С уменьшением количества полезных ископаемых человек обратился к иным видам источников энергии. Атомные станции, несмотря на свою высокую эффективность, продолжают пугать загрязнением природы. Чернобыль и Фукусима все еще на устах. Неудивительно, что человечество обратило внимание на природные источники энергии - солнце, ветер, тепло. Сегодня ветровая энергетика развивается семимильными шагами.
Все больше людей сталкивается с такими источниками и использует их в повседневной жизни. Хотя сама ветроэнергетика и является новой технологией, однако вокруг нее уже успело накопиться множество мифов. В большинстве своем они принадлежат на старых технологиях, а распространяют их многочисленных противники прогресса. Расскажем ниже об основных заблуждениях, связанных с этим направлением энергетики.
Ветровые турбины очень шумные. Согласно данному мифу человек не может находиться долго рядом с шумными ветровыми двигателями. Однако они работают довольно тихо. На расстоянии в 250-300 метров от ветроэлектростанции шум от ее работы не превышает громкость работы обычного домашнего холодильника. У работающих турбин звук похож на легкий свист, он намного тише относительно других современных установок. Даже в малонаселенных и сельских районах, где посторонние шумы не могут скрыть работу ветровых турбин, звук самого ветра является сильнее. Правда, стоит вспомнить и об исключении. Так, шумными являются старые агрегаты, которым уже более 20 лет. Да и современные турбины, расположенные на возвышенностях "тихими" назвать нельзя. В результате в холмистых местностях, где жилища располагаются на склонах или впадинах по направлению ветра от турбин, звук может распространяться дальше и быть более ощутимым. Однако для решения такого эффекта надо всего лишь при проектировании новой электростанции учесть расположение близлежащих домов, отступив от них на соответствующее расстояние. Те же машины, которые выпускаются сегодня, изначально спроектированы так, чтобы механические компоненты наименьшим образом шумели. Проектировщики стараются, чтобы оставался лишь наименьший шум от ветра, контактирующего с лопастями роторов.
Ближайшие к станции дома будут находиться в зоне "мерцания тени". Понятие "мерцание тени" означает процесс, который возникает при вращении лопастей турбинных лопастей между солнцем и наблюдателем. При этом возникает движущаяся тень. Однако мерцающая тень для домов, расположенных неподалеку от электростанции, проблемой никогда не является. Да и там, где это в принципе возможно, проблемы обычно легко решаются еще на стадии проектирования электростанции. Иногда мерцающая тень может раздражать тех, кто читает неподалеку или смотрит телевизор. Но такой эффект можно легко рассчитать, определив сколько именно часов в году это будет происходить. Это поможет легко определить проблему. Государство же предлагает ряд решений, чтобы сгладить последствия эффекта. Самое простое - планирование размещение станции и удаление ее от домов, другим способом может стать высадка деревьев.
Турбины генерируют помехи для телевизионных сигналов и других видов связи. Турбины могут создавать помехи в редких случаях, да и то их можно избежать. Большие ветровые установки, находящиеся на местности, могут становиться причиной помех телевидению или в радио, только если находятся в пределах прямой видимости. В современной ветровой энергетике используются различные методы для решения такой проблемы. Можно усовершенствовать антенну-приемник или же установить ретранслятор, который будет передавать сигнал в обход зоны расположения ветряков.
Внешний вид турбин довольно уродлив. Красота - понятие довольно субъективное. Для многих внешний вид турбин - величественен. У разработчиков планов ветровых станций есть инструменты для компьютерного моделирования, которые могут наглядно показать ее виртуальный вид с разных ракурсов. В итоге тщательное проектирование станции позволяет обычно решить проблемы уродливого внешнего вида.
От ветряных станций нет особой пользы для местных жителей, их собственность только уменьшается в цене. Никаких фактов того, что цена собственности снижается, если неподалеку находится коммерческая ветроэлектростанция, нет. В 2003 году в Америке проводились национальные исследования, которые специально изучали цены на недвижимость, расположенную около ветроэлектростанции. Оказалось, что наличие такого объекта не только никак не влияет на стоимость домов, но в некоторых случаях даже увеличивает ее.
Ветряные электростанции вредят туризму. Таких задокументированных свидетельств также обнаружено не было. Иногда ветровые турбины даже привлекают в эту местность гостей. Тогда местные власти сотрудничают с персоналом станции, чтобы устанавливать информационные доски и специальные указатели. Туристы уже на подъезде или близлежащих дорогах могут понять, где именно располагается такая необычная станция. Исследования показали, что для большинства туристов присутствие в местности ветровых установок не является поводом для отмены поездки. Так, в Палм Спрингз, Калифорния, установлены тысячи турбин. Они не только не отпугнули туристов, но даже и привлекли их. Здесь в гиды предлагают специальные автобусные туры для посещения ветровых установок.
Ветровые турбины опасные, ведь с лопастей может сорваться лед, что опасно для жизни людей. Иногда действительно может происходить падение льда, однако это не несет какой-либо опасности. Того удаления ветровых станций от мест постоянного проживания людей, которое обычно есть чтобы уменьшить звуковые эффекты, достаточно чтобы обеспечить и безопасность из-за падения льда. Да и большое намерзание льда на лопастях попросту невозможно. Ведь оно приводит к снижению скорости вращения лопастей. Турбина в результате будет отключена системой ее контроля.
Иногда с турбин срываются лопасти, а ветровые станции разрушаются. Сегодня ветровые турбины являются очень безопасными. Это позволяет их ставить даже около детских заведений, в сельских, городских и густонаселенных местах. Раньше действительно происходил срыв лопастей, но сегодня устройство турбин уже технически усовершенствованы. Все ветровые двигатели сертифицированы в соответствии с международными стандартами. Так, критерии, разработанные Germanischer Lloyd и Det Norske Veritas, включают в себя стандарты разной степени устойчивости к ураганам. Сегодня по всей Европе и Америке уже установлены тысячи ветровых турбин. Все они соответствуют самым высоким стандартам безопасности, которые гарантируют их надежную работу.
Ветровые турбины опасны для природы, из-за них погибает множество птиц и летучих мышей. Влияние растущей ветроэнергетики и ее распространение на птиц очень преувеличено. Оно значительно меньше другой обычной деятельности человека. Даже любое возможное развитие ветровой энергетики не окажет какого-либо воздействия на птиц. Ведь число смертей от установок такого типа составляет лишь малую часть от всего объема "человеческого фактора". Птицы гибнут от высотных зданий, домашних кошек, самолетов, строительства, экологических аварий. При этом проблема смерти пернатых из-за ветровых станций находится под особым вниманием. Так, на одной из самых старых объектов такого типа в Алтамонт Пасс, Калифорния, смерть хищных птиц является давней проблемой еще с 1980-х. Сотрудники этой станции постоянно работают вместе с официальными органами и экспертами по охране природы, чтобы максимально снизить опасное воздействие на пернатых. С 2003 года стали проводиться исследования по воздействию ветровых установок на летучих мышей. Ведь гибель этих млекопитающих в Западной Вирджинии в том же году привлекла внимание ученых и общественности. В ответ на это Национальная лаборатория по вопросам возобновляемой энергетики вместе с сообществом защиты летучих мышей до сих пор проводят исследования по взаимосвязи работы станций с гибелью этих животных. Такие исследования призваны уменьшить смертность, результаты работы постоянно публикуются. Хотя воздействие ветроэнергетики на популяции птиц и мышей невелико, промышленники серьезно относятся к вопросам потенциального взаимодействия с живыми существами. Помимо общих исследований на местах перед началом строительства объектов проводятся дополнительные изучения по воздействию на птиц. Стало уже общепризнанной практикой исследовать возможное воздействие на природу еще на этапе проектирования станции.
Ветровые электростанции разбивают на части зоны обитания диких животных. Обычно такие станции строятся около линий электропередач. Здесь ареалы обитания животных уже фрагментированы и изменены, тому причиной - развитое скотоводство и земледелие. Для самой станции требуется немного земли, чтобы разместить саму турбину, дорогу к ней и линии электропередачи. Земля же вокруг таких объектов может пользоваться и дальше в привычном режиме. Часто участки с пригодными ветровыми характеристиками находят на неосвоенных землях. Тогда фрагментация ареалов действительно может стать источником для беспокойства. Ведь луга и леса стоят все еще нетронутыми. Промышленность всячески поддерживает исследование этих мест, чтобы лучше понять возможное на них влияние. Надо сравнить возможное воздействие с тем, которое может наступить при отсутствии источников возобновляемой электроэнергии. Ведь это чревато глобальным потепление, выбросом загрязняющих веществ.
