Энергия ветра: преимущества и недостатки

Содержание

6 место. Грозовая энергетика

Зачем генерировать электричество, когда его можно просто «ловить» из воздуха? В среднем один разряд молнии – это 5 млрд Дж энергии, что эквивалентно сжиганию 145 л бензина. Теоретически грозовые электростанции позволят снизить стоимость электроэнергии в разы.

Выглядеть всё будет так: станции размещаются в регионах с повышенной грозовой активностью, «собирают» разряды и накапливают энергию. После этого энергия подаётся в сеть. Ловить молнии можно с помощью гигантских громоотводов, но остается главная проблема – за доли секунды накопить как можно больше энергии молнии. На современном этапе не обойтись без суперконденсаторов и преобразователей напряжения, но в будущем возможно появление более деликатного подхода.

Энергия ветра: преимущества и недостатки
Концепт громовой электростанции

Если говорить об электричестве «из воздуха», нельзя ни вспомнить о приверженцах образования свободной энергии. Например, Никола Тесла в своё время якобы продемонстрировал устройство для получения электрического тока из эфира для работы автомобиля.

Ещё много интересного в наших соцсетях

Подробнее: Интересные изобретения Николы Теслы

Комментарии:

Дядя Вова

Собирал вертикальный ветряк из бочки из-под масла, проработал он ровно до зимы. Накрылись подшипники в генераторе, т.к. весной от него только скрип и скрежет, а не электричество получалось. Подшипники нужны очень хорошие.

Evgen

У меня подкинут к обычному жигулевскому генератору и нормально работает уже третий год. освещает улицу, а летом я к нему отпугиватель от кротов подключаю. Мне кажется, проблема не в подшипниках, а в герметичности.

Bogdan

Evgen, конечно же, проблема в герметичности, но если устанавливать сальники, которые не будут пропускать влагу в подшипник — снижается КПД всей конструкции. Вот я и думаю, как поступать? Оставлять все открытым или закупоривать максимально?

Igor

Люди, о чем вы говорите? Автомобильный генератор вы хотите еще чем-то защищать? Да он рассчитан на работу в таких экстремальных условиях, что ветряк (даже из бочки сделанный) для него — отпуск! Под капотом постоянно и вода, и грязь и снег и температуры самые экстремальные. То что у Дяди Вовы сломались подшипники на автогенераторе, означает, что они уже давно были сломаны, и ждали «подходящего момента», чтобы об этом заявить.

Владимир

Подшипники надо брать с 18 ГПЗ,или из Франции,Швеции.У мну SKFовские с родной смазкой (ступичной) 12 лет работают,и шума — ноль.

Мади

Самый продвинутый ветрогенератор вертикально-осевой https://www.facebook.com/madiz.zhakypov/posts/10154799110278007

Virtual Private Server

То-есть получается что людей просто обманывают говоря что вертикальные ветрогенераторы более эффективны на малом ветру. Есть еще роторы Дарье, они более скоростные и больше КИЭВ, но у них проблемы со стартом на слабом ветру и не равномерная тяга, и их расчет очень сложен.

Михаил

Ясно одно: ветряк надо ставить «батареями» по три-шесть-… штук. Тогда будет смысл. Да хоть воду греть.

Оставить комментарий Отменить ответ

Энергия ветра: преимущества и недостатки
Ветряк для частного дома — игрушка или реальная альтернатива

Энергия ветра: преимущества и недостатки
Окупаются ли солнечные батареи для частного дома

Виды контроллеров для солнечных батарей и как выбирать

Энергия ветра: преимущества и недостатки
Виды садовых светильников и фонарей на солнечных батареях, как и где использовать.

