Ветровые электростанции вэс

Ветроэнергетика в 2018 году

Несмотря на политические и экономические проблемы ветроэнергетика продолжает развитие. В течение 2017 г. по всему миру ввели в строй 52,57 гВт новых мощностей. При этом темпы прироста мировой энергетики снижаются: если в 2015 г. было введено рекордных 62,6 ГВт, то в 2016-м показатели снизились до 54,6 ГВт. Общая установленная мощность ВЭС в мире к концу 2017 г. достигла значения 539,58 ГВт.

Лидер этого движения – Китай. По данным Windpower Intelligence, установленная мощность ВЭС в Китае составляет 171,8 ГВт. В 2017 г. Китай ввел в строй 19,5 ГВт мощностей – 37% новых мировых мощностей. В десятилетней перспективе до 2027 г. ежегодно Китай будет вводить более 20 ГВт энергии. Предполагается, что к 2020 г. совокупная мощность превзойдет показатель в 210 ГВт, считают в «Make». Такие планы по ветроэнергетике были заявлены в рамках 13-й пятилетки, стартовавшей в 2016 г.

В Европе в 2017 г. добавилось 16,8 ГВт, из которых 15,7 ГВт пришлись на страны Евросоюза. Лидируют Германия и Великобритания, прибавившие по 6,6 ГВт и 4,3 ГВт соответственно.

В Северной Америке темпы прироста падают. Подавляющее большинство новых установок здесь пришлось на США: 7 ГВт из общих 7,8 ГВт континента.

В Латинской Америке и странах Карибского бассейна введением новых мощностей выделяется Бразилия, прибавив 2 ГВт из общих 2,6 ГВт.

В объединенном Африканском и Тихоокеанском регионе только две страны показали заметный рост: ЮАР 621 МВт и Австралия 245 МВт.

По итогам 2017 г. тройка лидеров по общей мощности ветроэнергетики в мире по-прежнему состоит из Китая (188,2 ГВт, 35%), США (89 ГВт, 17%) и Германии (56,1 ГВт, 10%). Доля первых десяти стран рейтинга в мировом ветроэнергетическом балансе составляет 85%.

Значение ветроэнергетики не только в генерировании мощности. Это наукоемкая, высокотехнологичная отрасль, создающая квалифицированные рабочие места как внутри, так и в смежных отраслях, включая перевозки тяжеловесных крупногабаритных грузов. Здесь развилось целое направление техники, предназначенной для перевозки лопастей и колонн ветрогенераторов. Для них создали специальные транспортные средства: длинномерные полуприцепы с большим ходом подвески для перевозки лопасти, адаптеры для захвата секции колонны на базе низкорамных тяжеловозных тележек, адаптеры для лопасти на базе самоходного модульного транспортного средства.

Не стоит забывать о модернизации существующих ветровых установок. Только в Китае к концу 2017 г. более 300 установок достигли срока эксплуатации 20 лет, и в дальнейшем их число будет только расти, а модернизация сопоставима со строительством новой установки.

Россия пока находится в самом начале своего развития, хотя взят масштабный курс на развитие возобновляемых источников энергии. По итогам проведенного в 2017 г. отбора проектов ВИЭ, Инвестиционный фонд развития ветроэнергетики, созданный компанией «Фортум» и «Роснано», получил право на строительство 1000 МВт ветрогенерирующих мощностей в 2018–2022 гг. с долей локализации 65%. Весь объем будущих вводов ВЭС до 2024 г. составит чуть более 3 ГВт.

По мнению бизнеса, бурному развитию ветроэнергетики препятствует главным образом требование к высокому уровню локализации – до 65%. Космополитичному бизнесу всегда проще привезти готовые изделия из Китая или Турции, чем брать на себя риски производства, и позицию Правительства РФ в этом вопросе можно считать национально ориентированной, направленной на создание внутреннего производства. Тем более, что эта позиция уже дает результаты.

Так, испанская компания Windar Renovables строит в Ростове-на-Дону завод по производству колонн (башен) для ветрогенераторов, которыми будет снабжать местных производителей. Windar Renovables – производитель башен и оснований для ветрогенераторов наземного и морского базирования.

Производственные площади в Ростове-на-Дону составят 15 тыс. м2, складские – 60 тыс. м2. Численность персонала – 200 человек. Завод планируют запустить уже в конце 2018 г. В Испании у Windar Renovables семь заводов в разных регионах страны, а за пределами родины есть заводы в Мексике, Бразилии и Индии, и скоро к ним присоединится российское предприятие.

В рамках проекта «Фортум-РОСНАНО» по строительству 1000 Мвт мощностей производитель ветрогенераторов Vestas Wind Systems A/S создаст предприятия по производству комплектующих для ветрогенераторов. Первое из них – завод в Ульяновске по производству лопастей ветрогенераторов (Vestas Manufacturing Rus). Завод будет располагаться на территории АО «АэроКомпозит-Ульяновск». Ориентировочная численность персонала – 300 человек. Запуск производства запланирован на конец 2018 г.

Таким образом, локализации быть. Какие же мощности уже генерируют энергию в России?

В январе 2018 г. начал работу самый мощный российский проект – Ульяновская ВЭС-1 «Фортум» мощностью 35 МВт и стоимостью около 65 млн евро, построенная за год в Ульяновской области и управляемая российской компанией «Фортум». Ветровое поле составляют 14 ветрогенераторов производства китайской компании DongFang мощностью 2,5 МВт каждый. Уровень локализации составляет всего 28%, все оборудование китайское, так как проект был утвержден еще в 2015 г.