Ветровые турбины ненадежные и дорогостоящие, они не могут служить единственным источником энергии. Устройства сети таково, что для нее не требуется на каждый мегаватт, произведенный ветровой станцией, генерировать такое же количество энергии из других источников. Ни одна станция не может быть надежной на 100%, это сделало сеть такой, чтобы она имела больше источников, чем одновременно требуется. Такая сложная система была разработана специально, чтобы лучше реагировать на возможные прекращения работы одного из источников или же включения промышленных потребителей с высоким потреблением. В электросети таким образом существует довольно много переменных, которые учитываются оператором. Непостоянство ветроэнергетических установок является всего лишь одним из факторов работы всей сети. Есть ли вообще высоконадежные источники электроэнергии? Так, даже ядерные реакторы и угольные ТЭЦ отключаются с предупреждением незадолго до этого, чтобы провести техническое обслуживание или аварийный ремонт. Но ведь никто не стремится дублировать ядерные или тепловые станции такими же мощными объектами. Реалии таковы, что ветровая энергетика является надежной от природы. Ведь станции возводятся в ветреных местностях, модели сезонных движений воздуха где, могут быть спрогнозированы. В отличие от стандартных станций ветровые не надо полностью отключать при поломке или обслуживании. Если турбина неисправна, ее можно чинить, не отключая остальные установки от сети.
Ветровые турбины работают лишь малую часть времени. Оказывается, такие установки производят электричество большую часть суток, 65-80%. Естественно, время от времени меняется выдаваемая мощность. Но 100% своей мощности постоянно не может давать ни одна электростанция. Все они иногда закрываются на ремонт и техобслуживания или вырабатывают меньшую мощность ввиду отсутствия в данный момент спроса на электричество. Ветроэлектростанции возводятся на тех местах, где большую часть года дует ветер. Но колебания его ветра приводят к тому, что на производство максимальной мощности будет осуществляться лишь 10% времени. В итоге среднегодовое производство электричество будет составлять около 30% от номинальной мощности. Для станций на невозобновляемых источниках этот параметр колеблется от 0,4 до 0,8. Всего же для России в 2005 году общий коэффициент использования мощностей всех станций составил 0,5.
Ветровые турбины малоэффективны. Как раз наоборот, достоинством ветровых турбин является их эффективность. Наиболее простым способом определения общей эффективности технологии является общая эффективность. Оценивается количество потребляемой для производства энергии. Оказалось, что время возмещения для ветроэлектростанций практически не уступает показателям обычных объектов, местами даже превосходя их. Не так давно университет Висконсина провел исследование и обнаружил, что среднее возмещение энергии ветроэлектростанций Midwestern в 17-39 раз (зависит от текущей скорости ветра) больше потребленной энергии. А ведь для атомных станций этот параметр равняется 16, для угольных - 11. И в более широком смысле следует сказать об эффективности ветровых турбин. Ведь они производят электричество из природных источников, которые неисчерпаемы. При этом не наблюдаются социальные или экологические воздействия. Топлива не надо добывать, перевозить, отсутствует загрязнение окружающей среды. Нет проблем отходов, которые также надо куда-то везти и где-то хранить. Ветряные станции не усугубляют парниковый эффект, что свойственно ТЭЦ.
Ветровая энергия дорогая. Сегодня ветровая энергетика дает электричество такой же стоимости, как и новые станции, работающие на обычном топливе. Капитальные расходы на ветровые установки действительно более высокие, чем на традиционные источники энергии, к примеру, использующие газ. Но при этом отсутствуют и расходы на топливо, да и другие нормированные затраты (стоимость работы, технического обслуживания) такого направления энергетики оказываются в итоге конкурентными по отношению к другим источникам. Аналитики пришли к выводу, что ветроэнергетика снижает общую рыночную стоимость электричества. Ведь за последние 30 лет в Европе мощность турбин такого типа выросла почти в 300 раз, за это время стоимость производства уменьшилось на 80%. Каждые новые 5% рынка, отданные ветровой энергии, позволяют уменьшить стоимость электричества на 1%. За 5 последних лет ветроэнергетика в ЕС ежедневно давала 33 рабочих места. Этот рынок постоянно растет, только в России в 2013 году он будет составлять 3,1 млрд. евро, а в 2015 - 7 млрд. евро.
Для ветровой энергетики требуются дотации, в отличие от обычной. Аналитики Международного Энергетического Агентства оценили субсидирование на энергетику в Европе. Оказалось, что в 15 странах ЕЭС всего выделилось 29 миллиардов евро, из них на ветроэнергетику пришлось всего 19%. Этот показатель говорит о том, что такое направление попросту уравняли в правах с традиционными технологиями производства энергии.
Ветроустановки непригодны для общей сети, работая только в небольших автономных системах. Чтобы вся энергосистема начала зависеть от нестабильной выдачи мощности ветровыми станциями, надо, чтобы их доля была около 20-25% от всей мощности. К примеру, в России с существующими показателями и темпами такое соотношение может быть достигнуто не ранее, чем через 50 лет.
В мировом энергобалансе доля ветровой энергетики незначительна. В 2010 году количество произведенной энергии станциями этого типа составило 2,5% от всего объема. Энергия ветра высоко ценится, к примеру, в Дании уже 20% электричества вырабатывается таким способом, а в Германии - 8%. Планы развития этого направления огласили Китай, Индия, Япония, Франция. Темпы развития ветровой энергетики позволяют предположить, что к 2020 году доля этой отрасли составит 10% от общего объема.
Ветровая энергетика само по себе нестабильна и не так предсказуема, как другие виды. Энергия поступает нестабильно, что требует постоянное ее резервирование и аккумулирование. Для решения проблем такой нестабильности есть свои варианты. Сегодня с точностью 95% составляются прогнозы почасовой выдачи энергии в течении дня. Этот высокий показатель планирования позволяет улучшить качество работы и надежность станций. Чтобы оценить стабильность работы системы станций такого типа, группа ученых университетов Делавэр и Стони-Брук создала виртуальную систему объектов. Они располагались по всему восточному побережью США на отдалении от берега. Оказалось, что такая система может служить надежным источником энергии. Хотя ветровые установки и имеют высокий потенциал, меняющаяся погода все же может снижать их потенциал. Ученые предлагают объединять в единую сеть удаленные друг от друга группы ветрогенераторов, чтобы сглаживать колебания ветра на участках. Однако точные расчеты пока еще не сделаны. В ходе исследования были рассмотрены данные, полученные от 11 автоматических станций наблюдения за погодой за 5 лет. Они располагались на протяжении 2500 километров между Флоридой и Мэном. Оказалось, что за это время, при условии объединения станций в единую сеть, поступление электричества полностью никогда бы не прекращалось. Мощность всей системы колебалась бы не так сильно, как у отдельной установки. Если та могла за час измениться на 50%, то для всей сети скачок в принципе не мог превысить 10% в час. Участники исследования пришли к выводу, что этот "нестабильный" источник энергии на самом деле является довольно надежным при правильной работе с ним.
В поисках альтернативных источников энергии человечество шагнуло далеко вперед. Например, все чаще используется сила солнца, создаются ветряные электростанции. Наверное, именно ветер может рассматриваться как оптимальный способ получения электрической энергии - эффективный, и при этом достаточно экономичный.
Ветер, ветер, ты могуч
Ветряная электростанция - это группа специальных генераторов, которые объединены в систему и используют для создания энергии силу ветра. Особенность таких генераторов в их безопасности для окружающей среды. Сегодня больше всего ветряных станций построено в Германии, Дании, при этом в таких странах не только ниже затраты на энергию, они еще экспортируют установки и технологии в другие государства. Работают ветряные электростанции по следующему принципу: под воздействием ветра вращаются лопасти конструкции, а благодаря редуктору приводится в действие электрогенератор. Энергия, которая в результате получается, транспортируется по кабелю.
Как правило, мачты в установках имеют достаточную высоту, а потому используют силу природы по максимуму. При составлении проекта подобной конструкции сначала тщательно исследуется местность, изучаются и его направление при помощи ряда приборов. Уже на основе данных решается, окупится ли установленная ветряная электростанция.
Главное - правильный выбор
Сегодня покупателям предлагаются разнообразные ветряные электростанции для дома.Выбирать их следует в зависимости от того, каковы потребности заказчика. Например, если нужно обеспечить работу техники в сельском хозяйстве, то мощности нужны небольшие. А вот для решения более серьезных задач, например, электрификации зданий и сооружений или монтажа отопительной системы в доме нужны более мощные ветрогенераторы. Заниматься подготовкой местности и непосредственно работами по установке обязательно должны только специалисты.
Прежде чем купить ветрогенератор, нужно учесть ряд нюансов, включая нагрузку в пиковые моменты, средние показатели потребления энергии, скорость ветра. Также стоит помнить, что чем выше мачта, тем сильнее и мощнее ветер будет крутить лопасти турбины. Правда, монтаж таких конструкций дороговат. Оптимальное расположение - на 10 метров выше здания или дерева, находящегося в радиусе примерно 100 метров.