Ложные теории

Противники ветроэнергетики придумывают различные лжетеории:

  1. Шум, создаваемый ветрогенераторами, вредит экосистеме.Ветряные станции и правда издают шум, однако на расстоянии 30–40 метров он уже воспринимается как фон (естественный уровень шума), поэтому никакого ущерба экологии не наносит.
  2. Ветрогенераторы убивают птиц.Да, это действительно так. Однако от ветряных станций умирает столько же птиц, сколько от высоковольтных сетей и автомобилей.
  3. Вблизи ветряных комплексов портится сигнал ТВ. Оборудование никак не влияет на качество сигнала спутникового, цифрового и аналогового ТВ.

Основная задача таких выдумок – привлечение большего количества людей на сторону традиционной энергетики, которая является более прибыльной для современных предпринимателей.

Принцип работы ветроэнергетических установок

Ветроэнергетическая установка представляет собой комплекс оборудования, в состав которого входят:

  • ветрогенератор,
  • аккумулятор,
  • инвертор,
  • коммутационное оборудование, кабель, прочие устройства.

Принцип действия ветроустановок основан на использовании энергии ветра. Поток воздействует на лопасти рабочего колеса, приводя их во вращение. Оно передается на генератор, производящий электроток. Генератор заряжает аккумуляторы, напряжение с которых подается на инвертор, создающий переменный ток 220 В 50 Гц, необходимый для потребителей.

Существуют отдельные ветряки, питающие насосы или иные несложные устройства, которые подают напряжение напрямую на потребляющий прибор. Но, при возникновении нештатных ситуаций, например, внезапном усилении ветра, потребитель может выйти из строя вследствие резкого скачка напряжения.

В последнее время значительно увеличился интерес к ветроэнергетике со стороны изобретателей и конструкторов. Постоянно появляются новые конструкции, которые обладают все большими возможностями. В частности, ведутся активные поиски способов увеличения КПД ветряка, и некоторые варианты имеют весьма высокие показатели по сравнению с применяющимися в настоящее время промышленными образцами ВЭУ.

Учитывая, что максимальное использование энергии ветрового потока согласно расчетам не может превышать 59,3%, а реальное использование намного ниже и составляет от 10%, то возможности для увеличения эффективности установок весьма высоки.

Энергия ветра: преимущества и недостатки

Возобновляемая энергия в мире

Главный потребитель возобновляемых источников энергии – Евросоюз. В некоторых странах альтернативная энергетика вырабатывает почти 40% от всей электроэнергии. Там уже прижились разные меры поддержки: скидочные тарифы на подключение и возврат денег за покупку оборудования. Не отстают страны Востока и США.

Германия

40% электроэнергии в Германии дают возобновляемые источники. Она лидер по числу ветровых установок, которые генерируют 20,4 % электричества. Оставшаяся доля приходится на гидроэнергетику, биоэнергетику и солнечную энергетику. Немецкое правительство поставило план: вырабатывать 80% энергии за счёт альтернативных источников к 2050 году, но закрывать атомные электростанции пока не хочет.

Исландия

У Исландии очень много горячей воды, потому что она расположилась в зоне вулканической активности. Страна обеспечивает 85% домов отоплением из геотермальных источников и покрывает ими 65% потребностей населения в электроэнергии. Мощность источников настолько велика, что они хотят наладить экспорт энергии в Великобританию.

Швеция

После нефтяного кризиса 1973 года страна стала искать другие источники энергии. Началось всё с ГЭС и АЭС. Из-за атомных станций шведов часто критиковали Greenpeace, но с конца 80-х доля энергии от АЭС не растёт.

Начиная с 90-х Швеция строит оффшорные ветропарки в море. На выбросы предприятиями углерода в атмосферу введён дополнительный налог, а для производителей ветровой, солнечной и биоэнергии есть льготы.

Ещё Швеция активно использует энергию от переработки мусора и даже планирует его закупать у соседних стран, чтобы отказаться от нефти. Некоторые города получают тепло от мусоросжигательных заводов.

Китай

В Китае самая мощная ГЭС в мире – «Три ущелья». По состоянию на 2018 год – это крупнейшее по массе сооружение. Её сплошная бетонная плотина весит 65,5 млн тонн. За 2014 станция произвела рекордные для мира 98,8 млрд кВт⋅ч.

