Snaga vjetra

Energija vjetra, korištenjem vjetrokotaca i vrtuljaka vjetra, sada se oživljava, prvenstveno u instalacijama na zemlji. Vjetar puše posvuda - na kopnu i na moru. Čovjek to nije odmah shvatio

kretanje zračnih masa povezano je s neravnomjernim promjenama temperature i rotacijom zemlje, ali to nije spriječilo naše pretke da koriste vjetar za plovidbu.

U unutrašnjosti nema stalnog smjera vjetra. Budući da se različita područja kopna različito zagrijavaju u različito doba godine, možemo govoriti samo o prevladavajućem sezonskom smjeru vjetra. Osim toga, na različitim visinama vjetar se ponaša drugačije, a na visinama do 50 metara karakteristična su strujanja skretanja.

Za površinski sloj debljine 500 metara, energija vjetra pretvorena u toplinu iznosi približno 82 bilijuna kilovat-sati godišnje. Naravno, nemoguće je iskoristiti sve, posebno iz razloga što će često postavljene vjetroturbine zasjeniti jedna drugu. U isto vrijeme, energija preuzeta iz vjetra će se na kraju vratiti u toplinu.

Prosječne godišnje brzine strujanja zraka na stotinjak metara nadmorske visine prelaze 7 m/s. Ako dosegnete visinu od 100 metara, koristeći odgovarajuće prirodno brdo, tada možete instalirati učinkovitu vjetroturbinu posvuda.

Oklop za vjetar

Princip rada svih vjetroturbina je isti: pod pritiskom vjetra vrti se vjetrobran s lopaticama, prenoseći okretni moment preko sustava prijenosa na osovinu generatora koji proizvodi električnu energiju, pumpe za vodu ili elektrogeneratora. Što je veći promjer kotača vjetra, veći je protok zraka koji hvata i više energije jedinica stvara.

Temeljna jednostavnost ovdje daje izniman prostor za dizajnersku kreativnost, ali samo neiskusnom oku čini se da je vjetroturbina jednostavnog dizajna. Tradicionalni raspored vjetroturbina - s vodoravnom osi rotacije - dobro je rješenje za jedinice male veličine i snage. Kada su rasponi lopatica porasli, ovaj raspored se pokazao neučinkovitim, jer na različitim visinama vjetar puše u različitim smjerovima. U tom slučaju ne samo da je nemoguće optimalno orijentirati jedinicu prema vjetru, već postoji i opasnost od uništenja lopatica.

Osim toga, krajevi lopatica velike instalacije, krećući se velikom brzinom, stvaraju buku. Međutim, glavna prepreka korištenju energije vjetra još uvijek je ekonomska - snaga jedinice ostaje mala, a udio troškova za njezin rad značajan. Kao rezultat toga, cijena energije ne dopušta vjetroturbinama s horizontalnom osi da budu prava konkurencija tradicionalnim izvorima energije.

Prema prognozama Boeinga (SAD), duljina lopatica krilatih vjetroturbina neće prelaziti 60 metara, što će omogućiti stvaranje vjetroturbina tradicionalnog izgleda s kapacitetom od 7 MW. Danas su najveći od njih dvostruko "slabiji". U velikoj vjetroenergiji tek se masovnom gradnjom može očekivati ​​da će cijena kilovatsata pasti na deset centi.

Jedinice male snage mogu proizvesti približno tri puta skuplju energiju. Usporedbe radi, napominjemo da je lopatica vjetroagregata, koju je 1991. godine serijski proizvodio NPO Vetroen, imala raspon lopatica od 6 metara i snagu od 4 kW.

Njegov kilovat sat koštao je 8...10 kopejki.

Većina vrsta vjetroturbina poznata je toliko dugo da povijest šuti o imenima njihovih izumitelja. Glavne vrste vjetroturbina prikazane su na slici. Podijeljeni su u dvije skupine:

vjetroturbine s vodoravnom osi rotacije (lopatice) (2...5); vjetroturbine s okomitom osi vrtnje (rotacijske: lopatične (1) i ortogonalne (6)).

Vrste lopatica vjetroturbina razlikuju se samo po broju lopatica.

Krilati

Za lopatične vjetroturbine, čija se najveća učinkovitost postiže kada je strujanje zraka okomito na ravninu rotacije lopatica krila, potreban je uređaj za automatsko zakretanje osi rotacije. U tu svrhu koristi se krilo stabilizatora. Karusel vjetroturbine imaju prednost što mogu raditi u bilo kojem smjeru vjetra bez promjene položaja. Koeficijent iskorištenja energije vjetra (vidi sliku) za vjetroturbine s krilcima puno je veći nego za rotacijske vjetroturbine.