Плюсы
Ветряные электростанции сегодня довольно востребованы, что связано с рядом причин.
- Во-первых, это более выгодно, если сравнивать с другими источниками энергии.
- Во-вторых, запасы силы ветра неисчерпаемы.
- В-третьих, такие мельницы имеют простое устройство, поэтому их монтаж производится довольно быстро. Главное - провести исследования объекта, на котором они будут располагаться.
- В-четвертых, производство электроэнергии таким способом намного дешевле, да и позволяет экономить богатства недр.
- В-пятых, ветряные мельницы обеспечивают электроэнергией стабильно и надежно.
- В-шестых, такие устройства абсолютно безопасны для окружающей среды, что тоже очень важно.
Минусы
С другой стороны, как и любой другой источник энергии, ветряные электростанции (фото показывают, насколько просты их конструкции) имеют и минусы.
- Во-первых, ветер не постоянен, то есть дует он по-разному - то сильно, то слабо. Соответственно, не везде возможно их устанавливать.
- Во-вторых, ветряные конструкции работают довольно шумно, значит, располагать их нужно вдали от жилых объектов.
- В-третьих, такие мельницы могут стать помехой для радио- и телеприборов. Правда, в той же Европе с этим недостатком смирились, и сегодня здесь уже действуют больше 26 000 ветряных электростанций.
- Еще один минус - подобные установки могут навредить летящим птицам, поэтому возводить их нужно там, где нет мест их миграции и гнездования.
Что купить?
Современные ветряные электростанции для дома представлены в широком ассортименте. Они отличаются производительностью и рассчитаны на разную силу и скорость ветра. Например, установки мощностью в 400-6400 Вт вполне достаточно для обеспечения энергией небольших хозяйств, магазинов, ресторанов, которые находятся в удалении от основных источников энергии. Если нужно обеспечить электричеством несколько домов или небольшой поселок, то нужны станции большей мощности, в среднем 18000-26 500 Вт. Такие же установки целесообразно монтировать рядом с большими производствами и коммерческими объектами. На самые простые ветряные электростанции для дома цена начинается от 700 000 рублей, более дорогие установки стоят около трех миллионов рублей.
Альтернативные виды
Как мы уже сказали, ветряная мельница - достаточно шумная установка, однако сейчас предлагаются генераторы, которые работают не так мощно. Например, бесшумный ветрогенератор - это идеальное решение для небольших и средних по размерам объектов, ферм, магазинов, если они располагаются в удаленных районах. Сегодня большой популярностью пользуются вертикальные установки ввиду своей эффективности и простоты монтажа. Преимущества такой системы следующие:
- тихая работа без вибраций;
- устойчивость к сильному ветру;
- защита корпуса алюминиевым покрытием от молнии;
- не имеет значения направление ветра.
Бесшумные домашние ветряные электростанции просты в уходе, монтаже, поскольку здесь нет мелких деталей. Немаловажно, что и вред птицам нанесен не будет, поскольку дизайн установок таков, что ландшафт не будет нарушен. Еще один интересный вариант - парусный генератор. Конечно, он не отличается привлекательным дизайном, зато может выработать энергию даже при слабом ветре. Подобные ветряные электростанции хороши тем, что благодаря парусу они быстро подстраиваются под движение сил природы, значит, и выработка энергии происходит стабильно. Конструкции абсолютно экологичны, имеют низкую стоимость, работают без шума и вибраций, а это говорит о том, что у них есть будущее.
Каковы перспективы?
В целом, экологическая ситуация в мире такова, что природные ресурсы постепенно истощаются, и в скором времени такое решение, как ветряные мельницы, станет самой настоящей реальностью во всем мире. Не случайно жители многих стран постепенно приходят к тому, чтобы установить подобные конструкции и на своем участке. В России, по мнению специалистов, достаточно потенциальных возможностей для того, чтобы активно развивалась ветроэнергетика. Правда, пока этот процесс идет медленными темпами ввиду отсутствия достаточного финансирования. В случае если ситуация изменится, а государство будет уделять достаточно внимания этому способу получения энергии, в скором времени и наша страна перейдет на альтернативные решения. На сегодняшний день ветряные электростанции в России представлены в республиках Калмыкия и Башкортостан, Чувашия, Коми, в Калининградской, Саратовской, Оренбургской, Ростовской, Мурманской, Астраханской областях, а также в Чукотском автономном округе. Однако специалисты утверждают: в скором времени география расположения ветряков станет значительно шире.
Как сделать ветряную электростанцию?
Стремление сэкономить на тратах на энергию и привнести что-то новое приводит к тому, что народные умельцы начинают делать ветряки своими руками. В самом простом виде он представляет собой две половинки цилиндра, которые раздвинуты в сторону от центральной оси. Если увеличить количество лопастей в конструкции до четырех, то мощность и тяговые характеристики прибора станут намного выше. Ветряная электростанция своими руками делается при помощи нижеописанных материалов и составляющих.
- Для создания барабана нам потребуются фанера и кровельное железо (или листовой пластик подходящего размера). Ротор должен быть легким, поэтому не стоит брать слишком толстые материалы.
- Для «щек» барабана нам потребуются древесина и пластмасса (или легкий металл), при этом места стыков следует обработать масляной краской.
- Для изготовления крестовин понадобятся стальные полосы или древесина.
- Ось сделаем из стальной трубы, диаметр которой составляет 30 мм, а длина - 2 м.
- Для оси нам также нужны шарикоподшипники одинакового размера.
Этапы монтажа
Итак, самодельная ветряная электростанция делается так. Сначала привариваем крестовины ротора к оси (если используется дерево, то его нужно приклеить или монтировать при помощи штифтов). Лопасти соединяются посредством болтов, при этом важно, чтобы до оси от них было одинаковое расстояние. После сборки барабана места стыков нужно обработать при помощи густой масляной краски. Теперь создаем станину: для этого нам нужны металлические или на которые затем мы монтируем шарикоподшипники. Перекосов следует избегать, поскольку ротор будет медленно вращаться. Теперь мы ветряную станцию опять покрываем краской, а на нижнем конце оси крепим шкивы разного диаметра. Перекидываем ремень через шкив и подсоединяем его к генератору тока, например, автомобильному. Подобная рассчитана на скорость ветра примерно 9-10 м/с при выработке мощности в 800 Вт.
Ветряная мельница для дома
Чтобы обеспечить бытовые потребности в электрической энергии максимально полноценно, мощность ветряной мельницы для средней семьи из четырех человек должна составлять не меньше 10 кВт. В таких ситуациях целесообразно установить целую систему, в состав которой входят несколько ветряков, вырабатывающих небольшую мощность. Энергия в них аккумулируется на общей батарее, при этом, если необходимо, можно установить еще дополнительные генераторы, а также увеличить количество и емкость батарей.
Чтобы энергоснабжение объекта было стабильным и не зависело от внешних причин, специалисты рекомендуют создать автономный энергетический комплекс. Он будет включать в себя ветряную электростанцию, а также резервные источники энергоснабжения в виде дизельного и бензинового генераторов, а также солнечных батарей. Если сила ветра будет достаточной, а энергия будет вырабатываться в нужном количестве, то дизельную установку можно и отключить. Если вдруг силы, которая будет производиться ветряной мельницей, не будет хватать, то автоматически запустится резервный источник электроснабжения.
Как достичь эффективности?
Чтобы установленная ветряная станция была монтирована правильно и приносила желаемые плоды, нужно соблюсти несколько условий.
- Ветер в местности должен быть стабильным практически в течение всего года.
- На объекте должно быть достаточно места, чтобы установить ветряк.
- Узнать, разрешают ли местные власти подобные установки.
Кроме того, целесообразно использовать подобные системы, если вы тратите на электроэнергию слишком много средств, а возможности подключиться к питающей сети просто нет. Еще нужно готовиться к тому, что придется потратить на ветряную установку немало средств. Зато вы получите экологически чистую неисчерпаемую энергию.
Полезные ископаемые, добываемые из недр земли и используемые человечеством в качестве энергоресурсов, к сожалению, не безграничны. С каждым годом их стоимость увеличивается, что объясняется сокращением уровня добычи. Альтернативным и набирающим обороты вариантом энергоснабжения выступают ветряные электростанции для дома. Они позволяют преобразовывать энергию ветра в переменный ток , что дает возможность обеспечивать все потребности в электричестве любых бытовых приборов. Главное преимущество таких генераторов – это абсолютная экологичность, а также бесплатное пользование электричеством неограниченное количество лет. Какие еще преимущества имеет ветрогенератор для дома, а также особенности его эксплуатации, разберем далее.
Еще древние люди заметили, что ветер может стать отличным помощником в осуществлении множества работ. Ветряные мельницы, позволявшие превращать зерно в муку, не затрачивая собственных сил, стали родоначальниками первых ветрогенераторов.