Крупнейшие ветровые ресурсы тоже здесь (три четверти из них поставлены в море). К 2020 году страна планирует выработать при их помощи 210 ГВт.

Ещё тут 2 700 геотермальных источников и делают 63% устройств для преобразования солнечной энергии. Китай занимает третье место в производстве биотоплива на основе этанола.

Популярные статьи  Влияние электромагнитного поля на человека

Перспективы энергетики и возобновляемых источников энергии

Что касается возобновляемой энергетики, Россия тоже имеет большой потенциал. Страна заинтересована в развитии и потреблении подобной электроэнергии хотя бы потому, что подключение к общим электросетям жителей отдаленных частей страны достаточно трудоемко и дорого.

С помощью возобновляемой электроэнергии эти вопросы можно было бы решить. В России есть энергодефицитные регионы, подача электроэнергии на местном уровне довольно слабая и ненадежная, что впоследствии приводит к частым отключениям электричества. Это, в свою очередь, дестабилизирует жизнь местных жителей, а также может привести к проблемам и неполадкам на различных производствах.

Если в таких местах использовать возобновляемую энергетику, это бы нивелировало множество проблем, в том числе и сократило бы бюджетные средства, выделяемые на доставку топлива.

Перспективные технологии возобновляемой энергетики являются единственным выходом для сел, индивидуальных жилых строений, многих предприятий рыбной или лесной промышленности, для метеорологических или археологических станций, маяков, радаров, а также для морских платформ на выработках нефти или газа.

Возобновляемая энергетика остается результативным способом снабжения электроэнергией этих объектов.

Благодаря внедрению нетрадиционных возобновляемых источников электроэнергии на курортах страны и в городах с повышенным загрязнением кислорода, возможно значительное улучшение экологической обстановки.

Какие виды ветроэнергетики бывают?

Задача у всех видов ветрогенераторов одна – преобразование энергии ветра в электричество. Но выполнять эту задачу можно разными способами.

Существуют ветряки с горизонтальной и вертикальной осью. Работу первого типа, который, кстати, является самым распространённым, мы разобрали выше. Такие ветрогенераторы имеют много минусов: создают много шума, ультразвук, вибрацию, мелкие животные покидают территории близ установок.

Но наука на месте не стоит. Ученые активно взялись за разработку механизмов ветряков с вертикальной осью. Их основная особенность заключается в том, что у таких ВЭС нет необходимости ориентироваться на ветер. А их главный недостаток – небольшая мощность, которую эффективно использовать только для обеспечения частных хозяйств.

Вот 5 самых распространенных вертикальных ВЭС, которые используются частниками по всему миру. (под каждым пунктом фотография)

  • Плюсы — работает независимо от направления ветра и может располагаться на уровне земли.
  • Минусы – короткий срок эксплуатации опорных узлов из-за высоких нагрузок на ротор ВЭУ.
  • Плюсы – нет ориентации на ветер, легко собрать и установить самому для хозяйственного использования.
  • Минусы – низкая эффективность работы лопастей, высокие динамические нагрузки.
  • Плюсы — работа при относительно низких скоростях и высокая технологичность производства энергии.
  • Минусы – высокая материалоемкость.
  • Плюсы – высокая эфективность по сравнению с другими вертикальными ветряками, работает при слабом ветре.
  • Минусы – высокая стоимость и дорогое обслуживание за счет колличества лопастей.
  • Плюсы – срок службы больше, чем у других ортогональных роторов.
  • Минусы – высокая стоимость.

Самое перспективное направление ВЭС – это аэростаты. У летающих генераторов полно преимуществ: они экологичны, практичны и экономичны. Воздушные агрегаты, чаще всего похожие на кайты или шары. Они безопасны для птиц, не создают помех радиоволнам, не издают громких звуков и могут работать в любую погоду. Исследователи сегодня активно разрабатывают эту air-технологию, которая непременно займет свою нишу на энергетическом рынке будущего.

