Вітроенергетика

Вітроенергетика, що використовує вітроколеса та вітрокаруселі, відроджується зараз насамперед у наземних установках. Вітер дме скрізь - на суші та на морі. Людина не одразу зрозуміла, що

переміщення повітряних мас пов'язане з нерівномірною зміною температури та обертанням землі, але це не завадило нашим предкам використовувати вітер для мореплавання.

У глибині материка немає постійного напрямку вітру. Так як різні ділянки суші в різні пори року нагріваються по-різному можна говорити тільки про переважний сезонний напрямок вітру. Крім того, на різній висоті вітер поводиться по-різному, а для висот до 50 метрів характерні потоки, що нишпорять.

Для приземного шару товщиною 500 метрів енергія вітру, що перетворюється на тепло, становить приблизно 82 трильйони кіловат-годин на рік. Звичайно, всю її використовувати неможливо, зокрема, з тієї причини, що часто поставлені вітряки будуть затінювати один одного. У той же час відібрана у вітру енергія, зрештою, знову перетвориться на тепло.

Середньорічні швидкості повітряних потоків на стометровій висоті перевищують 7 м/с. Якщо вийти на висоту в 100 метрів, використовуючи відповідну природну височину, то скрізь можна ставити ефективний вітроагрегат.

Упряж для вітру

Принцип дії всіх вітродвигунів один: під натиском вітру обертається вітроколесо з лопатями, передаючи момент, що крутить, через систему передач валу генератора, що виробляє електроенергію, водяному насосу або електрогенератору. Чим більший діаметр вітроколеса, тим більший повітряний потік воно захоплює і тим більше енергії виробляє агрегат.

Принципова простота дає тут винятковий простір для конструкторської творчості, але лише недосвідченому погляду вітроагрегат є простою конструкцією. Традиційне компонування вітряків – з горизонтальною віссю обертання – непогане рішення для агрегатів малих розмірів та потужностей. Коли ж розмахи лопатей зросли, таке компонування виявилося неефективним, оскільки на різній висоті вітер дме в різні боки. У цьому випадку не тільки не вдається оптимально орієнтувати агрегат за вітром, а й виникає небезпека руйнування лопатей.

Крім того, кінці лопатей великої установки, рухаючись з великою швидкістю, створюють шум. Однак головна перешкода на шляху використання енергії вітру все ж таки економічна - потужність агрегату залишається невеликою і частка витрат на його експлуатацію виявляється значною. Через війну собівартість енергії дозволяє вітрякам з горизонтальною віссю надавати реальну конкуренцію традиційним джерелам енергії.

За прогнозами фірми Боїнг (США) – довжина лопатей крильчастих вітродвигунів не перевищить 60 метрів, що дозволить створити вітроагрегати традиційного компонування потужністю 7 МВт. Сьогодні найбільші з них - удвічі "слабші". У великій вітроенергетиці тільки за масового будівництва можна розраховувати на те, що ціна кіловат-години знизиться до десяти центів.

Малопотужні агрегати можуть виробляти енергію приблизно втричі дорожчу. Для порівняння зазначимо, що серійно випускався 1991 року НВО "Ветроен" крильчатий вітродвигун, мав розмах лопатей 6 метрів і потужність 4 кВт.

Його кіловат-година коштувала 8...10 копійок.

Більшість типів вітродвигунів відомі так давно, що історія замовчує імена їх винахідників. Основні різновиди вітроагрегатів зображені малюнку. Вони поділяються на дві групи:

вітродвигуни з горизонтальною віссю обертання (крильчасті) (2...5); вітродвигуни з вертикальною віссю обертання (карусельні: лопатеві (1) та ортогональні (6)).

Типи крильчастих вітродвигунів відрізняються лише кількістю лопатей.

Крильчаті

Для крильчатих вітродвигунів, найбільша ефективність яких досягається при дії потоку повітря перпендикулярно площині обертання лопатей-крил, потрібен пристрій автоматичного повороту осі обертання. З цією метою застосовують крило-стабілізатор. Карусельні вітродвигуни мають ту перевагу, що можуть працювати при будь-якому напрямку вітру, не змінюючи свого положення. Коефіцієнт використання енергії вітру (рис.) у крильчатих вітродвигунів набагато вищий ніж у карусельних.