По итогам первого квартала ветропарк «Фортум» выработал 21,61 ГВт.ч. Ожидается, что годовой объем реализации электрической энергии, произведенной на УВЭС-1, составит 85 ГВт.ч.

В развитие проекта Правительство Ульяновской области в течение двух лет планирует создать несколько ветропарков суммарной мощностью 250 МВт, еще в течение двух лет довести суммарную мощность до 600 МВт, а к 2030 г. до 1 ГВт.

Зеленоградская ветроэнергоустановка, расположенная у поселка Куликово Зеленоградского района Калининградской области. Установленная электрическая мощность станции составляет 5,1 МВт. На Зеленоградской ВЭС смонтирован один ветрогенератор типа Wind World 4200/600 мощностью 0,6 МВт и 20 ветрогенераторов типа Vestas V27/225 мощностью по 0,225 МВт каждый. Все ветрогенераторы приобретались бывшими в эксплуатации, в силу проблем с запасными частями для устаревшего оборудования большинство генераторов простаивает.

ВЭС «Тюпкильды» располагается около деревни Тюпкильды Туймазинского района Республики Башкортостан. Установленная электрическая мощность – 1,65 МВт. Введена в эксплуатацию в 2001 г. В составе оборудования три ветрогенератора немецкого производства ЕТ-550 по 550 кВт каждый. Четвертый генератор сгорел в феврале 2017 г.

Калмыцкая ВЭС введена в эксплуатацию 5 декабря 2009 г. Установленная мощность – 1 МВт.

ВЭС с. Тамар-Уткуль расположена в Оренбургской области. Установленная мощность ВЭС – 0,925 МВт. Введена в эксплуатацию в 2013 г.

ВЭС г. Орск – установленная мощность ВЭС –0,4 МВт. Введена в эксплуатацию в 2015 г.

ВЭС ООО «АльтЭнерго» расположена в Белгородской области. Установленная мощность – 0,1 МВт. Введена в эксплуатацию компанией ООО «АльтЭнерго» 1 августа 2010 г.

Анадырская ВЭС расположена на Мысе Обсервации Анадырского района Чукотского автономного округа РФ. Обеспечивает электроэнергией население поселков Шахтёрский, Угольные Копи, аэропорт «Угольный». Установленная электрическая мощность – 2,5 МВт. До 2006 г. выработка станции составляла 3 млн кВт.ч, в последующие годы из-за отсутствия грамотного обслуживания отпуск электроэнергии существенно снизился. Также на территории округа планировалось строительство 17 аналогичных ветростанций, объединенных в единую сеть, но эти планы остались нереализованными.

На территории Республики Крым действуют семь ВЭС:

  • Останкинская ВЭС установленной мощности 25 Мвт;
  • Тарханкутская ВЭС установленной мощности 22,45 МВт;
  • Сакская ВЭС установленной мощности 20,82 МВт;
  • Пресноводненская ВЭС установленной мощности 7,39 МВт;
  • Донузлавская ВЭС установленной мощности 6,78 МВт;
  • Судакская ВЭС установленной мощности 3,76 МВт;
  • Восточно-Крымская ВЭС установленной мощности 2,81 МВт.

Ветровые электростанции для дома

В жизни бывают различные ситуации, когда по какой-то из причин невозможно выполнить подключение к централизованной сети электроснабжения, электроснабжение от традиционных поставщиков не является надежным или потребитель хочет быть независим от них. В этих случаях выход один — альтернативные источники энергии, ну и конечно первое что приходит на ум, это ветровая электростанция.

Чтобы выбрать подобное устройство, для электроснабжения жилого дома, необходимо изучить критерии которым должна отвечать ветровая электростанция, это:

  • Электрическая мощность;
  • Способность обеспечивать электрической энергией в заданный период (сутки, месяц, год);
  • Скорость воздушных потоков, при которых установка способна вырабатывать электрический ток;
  • Условия эксплуатации;
  • Комплект поставки и его содержание;
  • Срок эксплуатации установки;
  • Стоимость комплекта оборудования.

Определив технические параметры электростанции, следует выбрать конкретную модель из многочисленного разнообразия предложений на рынке подобных устройств.

Из российских предприятий выпускающих ветровые электростанции наиболее известна продукция ООО «СКБ Искра» (г. Москва), ООО «ГРЦ-Вертикаль» (Челябинская область), ЗАО «Ветроэнергетическая компания» (г. Санкт-Петербург) и еще ряд компаний.

Из зарубежных производителей наиболее известны и востребованы устройства выпускаемые немецкими, датскими, бельгийскими и китайскими компаниями.

Как выбрать

Для того, чтобы выбрать ветровую электростанцию необходимо руководствоваться критериями выбора сформулированными выше.

  1. Электрическая мощность.

При выборе установки по этому критерию необходимо определиться в каком качестве будет работать ветровой генератор в системе электроснабжения объекта (дом, дача, промышленное или сельскохозяйственное назначение).

  • Это может быть источник аварийного питания, когда к сети генератора будет подключено аварийное освещение и устройства теплоснабжения или водоснабжения, останов которых может привести к аварийной ситуации.
  • Основной источник электрической энергии в системе электроснабжения объекта.
  • Источник электроснабжения части потребителей (работа параллельно с традиционной сетью электроснабжения).

