Ветряная энергетика

Введение

 Вплоть до XlX века нашей эры ветряная мельница и парус, наряду с водяным колесом, были единственными двигателями, используемыми человеком в его жизнедеятельности. В настоящие время главное место занимает выработка электроэнергии. Во многих развитых странах Запада, в Нидерландах, Дании, США, она стала использоваться в крупных масштабах.

Места расположения ветростанций

Для того чтобы строительство ветроэлектростанции оказалось экономически оправданным, необходимо чтобы среднегодовая скорость ветра в данном районе составляла не менее 6 метров в секунду. В нашей стране ветряки можно строить на побережьях Чёрного, Каспийского и Балтийского морей, все побережье Крыма. Конструкция ветровых турбин должна обеспечивать их работу даже при лёгком дуновении ветра и в тоже время предохранять от поломки при ураганном ветре. Строить ветроэлектростанции надо, там где проходят воздушные потоки- на открытых равнинах, берегах морей, горных пастбищах

.

Типы ветряных электростанций

Существуют два основных типа ветряных электростанций: горизонтальные и вертикальные ветрогенераторы. Горизонтальный тип генераторов у большинства людей ассоциируется с ветряком или ветряной мельницей - они имеют лопасти, которые вращаются перпендикулярно к земле, т.е. с горизонтальной осью вращения. По эффективности у таких электростанций есть свои значительные преимущества, но лучше всего они работают, если установлены на высокой башне, где могут поймать больше энергии ветра. Механизм горизонтального устройства более сложный, чем у вертикальных, а поэтому соответственно дороже. Помимо этого, они также представляют опасность для птиц и могут производить довольно много шума.

Вертикальные ветрогенераторы.

 лопасти вращаются  вокруг вертикальной оси, то есть  перпендикулярно относительно земли. Его можно устанавливать прямо  на земле, он примерно в два  раза эффективнее более традиционных  горизонтальных ветровых турбин  и не зависит от направления ветра, но имеет также свои недостатки. Такая конструкция больше зависит от силы ветра. При недостаточной его мощности может потребоваться небольшое "повышение" при помощи электродвигателя, чтобы получить начальное вращение. Минимальный порог использования ветра у них значительно ниже

Хранение ветровой энергии

 При использовании  ветра возникает серьёзная проблема: избыток энергии в ветряную  погоду и недостаток её в  период безветрия. Для того чтобы  сохранить энергию. Устанавливают  различные накопители которые  сохраняют энергию ветра в  ветряную погоду.

Положительные стороны.

Ветряные электростанции не загрязняют окружающую среду вредными выбросами. -Ветровая энергия, при определенных условиях может конкурировать с невозобновляемыми энергоисточниками. -Источник энергии ветра природа неисчерпаема. Ветрогенератор мощностью 1 МВт сокращает ежегодные выбросы в атмосферу 1800 тонн СО2, 9 тонн SO2, 4 тонн оксидов азота

Отрицательные стороны:

Ветер от природы нестабилен, с усилениями и ослаблениями. Это затрудняет использование ветровой энергии. Поиск технических решений, которые позволили бы компенсировать этот недостаток главная задача при создании ветряных электростанций. -Ветряные электростанции создают вредные шумы в различных звуковых спектрах. Обычно ветряные установки строятся на таком расстоянии от жилых зданий, чтобы шум не превышал 35-45 децибел. -Ветряные электростанции создают помехи телевидению и различным системам связи.

Влияние на климат

Ветрогенераторы изымают часть кинетической энергии движущихся воздушных масс, что приводит к снижению скорости их движения. При массовом использовании ветряков (например, в Европе) это замедление теоретически может оказывать заметное влияние на локальные (и даже глобальные) климатические условия местности. В частности, снижение средней скорости ветров способно сделать климат региона чуть более континентальным за счет того, что медленно движущиеся воздушные массы успевают сильнее нагреться летом и охлаждаться зимой. Также отбор энергии у ветра может способствовать изменению влажностного режима прилегающей территории.

Экономика ветроэнергетики в России

В большинстве регионов России среднегодовая скорость ветра не превышает 5 м/с], в связи с чем привычные ветрогенераторы с горизонтальной осью вращения практически не применимы — их стартовая скорость начинается с 3-6 м/с, и получить от их работы существенное количество энергии не удастся. Однако на сегодняшний день все больше производителей ветрогенераторов предлагают т. н.роторные установки, или ветрогенераторы с вертикальной осью вращения. Принципиальное отличие состоит в том, что вертикальному генератору достаточно 1 м/с чтобы начать вырабатывать электричество. Развитие этого направления снимает ограничения по использованию энергии ветра в целях электроснабжения. Наиболее прогрессивная технология — сочетание в одном устройстве генераторов двух видов — вертикального ветрогенератора и ФЭМ (фото-электрические модули) — солнечные панели. Дополняя друг друга, совместно они гарантируют производство достаточного количества электроэнергии на любых территориях и в любых климатических условиях. Достаточных, например, для уличного освещения или питания объектов инженерно-технической инфраструктуры (базовые станции сотовой связипункты наблюдения, погодные и метеостанции и так далее).