Ветряные электростанции состоят из определенного количества генераторов, способных получать, преобразовывать и накапливать энергию ветра в переменный ток. Они вполне могут обеспечить целый дом электроэнергией, которая берется из ниоткуда.
Однако, нужно сказать, что затраты на оборудование и их обслуживание не всегда дешевле , нежели стоимость центральных электросетей.Преимущества и недостатки
Итак, прежде чем присоединиться к сторонникам бесплатной энергии, нужно осознать, что ветряные электростанции имеют не только преимущества, но и определенные недостатки. Из положительных сторон
использования энергии ветра в быту можно выделить следующие:
- способ абсолютно экологически чистый и не вредит окружающей среды;
- простота конструкции;
- легкость эксплуатации;
- независимость от электросетей.
Домашние мини-генераторы могут, как частично обеспечивать электричеством, так и стать полноценным его заменителем, преобразуясь в электростанции.
Однако не нужно забывать про недостатки , которыми являются:
- высокая стоимость оборудования;
- окупаемость наступает не ранее чем через 5-6 лет использования;
- относительно небольшие коэффициенты полезного действия, отчего страдает мощность;
- требует наличия дорогостоящего оборудования: аккумулятор и генератор, без которого невозможна работа станции в безветренные дни.
Чтобы не потратить уйму денег впустую, перед покупкой всего необходимого оборудования, следует оценить рентабельность электростанции. Для этого высчитывают среднюю мощность дома (сюда входят мощности всех используемых электроприборов), количество ветреных дней в году, а также оценивают местность, где будут располагаться ветряки.
Основные конструктивные элементы
Простота возведения электростанции объясняется примитивностью конструктивных элементов.
Чтобы пользоваться энергией ветра, потребуются такие детали
:
- ветряные лопасти – захватывают поток ветра, передавая импульс ветрогенератору;
- ветрогенератор и контроллер – способствуют преобразованию импульса в постоянный ток;
- аккумулятор – накапливает энергию;
- инвертор – помогает преобразовывать постоянный ток в переменный.
Ветер, как неисчерпаемый источник экологически чистой энергии, находит все более широкое применение и приобретает все большую общественную поддержку.
Начало использования энергии ветра восходит к древнему Вавилону (осушение болот), Египту (помол зерна), Китаю и Маньчжурии (откачка воды с рисовых полей). В Европе эта технология появилась в XII веке, но современные технологии стали использоваться только в XX веке.
Ветряные электростанции могут функционировать в районах со скоростью ветра выше 4,5 м/с. Они могут работать с сетью существующих электростанций либо быть автономными системами. Возникают также так называемые «ветряные фермы» - энергоблоки с некоторым количеством единиц техники, общих для всей системы. Наибольшее количество энергии из ветра в настоящее время производится в Соединенных Штатах, а в Европе - в Дании, Германии, Великобритании, Нидерландах. В Германии находится самая мощная электростанция в мире - 3 МВт. Aeolus II работает на ветряной ферме Вильгельмсхафен и производит ежегодно 7 млн. кВт/ч энергии, обеспечивая около 2 тысяч домашних хозяйств. Всего в мире уже более 20 тысяч ветряных электростанций.
Несмотря на массовое производство, стоимость строительства современной ветряной электростанции велика. Однако, следует отметить, что ничтожна стоимость ее эксплуатации. Экологические и экономические выгоды зависят от правильного расположения. Требует это детального и всестороннего анализа как технических аспектов, так и экологических, а также финансовых. Ветряная энергетика соответствует всем условиям, необходимым для причисления ее к экологически чистым методам производства энергии. Ее основными преимуществами являются:
1. Отсутствие загрязнения окружающей среды - производство энергии из ветра не приводит к выбросам вредных веществ в атмосферу или образованию отходов.
2. Использование возобновляемого, неисчерпаемого источника энергии, экономия на топливе, на процессе его добычи и транспортировки.
3. Территория в непосредственной близости может быть полностью использована для сельскохозяйственных целей.
4. Стабильные расходы на единицу полученной энергии, а также рост экономической конкурентоспособности по сравнению с традиционными источниками энергии.
5. Минимальные потери при передаче энергии – ветряная электростанция может быть построена как непосредственно у потребителя, так и в местах удаленных, которые в случае с традиционной энергетикой требуют специальных подключений к сети.
6. Простое обслуживание, быстрая установка, низкие затраты на техническое обслуживание и эксплуатацию.
Противники ветряной энергетики находят в ней также и недостатки. Большинство потенциальных преград для использования этого вида энергии чрезмерно пропагандируются как недостатки, которые делают невозможным ее развитие. По сравнению с вредом, причиняемым традиционными источниками энергии, они незначительны:
1. Высокие инвестиционные затраты - они имеют тенденцию к снижению в связи с новыми разработками и технологиями. Также стоимость энергии из ветра постоянно снижается.
2. Изменчивость мощности во времени - производство электроэнергии зависит, к сожалению, от силы ветра, на которую человек не может повлиять.
3. Шум – исследования шума, выполненные с использованием новейшего диагностического оборудования, не подтверждают негативного влияния ветряных турбин. Даже на расстоянии 30-40 м от работающей станции, шум достигает уровня шума фона, то есть уровня среды обитания.
4. Угроза для птиц - в соответствии с последними исследованиями, вероятность столкновения лопастей ветряка с птицами не больше, чем в случае столкновения птицы с высоковольтными линиями традиционной энергетики.
5. Возможность искажения приема сигнала телевидения - незначительна.
6. Изменения в ландшафте.
Несмотря на все преимущества, ветряки имели серьезные недостатки. Эффект их работы зависел от погодных условий, поэтому в безветренные дни и дни, когда ветер очень сильный, ветряки не могли работать. Однако, энергия всех видов была, есть и будет нам нужна. Само слово «энергия» происходит от греческого слова energia и означает деятельность, активность. Ее использование может быть разнообразным. Наиболее всего мы нуждаемся в ней в промышленном производстве, отоплении, транспорте, для освещения. В начале она поставлялась нам из окружающей среды (природные ресурсы), такие как бурый уголь, древесина или нефть. Сегодня трудно представить себе жизнь без электроэнергии. Электричество нам необходимо так же, как вода и воздух.
Январь 10, 2017 / Ольга Шейдина, Редактор
Несмотря на всю кажущуюся благополучность, развитие потребительской цивилизации в современном виде завершается. Такого бездумного и агрессивного поведения не выдержит ни экология, ни сам человек. Об этом уже во весь голос «заявила» мировая геополитическая обстановка. Даже борьба за энергетические ресурсы стала блеклой на фоне тотальной нехватки натуральных продуктов питания и воды. И, к сожалению, для миродержцев, запасы нефти и газа, скорее всего, уже заканчиваются. Ученые прилагают максимум усилий для поиска альтернативных источников энергии. Особое внимание уделено
Сентябрь 13, 2016 / Ольга Шейдина, Редактор
В первой части повествуется о том, как наши предки использовали силу ветра, как смогли при помощи него получать электроэнергию. В настоящее время ветряная энергетика успешно развивается во многих странах. Для успешного функционирования ВЭС важно правильно найти местность, которое характеризуется постоянными ветряными потоками, обладающими достаточной силой. Также в первой части были перечислены преимущества ветряной энергетики, среди которых выделяются возобновляемость, экологичность, безопасность и для природы и для здоровья человека, низкая стоимость.
Недостатки ВЭС
Однако наряду с преимуществами
Сентябрь 06, 2016 / Ольга Шейдина, Редактор
Объяснить значение слова «ветер» большинство современных людей смогут только на бытовом уровне, совершенно не углубляясь в его физические характеристики, поскольку это сложно для непосвященных в секреты сложнейшей отрасли «физика». Однако многие в последние годы уже заметили, что слово «ветер» сопровождается еще и экономическим толкованием, поскольку это природное явление позволяет получать возобновляемую энергию, которая к тому же имеет и невысокую стоимость. Ветроэнергетика способна успешно конкурировать и с другими разновидностями возобновляемой энергии, к которым относятся энергия солнца
Август 16, 2016 / Ольга Шейдина, Редактор
В настоящее время отношение к ветроэнергетике и подходы к ее использованию стали претерпевать изменения, при этом специалисты акцентируют внимание, что все они направлены исключительно в лучшую сторону. Альтернативная энергия, в качестве которой выступает ветроэнергетика, увеличивает мощности, заметно опережая другие энергетические отрасли. Данные утверждения подкрепляются фактами, содержащимися в отчетах Европейской ассоциации ветроэнергетики.
За последние два года количество ветроустановок увеличилось более, чем на 6%.
Ветроэнергетика –альтернативная энергия, ее перспективы
В настоящее время в странах Европейского Союза количество
Май 19, 2016 / Ольга Шейдина, Редактор
Ветряные генераторы – устройства, которые молниеносно приобретают широкую популярность. В первой части были перечислены недостатки и преимущества ветрогенераторов с горизонтальным и вертикальным расположением оси. Ветряные генераторы являются успешным примером применения возобновляемых источников электроэнергии.