Определив мощность подключаемых к ветровой электростанции объектов – определяется мощность установки, с учетом коэффициента запаса и возможности развития.

  1. Способность установки обеспечивать потребителей электрической энергией в заданный период.

Этот показатель также важен, т. к. он характеризует все элементы системы электроснабжения, их способность вырабатывать, преобразовывать, накапливать и передавать для использования количество электрической энергии в заданный интервал времени.

  1. Скорость воздушных потоков обеспечивающих нормальную работу установки.

Этот показатель тоже является основополагающим при выборе модели и ее способности работать в каждом выбранном регионе, где предстоит выполнить монтаж.

Для того чтобы правильно подобрать ветровую электростанцию, в отношении этого критерия, необходимо изучить ветровые нагрузки в предполагаемом месте монтажа станции и сравнить их с техническими параметрами выбранной модели.

  1. Условия эксплуатации.

Данный критерий важен, но не является основополагающим при выборе оборудования.

  1. Срок эксплуатации.

Этот показатель дает возможность потенциальному потребителю рассчитать период окупаемости электростанции и время, которое приобретенная установка будет приносить прибыль, без дополнительных капитальных затрат.

  1. Стоимость комплекта оборудования.

Цена на отечественные и зарубежные аналоги ветровых электростанций несколько различается, но при желании всегда есть возможность выбрать тот агрегат, который будет соответствовать этому критерию выбора.

На что обратить внимание

При выборе ветровой электростанции следует обратить внимание на:

  1. Тип ветрового генератора.

Ветровые генераторы бывают:

  • Вертикального типа – когда ось вращения генератора расположена перпендикулярно Вертикальный ветрогенератор

    потокам ветра. Это малоэффективные устройства требующие устройства «хвостовиков» для ориентации в пространстве. При работе в группе — оказывают друг на друга отрицательное воздействие.

  • Горизонтального типа – когда ось генератора располагается параллельно к ветряным потокам. Генераторы данного типа способны работать при любом движении ветра, для них нет необходимости ориентировать в пространстве. Генераторы данного типа не требуют сооружения конструкций для поднятия над поверхностью земли, при работе Горизонтальный ветрогенератор

    в группе — эффективность работы повышается.

  1. Количество и размер лопастей установки.
  2. Конструкцию мачты и способ ее монтажа и крепления на месте размещения станции.
  3. Наличие средств защиты установки от перегрузок, нагрева и коротких замыканий в электрических проводах и элементах схемы управления.

Ветровые электростанции в России

В Единой энергосистеме нашей страны доля ветровых электростанций очень мала, и по состоянию на конец 2016 года составляет 0,01 % от общей мощности энергосистемы. В цифровом выражении это составляет – 10,9 МВт.

Ветровые электростанции работают в:

  • Калининградской области:
  • «Зеленоградская», установленной мощностью 5,1 МВт.
  • Республике Башкортостан:
  • «Тюпкильды», установленной мощностью 2,2 МВт.
  • Республике Калмыкия:
  • «Калмыцкая», установленной мощностью 1,0 МВт.
  • Оренбургской области:
  • В селе Тамар-Уткуль, установленной мощностью 0,925 МВт;
  • В г. Орск, установленной мощностью 0,4 МВт;
  • Белгородской области:
  • «АльтЭнерго», установленной мощностью 0,1 МВт.

В Республике Крым, независимо от Единой энергетической системы страны, работает 7 ветряных электрических станций, общей мощностью 89,01 МВт.

Также вне системы работает одна станция в Чукотском автономном округе мощностью 2,5 МВт, и три станции в Камчатском крае общей мощностью 4,125 МВт.

В стадии разработки проекта и строительства находятся электростанции в:

  • Краснодарском крае, 1 станция, общей проектируемой мощностью 460,0 МВт, запуск в работу планируется в 2019 – 2020 годах.
  • В Республике Адыгея, 1 станция, общей проектируемой мощностью 150,0 МВт, запуск в работу в 2018 году.
  • В Республике Калмыкия, 1 станция, общей проектируемой мощностью 51,0 МВт, ведутся пуско-наладочные работы.
  • В Ульяновской области, 4 станция, общей проектируемой мощностью 80,0 МВт, запуск в работу в 2017 и 2018 году.
  • В Астраханской области, 2 станций, общей проектируемой мощностью 30,0 МВт, запуск в работу планируется в 2017 и 2018 году.
  • В Оренбургской области, 2 станций, общей проектируемой мощностью 30,0 МВт, запуск в работу планируется в 2017 и 2018 году.

Преимущества и недостатки

К преимуществам ветряных электростанций относятся:

  • В процессе эксплуатации не требуется дополнительных финансовых затрат для обеспечения нормальной работы установки;
  • Работа выполняется в автоматическом режиме без участия обслуживающего персонала, и вне зависимости от погодных условий;
  • Универсальность по месту монтажа и эксплуатации;
  • Экологическая безопасность установки;
  • Большой эксплуатационный срок.

К недостаткам относятся:

  • Высокая стоимость и как следствие продолжительная окупаемость установок;
  • Низкий КПД использования;
  • Необходимость выполнения профилактики на узлах и механизмах установки.

