Презентація. Енергія вітру

03.04.2017

Презентація. Енергія вітру

67е Енергія вітру Виконав:Оганесян Грач Група:228 Перевірила: Мануйлова Олена Вікторівна МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ РФ ФЕДЕРАЛЬНЕ ДЕРЖАВНЕ БЮДЖЕТНЕ ОСВІТНЯ УСТАНОВА ВИЩОЇ ПРОФЕСІЙНОЇ ОСВІТИ «САНКТ-ПЕТЕРБУРЗЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ІНСТИТУТ (ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ)» Кафедра ресурсозберігаючих технологій Санкт-Петербург 2012

Презентація. Енергія вітру

Мета роботи: Дізнатися і розповісти про ветроэнергенике, про її плюси і мінуси, про преспективах розвитку, про принцип роботи вітрогенераторів.

Презентація. Енергія вітру

Вітроенергетика — галузь енергетики, що спеціалізується на перетворенні кінетичної енергії повітряних мас в атмосфері в електричну, механічну, теплову або будь-яку іншу форму енергії, зручну для використання в народному господарстві. Таке перетворення може здійснюватися такими агрегатами, як вітрогенератор (для отримання електричної енергії), вітряк (для перетворення у механічну енергію), парус (для використання у транспорті) та іншими. Енергію вітру відносять до поновлюваних видів енергії, так як вона є наслідком діяльності сонця. Вітроенергетика є бурхливо розвивається галуззю, так в кінці 2010 року загальна встановлена потужність всіх вітрогенераторів склала 196,6 гігават. У тому ж році кількість електричної енергії, виробленої всіма вітрогенераторами світу, склало 430 терават-годин (2,5% усієї виробленої людством електричної енергії). Деякі країни особливо інтенсивно розвивають вітроенергетику, зокрема, на 2011 рік у Данії з допомогою вітрогенераторів проводиться 28 % всієї електрики, в Португалії — 19 %, в Ірландії — 14 %, в Іспанії — 16 % і в Німеччині — 8 %. У травні 2009 року 80 країн світу використовували вітроенергетику на комерційній основі.

Презентація. Енергія вітру

Історія використання енергії вітру Вітряні млини використовувалися для помолу зерна в Персії вже у 200 році до н. е. Млини такого типу були поширені в ісламському світі і в 13-м столітті принесені в Європу хрестоносцями. Млини на козлах, так звані німецькі млина, були до середини XVI ст. єдино відомими. Сильні бурі могли перекинути таку млин разом зі станиною. В середині XVI століття один фламандець знайшов спосіб, за допомогою якого це перекидання млини робилось неможливим. В млині він ставив рухомий тільки дах, і для того, щоб повертати крила за вітром, необхідно було повернути лише дах, в той час як сама будівля млина було міцно укріплене на землі. Маса козлової млина була обмеженою у зв’язку з тим, що її доводилося повертати вручну. Тому була обмеженою і її продуктивність. Вдосконалені млини отримали назву шатрових. У XVI столітті в містах Європи починають будувати водонасосні станції з використанням гідродвигуна і вітряний млини. Толедо -1526 р., Глочестер — 1542 р., Лондон — 1582 р., Париж — 1608 р. та ін Нідерландах численні вітряки відкачували воду з земель, огороджених дамбами. Відвойовані у моря землі використовувалися в сільському господарстві. У посушливих областях Європи вітряні млини застосовувалися для зрошення полів.

Презентація. Енергія вітру

вітряки, які виробляють електрику, були винайдені в 19-му столітті в Данії. Там у 1890-му році була побудована перша вітроелектростанція, а до 1908-му році налічувалося вже 72 станції потужністю від 5 до 25 кВт. Найбільші з них мали висоту вежі 24 метра і четырехлопастные ротори діаметром 23 метри. Попередниця сучасних вітроелектростанцій з горизонтальною віссю мала потужність 100 кВт була побудована в 1931 році в Ялті. Вона мала вежу заввишки 30 метрів. До 1941-го року одинична потужність вітроелектростанцій досягла 1,25 МВт. У період з 1940-х по 1970-ті роки вітроенергетика переживає період занепаду у зв’язку з інтенсивним розвитком передавальних та розподільчих мереж, давали незалежне від погоди енергопостачання за помірні гроші. Відродження інтересу до вітроенергетики почався в 1980-х, коли в Каліфорнії почали надаватися податкові пільги для виробників електроенергії з вітру.