У той же час, у карусельних – набагато більший момент обертання. Він максимальний для карусельних лопатевих агрегатів за нульової відносної швидкості вітру.

Поширення крильчастих вітроагрегатів пояснюється величиною швидкості їхнього обертання. Вони можуть безпосередньо з'єднуватись з генератором електричного струму без мультиплікатора. Швидкість обертання крильчастих вітродвигунів обернено пропорційна кількості крил, тому агрегати з кількістю лопатей більші

трьох практично не використовуються.

Карусельні

Відмінність в аеродинаміці дає карусельним установкам перевагу в порівнянні з традиційними вітряками. При збільшенні швидкості вітру швидко нарощують силу тяги, після чого швидкість обертання стабілізується. Карусельні вітродвигуни

тихохідні і це дозволяє використовувати прості електричні схеми, наприклад, з асинхронним генератором, без ризику

зазнати аварії при випадковому пориві вітру. Тихохідність висуває одну обмежуючу вимогу - використання багатополюсного генератора, що працює на малих оборотах. Такі генератори немає широкого поширення, а використання мультиплікаторів (мультиплікатор [лат. multiplicator

множитель] - підвищує редуктор) неефективно через низький ККД останніх.

Ще більш важливою перевагою карусельної конструкції стала її здатність без додаткових хитрощів стежити за тим "звідки дме вітер", що дуже суттєво для приземних потоків, що нишпорять. Вітродвигуни подібного типу будуються у США, Японії, Англії, ФРН, Канаді. Карусельний лопатевий вітродвигун найпростіший в експлуатації. Його конструкція забезпечує максимальний момент при запуску вітродвигуна та автоматичне саморегулювання максимальної швидкості обертання в процесі роботи. Зі збільшенням навантаження зменшується швидкість обертання і зростає крутний момент до повної зупинки.

Ортогональні

Ортогональні вітроагрегати, як вважають фахівці, є перспективними для великої енергетики. Сьогодні перед вітронаклонниками ортогональних конструкцій стоять певні труднощі. Серед них зокрема проблема запуску.

У ортогональних установках використовується той самий профіль крила, що й у дозвуковому літаку (див. рис. (6)).

Літак, перш ніж "спиртися" на підйомну силу крила, має розбігтися. Так само справа і у випадку з ортогональною установкою. Спочатку до неї потрібно підвести енергію - розкрутити і довести до певних аеродинамічних параметрів, а потім вона сама перейде з режиму двигуна в режим генератора.

Відбір потужності починається за швидкості вітру близько 5 м/с, а номінальна потужність досягається при швидкості 14...16 м/с.

Попередні розрахунки вітроустановок передбачають їхнє використання в діапазоні від 50 до 20 000 кВт. У реалістичній установці потужністю 2000 кВт діаметр кільця, яким рухаються крила, складе близько 80 метрів. У потужного вітродвигуна великі розміри. Однак можна обійтися і малими – взяти числом, а не розміром. Забезпечивши кожен електрогенератор окремим перетворювачем можна підсумувати вихідну потужність, що виробляється генераторами. У цьому випадку підвищується надійність та живучість вітроустановки.

Несподівані застосування вітроустановок

Реально працюючі вітроагрегати виявили низку негативних явищ. Наприклад, поширення вітрогенераторів може утруднити прийом телепередач і створювати потужні звукові коливання.

Вітрові двигуни можуть не тільки виробляти енергію. Здатність привертати увагу обертанням без витрати енергії використовується реклами. Найбільш простий - однолопатевий карусельний вітродвигун є прямокутною пластинкою з відігнутими краями.

Закріплений на стіні він починає обертатися навіть за незначного вітру.

На великій площі крил карусельний трьох-чотирьох лопатевий вітродвигун може обертати рекламні плакати та невеликий генератор. Запасена в акумуляторі електроенергія може висвітлювати крила з рекламою в нічний час, а в безвітряну погоду і обертати їх.

Вступ

Споживання енергії, а разом з ним та її вартість зростають у всьому світі, і наша країна тут не виняток. Але ресурси планети починають виснажуватися, і все більшу тривогу викликають екологічні проблеми. Ось чому постійно зростає інтерес до нетрадиційних, екологічно чистих джерел енергії – вітру, сонця, хвиль.