Необходимость экономить природные ресурсы вынуждает большинство государств заняться поиском альтернативных источников электроэнергии. Одним из таких источников является энергия ветра, при помощи которой можно производить электрическую энергию в объемах достаточных для удовлетворения нужд, как бытовых потребителей, так и промышленных предприятий. Основой конструкции для выработки электроэнергии из ветра является установленный на мачте генератор.

Как работает ветряная электростанция?

Принцип работы ветряной электростанции основан преобразовании энергии ветра во вращательное движение турбины. Это происходит при помощи лопастей (ротора). Ветер следует контуру лопасти, приводя их во вращение.

Современные ветровые электрические станции имеют три лопасти. Их длина может достигать 56 метров. Скорость вращения в пределах 12-24 оборотов в минуту. Для увеличения скорости вращения используют редукторы. Мощность современных ветрогенераторов может достигать 750кВт.

Анемометр предназначен для измерения скорости ветра. Он монтируется на тыльной стороне корпуса турбины. Информация о скорости ветра анализируется встроенным компьютером для выработки наибольшего количества электроэнергии.

Конструкция ветроэлектростанции может работать при скорости ветра 4 метра в секунду. При достижении скорости ветра 25 метров в секунду ветровые электростанции принцип работы, которых основан на использовании энергии ветра автоматически выключаются. Бесконтрольное вращение лопастей при сильном ветре является одной из причин аварий и разрушения ветряка.

Трансформатор преобразовывает напряжение до величин необходимых для транспортировки электроэнергии к потребителю по проводам линии электропередачи. Обычно трансформаторы устанавливают у основания мачты

Мачта является важным элементом конструкции ветряной электростанции. От ее высоты зависит выработка генератора. Высота мачты современных ветряков колеблется в пределах 70-120 метров. Некоторые конструкции предусматривают наличие вертолетных площадок.

Установка ветрогенераторов

Одним из необходимых условий для полноценной работы устройства является выбор подходящего места для его размещения. В идеале это должна быть возвышенность с высокой скоростью ветра при низкой турбулентности.


Если неподалеку находится лес, то это будет способствовать снижению эффективности работы ветрогенератора. Отсутствие поблизости ВЛЭП не даст возможности перенаправлять вырабатываемую электроэнергию к потребителям.

Проблемы, вызываемые эксплуатацией ветряных электростанций

Несмотря на то, что ветрогенераторы являются перспективным способом выработки электроэнергии, существует множество проблем, связанных с их эксплуатацией. В частности, в странах Европы, где активно внедряется ветроэнергетика многие люди жалуются на дискомфорт, вызываемый близким соседством с ветряками.

В большинстве стран отсутствуют законы, которые бы четко определяли на каком расстоянии от жилых домов их можно размещать. Иногда ветрогенератор можно увидеть уже на расстоянии 200-250 метров от дома. Люди жалуются на сильный шум, который разносится на сотни метров вокруг. Тень от вращающихся лопастей ветряка может отбрасываться на несколько километров. Это вызывает сильный психологический дискомфорт.

Проблемы вызваны тем, что полномасштабное использование энергии ветра началось относительно недавно. Мощные ветрогенераторы ранее не использовались. Поэтому в полной мере их воздействие на человека изучено не было. В настоящее время разрабатываются законы, призванные минимизировать дискомфорт от эксплуатации этих механизмов.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Ветрогенераторы

Центр материаловедения разрабатывает, проектирует, изготавливает, поставляет и устанавливает ветрогенераторы и ветрогенераторные энергетические установки (ВЭУ) торговой марки ДОМ – комплексные автономные системы обеспечения энергоснабжением – ветрогенераторы разных мощностей по индивидуальным заказам.

Ветрогенераторы ДОМ WG предназначены для обеспечения бесперебойным источником электрической энергии небольших и больших объектов, таких как – особняки, коттеджи, загородные дома, отели, дачные участки, пасеки, туристические лагеря, фермерские хозяйства, производственные цеха или там, где отсутствует подача электроэнергии.

Ветроэнергетические установки (ВЭУ) торговой марки ДОМ -комплексные автономные системы обеспечения энергоснабжением – ветрогенераторы разных мощностей

Ветроэнергетическая установка (ВЭУ) на яхте

Ветроэнергетическая установка (ВЭУ) на яхте

Автономные источники питания (ветрогенератор и солнечная батарея ) на яхте

Комплексная автономная энергетическая система, включающая ветрогенератор и солнечную батарею

Одного ветрогенератора вполне достаточно для автономного функционирования придорожного магазина, небольшого отеля, ресторана, кафе. Но ветрогенераторы или ветрогенераторная установка в комплексе с солнечным коллектором для геолиосистемы горячего водоснабжения полностью обеспечат вашу энергетическую независимость, бесшумные ветрогенераторы создатут современный комфорт и нормальные энергетические условия функционирования объекта.

Вы можете заказать у нас ветрогенераторы разной мощности, полную систему ВЭУ ветро энергетической установки и даже систему: ветрогенераторы с системой горячего водоснабжения на солнечных коллекторах.Ветрогенераторы ДОМ WG предназначены для обеспечения бесперебойным источником электрической энергии для коттеджей, загородных домов, отелей, дачных участков, пасек, туристических лагерей, фермерских хозяйств, мест, где отсутствует поставка электроэнергии. Надежные Ветрогенераторы – это простой способ получить электроэнергию в таком количестве и тогда, когда нужно Вам. Комплексное решение запросов заказчика по ветрогенератору или ветрогенераторной энергетической установки: поставка, проектирование, установка, сервисное обслуживание.