Мультипликатор
Большее КПД удается получить при частоте вращения лопастей свыше 1000 оборотов в минуту, тогда как самое быстрое ветряное колесо способно самостоятельно развить скорость около 400 оборотов в минуту.
Специалисты, основываясь на этих непреложных фактах, оснастили ветрогенераторы специальными механизмами, способными увеличить коэффициент
Май 11, 2016 / Ольга Шейдина, Редактор
Энергетическая отрасль успешно развивается, находя новые источники получения электрической энергии. В последнее время акцент делается на активном использовании именно возобновляемых источников. С успехом можно было на протяжении нескольких последних лет наблюдать целое поле ветряков, способных вырабатывать электричество для нужд целого города. Но такими же ветряками можно обеспечить электроэнергией целенаправленно фермы, частные владения, а также автодороги, пешеходные дороги и уличные фонари.
Ветрогенераторы в России приобретают в последнее время особую популярность, поскольку в некоторых регионах страны применение
Февраль 09, 2016 / Ольга Шейдина, Редактор
Ветроэнергетика – изобретение современности, которое пока что для многих остается незнакомым. Многие убеждены, что для ее производства требуются огромнейшие ветротурбины, оснащенные тремя лопастями, расположенные на высоких холмах на удалении от населенных пунктов. На самом деле, освоение энергии, получаемой благодаря ветру, чрезвычайно разнообразно, и не замыкается только в использовании ветряных ферм.
Применение ветротурбин
Инженерная мысль настолько динамична, что порою очень сложно отслеживать все новшества, появляющиеся в энергетической области. Уже не удивляют автотранспортные средства, работающие на основе
Январь 12, 2016 / Ольга Шейдина, Редактор
Все этапы эволюции нынешней электроэнергии, произведенной только на основе ветра – это этапы, связанные с увеличением габаритов и мощности устройств для получения электрической энергии. На сегодняшний момент все ученые убеждены в том, что расходы на техническое переоснащение и стоимостное выражение производства электричества посредством ВИЭ непременно обязаны снижаться и в будущем, а затруднительность и высокая цена добывания ископаемого топлива только увеличиваться. В результате чего мировая цена электричества, которое получается за счет ветряных электростанций, будет значительно ниже
Октябрь 13, 2015 / Ольга Шейдина, Редактор
Ветряные электростанции – это установки, являющиеся альтернативными источниками электричества, не вредящие природе и имеющие красивый вид.
Многие на одиночный ветрогенератор говорят – «электростанция», но это – путаница в понятиях. На самом деле ветровой электростанцией называется группа ветрогенераторов, находящихся недалеко друг от друга. Их также называют ветряными фермами.
В состав наиболее крупных ферм могут входить 100 и более ветрогенераторов.
Их название говорит само за себя – для работы установок необходим ветер. Их монтируют там, где скорость
Март 19, 2015 / Ольга Шейдина, Редактор
В начале 90-х годов прошлого века в Дании установили первую вне береговую электрическую систему по использованию энергии ветра. Перспективность данного направления развития энергетики побудило Датское энергетическое агентство в 1997 году разработать новую программу по созданию целого комплекса морских ветрогенераторов.
Через десять лет датчане пересмотрели планы в сторону корректировки мощности систем, которая достигла 4,6 МВт, что перекрывает внутреннее потребление страны. Работа на внешний рынок позволила начать активное строительство современных ветрогенераторов мощностью до 450 КВт, на удалении
Декабрь 23, 2014 / Ольга Шейдина, Редактор
Строительство оффшорных электростанций ведется в тех регионах, где очень высокий средний показатель скорости ветра за год. От этого зависит эффективность таких энергетических объектов.
Сегодня альтернативные источники энергии все больше пользуются популярностью во всем мире. Ветроустановки сегодня доказали свою эффективность и рентабельность при производстве электрической энергии в Голландии и Германии, которые уже не одно десятилетие используют энергию ветра для производства электроэнергии.
Ноябрь 25, 2014 / Ольга Шейдина, Редактор
В мире постоянно ищут альтернативные источники добычи электроэнергии. Одним из таких источников стало использование кинетической энергии потока ветра, которое получило название ветроэнергетика. Преимущество этого вида добычи в том, что энергия ветра - возобновляемый ресурс и относится к энергии Солнца.
Это один из старинных способов выработки энергии. В исторических документах первые упоминания сводятся к тому, что начиная с 200 лет до нашей эры люди стали использовать ветер для перемалывания зерна. Также к развитию ветроэнергетики можно отнести
Сентябрь 30, 2014 / Ольга Шейдина, Редактор
На сегодняшний день энергия ветряной стихии стала очень популярной среди других источников. Она свободно конкурирует с ними и постоянно улучшает свое качество, обеспечивая потребности населения с каждым годом все эффективнее. Особенно позитивные изменения произошли при открытии специальных плавающих турбин, работающих при помощи ветра. Первым ученым, который выдвинул данную гипотезу, был профессор У. Иеронимус, работающий в Университете Массачусетса. Идея была воплощена в жизнь через создания первой такой ветряной электростанции на море Италии в 2008 году. Она
Сентябрь 01, 2014 / Ольга Шейдина, Редактор
Ветроэнергетика (англ. wind power) является одним из «подразделений» альтернативной энергетики, подразумевающим разработку средств, а также способов, направленных на превращение ветровой энергии в электро-, тепло-, либо механическую энергию.
Достоинства у ветроэнергетики те же, что и у всех остальных отраслей альтернативной энергетики. К ним относятся небольшие затраты на содержание специальных приспособлений, возобновляемость, экологичность. Что касается минусов, к ним можно отнести, к примеру, шум. Ветроустановку и жилой дом должно разделять не менее, чем триста метров. Что касается внешнего
Июнь 03, 2014 / Ольга Шейдина, Редактор
Патрик Виллемс, ведущий Программы IFC по внедрению возобновляемой энергетики на территории России рассказал об экономической эффективности проектов ВИЭ на Дальнем Востоке, об их значении для всей страны. По информационным агентствам в конце февраля прошла новость, что ОАО «РАО Энергосистемы Востока» заключило договор с Хабаровским краем. Такие соглашения ранее были подписаны с Приморьем, Якутией и Камчатским краем.
Договора подписываются под прикрытием программы «РАО Энергосистемы Востока» по возведению объектов возобновляемой энергетики. Ведущие эксперты отрасли утверждают, что конкретно
Март 24, 2014 / Ольга Шейдина, Редактор
Место под солнцем. Обычно гелиоустановки располагают на крышах и фасадах экодомов, смотрящих на юг, юго-запад или юго-восток. У проектировщиков есть понятие – энергетическая крыша. Оптимальная направленность зависит от рельефа местности, климата, характера затененности и т.д. Площадь ограждающих конструкций южной, западной и восточной направленности, кроме окон, в принципе, может быть полностью заполнена гелиоприемниками. Их можно устанавливать и неподвижно, и на трансформируемых и подвижных платформах, которые позволяют менять их конфигурацию и ориентацию в зависимости от местоположения Солнца.
Январь 07, 2014 / Ольга Шейдина, Редактор
Итак, продолжаем рассматривать положительные и отрицательные стороны ветроэнергетики для экономики в целом и для простого населения. Развитие ветроэнергетики в Германии сегодня идет по пути гигантомании. Башни строят все выше и выше, с лопастями все больше и больше. Природе наносится все больший ущерб, а для обычных людей создается все больше неудобств, и людям приходится жить рядом с этими «монстрами». На самом ли деле так хороши современные ВЭУ, предлагаемые производителями «зеленой энергии», которые вроде бы и берегут
Январь 06, 2014 / Ольга Шейдина, Редактор
Ветряные двигатели пропеллерного типа горизонтального вращения по праву сегодня считаются самыми эффективными ветряными двигателями. Именно они применяются в широкомасштабном производстве ветроэнергетических установок по всему миру. На самом деле, коэффициент использования ветряного потока этих ветряных двигателей намного выше, чем у ветряных двигателей вертикального вращения любых модификаций и типов.
Для изготовления ВЭУ нет сомнений в грамотности выбранного типа ветряных двигателей ни у производителей ВЭУ, ни у экспертов по ветроэнергетике. Но являются ли выпускаемые сегодня ВЭУ продукцией 21
Декабрь 17, 2013 / Ольга Шейдина, Редактор
В современной мировой ситуации обостряются противоречия между главными участниками рынка. Взаимоотношения между транзитерами, производителями и потребителями энергетических ресурсов, сложившиеся в конце ХХ века, уходят в прошлое. Имеющиеся механизмы регулирования энергетического мирового рынка работают все хуже, конкуренция между потребителями обостряется.