У цій роботі розглядаються вітроенергетичні установки малої потужності. Аналізується досвід їх експлуатації, технічні характеристики, економічність та зручність. На основі цього робиться висновок про переваги використання таких установок у деяких галузях та віддалених місцевостях.

Описуються перспективи та можливості застосування вітроенергетичних установок малої потужності в Росії, а також успішний досвід реалізації подібних проектів іншими країнами.

Енергію приносить вітер

Гострої нестачі енергії відчувають фермери, садівники, вахтовики, геологи, тваринники. Та й у відносно благополучних з точки зору енергопостачання районах все далеко не найкраще. Відключення електрики через природні катаклізми, кризу неплатежів і просто крадіжки проводів стають - на жаль - звичним явищем. Якщо до того ж згадати про те, що, за даними МНС, 80% високовольтних ліній електропередачі в країні гранично зношені, ситуація буде зовсім невесела. А ми вже давно звикли жити в освітлених будинках, дивитися телевізор, користуватися холодильником, комп'ютером та іншими побутовими приладами, тому навіть короткочасне відключення електроенергії сприймаємо як маленьку, але все ж таки справжнісіньку катастрофу.

Скільки нам потрібно енергії?

На 3-й Міжнародній науково-технічній конференції “Енергозабезпечення та енергозбереження у сільському господарстві”, що відбулася у травні 2003 року, пролунали дуже тривожні слова. “У сільській електрифікації Росії, починаючи з 1990 року, відбуваються руйнівні процеси. Сільські електромережі прийшли в непридатність, обслуговування ліквідовано, перерви в електропостачанні збільшилися, тарифи непомірно зросли, адміністрацією РАТ ЄЕС не тільки скасовано пільговий тариф для сільгоспвиробничих електроспоживачів, але в багатьох регіонах встановлюються тарифи на 20-30% вище, ніж для промислових споживачів та міського населення, інвестиції відсутні,… водночас потреба у побуті та в особистих господарствах зросла. Шукається альтернатива в електропостачанні” (з виступу академіка Російської сільськогосподарської академії І. Ф. Бородіна).

Близько 30% фермерських господарств та 20% садово-городніх ділянок у Росії взагалі не підключені до електричних мереж. Будівництво нових ліній електропередач для постачання віддалених ізольованих споживачів ведеться вкрай повільно через хронічний брак коштів, а дизельні генератори часто функціонують неефективно, та до того ж вони вимагають регулярного та кваліфікованого обслуговування, моторне паливо коштує все дорожче, його доставка недостатньо надійна та економічна.

Тим часом підрахований середній "енергетичний кошик" сільського жителя, до яких щонайменше в літній період цілком можна зарахувати і власників дачних котеджів. Вона становить 115 кіловат-годин місяць. Цифра взята не зі стелі, а складається з вимог забезпечення так званого інтелектуального побуту. Це освітлення, радіо, телебачення, побутовий холодильник, електробритва, окроп, дрібний побутовий електроінструмент, комп'ютер, городній насос. Не забудемо і те, що останнім часом з'явилося багато побутової техніки, що працює від вбудованих акумуляторів, які необхідно періодично заряджати: ліхтарики, мобільні телефони, електробритви, електроінструмент та ін.

Звичайно, взимку енергії потрібно більше - будинок потрібно опалювати. Але оскільки традиція пічного опалення в Росії не тільки не застаріває, а й переживає своєрідне відродження у вигляді появи нових конструкцій надекономічних печей, а нестачі в дровах немає, додаткових витрат електрики тут не передбачається. То де ж взяти цей найнеобхідніший мінімум? Одна з можливостей – вітроенергетика малої та надмалої потужності.

ВЕУММ: малі – значить маленькі

Сучасні вітроенергетичні установки діляться на два класи: потужні, у сотні тисяч кіловат, називаються мережевими тому, що за безвітря забезпечення споживача енергією йде з мережі; та автономні, що працюють у парі з акумулятором. Як правило, потужність автономних установок вбирається у 5-10 кВт. Вони називаються: вітроелектричні установки малої потужності (ВЕУММ).

На цей унікальний клас вітроелектричних установок звернув увагу німецький вчений та практик Хайнц Шульц. Він і ввів термін "Kleine Windkraftanlage" "малі вітроенергетичні установки".