Производители ветрогенераторов

В связи с возрастающим спросом на экологически чистый способ выработки электроэнергии, на рынке появляются предложения от ведущих производителей ветрогенераторов. Вы всегда сможете подобрать оптимальный вариант.

  • Дания “Vestas” c долей рынка – 12,7%
  • Китай “Snovel” – 9, 0%
  • Китай “ Goldwind” – 8,7%
  • Испания “Gamesa” – 8,0%
  • Германия “Enercon” – 7,8%
  • Индия “Suzlon” – 7,6%
  • Китай “Guodian United Power” − 7,4%
  • Германия “Siemens” − 6,3%
  • Китай “Ming Yang” − 3,6%

Наладили производство ветрогенераторов и отечественные производители: в московской области − ООО «Ветро Свет» , ООО “СКБ Искра”, ООО “Сапсан-Энергия”, ЗАО “Агрегат-Привод”, в Петербурге – ЗАО “Ветроэнергетическая компания”.

Особенности выбора

Основным критерием, которым руководствуются покупатели, являются размеры ветряной установки. Чем больше ее размер, тем выше вырабатываемая мощность. Поэтому, выбирая ветряные электростанции для дома, нужно заранее рассчитать месячное энергопотребление. Полученный результат умножается на 12 месяцев.

Далее расчеты для частного дома ведутся при помощи формулы: AEO = 1.64 х D х D х V х V х V, в которой АЕО является электроэнергией, потребляемой за год, D – диаметр ротора в метрах, V – среднегодовая скорость ветра в м/с. Подставив нужные значения, можно легко рассчитать размеры требуемой установки.

Приобретая электростанцию, следует заранее продумать о месте ее расположения. В этом случае учитываются следующие факторы:

  • Территория возле генератора должна быть свободной от построек, сооружений, деревьев и других факторов, снижающих продуктивность установки. Имеющиеся помехи располагаются на расстоянии не ближе 200 метров от места установки.
  • Высота конструкции для монтажа генератора должна быть как минимум на 2-3 метра выше помех, имеющихся на прилегающей территории.
  • Расстояние от жилых домов – не менее 30-40 м, поскольку при вращении лопастей создается некоторый шум, вызывающий у окружающих определенный дискомфорт.
  • Следует учитывать среднегодовые изменения погодных условий, когда в одном и том же месте в течение года будет вырабатываться разное количество электроэнергии.

Устранение неполадок ветрогенераторов

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

Слабые ветра

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

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

Сильные ветра

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

Оптимальный ветрогенератор

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

Достоинства

Энергия ветра: преимущества и недостатки

Ветровая энергетика обладает рядом значимых преимуществ, таких как:

  1. Общедоступность. Ветер – возобновляемое «сырьё». Он будет существовать, пока есть солнце.
  2. Безопасность для природы и человека. Как и все альтернативные источники энергии, ветер экологически безопасен. Оборудование, преобразующее ветряную энергию, не создаёт выбросов в атмосферу, не является источником вредного излучения. Пути накопления, передачи и использования энергии ветра – экологичные. Производственная техника безопасна для человека, пока он использует её по прямому назначению, соблюдая при этом все правила безопасности.
  3. Успешная конкурентоспособность.Ветряная энергия – хорошая альтернатива атомной. Эти отрасли борются за первенство в возобновляемой энергетике. Но АЭС несут серьёзную угрозу для человечества. В то же время ещё не зарегистрирован ни один случай неисправности ветряного энергокомплекса, сопровождающийся массовой смертностью рабочих и простых жителей.
  4. Обеспечение людей большим количеством рабочих мест.Статистика зафиксировала, что уже в 2015 году отрасль обслуживает 1 млн человек. Развитие ветроэнергетики всё ещё продолжается, поэтому данная сфера народного хозяйства ежегодно предоставляет людям тысячи рабочих мест по всему миру. Это повышает процент занятости населения и благотворно влияет на экономику отдельного региона, всей страны и целого мира.
  5. Лёгкость в работе и управлении.Оборудование требует лишь периодических ТО. Ремонт турбин или их замена – задача средней сложности. Хорошо обученные специалисты без труда обеспечивают работу ветрогенераторов, их исправность. Для этого нужны лишь базовые навыки.
  6. Перспективность.Ветроэнергетика находится только на середине своего пути. Потенциал данной отрасли не раскрыт на все 100%, а значит – всё ещё впереди. Современные научно-технические открытия позволят повысить эффективность ветровой энергетики, сделать ее более прибыльной.
  7. Экономическая выгода.Любое предприятие в начале своей работы требует больших вложений. И в отрасли ветроэнергетики расходы на оборудование стабильны, в то время как цены на электроэнергию увеличиваются. Следовательно, доходы производства постоянно растут.