Основными потребителями энергетических ресурсов являются развивающиеся страны Азии и высокоразвитые державы, основной объем мировых запасов углеводородного сырья находится в относительно небольшой группе стран с переходной экономикой и развивающихся стран. Крупные потребители, например, ЕС, США и Китай
Сентябрь 18, 2013 / Ольга Шейдина, Редактор
Инвестирование финансовых средств в ветроэнергетику становится по всему миру популярным, увеличивается количество проектов по созданию ветропарков в России. На форуме «Атомэкспо-2012» озвучено, что к середине 2012 года в России уже существовало проектов ветряных электростанций общей мощностью 10 Гигаватт.
Курганская ВЭС
Это один из самых поздних проектов. План возведения самого крупного ветропарка в России – в Курганской области рядом со степями Казахстана. Мощность ветряного парка должна составить 50 МВт. Сегодня ведутся необходимые измерения данных ветра, а
Февраль 27, 2013 / Ольга Шейдина, Редактор
Конечно, если есть возможность, то можно заказать или изготовить отдельные части ветрогенератора, учитывая надежность и минимальный вес. Но это неоправданно, поскольку, например, если лопасти будут сделаны из стеклопластика, то они будут прочные и очень легкие, но если они все-таки сломаются, то в походных условиях они ремонту подлежать не будут, а металл только прогнется, после чего его можно будет выпрямить. То же самое можно сказать о других частях. В полевых условиях самым главным является ремонтопригодность и
Февраль 26, 2013 / Ольга Шейдина, Редактор
Для чего нужен такой слабый походный ветрогенератор? Ответ – для обеспечения себя некоторым количеством энергии для освещения в автономных условиях, для питания и зарядки портативной электроники (телефон, фонари, радио и т.д.).
Высчитав потребности в электроэнергии в сутки в подобных условиях (35-60 ватт в сутки), были предприняты усилия для поиска девайса, который бы мог давать стабильно это количество энергии. Перебрано множество доступных и простых вариантов, и ветрогенератор оказался наиболее доступным, простым и надежным вариантом.
Изначально были
Февраль 05, 2013 / Ольга Шейдина, Редактор
Уже прошло 10 лет с тех пор как компания Siemens не стала заниматься развитием ядерной энергетики, а стала развивать отрасль ветроэнергетики. Почему было принято именно такое решение? Неужели Siemens считает, что у ядерной энергетики нет будущего?
Нет, это не так, но все же Siemens хочет заниматься развитием экологических технологий. У компании Siemens имеется большое «зеленое» портфолио. Так в 2011 году стоимость всех экологических проектов компании Siemens составило 29,9 млд. Евро, и огромная часть всех этих
Январь 31, 2013 / Ольга Шейдина, Редактор
Всем известна важность птиц для равновесия экосистем. Но пернатые не менее важны и для сельского хозяйства. Без уничтожения комаров и сельхозвредителей, являющихся переносчиками лихорадки Денге, положение с производством в области пищевой индустрии и со здоровьем населения в целом было бы гораздо хуже.
Еще в 1980- ходах высказывались опасения, что ветряки наносят невероятный урон популяции птиц. К сожалению, прогресс ветряных турбин усугубил данные опасения. В 80-х годах размах лопастей ветряка средних размеров составлял 15 м, а
Декабрь 28, 2012 / Ольга Шейдина, Редактор
История применения энергии ветра человеком идет из глубокой древности. Самые первые упоминания об этом возникли около 1000 лет до нашей эры. Считается, что история ветряных мельниц западных стран ведется с первого документального возникновения датской или европейской ветряной мельницы в 1180 году в Нормандии. Скорее всего, что ветряные мельницы попали в Европу из Персии через средиземноморские страны.
Самым известным ранним типом данного устройства является персидская мельница, которая представляла собой элементарное устройство с вертикальным ротором. В Западной
Декабрь 27, 2012 / Ольга Шейдина, Редактор
Продолжаем рассматривать возможности обустройства автономного электроснабжения частного дома. Применение преобразователей постоянного напряжения в напряжение переменное – инверторов для питания сети переменным током - доставляет больше проблем, чем пользы. Это объясняется тем, что инверторы, выпускаемые сейчас, выполнены с увеличением напряжения с 12/24 до 220 вольт. Поэтому сохранять энергию придется только в автомобильных АКБ, несмотря на все их недостатки.
Эти инверторы на необходимую мощность будут очень дорогими, и они не выдерживают работы на произвольную нагрузку (холодильник, например),
Декабрь 25, 2012 / Ольга Шейдина, Редактор
Сегодня многие стремятся построить дом за городом и проводить там как можно больше времени. Энергетика приборов при этом слабо развивается, оборудование находится в изношенном состоянии, провода могут украсть, а отключения на неопределенный период времени стали привычными.
Скорее всего, прогноз развития ситуации будет пессимистическим – положение только ухудшится, а электроэнергия подорожает. В данной статье мы предлагаем вариант осуществления автономного электроснабжения дома, материал обращен к тем, кто не желает ждать «у моря погоды», к единомышленникам.
Задача автономного
Декабрь 19, 2012 / Ольга Шейдина, Редактор
Парусные ветряные установки при массовом внедрении их в сельской местности могли бы решить многие проблемы, которые возникают все чаще из-за плохого управления энергетическими ресурсами России.
В сельской местности часто случаются грозы, при которых в благоустроенных домах отключается электрическая энергия, одновременно часто сгорают моторы водокачки. Людям часто приходится до суток или дольше жить без электричества, холодной и горячей воды, света. Хорошо, у кого есть газ. Если бы был ветряк на 10-20 кватт на крыше многоквартирного дома,
Декабрь 18, 2012 / Ольга Шейдина, Редактор
У лопастных ветряков большой мощности система управления меняет направление флюгера, если в измененном направлении ветер дует со скоростью 15 м/секунду и выше. Если воздушный поток будет менять свое направление с перерывом менее 15 секунд, то ветряной генератор не будет изменять своего направления. Значит, лопасти могут перестать вращаться. И в случае, если направление ветра будет меняться с перерывом более 15 секунд, то нет гарантии, что после поворота ветряка к этому моменту ветер будет дуть в этом
Декабрь 17, 2012 / Ольга Шейдина, Редактор
Без электрической энергии невозможна деятельность ни отдельного человека, ни в целом человечества. Любая деятельность, по сути, является экономической деятельностью, так как экономика является процессом обмена порциями энергии между людьми или их информационными отражениями в образе так называемой стоимости, так как стоимость – это информация об израсходованной энергии на производство услуги или товара. Потребление тепловой и электрической энергии во всем мире в течение последних 30-35 лет удваивается каждые 10 лет. Это подтверждает то, что экономическое и
Ноябрь 22, 2012 / Ольга Шейдина, Редактор
Ветер обладает огромным потенциалом. Мощные ветряные фермы обустраивают обычно в тех местах, где они будут работать наиболее эффективно, там, где ветер дует постоянно с максимальной силой. Альтернативный подход – предоставление чистой энергии удаленным потребителям, мачты с турбинами в этом случае строят рядом с теми местами, где существует недостаток энергии.
Но и в том, и другом случае, когда речь идет не только о самых маломощных генераторах, необходимо строительство стационарного сооружения, что требует некоторого времени. Ветряная мобильная
Ноябрь 21, 2012 / Ольга Шейдина, Редактор
Получение электрической энергии от ветросиловых установок является заманчивой идеей, но ее осуществление связано со значительными техническими сложностями. Главным затруднением является непостоянство ветряных потоков. Кроме того, электрический ток для использования на практике должен характеризоваться постоянным напряжением; при изменении частоты и напряжения тока, в результате определенного колебания числа оборотов ветряного двигателя, требуются специальные механизмы для регулировки числа оборотов генератора.
Ветряные установки, которые предназначены для получения электроэнергии, называются ветроэлектрическими установками. Они подразделяются согласно назначению на специальные ветроэлектрические установки
Октябрь 29, 2012 / Ольга Шейдина, Редактор
Еще совсем недавно здравый смысл подсказывал, что, поскольку мы практически подошли к теоретическому пределу возможностей ветряной турбины, то можно считать, что энергия ветра – зрелая технология.
Но в Калифорнийском технологическом институте специалисты пересмотрели некоторые основные положения, которыми в последние 30 лет руководствовались энергетики.
Сегодня исследователи убеждены, что повысить эффективность работы ветряных электростанций можно путем нового подхода к дизайну. Надо всего лишь располагать ветрогенераторы как можно ближе друг к другу.
А совсем недавно считалось, что движению
Август 29, 2012 / Ольга Шейдина, Редактор
Люди, которые живут рядом с ветровыми турбинами, опасаются за свое здоровье. Это может стать препятствием для Северной Ирландии на пути развития на ее территории только чистой энергетики.