Вважається, що в областях із середньорічними швидкостями вітру менше 4 м/с використання енергії вітру невигідне. Однак це твердження не поширюється на малі легко розганяються ветросилові установки для зарядки батарей і багатопелюсткові установки для водопідйому. Заселення американських та австралійських внутрішніх територій, де більшість областей мають середньорічні швидкості вітру менше 2 м/с, було б без них неможливе”.

ВЕУММ прості і дешеві в монтажі, експлуатації та ремонті, екологічні, не вимагають при роботі практично ніякого обслуговування, періодичного підстроювання та ін.

Таким комплексним набором найважливіших властивостей немає жодного класу нетрадиційних енергетичних установок. Причому енергопостачання вони можуть забезпечити у регіонах із середньою швидкістю вітру лише 3-5 м/с. Фактично власник ВЕУММ набуває майже повної незалежності як від традиційних виробників енергії, так і від природних явищ.

Порівняно з Європою та США вітроустановок у нашій країні випускається набагато менше. Можливо, тут дається взнаки недостатня поінформованість потенційних споживачів або відносна дешевизна рідкого палива, проте виробники вітрових генераторів у країні є, і їхня продукція за якістю не поступається закордонній. За конструктивними ознаками установки, що випускаються, діляться на дві групи. До першої належать установки потужністю до 1000 Вт. Як приклад можна навести сімейство установок, що випускаються Санкт-Петербурзьким підприємством ФГУП ЦНДІ "Електроприлад". Це мобільні пристрої з трилопатевим вітровим колесом діаметром 1,5 або 2,2 метри, монтаж яких настільки простий, що впоратися з ним споживач здатний самостійно. У упакованому вигляді установка (без акумулятора) розміщується у двох ящиках загальною вагою 50 кг.

Рис.1.Приклади та зовнішній вигляд ВЕУММ.

Установка має оригінальну флюгерну систему, яка постійно орієнтує вітроколесо на вітер та одночасно захищає пристрій від надто великого вітрового тиску. Як будь-який звичайний вітряк, в горизонтальній площині флюгер під дією вітру здатний повертатися в обидві сторони на кілька обертів. Коли вітер припиняється, спеціальна пружина повертає його у вихідне положення, не дозволяючи закручуватись кабелю, за допомогою якого здійснюється знімання енергії. Крім того, генератор разом із вітровим колесом здатний повертатися і у вертикальній площині. Якщо вітер стає занадто сильним і загрожує пошкодити установку, колесо з генератором повертається навколо горизонтальної осі, оптимізуючи вітровий напір, аж до кута 900, коли лопаті встають паралельно повітряному потоку.

Установки другої групи (УВЕ 1000 та УВЕ 1500) близькі до стаціонарних. П'ятилопатеве вітроколесо діаметром 3,3 м монтується на збірній щоглі з труб зі сталевими розтяжками. Щогла вимагає влаштування фундаменту та спеціальних пристроїв для монтажу та демонтажу. Для захисту від сильних вітрів використовують інше рішення. Генератор встановлений на поворотному підшипнику несиметрично. Коли вітровий тиск посилюється, корпус генератора починає вітрити, розгортаючи вітрове колесо в горизонтальній площині. Вітер стихає – і пружина флюгера повертає колесо у колишнє положення.

Варто відзначити і ту обставину, що якщо питома вартість зарубіжних європейських аналогів ВЕУММ діапазону номінальної потужності до 5 кВт становить від 1,4 до 6,4 євро за ват, то аналогічний показник для більшості російських вітроустановок втричі нижчий.

Перехід у енергетичну область ВЕУ середньої потужності досить легко здійснити шляхом створення енергетичних комплексів (ЕК), які з кількох установок (5-10 одиниць). Підсумовування потужностей здійснюється на єдиному акумуляторі. Хоча такий комплекс не розмістити на шести дачних сотках, площу все ж таки він займе невелику. Номінальна потужність ЕК може бути доведена до 10-15 кВт, пікова потужність - до 20-25 кВт, вироблення - до 1800 кВт.год/міс., зате вартість виготовлення знижується в 3-4 рази.