Istodobno, karuseli imaju puno veći okretni moment. Maksimalna je za jedinice s rotirajućim noževima pri nultoj relativnoj brzini vjetra.

Rasprostranjenost vjetroturbina s rotorom objašnjava se veličinom njihove brzine vrtnje. Mogu se izravno spojiti na generator električne struje bez množitelja. Brzina vrtnje lopatica je obrnuto proporcionalna broju krila, pa jedinice s više lopatica

tri se praktički ne koriste.

Karusel

Razlika u aerodinamici daje prednost rotacijskim turbinama u odnosu na tradicionalne turbine na vjetar. Kako se brzina vjetra povećava, oni brzo povećavaju svoju silu potiska, nakon čega se brzina rotacije stabilizira. Vjetroturbine na vrtuljku

male brzine i to omogućuje korištenje jednostavnih električnih krugova, na primjer, s asinkronim generatorom, bez rizika

doživjeti nesreću zbog slučajnog naleta vjetra. Sporost postavlja jedan ograničavajući zahtjev - korištenje višepolnog generatora koji radi pri malim brzinama. Ovakvi generatori nisu široko rasprostranjeni, a upotreba množitelja (lat. multiplicator

množenje] - povećanje zupčanika) nije učinkovit zbog niske učinkovitosti potonjeg.

Još važnija prednost dizajna vrtuljka bila je mogućnost praćenja "gdje vjetar puše" bez dodatnih trikova, što je vrlo važno za površinske tokove skretanja. Vjetroturbine ovog tipa grade se u SAD-u, Japanu, Engleskoj, Njemačkoj i Kanadi. Vjetroturbinom s rotirajućim lopaticama najlakše je upravljati. Njegov dizajn osigurava maksimalan okretni moment pri pokretanju vjetroturbine i automatsku samoregulaciju maksimalne brzine vrtnje tijekom rada. Kako se opterećenje povećava, brzina vrtnje se smanjuje, a zakretni moment raste do potpunog zaustavljanja.

Ortogonalno

Ortogonalne vjetroturbine, kako stručnjaci vjeruju, obećavaju za veliku energiju. Danas se obožavatelji ortogonalnog dizajna vjetra suočavaju s određenim poteškoćama. Među njima je posebno problem s lansiranjem.

Ortogonalne instalacije koriste isti profil krila kao podzvučni zrakoplov (vidi sliku (6)).

Avion, prije nego što se "osloni" na uzgonsku silu krila, mora poletjeti. Isti je slučaj i s ortogonalnom instalacijom. Prvo mu morate dati energiju - zavrtjeti ga i dovesti do određenih aerodinamičkih parametara, a tek onda će se on sam prebaciti iz načina rada motora u način rada generatora.

Oduzimanje snage počinje pri brzini vjetra od oko 5 m/s, a nazivna snaga se postiže pri brzini od 14...16 m/s.

Preliminarni proračuni vjetroturbina predviđaju njihovu upotrebu u rasponu od 50 do 20.000 kW. U realnoj instalaciji od 2000 kW promjer prstena po kojem se pomiču krila bio bi oko 80 metara. Snažna vjetroturbina je velika. No, s malima se može proći - uzmite broj, a ne veličinu. Opremanjem svakog električnog generatora zasebnim pretvaračem možete zbrojiti izlaznu snagu koju generiraju generatori. U ovom slučaju povećava se pouzdanost i održivost vjetroturbine.

Neočekivana upotreba vjetroturbina

Vjetroturbine koje stvarno rade otkrile su niz negativnih pojava. Na primjer, širenje vjetroturbina može otežati prijem televizijskog programa i stvoriti snažne zvučne valove.

Vjetroturbine mogu učiniti više od pukog stvaranja energije. Mogućnost privlačenja pozornosti vrtnjom bez utroška energije koristi se za oglašavanje. Najjednostavniji je vjetroturbina s vrtuljkom s jednom lopaticom, koja je pravokutna ploča sa savijenim rubovima.

Postavljen na zid, počinje se okretati čak i uz lagani vjetar.

Na velikoj površini krila, vjetroturbina s vrtuljkom s tri do četiri kraka može okretati reklamne plakate i mali generator. Električna energija pohranjena u bateriji može noću osvijetliti krila reklamama, a za mirnog vremena ih okretati.

Uvod

Potrošnja energije, a s njom i njezina cijena, raste u cijelom svijetu, pa ni naša zemlja nije iznimka. Ali resursi planete počinju se iscrpljivati, a ekološki problemi izazivaju sve veću zabrinutost. Zato interes za netradicionalne, ekološki prihvatljive izvore energije - vjetar, sunce, valovi - stalno raste.