Все эти характеристики способствуют развитию и глобализации ветроэнергетики.

Преимущества и недостатки возобновляемых источников энергии

К преимуществам такого вида электроэнергии можно отнести следующие:

  • Огромный потенциал ресурсов в России, к которому относят высокий ветреный потенциал, особенно на прибрежной территории. Большой солнечный потенциал на территории всей страны. Достаточное количество ресурсов, для произведения биоэнергии.
  • На большинстве удаленных и трудно расположенных территориях страны экономическая эффективность использования таких источников энергии выше, нежели традиционных.
  • Даже без поддержки государства многие энергетические станции, производящие нетрадиционную электроэнергию очень быстро окупаются, что так же очень привлекательно для инвесторов.

К недостаткам такого вида электроэнергии относят:

  • Высокие барьеры администрирования.
  • Участки под постройку необходимых электростанций необходимо переводить из категории земель сельскохозяйственного предназначения в категорию земель промышленности. При их получении и переводе также возникают определенные сложности, много времени занимает вопрос о присоединении таких земель к технологическим сетям.
  • В недостаточном количестве обсуждаются меры поддержки государства.
  • Отсутствие нужной инфраструктуры транспорта, что при всем этом ограничивает выбор технических решений для объектов возобновляемых источников энергии.
  • Недостача предприятий, которые бы производили оборудование для нужд возобновляемой энергетики.
  • Отсутствие лиц, которые бы надлежащим образом могли обеспечивать обслуживание оборудование возобновляемых источников энергии.

Как это работает?

Энергию ветра люди использовали с давних пор. Первое документальное свидетельство об изобретении ветряка для помола зерна принадлежит греческому ученому Герону Александрийскому, жившему в I век н. э. А вот идея использовать ветер для выработки электричества появилась только в 19 веке.  За основу как раз и взяли аэродинамический механизм, за счет которого производится работа обычной ветряной мельницы. Сегодня работа ветроэлектростанции – это уже сложнейший технический процесс двойного преобразования энергии. Сначала ветер преобразуется в движение, а потом движение преобразуется в электричество.

Современный ветряк с горизонтальной осью представляет собой стальную башню высотой от 70 до 125 м.  На вершине установлены генератор с ротором, имеющим специальные лопасти. Поток ветра приводит лопасти турбины ветряка в движение, которые поворачивают ось, соединяющуюся с ротором генератора. Внутри генератора происходит превращение энергии вращения в переменный ток. Однако такой ток хранить в батареях для накопления энергии нельзя, поэтому далее специальная электронная цепь внутри турбины прообразовывает его в постоянный.

Чтобы максимально использовать силу ветра, ученые разработали различные формы лопастей — поверхность одной закруглена, а поверхность другой – плоская. Это позволяет увеличить скорость ветра и направить поток воздуха на другую лопасть.

Энергия ветра: преимущества и недостатки

При сильном ветре турбина может сломаться, поэтому она снабжена тормозной системой, которая при необходимости может замедлить или остановить работу ветряка.

Преимущества ветроэнергетики

У энергии ветра так много преимуществ, что нам придется разделить их, чтобы углубиться в детали.