Подібний комплекс здатний повністю забезпечити енергією не те, що велике фермерське господарство або невелике селище. Слід зазначити, що в цьому випадку необхідно забезпечити резерв потужності у вигляді дизельної електростанції.

Завдяки своїм унікальним експлуатаційним властивостям і технічним характеристикам ВЕУММ здатні аж ніяк не тільки на забезпечення побуту сільського та дачного будинку. Вони можуть бути альтернативою у вирішенні завдання забезпечення енергією різних автономних станцій: навігаційних, радіорелейних, метеорологічних, що обслуговують нафтогазопроводи та ін.

Безліч таких станцій знаходиться в важкодоступних районах на значному видаленні людського житла - на узбережжі Північного Льодовитого океану, в тайзі і тундрі, куди і доставити необхідне обладнання становить чималу проблему.

Поступово багато станцій переводилися на автоматичний режим, але проблема їхнього енергозабезпечення досі є досить гострою. Потрібно не лише знизити витрати на їх утримання та обслуговування, а й гарантувати надійність роботи. Для цього підходять ВУЭММ. Вони прості та надійні при виготовленні, експлуатації, транспортуванні, монтажі, ремонті. Зрештою, порівняно з будь-яким іншим джерелом енергії надзвичайно дешеві.

Висновок

У рефераті представлено одну з можливостей вирішення проблеми, пов'язаної з енергозабезпеченням сільського господарства або приватних володінь, за рахунок застосування вітроенергетичних установок. Такі установки можуть стати альтернативою традиційним способам енергопостачання вказаних об'єктів.

Література

Солоницын А. Друге наступ вітроенергетики // “Наука життя й”, 2004, № 3.

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

Фатєєв Є. М. Вітродвигуни. - М.: ГІНТІ машинобудівної літератури, 1962.

www.elektropribor.spb.ru/rufrset.

Виконав: Панов Роман,10а

Вчитель: Гавріна І.Є.

Альтернативна енергетика - сукупність перспективних способів отримання енергії, які поширені негаразд широко, як традиційні, проте становлять інтерес через вигідність їх використання за низького ризику заподіяння шкоди екології району.

Альтернативне джерело енергії - спосіб, пристрій або споруда, що дозволяє отримувати електричну енергію та замінює собою традиційні джерела енергії, що функціонують на нафті, що видобувається природному газі та вугіллі. Мета пошуку альтернативних джерел енергії – потреба отримувати її з енергії відновлюваних або практично невичерпних природних ресурсів та явищ. До уваги може братися також екологічність та економічність.

Провідним екологічно чистим джерелом енергії є Сонце.

Енергія Сонця обчислюється за такою формулою:

де, R e випромінюваність Сонця

Вітроенергетика – галузь енергетики, що спеціалізується на використанні енергії вітру – кінетичної енергії повітряних мас в атмосфері.

Вітряки, що виробляють електрику, були винайдені в 19-му столітті в Данії. Там у 1890 році була побудована перша вітроелектростанція, а до 1908 року налічувалося вже 72 станції потужністю від 5 до 25 кВт. Найбільші з них мали висоту вежі 24 м та чотирилопатеві ротори діаметром 23 м. Попередниця сучасних вітроелектростанцій з горизонтальною віссю мала потужність 100 кВт і була побудована 1931 року в Ялті. Вона мала вежу заввишки 30 м-коду.

Основна частина вартості вітроенергії визначається первісними витратами на будівництво дуже дорогих споруд ВЕУ.

Економія палива

Вітряні генератори в процесі експлуатації практично не споживають викопного палива. Робота вітрогенератора потужністю 1 МВт за 20 років дає змогу заощадити приблизно 29 тис. тонн вугілля або 92 тис. барелів нафти.

• Доведіть, що енергія вітру є перетвореною енергією сонячних променів.
• Енергія сонця керує погодою на землі. Вітер утворюється внаслідок неоднорідного нагрівання повітря: у місцях, нагрітих Сонцем, тепле повітря піднімається вгору, яке місце займає холодне повітря. Таким чином, енергія вітру є похідною сонячної енергії.

Приливна електростанція(ПЕМ) - особливий вид гідроелектростанції, що використовує енергію припливів, а власне кінетичну енергію обертання Землі. Приливні електростанції будують на берегах морів, де гравітаційні сили Місяця та Сонця двічі на добу змінюють рівень води. Коливання рівня води біля берега можуть сягати 13 метрів.