U ovom radu razmatraju se vjetroelektrane male snage. Analiziraju se iskustva njihova rada, tehničke karakteristike, učinkovitost i praktičnost. Na temelju toga donosi se zaključak o prednostima korištenja takvih instalacija u nekim industrijama i udaljenim područjima.

Opisani su izgledi i mogućnosti korištenja vjetroelektrana male snage u Rusiji, kao i uspješno iskustvo provedbe sličnih projekata u drugim zemljama.

Energija dolazi od vjetra

Poljoprivrednici, vrtlari, smjenski radnici, geolozi i stočari suočeni su s akutnim nedostatkom energije. A u područjima koja su energetski relativno prosperitetna, stvari su daleko od najboljeg. Nestanci struje zbog elementarnih nepogoda, kriza neplaćanja i naprosto krađe žica postaju – nažalost – uobičajena pojava. Sjetimo li se i da je, prema podacima Ministarstva za izvanredne situacije, 80% visokonaponskih vodova u zemlji izrazito istrošeno, situacija se čini potpuno tužnom. A na život u osvijetljenim kućama, gledanje televizije, korištenje hladnjaka, računala i ostalih kućanskih aparata odavno smo navikli, pa i kratkotrajni nestanak struje doživljavamo kao malu, ali ipak pravu katastrofu.

Koliko energije trebamo?

Na 3. međunarodnoj znanstveno-tehničkoj konferenciji “Energija i ušteda energije u poljoprivredi” održanoj u svibnju 2003. godine čule su se vrlo alarmantne riječi. “U ruralnoj elektrifikaciji u Rusiji od 1990. godine odvijaju se destruktivni procesi. Ruralne elektroenergetske mreže su propale,... usluga je eliminirana,... prekidi u opskrbi električnom energijom su se povećali,... tarife su pretjerano porasle,... uprava RAO UES nije samo ukinula povlaštenu tarifu za poljoprivredne potrošače energije, ali u mnogim regijama tarife su postavljene 20-30% više nego za industrijske potrošače i urbano stanovništvo, nema ulaganja,... u isto vrijeme, potrebe za svakodnevni život i osobna kućanstva su porasle. Tražimo alternativu u opskrbi električnom energijom” (iz govora akademika Ruske poljoprivredne akademije I. F. Borodina).

Oko 30% farmi i 20% vrtnih parcela u Rusiji uopće nije priključeno na električne mreže. Izgradnja novih dalekovoda za opskrbu udaljenih izoliranih potrošača izrazito je spora zbog kroničnog nedostatka sredstava, a dizel generatori često rade neučinkovito, a osim toga zahtijevaju redovito i kvalificirano održavanje, motorno gorivo postaje sve skuplje, njegova dostava nije dovoljno pouzdan i ekonomičan...

U međuvremenu je izračunata prosječna “energetska košarica” ruralnog stanovnika, u koju se, barem ljeti, mogu ubrojiti i vlasnici seoskih vikendica. To je 115 kilovatsati mjesečno. Brojka nije izvučena iz zraka, već je sastavljena od zahtjeva za osiguranjem tzv. “intelektualnog života”. To uključuje rasvjetu, radio, televiziju, kućni hladnjak, električni brijač, bojler, male kućanske električne alate, računalo i vrtnu pumpu. Ne zaboravimo da se u posljednje vrijeme pojavilo mnogo kućanskih aparata koji rade na ugrađene baterije koje je potrebno povremeno puniti: svjetiljke, mobilni telefoni, električni aparati za brijanje, električni alati itd.

Naravno, zimi će vam trebati više energije - kuću treba grijati. Ali budući da tradicija pećnog grijanja u Rusiji ne samo da ne zastarijeva, već doživljava i svojevrsni preporod u obliku pojave novih dizajna ultra-ekonomičnih peći, a ne nedostaje ni drva za ogrjev, dodatna potrošnja električne energije ovdje se ne očekuje. Dakle, gdje možete nabaviti ovaj minimum? Jedna od mogućnosti je energija vjetra male i ultra male snage.

VEUMM: malo ne znači malo

Suvremene vjetroelektrane dijele se u dvije klase: one snažne, stotine tisuća kilovata, koje se nazivaju mrežne jer kada nema vjetra potrošač se opskrbljuje energijom iz mreže; i autonomna, radi u sprezi s baterijom. U pravilu, snaga autonomnih instalacija ne prelazi 5-10 kW. Nazivaju se: vjetroelektrične instalacije male snage (VEUMM).

Njemački znanstvenik i praktičar Heinz Schulz skrenuo je pozornost na ovu jedinstvenu klasu vjetroelektričnih instalacija. Osmislio je pojam "Kleine Windkraftanlage" ("male vjetroelektrane").