Это неиссякаемая энергия и занимает мало места

Это возобновляемый источник энергии. Ветер — богатый и неиссякаемый источник, а значит, вы всегда можете положиться на первоисточник энергии, а значит, Нет срока годности. Кроме того, его можно использовать во многих местах по всему миру.

Чтобы производить и хранить такое же количество электроэнергии, ветряным электростанциям требуется меньше земли, чем фотоэлектрическим. Он также обратимый, а это значит, что площадь, занимаемую парком, можно легко восстановить для обновления ранее существовавшей территории.

Не загрязняет окружающую среду и имеет невысокую стоимость.

Энергия ветра — один из самых чистых источников энергии после солнечной энергии. Причина этого в том, что это не процесс сгорания во время процесса его образования. Следовательно, он не производит токсичных газов или твердых отходов. Энергетическая мощность ветряной турбины аналогична энергоемкости 1.000 килограммов нефти.

Кроме того, сама турбина имеет очень долгий жизненный цикл, прежде чем ее можно будет утилизировать. Затраты на техническое обслуживание ветряных турбин и турбин относительно невысоки. В районах с сильными ветрами стоимость киловатта продукции очень низкая. В некоторых случаях производственные затраты такие же, как у угля или даже ядерной энергетики.

Ветровые электростанции преимущества и недостатки

Преимущества установки ветровых электростанций:

  1. Экологичность. Сегодня этот фактор играет большую роль. А добыча энергии с помощью ветряков это экологичный способ, который никак не влияет на окружающую природу.
  2. Экономичность. По сравнению с другими источниками получения энергии, ветровые станции в строительстве обходятся намного экономичнее.
  3. Нескончаемый источник энергии.
  4. Эффективность работы — электростанция вырабатывает в 80 раз больше энергии, чем потребляет.
  5. Местоположение. Ветряк можно поставить в любом месте, в отличие от традиционных станций.
  6. Современные ветряки могут работать при скорости от 3,5 м/с.
  7. Технологическое развитие.

Минусы ветроэнергетики:

  1. Работа ветряка зависит от силы потока ветра, которого может и не быть.
  2. Изменение ландшафта местности из-за строительства ветряных парков.
  3. Затраты на поиск и изучение местности для ветряков и их строительство.
  4. Турбины станций создают низкочастотные шумы, которые оказывают негативное влияние на человека.
  5. Создают опасность для птиц.
  6. Менее продуктивны по сравнению с другими станциями.

У ветроэнергетики есть свои сторонники, которые считаю применение ветрогенераторов экологичным способом решения проблемы с энергетикой. Но также есть люди, которые выступают против строительства ветряных парков, так как они приносят вред здоровью человека, птицам. Недостатки ветроэнергетики не сопоставимы с большим потенциалом, который кроется в этой отрасли.

Устройство и виды ветровых электростанций

Ветроэлектростанции (ВЭС) используют энергию ветра для выработки электротока. Крупные станции состоят из множества ветрогенераторов, объединенных в единую сеть и питающих большие массивы — поселки, города, регионы. Более мелкие способны обеспечивать небольшие жилые массивы или отдельные дома. Станции классифицируются по различным признакам, например, по функциональности:

  • мобильные,
  • стационарные.

По расположению:

  • прибрежные
  • офшорные
  • наземные
  • плавающие.

По типу конструкции:

  • роторные,
  • крыльчатные.

Наибольшее распространение в мире получили крыльчатные станции. Они имеют большую эффективность и способны производить достаточно большое количество электроэнергии, чтобы обеспечивать ею потребителей в масштабах целой энергетической отрасли. При этом, распространение таких станций имеет специфическую конфигурацию и встречается не повсеместно.