Эксперты в области возобновляемых источников энергии утверждают, что Северная Ирландия является идеальной страной для наиболее полного извлечения волновой и ветряной энергии, и это даст ей возможность сократить уровень импортируемых энергоресурсов. Но Нина Пьерпонт, ведущий педиатр Нью-Йорка, представляет результаты исследований, которые могут заставить задуматься над безопасностью сооружения ветроэлектростанций.
Август 21, 2012 / Ольга Шейдина, Редактор
Комитет сената США по природным ресурсам и энергии планирует издать закон, обязывающий в 2020 году производителей электроэнергии в США добиться того, чтобы 10% электричества в стране было произведено при помощи «чистых» электростанций – применяющих энергию ветра, солнца, биомассы, воды и т.д. Но нет гарантий, что данный закон воплотится в жизнь (даже если он будет принят).
В США в 2002 году было получено 4685 МВт электрической энергии на базе ветроэнергетики (около 1% всего электричества, полученного в
Июль 26, 2012 / Ольга Шейдина, Редактор
Ветроздания логично располагать на возвышенностях и не окружать высокой растительностью. Кровли данных строений должны быть скатными, тогда они будут играть роль конфузора – дополнительного концентратора потока ветра.
Относительно потребления энергии ветроздание не уступает пассивному дому. Такому дому тепловая энергия требуется в количестве не больше 15 кВт/ч на метр квадратный в год, а потребность в первичной энергии полностью не превышает 120 кВт/ на метр квадратный в год.
Концептуальные наметки
Эскизы ветрозданий в качестве комплексных архитектурно-дизайнерских объектов
Июль 25, 2012 / Ольга Шейдина, Редактор
Есть возможность вырабатывать электроэнергию при помощи ветроэнергетических установок, установленных на здания. В качестве ветрогенераторов для дома подходят лучше всего маломощные модели – не более 100 киловатт.
Британские успехи
Лидером среди европейских стран в области малой ветряной энергетики является Великобритания. По информации ведущей специализированной британской ассоциации в сфере возобновляемой энергии RenewableUK в 2010 году предприятия страны смонтировали 2853 ветряные установки, мощность которых по отдельности не превышает 100 киловатт (до кризиса в 2009 году - 3280). С
Июль 03, 2012 / Ольга Шейдина, Редактор
Использование в холодных климатических областях энергии ветра имеет три выгодных момента. Во-первых, плотность холодного воздуха выше, чем у теплого, поэтому выработка энергии здесь выше при той же скорости.
Во-вторых, областям с холодным климатом характерен высокий удельный расход электрической и тепловой энергии.
В-третьих, в данных областях очень высокие цены на электроэнергию и тепло, получаемые на электростанциях и в котельных на базе угля, дизельного топлива или мазута.
Перечисленные предпосылки выступают стимулом для внедрения ветряной энергетики в энергетические
Июнь 29, 2012 / Ольга Шейдина, Редактор
Большая часть территорий Земли, населенных людьми, расположена в регионах с холодным или полярным климатом. Крайний север Азии, Европы, Северной Америки, горные районы всего мира, крайний юг Патагонии, Антарктида полностью относятся к такими территориями.
Общая особенность климата данных регионов – зима продолжительностью до 300 дней в году, с морозами и снегом, морозы здесь достигают -35-50°С. За короткий летний период температура только иногда достигает +20°С. На этих территориях дуют устойчивые и сильные ветра, тем более зимой и
Июнь 05, 2012 / Ольга Шейдина, Редактор
Даже при наличии надежной электросети приобретение ветрогенератора экономически выгодно, конечно, если для него есть соответствующие природные условия (ветра с достаточной скоростью).
Средняя стоимость электрической энергии в центральной России, в наиболее густонаселенном районе страны составляет 3,5 рубля за киловатт/час. Например, потребляя 200 кВт/ч в месяц вы платите 700 рублей ежемесячно или 8400 рублей в год. Также не нужно забывать про инфляцию. Скорее всего, через 10 лет цена за 1 кВт/ч будет составлять не менее 7-9 рублей.
Апрель 27, 2012 / Ольга Шейдина, Редактор
Наиболее распространенным вариантом применения ветряков является выработка электроэнергии. Кажется, что может быть проще, чем сделать ветряк, насадить на него ось электрогенератора и готово! Можно пользоваться электричеством!
Но не все так просто. Рассмотрим, почему.
Все ветряные установки или ветряки приводятся в действие, т.е. начинают вращаться при помощи силы ветра. От мощности потока ветра зависит то, какое количество энергии мы сможем получить от генератора.
Следующей важнейшей характеристикой ветряной установки является КИЭВ – коэффициент использования энергии ветра. У
Апрель 16, 2012 / Ольга Шейдина, Редактор
Жизнь на даче или в собственном доме – удовольствие, но иногда она сопряжена с определенными неудобствами. Какими? Например, вдруг пройдет снегопад или гроза, подует сильный ветер – и снова в поселке отключается свет. Знакомая картина?
Домовладельцы начинают доставать свечи из закромов или, в лучшем случае, фонарики, освещают вечером дом и ложатся спать. Некоторые люди, которые сильно верят в работников электросетей, продолжают оставаться перед телевизором, надеясь, что он снова заработает, но практика показывает, что обычно электричество
Март 29, 2012 / Ольга Шейдина, Редактор
Чтобы привести в действие современный ветрогенератор, нужно, чтобы сила ветра достигала 3-25 метров в секунду. На мощность ветряка влияет охват пространства его лопастями (площадь данного пространства). В качестве примера приведем турбины ветряка мощностью 3 МВт. Их высота – 115 метров, башня – 70 метров, а диаметр лопастей – 90 метров. Ветровые генераторы с тремя лопастями стали популярны во всем мире, по сравнению с более редкими двухлопастными генераторами.
Экономия и ветроэнергетика мира
Получение электрической энергии при
Март 28, 2012 / Ольга Шейдина, Редактор
Первой лопастной машиной для преобразования энергии ветра в движение, был парус. Ему уже около 6000 лет (еще древние египтяне ходили под парусом), но это древнее изобретение до сих пор обладает одним из самых высоких КПД среди всех известных ветряных агрегатов.
Позднее появились ветряные мельницы, служившие людям несколько столетий, до середины прошлого века. Они поднимали камни, качали воду, вращали мукомольные жернова. Ветродвигатели, пришедшие им на смену, выполняют не только механическую работу, например, ветроэнергетические станции (ВЭС), оснащенные
Март 13, 2012 / Ольга Шейдина, Редактор
Вертикальные ветряные турбины называют турбинами Дарье. Это название дано в честь французского инженера Жоржа Дарье, который получил патент на изобретение в 1931 году. Турбина Дарье имеет С-образные лопасти. Обычно две-три лопасти.
У ветряных установок с вертикальной осью вращения лопасти имеют форму в виде винтов. Согласно теории ветряная энергия может полностью удовлетворить общие потребности человечестав на энергию. Данная область энергетики стремительно развивается. Большая часть ветряных генераторов, которые производятся во всем мире, имеют горизонтальную ось вращения. Лопасти
Март 05, 2012 / Ольга Шейдина, Редактор
Ветроэнергетика России набирала стремительные темпы в 1950-е годы (СССР занимал лидирующие позиции по выпуску ветроэнергетических установок), затем ее развитие было приостановлено.
К настоящему времени основные фонды объектов энергетики страны находятся в предельно изношенном состоянии, в отдельных случаях их амортизация составляет 80%, на объектах применяются технологии, разработанные еще 30-лет назад.
Хотя по всему миру около 80 миллионов человек обеспечены электрической энергией, вырабатываемой ветряными установками.
Несмотря на то, что природные условия России благоприятны и создают значительную привлекательность
Февраль 24, 2012 / Ольга Шейдина, Редактор
Ирригация. Применение энергии ветра в целях ирригации кажется сложным, так как потребность в воде и наличие ветровых условий подвержены значительным изменениям в течение года. Хороший, а главное, практически непрерывный ветровой потенциал является основным условием для того, чтобы применение ветряных установок в ирригационных работах было эффективным. Малые ветряки используются автономно или подсоединяются к центральной энергосистеме. Если ветряк вырабатывает больше электрической энергии, чем нужно для данного хозяйства, то лишняя часть может быть продана в центральную сеть.В 1998 году весной пять демонстрационных проектов по возведению оффшорных ветряных электростанций были реализованы в Нидерландах, Швеции и Дании. Технические характеристики станций: ветряки среднего размера, класс 500 кВт; установленная мощность до 5 МВт; глубина менее10 м; расстояние от берега достаточно близкое – от 40 м до 6 км.