Smatra se da je u područjima s prosječnom godišnjom brzinom vjetra manjom od 4 m/s korištenje energije vjetra neisplativo. Međutim, ova se izjava ne odnosi na male, lako ubrzane vjetroelektrane za punjenje baterija i višekrake instalacije za podizanje vode. Naseljavanje unutrašnjosti Amerike i Australije, gdje većina područja ima prosječne godišnje brzine vjetra manje od 2 m/s, bilo bi nemoguće bez njih.

VEUMM su jednostavni i jeftini za instalaciju, rad i popravak, ekološki su prihvatljivi, ne zahtijevaju praktički nikakvo održavanje tijekom rada, povremena podešavanja itd. Par vjetromotor-generator može bez mjenjača, što dodatno pojednostavljuje i smanjuje troškove dizajn i povećava njegovu pouzdanost.

Nijedna druga klasa netradicionalnih energetskih instalacija nema tako sveobuhvatan skup bitnih svojstava. Štoviše, mogu osigurati opskrbu energijom u regijama s prosječnom brzinom vjetra od samo 3-5 m/s. Zapravo, vlasnik VEUMM-a stječe gotovo potpunu neovisnost o tradicionalnim proizvođačima energije i prirodnim fenomenima.

U usporedbi s Europom i SAD-om, kod nas se proizvodi puno manje vjetroturbina. Možda je to zbog nedostatka svijesti potencijalnih potrošača ili relativne jeftinosti tekućeg goriva, ali u zemlji postoje proizvođači vjetrogeneratora, a njihovi proizvodi nisu inferiorni u kvaliteti od stranih. Na temelju konstrukcijskih karakteristika proizvedene jedinice dijele se u dvije skupine. Prvi uključuje instalacije snage do 1000 W. Kao primjer možemo navesti obitelj instalacija koje proizvodi poduzeće iz Sankt Peterburga FSUE Central Research Institute Elektropribor. Riječ je o mobilnim uređajima s trokrakim vjetrobranskim kotačem promjera 1,5 ili 2,2 metra, čija je montaža toliko jednostavna da se potrošač s njom može samostalno nositi. Zapakiran, uređaj (bez baterije) je smješten u dvije kutije ukupne težine 50 kg.

Slika 1. Primjeri i izgled VEUMM-a.

Instalacija ima originalni sustav vjetrokazice, koji konstantno usmjerava vjetrobran prema vjetru i istovremeno štiti uređaj od prevelikog pritiska vjetra. Kao i svaka obična vjetrenjača, u horizontalnoj ravnini vjetrokaz se pod utjecajem vjetra može okrenuti u oba smjera za nekoliko okretaja. Kada vjetar prestane, posebna opruga ga vraća u prvobitni položaj, sprječavajući uvrtanje kabela, čime se odvodi energija. Osim toga, generator, zajedno s kotačem vjetra, može se okretati u vertikalnoj ravnini. Ako vjetar postane prejak i prijeti oštećenjem instalacije, kotač s generatorom se okreće oko horizontalne osi, optimizirajući pritisak vjetra, do kuta od 900, kada su lopatice paralelne sa strujanjem zraka.

Instalacije druge skupine (UVE 1000 i UVE 1500) bliske su stacionarnim. Vjetrobran s pet krakova promjera 3,3 m montiran je na montažni jarbol od cijevi s čeličnim utegama. Jarbol zahtijeva temelj i posebne uređaje za montažu i demontažu. Za zaštitu od jakih vjetrova koristi se drugačije rješenje. Generator je asimetrično postavljen na rotacijski ležaj. Kada se tlak vjetra poveća, tijelo generatora počinje jedriti, okrećući kotač vjetra u vodoravnoj ravnini. Vjetar jenjava i opruga vjetrokazice vraća kotač u prethodni položaj.

Također je vrijedno napomenuti da ako se specifični trošak stranih europskih analoga vjetroturbina s nominalnim rasponom snage do 5 kW kreće od 1,4 do 6,4 eura po vatu, tada je ista brojka za većinu ruskih vjetroturbina tri puta niža.

Prijelaz na energetski sektor vjetroturbina srednje snage prilično je jednostavan za provedbu stvaranjem energetskih kompleksa (EC) koji se sastoje od nekoliko instalacija (5-10 jedinica). Zbrajanje snage provodi se na jednoj bateriji. Iako se takav kompleks ne može smjestiti na šest hektara dače, ipak će zauzeti malo područje. Nazivna snaga EC može se povećati na 10-15 kW, vršna snaga - do 20-25 kW, izlaz - do 1800 kWh/mjesečno, ali se trošak proizvodnje smanjuje 3-4 puta.