ссылки

  1. Арриолс Э. «Преимущества и недостатки энергии ветра» (3 сентября 2018 г.) в Зеленой экологии. Получено 26 марта 2019 года в Зеленой Экологии: ecologiaverde.com
  2. «Каковы преимущества и недостатки энергии ветра?» (21 августа 2018 г.) в Окдиарио. Получено 26 марта 2019 г. в okdiario: okdiario.com
  3. «Ветер и его преимущества» в Wind Business Association. Получено 26 марта 2019 года в Ассоциации предпринимателей ветра: aeeolica.org
  4. Вареа, Р. (26 марта 2019 г.) «Возобновляемые источники энергии для структурирования территории» в Эль-Паисе. Получено 26 марта 2019 года в Эль Паисе: elpais.com
  5. «Энергия ветра» в National Geographic. Получено 26 марта 2019 года в National Geographic: nationalgeographic.com

Преимущества и плюсы ветровых электростанций

  • Бесплатная возобновляемая энергия. Энергия ветра является возобновляемой и бесплатной. Ветряки не выделяют CO2 или других вредных веществ. Ветер является идеальным и бесконечным источником энергии. Строительство большего количества ветряных электростанций приводит к сокращению возникновения электростанций, которые выбрасывают в атмосферу вредные вещества.
  • Разнообразие. Использование энергии ветра, способствует разнообразию источников энергии и позволяет минимизировать зависимость от обычных электростанций или других типов получения энергии.
  • Будущее. У энергии ветра есть будущее! Создание новых ветряных электростанций приводит к технологическому развитию, техническим инновациям и созданию новых рабочих мест.
  • Снижающиеся затраты. Затраты на получение энергии от ветра значительно снизились в последние годы. За последние двадцать лет стоимость снизилась на целых 80%, что делает этот вид энергии в настоящее время наиболее прибыльным из всех типов электростанций.
  • Дополнительная прибыль. Владелец участка, на котором находятся ветряные электростанции, может рассчитывать на прибыль от предоставления этой земли в аренду, поскольку фактическая площадь, необходимая для электростанции невелика. Кроме того, землю, на которой располагается электростанция можно использовать в сельском хозяйстве (для выращивания разных культур) так как станции не имеют вредных выбросов.
  • Благоразумие. Срок службы такой электростанции в среднем составляет 20-30 лет, и после ее демонтажа не остается никаких следов — ни в ландшафте, ни в атмосфере.
  • Эффективность. Процесс эксплуатации ветровых станций довольно прост, время сборки очень короткое, а также затраты на эксплуатацию и обслуживание также довольно низкие. Электростанция производит в 85 раз больше энергии, чем потребляет. Также она имеет относительно небольшие потери при транспортировке энергии.
  • Принятие. Настройка ветровой электростанции пользуется общественным признанием. Подавляющее большинство людей понимают и поддерживают преимущества использования этого вида энергии.

Энергия ветра: преимущества и недостатки

Принцип работы

Практически все ветровые установки имеют общий принцип работы. Под действием воздушного потока лопасти приходят в движение и, связанные специальным приводом с ротором, вызывают его вращение. Сам ротор помещен внутрь статорной обмотки, и в результате вращения происходит образование электрического тока. Лопасти ВЭС обладают особенными аэродинамическими свойствами, поэтому турбина вращается с высокой скоростью.

Каждая лопасть с одной стороны ровная, а с другой – закругленная. Когда воздух проходит закругленную сторону, на этом участке создается вакуум, засасывающий лопасть и уводящий ее в сторону. За счет этой энергии возникает общий крутящий момент. В этом состоит основной принцип работы станций.

Энергия ветра: преимущества и недостатки

Полученное электричество накапливается в аккумуляторной батарее. Количество произведенной энергии зависит от скорости вращения лопастей и от скорости воздушного потока. Частота произведенного электрического тока такая же как в домашней сети, поэтому энергия, полученная от ветровой электростанции, вполне пригодна для питания приборов и оборудования. Однако, полученный переменный ток не может сразу аккумулироваться, для этого он должен быть преобразован в постоянный ток. Подобное преобразование выполняется специальными электронными устройствами, расположенными в турбине.