Для отримання енергії затоку або гирло річки перекривають греблею, в якій встановлені гідроагрегати, які можуть працювати як в режимі генератора, так і в режимі насоса (для перекачування води у водосховище для подальшої роботи без припливів та відливів). В останньому випадку вони називаються гідроакумулюючою електростанцією.

Енергія хвиль- Енергія, що переноситься хвилями на поверхні океану. Може використовуватися для здійснення корисної роботи - генерації електроенергії, опріснення води та перекачування води в резервуари. Енергія хвиль – відновлюване джерело енергії.

Хвильова енергія є сконцентрованою енергією вітру і, зрештою, сонячної енергії. Потужність, отримана від хвилювання всіх океанів планети, може бути більше потужності, одержуваної від Сонця. Але питома потужність електрогенераторів, що працюють від хвиль, може бути набагато більшою, ніж для інших альтернативних джерел енергії.

Сонячна електростанція - інженерна споруда, яка перетворює сонячну радіацію в електричну енергію. Способи перетворення сонячної радіації є різними і залежать від конструкції електростанції.

Типи сонячних електростанцій

• СЕС баштового типу
• СЕС тарілчастого типу
• СЕС, що використовують фотобатареї
• СЕС, що використовують параболічні концентратори
• Комбіновані СЕС
• Аеростатні сонячні електростанції

Дані електростанції ґрунтуються на принципі отримання водяної пари з використанням сонячної радіації. У центрі станції стоїть вежа висотою від 18 до 24 метрів (залежно від потужності та деяких інших параметрів висота може бути більшою чи меншою), на вершині якої знаходиться резервуар з водою. Цей резервуар пофарбований у чорний колір поглинання теплового випромінювання. Також у цій вежі знаходиться насосна група, що доставляє пар на турбогенератор, який знаходиться поза вежею. По колу від вежі на деякій відстані розташовуються геліостати. Геліостат - дзеркало площею кілька квадратних метрів, закріплене на опорі і підключене до загальної системи позиціонування. Тобто, залежно від положення сонця, дзеркало змінюватиме свою орієнтацію у просторі. Основне і трудомістке завдання - це позиціонування всіх дзеркал станції так, щоб у будь-який момент часу всі відбиті промені від них потрапили на резервуар. У ясну сонячну погоду температура у резервуарі може досягати 700 градусів. Такі температурні параметри використовуються більшості традиційних теплових електростанцій, тому для отримання енергії використовуються стандартні турбіни. Фактично на станціях такого типу можна отримати порівняно великий ККД (близько 20%) та високі потужності.

Геотермальна електростанція (ГеоТЕС) – вид електростанцій, що виробляють електричну енергію з теплової енергії підземних джерел (наприклад, гейзерів).

Геотермальна енергія – це енергія, яка отримується з природного тепла Землі. Досягти цього тепла можна за допомогою свердловин. Геотермічний градієнт у свердловині зростає на 1 °C кожні 36 метрів. Це тепло доставляється на поверхню у вигляді пари чи гарячої води. Таке тепло може використовуватися як безпосередньо для обігріву будинків і будівель, так і для виробництва електроенергії.

На відновлювані (альтернативні) джерела енергії припадає лише близько 1% світового вироблення електроенергії. Йдеться насамперед про геотермальні електростанції (ГеоТЕС), які виробляють чималу частину електроенергії у країнах Центральної Америки, на Філіппінах, в Ісландії; Ісландія також є прикладом країни, де термальні води широко використовуються для обігріву, опалення.

Приливні електростанції (ПЕМ) поки є лише в кількох країнах - Франції, Великій Британії, Канаді, Росії, Індії, Китаї.

Сонячні електростанції (СЕС) працюють у понад 30 країнах.