Перспективи розвитку Запаси енергії вітру більш ніж в сто разів перевищують запаси гідроенергії всіх річок планети. Потужність висотних потоків вітру (на висотах 7-14 км) приблизно в 10-15 разів вище, ніж у приземних. Ці потоки мають сталістю, майже не змінюючись протягом року. Можливе використання потоків, розташованих навіть над густонаселеними територіями (наприклад — міста), без шкоди для господарської діяльності. Німеччина планує до 2020 року виробляти 19,6 % електроенергії з відновлювальних джерел енергії, в основному вітру. Данія планує до 2020 р. 50 % потреби країни в електроенергії забезпечувати за рахунок вітроенергетики. У 2008 році Європейським Союзом встановлена мета: до 2010 року встановити вітрогенераторів на 40 тис. МВт, а до 2020 року — 180 тис. МВт. Згідно з планами Євросоюзу загальна кількість електричної енергії, які вироблять вітряні електростанції, складе 494,7 Тв-ч. В Китаї був прийнятий Національний План Розвитку. Планується, що встановлені потужності Китаю повинні зрости до 5 тис. МВт до 2010 року і до 30 тис. МВт до 2020 року. Однак бурхливий розвиток вітроенергетичного сектора дозволило Китаю перевищити поріг в 30 Гвт встановленої потужності вже в 2010 році. Індія до 2012 року збільшить свої вітряні потужності в 2 рази в порівнянні з 2008 роком. До 2012 року буде побудовано нових вітряних електростанцій на 6 тисяч МВт. Венесуела за 5 років з 2010 року планує побудувати вітряних електростанцій на 1500 МВт. Франція планує до 2020 року побудувати вітряних електростанцій на 25 000 МВт, з них 6 000 МВт — офшорних.

Економічні аспекти вітроенергетики Основна частина вартості вітроенергії визначається початковими витратами на будівництво споруд ВЕУ (вартість 1 кВт встановленої потужності ВЕУ

$1000). Економія палива Вітряні генератори в процесі експлуатації не споживають викопного палива. Робота вітрогенератора потужністю 1 МВт за 20 років дозволяє заощадити приблизно 29 тис. тонн вугілля або 92 тис. барелів нафти.

Презентація. Енергія вітру

Економічні проблеми Вітроенергетика є нерегульованим джерелом енергії.Проблеми в мережах і диспетчеризації енергосистем з-за нестабільності роботи вітрогенераторів починаються після досягнення ними частки в 20-25 % від общустановленной потужності системи. Для Росії це буде показник, близький до 50 тис. — 55 тис. МВт. Великі вітроустановки мають значні проблеми з ремонтом, оскільки заміна великої деталі (лопаті, ротора і т. п.) на висоті понад 100 метрів є складним і дорогим заходом.

Презентація. Енергія вітру

Вплив на екологію Викиди в атмосферу Вітрогенератор потужністю 1 МВт скорочує щорічні викиди в атмосферу 1800 тонн СО2, 9 тонн SO2, 4 тонн оксидів азоту. За оцінками Global Wind Energy Council до 2050 року світова вітроенергетика дозволить скоротити щорічні викиди СО2 на 1,5 мільярда тонн. Вентиляція міст У сучасних містах виділяється велика кількість шкідливих речовин, в тому числі від промислових підприємств і автомобілів. Природна вентиляція міст відбувається за допомогою вітру. При цьому описане вище зниження швидкості вітру з-за масового використання ВЕУ може знижувати і вентиляція міст. Особливо неприємні наслідки це може викликати у великих мегаполісах: смог, підвищення концентрації шкідливих речовин у повітрі і, як наслідок, підвищена захворюваність населення. У зв’язку з цим встановлення вітряків поблизу великих міст небажана.

Презентація. Енергія вітру

Вплив на клімат Вітрогенератори вилучають частину кінетичної енергії рухомих повітряних мас, що призводить до зниження швидкості їх руху. При масовому використанні вітряків (наприклад в Європі) це уповільнення теоретично може надавати помітний вплив на локальні (і навіть глобальні) кліматичні умови місцевості. Зокрема, зниження середньої швидкості вітрів здатне зробити клімат регіону трохи більш континентальним за рахунок того, що повільно рухаються повітряні маси встигають сильніше нагрітися влітку і взимку охолоджуватись. Також відбір енергії вітру може сприяти зміні вологісного режиму прилеглої території. Втім, вчені поки тільки розгортають дослідження в цій області, наукові роботи, що аналізують ці аспекти, не дають кількісну оцінку впливу широкомасштабної вітряної енергетики на клімат, проте дозволяють укласти, що воно може бути не настільки мізерним, як вважали раніше. Вплив на екологію

Презентація. Енергія вітру

Шум Вітряні енергетичні установки виробляють два різновиди шуму: механічний шум — шум від роботи механічних і електричних компонентів (для сучасних вітроустановок практично відсутня, але є значним у вітроустановках старших моделей) аеродинамічний шум — шум від взаємодії вітрового потоку з лопатями установки (посилюється при проходженні лопаті повз башти вітроустановки) В безпосередній близькості від вітрогенератора в осі вітроколеса рівень шуму досить великої вітроустановки може перевищувати 100 дБ. Низькочастотні вібрації Низькочастотні коливання, що передаються через ґрунт, викликають відчутний брязкіт скла в будинках на відстані до 60 м від вітроустановок мегаватного класу. Мінімальна відстань до житлових будівель 300 м Вплив на екологію