Ветрогенератор ( ветроэлектрическая установка или сокращенно ВЭУ ) — устройство для преобразования кинетической энергии ветра в электрическую. Ветрогенераторы ДОМ WG предназначены для обеспечения безперебойным источником электрической энергии для коттеджей, загородных домов, отелей, дачних участков, пасек, туристических лагерей, фермерских хозяйств, мест, где отсутствует подача электроенергии.

Ветрогенераторы можно разделить на две категории: промышленные и домашние (для частного использования). Промышленные устанавливаются государством или крупными энергетическими корпорациями. Как правило, их объединяют в сети, в результате получается ветряная электростанция. Её основное отличие от традиционных (тепловых, атомных) — полное отсутствие как сырья, так и отходов. Единственное важное требование для ВЭС — высокий среднегодовой уровень ветра. Мощность современных ветрогенераторов достигает 6 МВт.

Строение малой ветряной установки

  • Ротор, лопасти, ветротурбина
  • Генератор (как правило это синхронный трёхфазный с возбуждением от постоянных магнитов напряжением =24 В)
  • Мачта с растяжками
  • Контроллер заряда аккумуляторов
  • Аккумуляторы (необслуживаемые на 24 В)
  • Инвертор (= 24 В ->

Строение промышленной ветряной установки

  • Фундамент
  • Силовой шкаф, включающий силовые контакторы и цепи управления
  • Башня
  • Лестница
  • Поворотный механизм
  • Гондола
  • Электрический генератор
  • Система слежения за направлением и скоростью ветра (анемометр)
  • Тормозная система
  • Трансмиссия
  • Лопасти
  • Система изменения угла атаки лопасти
  • Колпак ротора
  • Система пожаротушения
  • Телекоммуникационная система для передачи данных о работе ветрогенератора
  • Система молниезащиты

Типы ветрогенераторов

Существуют два основных типа ветротурбин: с вертикальной осью вращения и с горизонтальной. Вертикальноосевые ветрогенераторы работают при низких скоростях ветра, но имеют малую эффективность. Поэтому вертикальноосевые системы встречаются достаточно редко и применяются, как правило, в домашних системах.

В Украине индустрия ветрогенераторов для дома активно развивается. Уже сейчас за вполне умеренные деньги можно приобрести ветряную установку и на долгие годы обеспечить энергонезависимость своему загородному дому. Обычно для обеспечения электроэнергией небольшого дома вполне достаточно установки номинальной мощностью 1 кВт при скорости ветра 9 м/с. Если местность не ветреная, ветрогенератор можно дополнить фотоэлектрическими элементами или дизель-генератором. Источники будут замечательно друг друга дополнять.

На нижеследующих фотографиях представлены некоторые примеры элементов ветрогенераторов и моменты их сборки.

Ветрогенератор WG-1000

Детальная характеристика ветрогенератора WG-1000 номинальной мощности 1000 Вт

График зависимости мощности

ветрогенератора (вт) от скорости ветра (м/с)

График зависимости среднемесячной мощности

ветрогенератора (вт) от среднегодовой скорости ветра (м/с)

Ветрогенераторы WG-1000 1000 ВТ предназначены для обеспечения источником электрической энергии небольших объектов, таких как – дачные участки, пасеки, туристические лагеря, фермерские хозяйства, или там, где отсутствует сетевая подача электрической энергии. Максимальная мощность, которая может быть достигнута ветрогенератором, составляет 180 – 450 Квт на месяц для среднегодовых скоростей ветра 3-6 м/с, и 450 – 550 Квт на месяц для среднегодовых скоростей ветра 6 – 9 м/с.

Оптимальная конфигурация ВЭУ (ветро энергетической установки) состоит из:

– Ветрогенератора номинальной/максимальной мощности – 1000 Вт / 1420 Вт

– Инвертора мощности 2000 кВт

– Аккумуляторных батарей (в количестве 4 шт.) 12 В емкостью 200 А*час, которые способны аккумулировать 9,6 кВт*час электроэнергии

– Мачты-фермы ветрогенератора высотой 18 м.

Минимальная рабочая конфигурация ВЭУ (ветро энергетической установки) состоит из:

– Ветрогенератора номинальной/максимальной мощности – 1000 Вт / 1420 Вт

– Инвертора мощностью 1000 кВт

– Аккумуляторных батарей (в количестве 4 шт.) 12 В емкостью 40 А*час, которые способны аккумулировать 1,92 кВт*час электроэнергии

– Мачты на растяжках для ветрогенератора высотой 6 м.

По договоренности из заказчиком возможно индивидуальное изготовление мачты ветрогенератора желаемой конструкции и высоты.

Ветрогенераторы WG-2000

Детальные характеристики

Ветрогенератор от ДОМ тм

ветрогенератора (вт) от скорости ветра (м/с)

Оптимальная конфигурация ВЭУ (ветро энергетической установки) состоит из:

– Ветрогенератора номинальной/максимальной мощности – 2000 Вт / 3000 Вт

– Инвертора мощностью 4000 кВт

– Аккумуляторных батарей в количестве 10 шт. 12 В емкостью 200 А*час, которые способные аккумулировать 24 кВт*час электроэнергии

– Мачты-фермы ветрогенератора высотой 18 м.

Минимальная рабочая конфигурация ВЭУ (ветро энергетической установки) состоит из:

– Ветрогенератора номинальной/максимальной мощности – 2000 Вт / 3000 Вт

– Инвертора мощностью 2000 кВт

– Аккумуляторных батарей в количестве 10 шт. 12 В емкостью 40 А*час, которые способны аккумулировать 4,8 кВт*час электроэнергии

– Мачты ветрогенератора на растяжках высотой 9 м.

По договоренности из заказчиком возможно индивидуальное изготовление мачты ветрогенератора желаемой конструкции и высоты.

Ветрогенератор WG-5000

Детальные характеристики ветрогенератора WG-5000 номинальной мощности 5000 Вт

ветрогенератора (вт) от скорости ветра (м/с)

Оптимальная конфигурация ВЭУ (ветро энергетической установки) состоит из:

– Ветрогенератора номинальной/максимальной мощности – 5000 Вт / 7000 Вт

– Инвертора мощностью 5000 кВт

– Аккумуляторных батарей в количестве 20 шт. 12 В емкостью 200 А*час, которые способны аккумулировать 48 кВт*час электроэнергии

– Мачты-фермы ветрогенераторов высотой 18 м.

Оптимальная конфигурация ВЭУ (ветро энергетической установки) состоит из:

– Ветрогенератора номинальной/максимальной мощности – 5000 Вт / 7000 Вт

– Инвертора мощностью 5000 кВт

– Аккумуляторных батарей в количестве 20 шт. 12 В емкостью 100 А*час, которые способны аккумулировать 24 кВт*час электроэнергии

– Мачты ветрогенератора на ростяжках высотой 12 м.

По договоренности из заказчиком возможно индивидуальное изготовление мачты ветрогенератора желаемой конструкции и высоты.

Центр материаловедения

Научное, технологическое и лабораторное оборудование

R&D проекты

НОВОСТИ НАУКИ И НАНОТЕХНОЛОГИИ

С целью предотвратить опасные неисправности лептопов исследователи из Университета Дрекселя разработали рецепт, который может превратить раствор электролита – ключевой компонент большинства батарей – в защиту от химического процесса, который приводит к поломкам, связанным с батареями.

20 июня 2017 года по решению академического совета директору Института Наноматериалов им. А. Дж. Дрекселя, профессору Юрию Гогоци было присвоено звание Почетного доктора Института проблем материаловедения им. Францевича Национальной академии наук Украины..

Сейчас значительная часть жизни ученого Юрия Гогоци – это международные полеты из США по всему миру, лекции, открытие лабораторий, редактирование научного журнала ACS Nano (18-того в рейтинге Google Scolar среди тысяч). И как минимум две статьи каждый год для самых влиятельных научных журналов мира Nature и Science.

Жизнь Юрия Гогоци – это постоянные перелеты между топовыми лабораториями мира, написание статей в лучших научных журналов мира и исследования материалов, которые могут изменить мир вокруг. Ученый из Киева ежегодно получает более миллиона долларов на лабораторные эксперименты, правда, только за границей. Прочитать лекции в Украине его приглашают крайне редко.

Его труды цитируют чаще, чем многих нобелевских лауреатов, он получает на исследования 2,2 миллиона долларов от родного университета, однако в Украине о Юрия Гогоци знают немногие: лишь несколько публикаций о нем в сети и 2-3 приглашение на выступления в год.

Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского»

Корпус №9, ауд. 101

Дата и время проведения: 8 июня в 13:00

Институт проблем материаловедения им.Францевича НАНУ

Главный корпус, Актовый зал (к. 208)

Дата и время проведения: 7 июня в 12:00

Ученый расскажет, как сочетаются инновации и фундаментальные исследования, сколько будут работать традиционные батарейки и аккумуляторы в будущем и какими будут источники света.

Среди экспертов в студии World Science Fair 2017 выдающийся ученый из Университета Дрекселя профессор Юрий Гогоци, лауреат премии имени Фреда Кавли.

7 июня в 14:30 в Научном Парке “Киевская политехника” состоится семинар с участием Виктора Корсуна (Vic Korsun, USA) и Дугласа Грэхема (Douglas Graham, USA), которые представят новую платформу для Инновационного менеджмента, продвижения, лицензирования, передачи технологий и коммерциализации

На данный момент синтезированы и изучены более двадцати максенов (MXenes) – двумерных карбидов, нитридов и карбонитридов переходных металлов, и еще ожидается, что десятки их будут синтезированы. Применение высоко электропроводящих максенов является очень перспективным для хранения энергии, экранирования и защиты от электромагнитных помех, электрокатализа, плазмоники и многих других приложений.

К вниманию молодых ученых – отличная возможность для начала успешной научной карьеры под руководством известного авторитетного профессора Юрия Гогоци.

– Позиция в одном из лучших университетов Китая с возможностью стажировки в США.

– Работа под руководством наиболее цитируемого украинского ученого, работающего зарубежом, профессора Юрия Гогоци;

– Научная работа в области новых двумерных наноматериалов для энергетики;

– Цель работы: достижение прорыва в области возобновляемых источников энергии, публикация статей в ведущих международных журналах.

– Начальный срок – 1 год с возможностью продления до трех лет. Оплата в зависмости от квалификации.

20 октября 2016 года в торжественной обстановке прошла официальная церемония назначения доктора Юрия Гогоци почетным профессором Цзилиньского университета, Чанчунь, провинция Цзилинь, Китай.

Алексей Гогоци, директор Центра материаловедения, был приглашен профессором Хан Вей в Цзилиньский Университет для обсуждения совместного сотрудничества с научными подразделениями Университета в области разработки, синтеза материалов и технологии изготовления суперконденсаторов.

Группа исследователей из Университета Дрекселя и Корейского института науки и технологий работает над очисткой от таких электромагнитных помех с помощью нанесения на компоненты тонкой защитной пленки наноматериала под названием Максин.

Они встретились с китайскими партнерами по научным исследованиям из Лаборатории физики и технологий для современных батарей Университета Цзилинь

Профессор Юрий Гогоци сделал огромный вклад в изучение и понимание механизмов емкостного наколения энергии.

Победителем престижной международной научной премии 2016 Nano Energy Award стал профессор Юрий Гогоци, директор Института наноматериалов Университета Дрекселя

На форуме «Открытые инновации», открывшемся 28 октября 2015 г. в Москве, состоялась церемония вручения премии RUSNANOPRIZE за достижения в области нанотехнологий Юрию Гогоци и Патрису Симону

Объявлен шорт-лист претендентов на Международную премию в области нанотехнологий RUSNANOPRIZE 2015, в числе трех команд – претендентов проф. Юрий Гогоци, Университт Дрекселя (США) и проф. Патрис Симон, Университет Тулузы им. Поля Сабатье (Франция).

Промышленные ветрогенераторы
MRC – Центр Материаловедения, проектная производственная инжиниринговая научно-технологическая компания, Киев, Украина. Materials Research Centre – research and development of porous carbon nanomaterials and laboratory experimental equipment, Kiev, Ukraine

Ветроэнергетика как отрасль может базироваться только на использовании крупных и высокопроизводительных ветровых турбин. Установки малой мощности, обеспечивающие лишь отдельные дома или группы потребителей, интересны только как автономные источники энергии. Крупные ветротурбины успешно используются в странах Запада, США, Китае. Для использования таких устройств требуется достаточно сильный и стабильный ветер, что свойственно не всем регионам.

Как устроены мощные промышленные ветрогенераторы?

Существующие ныне мощные ветрогенераторы имеют практически одинаковую конструкцию. За основу взят горизонтальный ротор с крыльчаткой. Большие размеры лопастей создают высокую площадь сопротивления потоку ветра, поэтому обычно устанавливается по три лопасти. Масса таких установок очень велика — одна из величайших установок Enercon E-126 весит 6000 т. При таких параметрах требуется достаточно сильный и ровный ветер.

Для старта вращения используются специальные электродвигатели. Большинство моделей не имеет устройства наведения, обходятся установкой на преобладающем направлении потока. Обычное место использования — степные или пустынные регионы, прибрежные или шельфовые районы с постоянными и ровными ветрами.

Конструкция мощного ветрогенератора состоит из следующих элементов:

  • опорная башня. У образцов меньших размеров это мачта. Башня имеет коническую форму, способствующую большей устойчивости и равномерному распределению нагрузок. Изготавливается на месте путем последовательной заливки бетоном соответствующей опалубки. В основании имеется мощная бетонная площадка, являющая цоколем фундамента, обеспечивающего неподвижность и устойчивость
  • гондола. Это камера, внутри которой расположены генераторный отсек, устройства передачи вращения. К ней же присоединяется ротор, конструктивно являющийся продолжением гондолы и образуюший вместе с ней обтекаемую форму. Внешняя часть ротора состоит из хаба и лопастей. Хаб — это центральный обтекатель, установленный на валу генератора и служащий для присоединения лопастей. Гондола имеет возможность вращения вокруг башни для установки на ветер, для чего используется асинхронный электродвигатель и зубчатая передача, опоясывающая всю верхнюю часть башни. Возможность вращения имеется не у всех моделей, для шельфовых ветряков, работающих на потоках двух противоположных направлений, эта функция необязательна.
  • генератор турбины представляет собой устройство кольцевого типа. Ротор турбины конструктивно объединен с ротором генератора, это снижает потери и уменьшает материалоемкость. Для подобных конструкций принципиально важно в максимальной степени исключить узлы передачи вращения, взамен применяя единые цельные элементы.

Лопасти изготавливаются из специального композитного волокна с включениями стали. В зависимости от размеров они изготавливаются целиком или набираются из отдельных частей. Устройство лопастей предусматривает возможность изменения профиля или угла поворота, позволяя регулировать аэродинамику в соответствии с режимом ветрового потока.

В зависимости от размеров, фирмы-изготовителя и назначения ветряка, могут иметься какие-либо изменения в конструкции, дополнения или иные особенности, присущие только данной модели.

Размеры ветряка

Промышленные ветрогенераторы большой мощности обладают впечатляющими габаритами. Так, уже упоминавшийся Enercon E-126 имеет полную высоту 198 м при размахе лопастей 128 м. Площадь, которую ометают такие лопасти, составляет 12668 м2.

Размеры других ветряков соответствуют вырабатываемой мощности. Существуют более крупные или мелкие модели, но все они велики и обладают большим весом. При этом, поверхность земли занимает только основание мачты, вся остальная площадь пригодна для использования под сельское хозяйство.