Останнім часом багато країн розширюють використання вітроенергетичних установок (ВЕУ). Найбільше їх у країнах Західної Європи (Данія, ФРН, Великобританія, Нідерланди), США, Індії, Китаї. Данія отримує 25% енергії з вітру

1 із 13

Презентація на тему:

№ слайду 1

Опис слайду:

№ слайду 2

Опис слайду:

Енергія вітру землі невичерпна. Багато століть людина намагається перетворити енергію вітру собі на користь, будуючи вітростанції, що виконують різні функції: млини, водяні та нафтові насоси, електростанції. Як показала практика та досвід багатьох країн, використання енергії вітру вкрай вигідно, оскільки, по-перше, вартість вітру дорівнює нулю, а по-друге, електроенергія виходить з енергії вітру, а не за рахунок спалювання вуглецевого палива, продукти горіння якого відомі своїм небезпечним. впливом на людину.

№ слайду 3

Опис слайду:

Роторна вітроелектрична станція (ВЕС) Вона перетворює кінетичну енергію вітрового потоку на електричну. ВЕС складається з вітромеханічного пристрою (роторного або пропелерного), генератора електричного струму, автоматичних пристроїв керування роботою вітродвигуна та генератора, споруд для їх встановлення та обслуговування.

№ слайда 4

Опис слайду:

Вітроенергетична установка - це комплекс технічних пристроїв для перетворення кінетичної енергії вітрового потоку на механічну енергію обертання ротора генератора. ВЕУ складається з однієї або кількох ВЕС, акумулюючого або резервуючого пристрою та систем автоматичного керування та регулювання режимів роботи установки. Віддалені райони, недостатньо забезпечені електроенергією, практично не мають іншої економічно вигідної альтернативи, як будівництво вітроелектростанцій.

№ слайду 5

Опис слайду:

Вітер має кінетичну енергію, яка може бути перетворена вітромеханічним пристроєм на механічну, а потім електрогенератором на електричну енергію. Швидкість вітру вимірюється в кілометрах за годину (км/год) або метрах за секунду (м/с): 1 км/год = 0.28 м/с 1 м/с = 3.6 км/год. Енергія вітру пропорційна кубу швидкості вітру. = 1/2 dAtS3d – щільність повітря, A – площа, через яку проходить повітря, t – період часу, S – швидкість вітру.

№ слайду 6

Опис слайду:

Потужність (P) пропорційна енергії вітру, що проходить через поверхню ("поверхня, що омітається") в одиницю часу. Потужність вітру = 1/2 dAS3

№ слайду 7

Опис слайду:

Вітер характеризується такими показниками: швидкість середньомісячна та середньорічна відповідно до градацій за величиною та зовнішніми ознаками за шкалою Бофорта; швидкість максимальна у пориві – дуже важливий показник стійкості роботи вітроелектростанції; напрям вітру / вітрів - "троянда вітрів", періодичність зміни напрямків і сили вітру (рис.1); турбулентність – внутрішня структура повітряного потоку, що створює градієнти швидкості у горизонтальній, а й у вертикальної площині; рвучкість - зміна швидкості вітру в одиницю часу; щільність вітрового потоку, що залежить від атмосферного тиску, температури та вологості. вітер може бути однофазним, а також двофазним і багатофазним середовищем, що містить краплі рідини і тверді частинки різної крупності, що рухаються всередині потоку з різними швидкостями.

№ слайду 8

Опис слайду:

№ слайду 9

Опис слайду:

Використання енергії вітру У 2008 році сумарні потужності вітряної енергетики зросли у всьому світі до 120 ГВт. Вітряні електростанції всього світу у 2007 році виробили близько 200 млрд. кВт·год, що становить приблизно 1,3 % світового споживання електроенергії. У всьому світі в 2008 році в індустрії вітроенергетики було зайнято понад 400 тисяч людей. У 2008 році світовий ринок обладнання для вітроенергетики зріс до 36,5 мільярда євро, або близько 46,8 мільярда американських доларів. У 2007 році у Європі було сконцентровано 61% встановлених вітряних електростанцій, у Північній Америці 20%, Азії 17%. У 2009 році в Китаї вітряні електростанції виробляли близько 1,3% сумарного вироблення електроенергії в країні. У КНР з 2006 року діє закон про відновлювані джерела енергії. Передбачається, що до 2020 року потужності вітроенергетики досягнуть 80-100 ГВт.