Takav kompleks je sposoban u potpunosti osigurati energiju, a ne samo veliku farmu ili malo selo. Treba napomenuti da je u ovom slučaju potrebno osigurati rezervu snage u obliku dizelske elektrane.

Zahvaljujući svojim uistinu jedinstvenim radnim svojstvima i tehničkim karakteristikama, VEUMM su sposobni ne samo osigurati svakodnevni život ruralnih i seoskih kuća. Oni mogu biti alternativa u rješavanju problema opskrbe energijom širokog spektra autonomnih stanica: navigacijskih, radiorelejnih, meteoroloških, servisnih naftovoda i plinovoda itd.

Mnoge takve stanice nalaze se u teško dostupnim područjima na znatnoj udaljenosti od ljudskog prebivališta - na obali Arktičkog oceana, u tajgi i tundri, gdje je dostava potrebne opreme značajan problem.

Postupno su mnoge stanice prebačene na automatski način rada, ali je problem njihove opskrbe energijom još uvijek prilično akutan. Potrebno je ne samo smanjiti troškove njihovog održavanja i servisiranja, već i zajamčiti pouzdan rad. VUEMM su prikladni za ove svrhe. Jednostavni su i pouzdani u proizvodnji, radu, transportu, montaži i popravku. Konačno, u usporedbi s bilo kojim drugim izvorom energije, iznimno su jeftini.

Zaključak

U sažetku je prikazana jedna od mogućnosti rješavanja problema opskrbe energijom poljoprivrede ili privatnih posjeda korištenjem vjetroelektrana. Takve instalacije mogu postati alternativa tradicionalnim metodama napajanja ovih objekata.

Književnost

Solonitsyn A. Drugi dolazak energije vjetra // “Znanost i život”, 2004, br. 3.

Heinz Schulz. “Kleine Windkraftanlage” Technik. Erfahrungen. Mebergebnisse. Okobuch Verlag, Staufen, 1993.

Fateev E. M. Vjetromotori - M.: GINTI strojarske literature, 1962.

www.elektropribor.spb.ru/rufrset.

Izvršio: Roman Panov, 10a

Učitelj: Gavrina I.E.

Alternativna energija skup je perspektivnih metoda dobivanja energije koje nisu toliko raširene kao tradicionalne, ali su zanimljive zbog isplativosti njihove uporabe uz mali rizik od štetnog utjecaja na ekologiju područja.

Alternativni izvor energije je metoda, uređaj ili struktura koja omogućuje dobivanje električne energije i zamjenjuje tradicionalne izvore energije koji rade na naftu, prirodni plin i ugljen. Svrha traženja alternativnih izvora energije je potreba da se ona dobije iz energije obnovljivih ili praktički neiscrpnih prirodnih izvora i pojava. Ekološka prihvatljivost i isplativost također se mogu uzeti u obzir.

Vodeći ekološki prihvatljiv izvor energije je Sunce.

Energija Sunca izračunava se po formuli:

gdje je R e emisivnost Sunca

Energija vjetra je grana energetike specijalizirana za korištenje energije vjetra - kinetičke energije zračnih masa u atmosferi.

Vjetrenjače koje proizvode električnu energiju izumljene su u 19. stoljeću u Danskoj. Prva vjetroelektrana sagrađena je ondje 1890. godine, a 1908. već su postojale 72 vjetroelektrane snage od 5 do 25 kW. Najveća od njih imala je visinu tornja od 24 m i rotore s četiri lopatice promjera 23 m. Preteča modernih vjetroelektrana s horizontalnom osi imala je snagu od 100 kW i izgrađena je 1931. godine u Jalti. Imao je toranj visok 30 m.

Najveći dio troškova energije vjetra određen je početnim troškovima izgradnje vrlo skupih struktura vjetroturbina.

Ekonomija goriva

Vjetrogeneratori ne troše praktički nimalo fosilnih goriva tijekom rada. Rad vjetrogeneratora od 1 MW tijekom 20 godina može uštedjeti približno 29 tisuća tona ugljena ili 92 tisuće barela nafte.

• Dokažite da je energija vjetra pretvorena energija sunčevih zraka.
• Sunčeva energija upravlja vremenom na Zemlji. Vjetar nastaje kao rezultat nejednolikog zagrijavanja zraka: na mjestima koja su više zagrijana Suncem, topli zrak se diže, a hladni zrak dolazi na njegovo mjesto. Dakle, energija vjetra je derivat sunčeve energije.

plimna elektrana(TE) je posebna vrsta hidroelektrane koja koristi energiju plime i oseke, odnosno kinetičku energiju rotacije Zemlje. Plimne elektrane grade se na obalama mora, gdje gravitacijske sile Mjeseca i Sunca mijenjaju razinu vode dva puta dnevno. Oscilacije u razini vode u blizini obale mogu doseći 13 metara.