Зарядка аккумуляторной батареи управляется контроллером. По мере накопления заряда, лопасти замедляют вращение, а при разрядке они вновь начинают крутиться. Такой режим работы дает возможность поддерживать заряд АКБ на заданном уровне.

Отопление для частного дома: альтернативные источники энергии

Среди наиболее распространенных способов получения электроэнергии является движущая сила ветра. Достаточно поставить около загородного дома высокую мачту с движущимися лопастями, соединенными с генератором, чтобы получать электрический ток и заряжать аккумуляторы.

Для получения тепла, можно использовать тепловые насосы, при их использовании, можно брать тепло практически из любого места:

  • Воздуха;
  • Воды;
  • Земли.

Энергия ветра: преимущества и недостатки

Принцип их работы, как в холодильнике, только при прокачивании через насос воздуха или воды, получается тепло. Самодельные конструкции, ничуть не уступают промышленным. В домашних условиях можно самостоятельно изготовить подобные конструкции достаточно найти чертежи и изготовить ветряк, чтобы получить дешевое электричество буквально из воздуха. Есть и другие виды и возможности получить электроэнергию и отопление для частного дома.

То же самое касается и тепловых конвекторов, которые предназначены для нагрева воды. Несколько проще для получения тепла использование котла на биотопливе, в качестве материала для топки используются прессованные опилки, гранулы, в том числе и из соломы и торфа. Но такие котлы на биотопливе стоят несколько дороже, чем работающие на газе.

Работа системы торможения

При высокой скорости воздушного потока ветровые электростанции могут выйти из строя. Чтобы этого не случилось, в конструкции применяется тормозная система. В ней используется сила действия вращающихся магнитов ротора. Они не только индуцируют ток в обмотках статора, но и в определенной ситуации замедляют движение вала. С этой целью требуется создать короткое замыкание, вызывающее противодействие и замедляющее вращение.

Энергия ветра: преимущества и недостатки

Автоматическое торможение наступает при скорости ветра свыше 50 км/ч. Если скорость возрастает до 80 км/ч, в этом случае происходит полная остановка лопастей. Конструкция турбины позволяет максимально эффективно использовать энергию ветра и путем двойного преобразования энергии получать электрический ток. Наличие аккумуляторной батареи дает возможность использовать электроприборы при полном отсутствии ветра.

Некоторые конструкции установок оборудованы ветровым датчиком, собирающим информацию о параметрах воздушного потока. В конечном итоге мощность ветровой установки на выходе будет зависеть от мощности подключенного инвертора. Исходя из этого показателя определяется и максимально возможное количество подключаемых приборов. С целью увеличения выходной мощности установки, рекомендуется параллельное подключение сразу нескольких инверторов. В трехфазных системах на каждую фазу устанавливается собственный инвертор.

Классификация

Основными критериями, определяющими типы ветряных установок, являются следующие:

  • Различие по количеству лопастей. Быстроходные и малолопастные имеют до 4 лопастей, а 4 и выше относятся к тихоходным многолопастным устройствам. Чем меньше количество лопастей, тем выше обороты двигателя.
  • Величина номинальной мощности. Бытовые – до 15 кВт, полупромышленные – от 15 до 100 кВт, промышленные – от 100 кВт до 1 Мвт. Границы между показателями довольно условные, поэтому установки применяются там, где это действительно необходимо.
  • Направление оси. В конструкциях используются два типа. В первом случае это горизонтальная ось, расположенная перпендикулярно относительно движения воздуха, напоминающая обычный флюгер. Такие генераторы отличаются более высоким КПД и приемлемой стоимостью. Второй вариант – это вертикальная ось, благодаря которой конструкция генератора становится более компактной. Она не зависит от направления ветра, а ее лопасти изготовлены в виде турбин. Нагрузка на ось значительно снижена, поэтому и мощность таких установок гораздо меньше. В некоторых электростанциях одновременно используется несколько генераторов с различными осями, объединенными в сеть, что позволяет получить высокую мощность на сравнительно небольшой площади.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Денис Серебряков/ автор статьи
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: