Реферат: Ветровые электростанции

Подавляющее число установок было установлено в 2003-2004 г. Тогда как в последнее время мощности растут, как правило, благодаря появлению маломощных одиночных энергетических систем. Прирост равняется 250 ветровым установкам, мощность которых равняется 1-5 киловаттам.

. Оценка энергетического потенциала ветра в России

Прежде всего, попробуем определиться, стоит ли игра свеч, то есть каков энергетический потенциал ветровой энергии? Для России усреднённую скорость ветра принято считать равной 2 .. 3 м/с - величина, прямо скажем, достаточно малая (субъективно ощущается как слабое дуновение), но это примерно то же, что и «средняя температура по больнице», - на горных перевалах и на побережьях «средний» ветер, конечно, гораздо сильнее, а под пологом леса в часы рассвета и заката воздух очень часто вообще практически не движется. Распределение средней скорости ветра по месяцам для нескольких городов представлено в таблице 4 (м/с).

Таблица 4

Распределение средней скорости ветра по месяцам для нескольких городов, м/с

Как видим, за исключением океанских побережий (Владивосток и Мурманск), картина достаточно ровная, а самый слабый ветер - в приморском Сочи (очевидно, благодаря Большому Кавказскому хребту). Даже в Санкт-Петербурге, несмотря на его погодную репутацию, среднегодовая скорость ветра равна московской (2.3 м/с).

Есть ли смысл считать КПД ветряного генератора, если он приводится в действие дармовым источником неограниченной мощности? Конечно, есть! Зная КПД преобразования, можно оценить необходимую мощность электростанции, а затем - насколько похудеет ваш кошелек после ее приобретения.

Предельная мощность, которую можно «отнять» у ветра, равна площади, на которую он воздействует (площадь обмаха пропеллера), умноженной на скорость ветра в кубе и на упомянутый выше КПД, равный 0,6. Выразив все величины в системе СИ, получим, что 1м2 турбины при скорости ветра 2 м/сек отбирает мощность аж ...4,8 Вт. При скорости ветра 8 м/сек (номинальная скорость большинства ветряных генераторов), отбор с единицы площади возрастет до 307 Вт.

По оценкам специалистов, общая потенциальная мощность украинской ветроэнергетики составляет5000 МВт. Побережье Черного и Азовского морей, гористые районы Крымского полуострова (особенно северо-восточное побережье) и Карпат, Одесская, Херсонская, Запорожская, Донецкая, Луганская и Николаевская области наиболее подходят для строительства ветровых электростанций. Только потенциал Крыма достаточный для производства более 40 млрд. кВт\ ч. электроэнергии ежегодно.

Подсчитано, что при нынешнем уровне развития ветроэнергетики сооружения в «ветряных» регионах Украины ветровых электростанций (ВЭС) позволило бы покрыть едва не треть потребности электроэнергии, которую мы потребляем. С технической точки зрения ветровая электроэнергетика сегодня уже вплотную приблизилась к традиционной: на современных ветровых турбинах коэффициент использования установленной мощности достигает 42 процентов. Это почти столько, как на турбинах бытующим тепловых электростанций.

. Некоторые примеры ветрогенераторов

Ветрогенераторы Fortis Wind Energy

Ветряные установки Fortis производятся в Нидерландах уже более 25 лет. Эти ветрогенераторы по праву считаются самыми тихими среди горизонтально-осевых (уровень шума непосредственно под ветряком на уровне 45дБ).

Рисунок 4. Ветрогенераторы Fortis Wind Energy [4]

В мире установлено более 4000 ветрогенераторов Fortis Wind Energy. Некоторые машины непрерывно находятся в эксплуатации с 1984 года и сохранили полную функциональность до наших дней.

Вертикальные ветрогенераторы Fairwind

Вертикально-осевые ветряки бельгийской компании Fairwind - это, прежде всего, европейское качество и надежность. В этой ветряной установке нет “ни одного китайского винтика”, производство лопастей и сборка ВЭУ осуществляется в Бельгии, генераторы производятся в Финляндии.

Рисунок 5. Вертикальные ветрогенераторы Fairwind [4]

Вертикальные ветрогенераторы Queitrevolution- это британская компания с многолетним опытом разработок, производства и монтажа ветряных установок премиум-класса. Ее вертикально-осевая ветряная установка QR5 - одна из самых узнаваемых, отличается современным дизайном и внушительными аэродинамическими характеристиками.

Рисунок 6. Вертикальные ветрогенераторы Queitrevolution [4]

Ветряки Windelectric

Первые ветряки были разработаны в 1999 году группой украинских инженеров. За 15 лет установлено свыше 500 ВЭУ, большая часть машин экспортируется во Францию. Ветряные установки Windelectric это на 100% украинское производство. Модель ориентирована на экспорт, очень надежна и неприхотлива в обслуживании, есть возможность дистанционного мониторинга и управления системой по GPRS-каналу.

Рисунок 7. Ветряки Windelectric [4]

Vortex Bladeless

Испанские изобретатели представили инновационный ветрогенератор без лопастей. Необычная турбина под названием Vortex Bladeless выглядит как столб. Для производства энергии здесь также используется сила ветра, вот только принцип другой.

Воздушные потоки создают колебания ветряка, а генератор внутри превращает механические движения в электричество. Разработчики говорят, что их турбины производят на 30% меньше энергии, чем обычные. Однако из-за отсутствия лопастей на одной площади можно установить больше таких генераторов.

Кроме того, они будут работать дольше, поскольку не имеют движущихся деталей и приводов, а также не требуют периодического обслуживания. Благодаря этому себестоимость электроэнергии безлопастных ветряков будет примерно на 40% дешевле.

Рисунок 8. Ветряки Vortex Bladeless [9]

А простой дизайн конструкции позволит вдвое снизить расходы на транспортировку и установку. Первые коммерческие ветрогенераторы испанцы обещают выпустить в следующем году.

Заключение

Перспектива создания ветряных установок довольно реализуема для многих стран мира, в том числе, и для Российской Федерации. Для активного начала реализации подобного рода альтернативного источника энергии необходима инициатива государства, которая будет обеспечивать как юридическую, так и финансовую поддержку.

В 2014 году количество электрической энергии, произведённой всеми ветрогенераторами мира, составило 706 тераватт-часов (3% всей произведённой человечеством электрической энергии) В этом же году 85 стран мира использовали ветроэнергетику на коммерческой основе. По итогам того же года в ветроэнергетике занято более 800 000 человек во всем мире (в том числе 356 000 в Китае и 138 000 в Германии.

Исследуя данную работу, я пришел к выводу, что ветряные установки - это один из наилучших альтернативных источников добычи энергии. Они являются экологически чистым и безотходным механизмом добычи электроэнергии. Именно поэтому данный вид добычи энергии должен существовать и развиваться для сохранения экологии нашей планеты.

Список литературы

1. http://electrik.info/main/fakty/661-vetryanaya-elektrostanciya-doma-blago-ili-blazh.html

2.       http://zeleneet.com/chto-takoe-vetryanye-elektrostancii-rossijskaya-vetroenergetika/28145/

.        http://khd2.narod.ru/gratis/winds.htm

.        http://winder.ua/ru/produktsia-i-uslugi/vetryaki-drugikh-proizvoditelej.html

.        http://vetrodvig.ru/?p=1466

.        http://www.electrosnab.com/obor/vetrovye_ustanovki

.        http://www.malahit-irk.ru/index.php/2011-01-13-09-04-43/38-2011-04-08-15-57-44.html

.        http://ecost.lviv.ua/ru/genery.html

. https://www.indiegogo.com/projects/vortex-bladeless-a-wind-generator-without-blades-3#/story