Za dobivanje energije, zaljev ili riječno ušće je blokirano branom u kojoj su ugrađene hidrauličke jedinice koje mogu raditi i u generatorskom i u pumpnom načinu (za pumpanje vode u rezervoar za naknadni rad u odsutnosti plime). U potonjem slučaju nazivaju se crpne akumulacijske elektrane.

Energija valova- energija koju valovi prenose na površini oceana. Može se koristiti za obavljanje korisnih poslova - proizvodnju električne energije, desalinizaciju vode i pumpanje vode u rezervoare. Energija valova je obnovljivi izvor energije.

Energija valova je koncentrirana energija vjetra i na kraju sunčeva energija. Snaga dobivena od poremećaja svih oceana planeta ne može biti veća od snage dobivene od Sunca. Ali gustoća snage električnih generatora koje pokreću valovi može biti puno veća nego kod drugih alternativnih izvora energije.

Solarna elektrana je inženjerski objekt koji pretvara sunčevo zračenje u električnu energiju. Metode pretvorbe sunčevog zračenja su različite i ovise o izvedbi elektrane.

Vrste solarnih elektrana

• SES tip tornja
• Posuđe tipa SES
• SES pomoću foto baterija
• SPP koji koriste parabolične koncentratore
• Kombinirani SES
• Balonske solarne elektrane

Ove elektrane temelje se na principu proizvodnje vodene pare pomoću sunčevog zračenja. U središtu postaje nalazi se toranj visine od 18 do 24 metra (ovisno o snazi ​​i nekim drugim parametrima visina može biti veća ili manja), na čijem se vrhu nalazi rezervoar s vodom. Ovaj spremnik je obojen u crno kako bi apsorbirao toplinsko zračenje. Također u ovom tornju postoji pumpna grupa koja isporučuje paru u turbogenerator, koji se nalazi izvan tornja. Heliostati se nalaze u krugu od tornja na određenoj udaljenosti. Heliostat je zrcalo s površinom od nekoliko četvornih metara, postavljeno na nosač i povezano s općim sustavom pozicioniranja. Odnosno, ovisno o položaju sunca, ogledalo će promijeniti svoju orijentaciju u prostoru. Glavni i najzahtjevniji zadatak je postavljanje svih zrcala stanice tako da u bilo kojem trenutku sve reflektirane zrake od njih pogode spremnik. U čistom sunčanom vremenu temperatura u spremniku može doseći 700 stupnjeva. Ovi temperaturni parametri koriste se u većini tradicionalnih termoelektrana, pa se za proizvodnju energije koriste standardne turbine. Zapravo, na stanicama ovog tipa moguće je dobiti relativno visoku učinkovitost (oko 20%) i velike snage.

Geotermalna elektrana (GeoTES) je vrsta elektrane koja proizvodi električnu energiju iz toplinske energije podzemnih izvora (primjerice gejzira).

Geotermalna energija je energija dobivena iz prirodne topline Zemlje. Ova se toplina može postići korištenjem bunara. Geotermalni gradijent u bušotini povećava se za 1 °C svakih 36 metara. Ta se toplina predaje površini u obliku pare ili tople vode. Takva se toplina može koristiti kako izravno za grijanje kuća i zgrada, tako i za proizvodnju električne energije.

Obnovljivi (alternativni) izvori energije čine samo oko 1% globalne proizvodnje električne energije. Riječ je prvenstveno o geotermalnim elektranama (GeoTES), koje proizvode znatan dio električne energije u zemljama Srednje Amerike, Filipinima i Islandu; Island je također primjer zemlje u kojoj se termalne vode masovno koriste za grijanje.

Plimne elektrane (TPP) trenutno su dostupne samo u nekoliko zemalja – Francuskoj, Velikoj Britaniji, Kanadi, Rusiji, Indiji i Kini.

Solarne elektrane (SPP) rade u više od 30 zemalja.

U posljednje vrijeme mnoge zemlje šire korištenje vjetroelektrana (WPP). Najviše ih je u zapadnoeuropskim zemljama (Danska, Njemačka, Velika Britanija, Nizozemska), SAD-u, Indiji i Kini. Danska dobiva 25% svoje energije iz vjetra

1 od 13

Prezentacija na temu:

Slajd br

Opis slajda:

Slajd br

Opis slajda:

Energija vjetra na zemlji je neiscrpna. Ljudi već stoljećima pokušavaju iskoristiti energiju vjetra izgradnjom vjetrostanica koje obavljaju različite funkcije: mlinovi, crpke za vodu i naftu, elektrane. Kao što je pokazala praksa i iskustvo mnogih zemalja, korištenje energije vjetra je izuzetno isplativo, jer je, prvo, trošak vjetra jednak nuli, a drugo, električna energija se dobiva iz energije vjetra, a ne izgaranjem ugljičnog goriva, izgaranjem proizvodi za koje se zna da su opasni za ljude.

Slajd br

Opis slajda:

Rotacijska vjetroelektrana (WPP) Pretvara kinetičku energiju strujanja vjetra u električnu energiju. Vjetroelektrana se sastoji od vjetro-mehaničkog uređaja (rotor ili propeler), generatora električne struje, automatskih uređaja za upravljanje radom vjetroelektrane i generatora te konstrukcija za njihovu ugradnju i održavanje.

Slajd br

Opis slajda:

Vjetroelektrana je skup tehničkih uređaja za pretvaranje kinetičke energije strujanja vjetra u mehaničku energiju vrtnje rotora generatora. Vjetroturbina se sastoji od jedne ili više vjetroturbina, akumulacijskog ili rezervnog uređaja i sustava za automatsko upravljanje i regulaciju načina rada postrojenja. Zabačena područja, nedovoljno opskrbljena električnom energijom, praktički nemaju drugu ekonomski isplativu alternativu, poput izgradnje vjetroelektrana.

Slajd br

Opis slajda:

Vjetar ima kinetičku energiju, koja se vjetro-mehaničkim uređajem može pretvoriti u mehaničku energiju, a zatim električnim generatorom u električnu energiju. Brzina vjetra se mjeri u kilometrima na sat (km/h) ili metrima u sekundi (m/s): 1 km/h = 0,28 m/s 1 m/s = 3,6 km/h. Energija vjetra proporcionalna je kubu brzina vjetra Energija vjetra = 1/2 dAtS3d - gustoća zraka, A - područje kroz koje zrak prolazi, t - vremensko razdoblje, S - brzina vjetra.

Slajd br

Opis slajda:

Snaga (P) je proporcionalna energiji vjetra koja prolazi kroz površinu ("brisana površina") po jedinici vremena. Snaga vjetra = 1/2 dAS3

Slajd br

Opis slajda:

Vjetar karakteriziraju sljedeći pokazatelji: srednja mjesečna i srednja godišnja brzina u skladu s gradacijama u magnitudi i vanjskim karakteristikama na Beaufortovoj ljestvici; maksimalna brzina udara vrlo je važan pokazatelj stabilnosti vjetroelektrane; smjer vjetra/vjetrova – “ruža vjetrova”, učestalost promjena smjerova i jačine vjetra (slika 1); turbulencija je unutarnja struktura strujanja zraka, koja stvara gradijente brzine ne samo u horizontalnoj, već iu vertikalnoj ravnini; gustiness - promjena brzine vjetra po jedinici vremena; gustoća strujanja vjetra, ovisno o atmosferskom tlaku, temperaturi i vlažnosti. vjetar može biti jednofazni, kao i dvofazni i višefazni medij koji sadrži kapljice tekućih i čvrstih čestica različitih veličina koje se kreću unutar strujanja različitim brzinama.

Slajd br

Opis slajda:

Slajd br

Opis slajda:

Korištenje energije vjetra U 2008. godini ukupni kapacitet energije vjetra u svijetu porastao je na 120 GW. Vjetroelektrane diljem svijeta proizvele su oko 200 milijardi kWh u 2007. godini, što predstavlja približno 1,3% globalne potrošnje električne energije. U svijetu je 2008. više od 400 tisuća ljudi bilo zaposleno u industriji energije vjetra. U 2008. godini globalno tržište opreme za vjetroelektrane poraslo je na 36,5 milijardi eura ili oko 46,8 milijardi američkih dolara. U 2007. godini 61% instaliranih vjetroelektrana bilo je koncentrirano u Europi, 20% u Sjevernoj Americi i 17% u Aziji. Godine 2009. vjetroelektrane u Kini proizvele su oko 1,3% ukupne proizvodnje električne energije u zemlji. U Kini je od 2006. godine na snazi ​​zakon o obnovljivim izvorima energije. Očekuje se da će do 2020. kapacitet energije vjetra doseći 80-100 GW.