Презентація. Енергія вітру

Обледеніння лопатей При експлуатації вітроустановок в зимовий період при високій вологості повітря можливе утворення крижаних наростів на лопатях. При пуску вітроустановки можливий розліт льоду на значну відстань. Як правило, на території, на якій можливі випадки обмерзання лопатей, встановлюються попереджувальні знаки на відстані 150 м від вітроустановки. Крім того, у разі легкого обмерзання лопатей були відзначені випадки поліпшення аеродинамічних характеристик профілю. Радіоперешкоди Металеві споруди вітроустановки, особливо елементи в лопатях, можуть викликати значні перешкоди у прийомі сигналу. Чим крупніше вітроустановка, тим більші перешкоди вона може створювати. У ряді випадків для розв’язання проблеми доводиться встановлювати додаткові ретранслятори. Вплив на екологію

Презентація. Енергія вітру

Шкода, яку завдають тваринам і птахам Вплив на екологію Популяції кажанів, що живуть поруч з ВЕС на порядок більш уразливі, ніж популяції птахів. Біля кінців лопатей вітрогенератора утворюється область зниженого тиску, і ссавець, що потрапив у неї, отримує баротравму. Більше 90 % летючих мишей, знайдених поруч з вітряками виявляють ознаки внутрішнього крововиливу. За поясненнями вчених, птахи мають інше будова легень, а тому менш сприйнятливі до різких перепадів тиску і страждають лише від безпосереднього зіткнення з лопатями вітряків.

Презентація. Енергія вітру

Плюси вітроенергетики Для експлуатації вітроенергетичних установок не потрібно ніякого палива, що виключає викиди шкідливих речовин в атмосферу. На відміну від теплових електростанцій, вони абсолютно не потребують води. ВЕУ не потребують значного відчуження земель. Для однієї установки досить майданчики під фундамент та дороги до неї. Таким чином, питома площа ВЕУ потужністю 500 кВт складе 3,8 кв. метра на 1 кВт. А для її будівництва можна вибрати землі, непридатні для господарської діяльності. Якщо будується вітроелектричні станції, що складається з 100 вітроустановок потужністю 500 кВт, то питома площа складе 260 кв. метрів на 1 кВт. І в цьому випадку родючі землі, зайняті під ВЕС, можуть використовуватися для рослинництва або тваринництва, як це робиться, наприклад, у Данії. Крім того, сучасні ВЕУ повністю автоматизовані, вони не вимагають чергового персоналу, що монтуються, встановлюються в найкоротші терміни.

Презентація. Енергія вітру

Мінуси вітроенергетики Вітер дує майже завжди нерівномірно. Виходить, і, генератор буде працювати нерівномірно, віддаючи то більшу, то меншу потужність, струм буде вироблятися перемінною частотою, а то й повністю припиниться, і притім, можливо, саме тоді, коли потреба в ньому буде найбільшою. підсумку будь-який вітроагрегат працює на максимальній потужності лип малу частину часу, а в інший час він або працює на зниженій потужності, або просто коштує. Для вирівнювання віддачі струму застосовують акумулятори, але це як уже відзначалося, і дорого, і мало ефективно. Інтенсивності вітрів сильно залежать і від географії. ВЕС вигідно використовувати в таких місцях, де середньорічна швидкість вітру вище 3,5—4 м/с для невеликих станцій і вище 6 м/с для станцій великої потужності. У нашій країні зони з V S: 6 м/с розташовані, в основному на Крайній Півночі, уздовж берегів Льодовитого океану, де потреби в енергії мінімальні (табл. 7). Здавалося б, раз вітер дує безкоштовно, виходить, і електроенергія від нього повинна бути дешевої. Але це далеко не так. Річ у тім, що будівництво великого числа вітроагрегатів вимагає значних капітальних витрат, що входять складовою частиною в ціну виробленої енергії. При порівнянні різних джерел, зручно зіставляти питомі капіталовкладення, тобто витрати на одержання 1 кВт установленої потужності. Для АЕС ці витрати рівні приблизно 1000 руб/кВт. У той же час, наша вітроустановка АВЕ-100/250, здатна при швидкості вітру б м/с розвивати потужність 100 кВт, коштує 600 тис руб. (у цінах 1989 р.), тобто для неї капзатрати складають 6000 руб./кВт. А якщо врахувати, що вітер не завжди дує з такою швидкістю, і що тому середня потужність виявляється в 3-4 рази менше максимальної, те реальні капзатрати складуть порядку 20 тис. руб./кВт, що в 20 разів вище, ніж для АЕС.

Презентація. Енергія вітру

Як працює ВЕУ: З-за руху повітряних мас, починають обертатися лопаті вітрогенератора, приводячи тим самим у рух вал цього генератора. При обертанні вала на затискачах генератора з’являється напруга, яка пізніше знімається і перетворюється в змінну напругу з допомогою пеоиферийных пристроїв і далі подаеся до споживача

Короткий опис статті: енергія вітру презентація

Джерело: Презентація. Енергія вітру

Також ви можете прочитати