№ слайду 10

Опис слайду:

№ слайду 11

Опис слайду:

Вітроенергетика в Республіці Білорусь Вітроенергетика, як і будь-яка галузь господарювання, повинна мати три обов'язкові компоненти, що забезпечують її функціонування: вітроенергетичними ресурсами, вітроенергетичним обладнанням, розвиненою вітротехнічною інфраструктурою. 1. Для вітроенергетики Білорусі енергетичний ресурс вітру практично необмежений. У дивовижній країні є розвинена централізована електромережа і багато вільних площ, не зайнятих суб'єктами господарську діяльність. Тому розміщення вітроенергетичних установок (ВЕУ) та вітроелектричних станцій (ВЕС) обумовлюється лише грамотним розміщенням вітроенергетичної техніки на придатних для цього площах.2. Можливості придбання закордонної вітротехніки дуже обмежені внаслідок відсутності достатнього вибору саме того обладнання для ВЕУ та ВЕС, яке відповідає кліматичним умовам Білорусі, а також потужній протидії відповідальних адміністративних працівників від офіційної енергетики.3. Відсутність інфраструктури з проектування, впровадження та експлуатації вітротехніки та, відповідно, практичного досвіду та кваліфікованих кадрів можна подолати лише під час активної співпраці з представниками розвиненої вітроенергетичної інфраструктури зарубіжжя.

№ слайду 12

Опис слайду:

№ слайду 13

Опис слайду:

Вітри, що формуються в континентальній місцевості та північних широтах, характеризуються різкими поривами та частою зміною напрямків, від досить спокійних вітрів європейського морського узбережжя (Нідерланди, Німеччина). Структура вітру змінюється в залежності від висоти над земною поверхнею, при цьому стабільність повітряного потоку збільшується у високих шарах повітря. Відмінність у темпераменті вітрів потребує певного конструктивного підходу під час створення вітростанції. Пропоноване рішення є універсальним для вітрів будь-яких напрямків та швидкостей, включаючи штормові вітри.

Історія вітроенергетики починається з незапам'ятних часів: енергія вітру вже понад 6000 років надійно і вірно служить людям. У перші найпростіші вітродвигуни застосовували в давнину в Єгипті та Китаї. Так у місті Олександрії збереглися залишки кам'яних вітряків барабанного типу (II-I ст. до. н. е.). Перси (у VII ст. н. е.) будували вітряки вже більш досконалої конструкції - крильчасті. Дещо пізніше у VIII-IX ст., вітряки з'явилися на Русі та в Європі.(5) Починаючи з XIII ст., вітродвигуни набули широкого поширення в Західній Європі, особливо в Голландії, Данії та Англії, для підйому води, розмелювання зерна і приведення в рух різних верстатів. Слід зазначити, що до Великої Жовтневої революції у селянських господарствах Росії налічувалося близько 250 тис. вітряків, які щорічно перемелювали половину врожаю. З винаходом парових машин, а потім двигунів внутрішнього згоряння та електродвигунів, старі примітивні вітряні двигуни та млини були витіснені з багатьох галузей та залишені у сільському господарстві. На початку XX у російським вченим Н. Є. Жуковським була розроблена теорія швидкохідного вітродвигуна і були закладені наукові основи створення високопродуктивних вітродвигунів, здатних ефективніше використовувати енергію вітру. Вони були побудовані його учнями, після організації в 1918 р. Центрального аерогідродинамічного інституту (ЦАГІ).

Радянськими вченими та інженерами були теоретично обґрунтовані принципово нові схеми та створені досконалі за конструкцією вітроенергетичні установки та вітроелектричні станції (ВЕС), різних типів потужності до 100 кВт, для механізації та електрифікації та інших цілей. Великий внесок у історію вітроенергетики та її використання зробили такі радянські вчені як: Н.В. Красовський, Г.Х.Сабінін, Є.М. Фатєєв та багато інших. У XX ст. науково-технічний прогрес, що набирав обертів величезними темпами, докорінно змінив технологічну картину світу. Сталь, нафта, газ, нові матеріали та можливості відсунули далеко на задній план досягнення людської цивілізації у вітроенергетиці. Проте активне використання нафти, вугілля і газу може призвести до їх зникнення, тому в багатьох країнах почали розвивати так звану нетрадиційну, або альтернативну енергетику – відновлювані джерела енергії, які мають екологічні переваги. Але, як відомо, нове - це добре забуте старе і тому людство знову звертає свої погляди на енергію вітру.