті енергією вітру північні райони країни вздовж узбережжя Північного Льодовитого океану.

У наші дні вітроустановки виробляють лише невелику частину виробленої електроенергії в усьому світі. Техніка XX ст. відкрила нові можливості для електроенергетики. Створені високопродуктивні установки, здатні виробляти електроенергію навіть при дуже слабкому вітрі. Пропонується безліч проектів вітроагрегатів, незрівнянно більш досконалих, ніж старі вітряні млини. У нових проектах використовуються останні досягнення багатьох галузей природознавства. До створення досконалої конструкцій вітроколеса – серця будь вітроенергетичної установки – залучаються фахівці-літакобудівники, вміють вибрати найбільш доцільний профіль лопаті і досліджувати його в аеродинамічній трубі. Зусиллями вчених і інженерів створені різноманітні конструкції сучасних вітрових установок.

Можна навести приклади незвичайного використання енергії. Один з американських винахідників, спостерігаючи за тим, як пролітають по шосе автомобілі здіймають по узбіччях хмари пилу і женуть вздовж дороги легкий сміття, прийшов до думки, що можна використовувати енергію вітру, що виникає від руху транспорту. Він запропонував вбудувати в бетонний розділовий бар’єр, що йде по середині самих жвавих автомагістралей, вітряні турбіни з вертикальною віссю, що дозволить вловлювати енергію від автомобілів, що мчать в обох напрямках. Вироблена енергія повинна або вступати в загальну мережу, або запасатися в акумуляторах і використовуватися для освітлення дороги по ночах. Вимірювання на узбіччі жвавого шосе показали, що штучний вітер дме близько 18 год на добу з середньою швидкістю 4,5–5,5 м/с. Це більше, ніж у районі великих вітрових електростанцій, що працюють в Каліфорнії. Зараз дослідники продовжують вимірювання на різних дорогах і збираються приступити до випробувань різних типів вітряних турбін. Ще один приклад. На західному узбережжі Данії, у містечка Райсбю, побудована електростанція з 40 вітродвигунів. Загальна потужність її становить 24 МВт. Вітродвигуни обладнуються електронними регуляторами німецької фірми «Сіменс», в яких вперше застосовані напівпровідникові тиристори. Це дозволило відмовитись від громіздких конденсаторів і дроселів. Система регулювання забезпечує рівну віддачу потужності незалежно від швидкості вітру.

Кожен джерело енергії повинен працювати там, де дає найбільшу віддачу, максимальну вигоду. На півночі у нас величезні важкодоступні території. Виробляти тут енергію дуже складно, і ціна її вища, ніж у центрі країни. Тут то і можуть знайти застосування вітроустановки. Швидкість вітру на узбережжі морів і океанів становить у середньому за рік понад 6 м/с. При роботі вітроустановки потужністю в 1 МВт протягом шести місяців споживач енергії може отримати близько 2,5 млн кВт, що цілком достатньо для забезпечення теплом і світлом селища в 150 житлових будинків.

Сучасна вітроустановка потужністю в 1 МВт складається з вітроколеса діаметром 48 м, встановленого на сталевий конічної вежі висотою 40 м, на якій змонтовані агрегат для передачі потужності від вітроколеса до генератора, система управління і гальмівний механізм. Вітроустановка повністю автоматизований: сама «ловить вітер» і перевіряє перед запуском стан всіх вузлів і агрегатів. При швидкості вітру 3,5–4 м/с розвивається потужність 40-50 кВт, а при швидкості 13,5 м/с – 1000 кВт. Термін служби установки – 20-25 років. Коштує вона приблизно 1 млн дол.

До 1998 р. в Росії налічувалося близько півтора десятків великих і приблизно 100 дрібних вітроустановок, в той час як за кордоном їх загальне число склало більше 130 тисяч. Сьогодні майже всі розвинені країни будують вітроустановки. У будівництві вітроустановок лідирує маленька країна Данія. Близько двох десятиліть тому саме вона дала поштовх розвитку сучасної вітроенергетики. У цій країні працюють більше чотирьох тисяч найбільш ефективних установок з найкращими показниками у світі. Данці побудували заводи з виробництва вітроустановок в Індії, Китаї і США. Виробляються вітроустановки і в Росії. За своїми технічними показниками вони не поступаються закордонним аналогам.

Вітроустановки породжують вібрації і шум, неблаготворно впливають на живі організми. Тому їх будують зазвичай далеко від населених пунктів. Металеві лопаті можуть створювати перешкоди для радіо — і телепередач. Але все ж в цілому вітроенергетику прийнято вважати екологічно безпечною.

Багато країн активно розвивають вітроенергетику. Наприклад, Німеччина по виробленню вітроенергії в останні роки наблизилася до США, а за кількістю фірм, що виробляють вітроустановки догнала Данію. Німецькі вітроустановки наповнюють ринок Бразилії, Мексики, Китаю та інших країн.

Дивіться також:

Які перспективи розвитку вітроенергетики. наскільки здатна енергія вітру замінити такі традиційні енергоносії, як, скажемо, нафту, газ, вугілля?

Енергія вітру. так само як і сонячна, відноситься до поновлюваних енергоресурсів. Іноді в побуті можна почути такий термін щодо сонячної та вітрової енергії — дармова.

Переваги та недоліки вітроенергетики. Які недоліки вітрових энергетическихИнтенсивная робота по використанню енергії вітру ведеться в ряді зарубіжних країн.

До них належать деревина, сонячна енергія. енергія вітру і води, а також біохімічний газ. Геотермальна енергія. яка накопичується водою або парою всередині Землі, і енергія.

До них відносяться. викопне пальне (органич. і неор-. ганич.), розщеплюється паливо, терм. води, енергія Сонця, вітру. річок, морів в.

Дмуть над територією нашої країни вітри несуть енергію. оцінюється в 10,8 ТВт, що дорівнює потужності 1800 таких енергетичних гігантів, як Красноярська ГЕС!

Вітроелектричні станції. Вітроелектричні станції — установка, яка перетворює кінетичну енергію вітру в електричну енергію .

У більшості конструкцій вітроенергетичних установок для перетворення кінетичної енергії вітру в механічну енергію використовується принцип підйомної сили крила ( 41).

1989.-590 с. 13. Вітроенергетика /Під ред. Д. Рензі.Мурманськ, 1981. 45. Енергія вітру. Оцінка технічного і економічного потенціалу.

Походження енергії води і вітру .Енергія вітру також в значній мірі зобов’язана своїм походженням Сонця: різниця в нагріванні окремих областей земної поверхні.

Короткий опис статті: використання енергії вітру

Джерело: Енергія вітру. Вітроенергетика.

Також ви можете прочитати