Slajd br

Opis slajda:

Slajd br

Opis slajda:

Energija vjetra u Republici Bjelorusiji Energija vjetra, kao i svaki gospodarski sektor, mora imati tri obvezne komponente koje osiguravaju njezino funkcioniranje: izvore energije vjetra, opremu za energiju vjetra i razvijenu infrastrukturu vjetra. 1. Za sektor energije vjetra u Bjelorusiji, resursi energije vjetra praktički su neograničeni. Zemlja ima razvijenu centraliziranu elektroenergetsku mrežu i veliku količinu slobodnog prostora koji ne zauzimaju gospodarski subjekti. Stoga se postavljanje vjetroelektrana (VE) i vjetroelektrana (VE) određuje samo kompetentnim postavljanjem vjetroelektrane na pogodnim površinama.2. Mogućnosti za kupnju inozemne opreme za vjetar vrlo su ograničene zbog nedostatka dovoljnog izbora upravo one opreme za vjetroturbine i vjetroelektrane koja odgovara klimatskim uvjetima Bjelorusije, kao i zbog snažnog protivljenja odgovornih administrativnih službenika iz službenog energetskog sektora. .3. Nedostatak infrastrukture za projektiranje, implementaciju i rad vjetrotehnike te sukladno tome praktičnog iskustva i kvalificiranog kadra moguće je premostiti jedino aktivnom suradnjom s predstavnicima razvijene vjetroenergetske infrastrukture u inozemstvu.

Slajd br

Opis slajda:

Slajd br

Opis slajda:

Vjetrovi koji nastaju u kontinentalnim područjima i sjevernim geografskim širinama karakteriziraju oštri udari i česte promjene smjera, a razlikuju se od prilično mirnih vjetrova europske morske obale (Nizozemska, Njemačka). Struktura vjetra mijenja se ovisno o visini iznad površine zemlje, dok se stabilnost strujanja zraka povećava u visokim slojevima zraka. Razlika u temperamentu vjetra zahtijeva određeni konstruktivan pristup pri stvaranju vjetroelektrane. Predloženo rješenje je univerzalno za vjetrove bilo kojeg smjera i brzine, uključujući i olujne vjetrove.

Povijest energije vjetra počinje od pamtivijeka: energija vjetra pouzdano i vjerno služi ljudima već više od 6000 godina. Prve jednostavne vjetroturbine korištene su u antičko doba u Egiptu i Kini. Tako su u gradu Aleksandriji sačuvani ostaci kamenih vjetrenjača tipa bubnja (II-I stoljeća prije Krista). Perzijanci su (u 7. stoljeću nove ere) gradili vjetrenjače naprednijeg dizajna - krilne. Nešto kasnije, u 8.-9. stoljeću, vjetrenjače su se pojavile u Rusiji i Europi (5) Počevši od 13. stoljeća, vjetrenjače su postale široko rasprostranjene u zapadnoj Europi, posebno u Nizozemskoj, Danskoj i Engleskoj, za podizanje vode, mljevenje žitarica i. vozeći razne strojeve. Treba napomenuti da je prije Velike listopadske revolucije u ruskim seljačkim farmama bilo oko 250 tisuća vjetrenjača koje su godišnje samljele polovicu žetve. Izumom parnih strojeva, a zatim motora s unutarnjim izgaranjem i elektromotora, stari primitivni vjetrostrojevi i mlinovi istisnuti su iz mnogih industrija i prepušteni poljoprivredi. Početkom 20. stoljeća ruski znanstvenik N. E. Zhukovsky razvio je teoriju vjetromotora velike brzine i postavio znanstvene temelje za stvaranje visokoučinkovitih vjetromotora koji mogu učinkovitije koristiti energiju vjetra. Izgradili su ih njegovi studenti nakon ustroja Središnjeg aerohidrodinamičkog instituta (TsAGI) 1918. godine.

Sovjetski znanstvenici i inženjeri teorijski su potkrijepili temeljno nove sheme i stvorili vjetroelektrane i vjetroelektrane (WPP) različitih tipova snage do 100 kW, savršene konstrukcije, za mehanizaciju i elektrifikaciju i druge svrhe. Veliki doprinos povijesti energije vjetra i njezine upotrebe dali su sovjetski znanstvenici kao što su: N.V. Krasovski, G.Kh.Sabinin, E.M. Fateev i mnogi drugi. U 20. stoljeću znanstveno-tehnološki napredak, koji je hvatao maha velikom brzinom, radikalno je promijenio tehnološku sliku svijeta. Čelik, nafta, plin, novi materijali i mogućnosti potisnuli su daleko u drugi plan dostignuća ljudske civilizacije u energiji vjetra. No, aktivno korištenje nafte, ugljena i plina može dovesti do njihovog nestanka, pa su mnoge zemlje počele razvijati tzv. netradicionalnu ili alternativnu energiju – obnovljive izvore energije, koji imaju i ekološke prednosti. Ali, kao što znate, novo je dobro zaboravljeno staro i stoga čovječanstvo ponovno usmjerava svoju pozornost na energiju vjetra.