Стоимость энергии, полученной на пилотных ВЭС превышала показатели обычных ВЭС, которые установлены на выгодном (с точки зрения ветроэнергетики) месте. Но «План работы для больших оффшорных ВЭС», который
Январь 31, 2012 / Ольга Шейдина, Редактор
Количество энергии, которую способны вырабатывать большие ветряки, настолько велико, что зачастую превышает мощность местных линий электропередач. Такая ситуация типична в первую очередь для прибрежных территорий, где наблюдается высокий ветровой потенциал, но не имеющий чаще всего необходимой инфраструктуры.
Появляется необходимость обустройства новых высоковольтных линий, что связано с дополнительными затратами и может стать причиной отказа в подключении ветряной установки к энергосистеме. Так как для одиночных установок дополнительные затраты нецелесообразны экономически, то наблюдается тенденция к скоплению ветряков на
Январь 27, 2012 / Ольга Шейдина, Редактор
Ветроэнергетические установки - сложные изделия. Фотоэлектрический модуль отличается от ветряка тем, что изначально он был надежным механизмом, так как в его конструкции нет движущихся элементов. Ветряк же включает в себя множество составных частей, и степень надежности каждой из них зависит от профессионализма производителей и разработчиков.
Размер современных ветряных установок бывает разным: от малых 100 кВт-ных, которые предназначены для обеспечения отдельных домов электроэнергией, до огромных установок, мощность которых превышает 1 МВт, диаметр лопастей более 50 м.
Январь 24, 2012 / Ольга Шейдина, Редактор
Несмотря на различия во внешнем виде, ветряки с горизонтальной и вертикальной осями вращения представляют аналогичные системы. Кинетическая энергия потока ветра, которая получается при взаимодействии ветра и лопастей ветряка, передается через систему трансмиссии на электрический генератор. Трансмиссия позволяет генератору работать эффективно при разных скоростях ветрах. Полученная электроэнергия накапливается в аккумуляторах для более позднего применения или используется напрямую, поступая в электросеть.
По методу взаимодействия с ветром ветряные установки делятся на агрегаты, у которых лопасти выполнены с изменяющимся
Январь 20, 2012 / Ольга Шейдина, Редактор
Ветряные электрические установки (ВЭУ) позволяют получать из кинетической энергии ветра электроэнергию с помощью генератора. Преобразование происходит за счет вращения ротора. Лопасти ветряной установки используются как пропеллер самолета для вращения центральной ступицы, которая подсоединена к электрическому генератору через коробку передач.
По конструкции генератор ВЭУ походит на генераторы, применяемые в электростанциях, функционирующих за счет сжигания ископаемого топлива. Машин, изобретенных или предложенных для выработки энергии за счет ветра, огромное разнообразие, большинство из них представляют собой необычные конструкции. Тем
Январь 17, 2012 / Ольга Шейдина, Редактор
Скорость ветра. Скорость ветра – наиболее значимый фактор, влияющий на количество энергии ветра, которое преобразует ветрогенератор в электрическую энергию. Большая скорость ветра увеличивает объем проходящего воздуха. Поэтому взрастающая скорость ветра способствует увеличению количества электроэнергии, вырабатываемой установкой.
Энергия ветра меняется пропорционально кубу скорости ветра. Если скорость ветра увеличивается вдвое, то кинетическая энергия, выработанная ротором, возрастает в восемь раз.
Природные ветровые условия и скорость ветра все время изменяются. Конструкция ветрогенератора рассчитана на работу при скорости ветра в
Январь 13, 2012 / Ольга Шейдина, Редактор
Конечно, максимальный ветровой потенциал можно наблюдать на побережьях морей, в горах и на возвышенностях. Но есть много других территорий, где потенциал ветра тоже хороший. В качестве источника энергии ветер менее предсказуем, чем, например, солнце, но в определенные периоды ветер наблюдается в течение целого дня.
На ресурсы ветра оказывает влияние рельеф земной поверхности, препятствия, расположенные на высоте менее 100 метров. Поэтому ветер зависит в большей степени от местных условий, чем солнечная энергия. Например, в гористой местности,
Январь 10, 2012 / Ольга Шейдина, Редактор
Энергия ветра – производная энергии солнца. Она появляется за счет того, что поверхность Земли нагревается неравномерно. Каждый час планета получает 100 000 000 000 000 кВт энергии солнца. Примерно 1-2% энергии солнца преобразуется в энергию ветра. Данное количество в 50-100 раз превышает количество энергии, которая преобразуется в биомассу всеми растениями Земли.
В течение нескольких тысячелетий человечество пользуется энергией ветра. Ветер заставлял работать ветряные мельницы, ветер надувал паруса кораблей в море. Кинетическая энергия ветра была и
Ветроэнергетика
Ветроэнергетика
Задача ветровой энергетики , как отрасли науки и техники, состоит в разработке теоретических основ, методов и средств использования энергии ветра для преобразования ее в электрическую, механическую или тепловую энергию и определении областей и масштабов применения энергии ветра в народном хозяйстве. Ветроэнергетика состоит из двух частей. Ветротехника - раздел ветряной энергетики, разрабатывающий теоретические основы и методы применения технических агрегатов и установок на практике.Ветроиспользование - раздел ветротехники, занимающийся теоретическими и практическими вопросами оптимизации использования энергии ветра, рационализацией эксплуатации и технико-экономических показателей агрегатов и установок, обобщает опыт применения ветряных установок в народном хозяйстве. Кроме того, ветровая энергетика использует результаты аэрологических исследований, которые служат для разработки ветроэнергетического кадастра, по данным которого определяются районы, где применение энергии ветра будет целесообразней и экономически выгодней, чем энергий других видов.
Преимущества ветровой энергетики:
- экологически чистый вид энергии;
- не требует обеспечения топливом;
- низкая шумность;
- автономность ветроэнергоустановки.
Ветряная электростанция - это установка, которая преобразует кинетическую энергию ветра в электроэнергию. Составляющие ветряной электростанции: ветродвигатель; генератор электрического тока; автоматическое устройство управления электродвигателем и генератором; сооружения, служащие для установки и обслуживания составных частей. Принцип работы ветряных электростанций, именуемых также ветрогенераторами или ветряками, достаточно прост: ветер вращает лопасти ветряка , что приводит в движение вал генератора. Ну а генератор вырабатывает электроэнергию.
В случае отсутствия ветра в ветряных электростанциях предусмотрены резервные тепловые двигатели. Различают такие виды ветродвигателей: крылатые (коэффициент использования ветряной энергии до 0,48), карусельные и роторные (коэффициент - до 0,15), барабанные. Ветродвигатели применяются в ветряных электростанциях, состоящих из ветроагрегата (устройство, предназначенное для аккумуляции энергии или резервирования мощности), систем автоматического управления и регуляции режимов работы установки. Ветряные электроустановки разделяют на электроустановки специального применения (насосные, электрически зарядные, водоопреснительные, мельничные и т.п.) и электроустановки комплексного применения (ветряные и ветросиловые электростанции). Мощность ветряных энергетических установок колеблется от 10 до 1000 Вт.
В ветроэнергетике существует множество конструкций для получения энергии ветра. Это «ромашки», имеющие много лопастей; винты, напоминающие самолетные пропеллеры и имеющие три, две или даже одну лопасть (при одной лопасти имеется груз-противовес). Также это вертикальные роторы, внешне напоминающие бочку, разрезанную вдоль и посаженную на ось; вертолетный винт, вроде бы, «вставший дыбом»: концы его лопастей загибают вверх и соединяют между собой. Вертикальные ветрогенераторы позволяют улавливать ветер любого направления, это выгодно отличает их от остальных, которые вынуждены поворачиваться по ветру.
Есть ряд причин, обуславливающих использование ветряных энергоустановок и делающих ветроэнергетику конкурентоспособной отраслью. Во-первых, ресурсы ветряной энергии относительно равномерно распределяются на протяжении суток, что не скажешь про солнечную энергию. Во-вторых, поместить такой ветряк можно поближе к объекту, потребляющему электроэнергию, а вот мини-ГЭС зависят от расположения реки и требуют массу согласований на установку.
Ветрогенераторы находят различное применение в быту и на производстве в зависимости от моделей. Такое оборудование может помочь частным домовладельцам в обеспечении работы бытовой техники, источников света, оргтехники, домашних электроинструментов, наподобие перфораторов, дрелей и т.д.
В свою очередь, ветроэнергетические установки в промышленности могут обеспечить работу такого оборудования, как:
Холодильные установки;
- электрические агрегаты небольшой мощности, насосы, компрессоры;
- электрические приборы, рассчитанные на работу от аккумуляторов, батареек, например: магнитофоны, телевизоры, приемники.
Приобретая такой ветровой генератор, потребитель получает экономическую выгоду использования нетрадиционного энергоснабжающего оборудования. Эффективность установки будет напрямую зависеть от потенциала ветряной энергии в регионе проживания, тарифа на электроэнергию и технических условий на подключение. Прибыль от работы ветроэлектоустановки представляет собой общую прибыль от электроэнергии, которая была сэкономлена.