Примечательно, что мощные ветряки нерентабельны по отдельности. Они используются чаще всего в составе больших ветроэлектростанций, занимающих достаточно большие площади. В составе комплексов насчитываются десятки и даже сотни отдельных установок, объединенных в единую систему и выдающие суммарную мощность в несколько мВт. Они создаются в местах с оптимальными ветровыми условиями, способными обеспечить равномерную нагрузку и стабильную производительность оборудования.

Большие размеры означают высокие цены на оборудование. Так, стоимость турбины Enercon E-126 составляет 11 млн евро. Можно примерно подсчитать стоимость целой ветроэлектростанции, эксплуатационные расходы и затраты на доставку и монтаж таких гигантов. Соответственно, себестоимость энергии достаточно высока, а срок службы относительно низок — около 20 лет.

Промышленные ветровые электростанции

Функционирование нескольких сотен крупных ветряков способно создавать большие мощности. Создание ветровых электростанций позволило решить проблемы с электроснабжением регионов, не имеющих возможности строительства ГЭС или АЭС.

Примечательно, что запрет на строительство АЭС в ряде регионов мира и отсутствие других возможностей явились причинами возникновения множества ВЭС, хотя эксплуатационные и экономические параметры ветряков уступают более традиционным вариантам выработки энергии. Кроме того, ветроэнергетика признана экологически чистым направлением, что также сыграло немалую роль в развитии отрасли.

В последнее время наблюдаются две параллельные тенденции:

  • рост числа мощных установок, объединенных в большие станции
  • возрастание интереса к частным источникам, дающим возможность автономного существования без использования сетевых ресурсов

Возникает конкурентная ситуация, когда большие вложения в огромные комплексы перестают покрываться доходами от них, а небольшие установки становятся все более выгодными и удобными. Будущее покажет, какая система станет наиболее распространенной и эффективной.

Солнечные и ветряные электростанции стали прибыльными в Европе


Голдманы в отчёте «Power Shift 2019: Nextgen Power» привели очень интересную информацию:

  • К 2030 г. прогнозируется ввод более 1000 ГВт солнечных панелей
  • За последний год солнечные панели подешевели на 20%
  • Оптовые цены на электроэнергию за год выросли на 30%
  • Нормированная стоимость солнечной электроэнергии на 40-50% дешевле цен в центральной и южной Европе.
  • Портфель проектов по солнечной энергетике в Испании вырос на 129% с мая по ноябрь 2018г и составляет 50% установленной мощности.
  • Доля возобновляемых источников энергии к 2030 году может превысить 70%

Более того, ожидается падение стоимости электроэнергии на 25% к 2030 году. Для того, чтобы текущая электроэнергетика оставалась конкурентоспособной (точнее для сохранения EBITDA на текущем уровне при падении цен), энергетикам необходимо дополнительно ввести в строй возобновляемые источники энергии, чтобы их доля составляла 10-20%.
Казалось бы, старые электростанции должны становиться неконкурентоспособными. Но именно крупные компании получают множество преимуществ на этом рынке. Во-первых, они имеют возможность подписать долгосрочные договоры со старыми клиентами на ввод солнечных электростанций. Сами клиенты тоже в этом заинтересованы, т.к. получают электроэнергию по меньшей цене. Во-вторых, крупные компании получают гораздо более привлекательные цены при покупке солнечных панелей, также намного дешевле обходится им и монтаж. В-третьих, даже смесь солнечных и ветряных станций требует резервной мощности, но старые станции (на газе или ГЭС) могут обеспечить этот резерв по гораздо меньшей цене, чем новые небольшие компании.
Самое интересное, что корпоративные договоры 2019 года позволяет компаниям, заключившим договоры о поставке мощности с солнечных электростанций, экономить 40%.
Перепроизводство солнечных панелей в Китае привело к падению стоимости солнечных панелей на 30% с начала 2018 года. При этом в 2017 году Китай устанавливал у себя половину всех солнечных панелей в мире, а падение вызвано сокращением субсидий. В Европе стоимость солнечных панелей упадёт на 35% до мирового уровня в связи с окончанием антидемпинговых мер.
Интересно, что солнечная электроэнергетика уже сейчас привлекательна не только в Испании и Италии, но и неплохо себя чувствует во Франции, Германии и даже Великобритании. А вот в Скандинавских странах пока ещё электроэнергия солнечных электростанций обходится пока дороже других альтернатив.

По состоянию на 2018 год возобновляемые источники энергии в Европе составляют более 50% от установленной мощности, хотя выпуск ими электроэнергии пока ещё не превышает 30% от общего выпуска.
На рынке стали появляться двухсторонние солнечные панели. LG считает, что они могут производить на 5-25% больше электроэнергии. Но многое зависит от поверхности, на которую устанавливаются панели (желательно, чтобы она была белой), а также от высоты установки.
Lawrence Berkeley National Laboratory утверждает, что затраты на двухсторонние панели с трекерами (следующие за солнцем) повышают капитальные затраты на 5%, а КПД — на 10-50%. В результате нормированная стоимость электроэнергии становится на 30% ниже.
В целом в мире солнечные панели вырабатывают всего 1,5% электроэнергии, хотя их установленная мощность составляет 6%.
КПД солнечных панелей за последние годы увеличилась 30%.
Хотя Европа начала солнечную революцию, в следующие 10 лет ведущую роль на этой сцене займут азиатские страны, в том числе Китай.
Дальнейшее снижение стоимости солнечных панелей и увеличение их КПД может привести к тому, что появятся избыточные мощности, которые будут отключать от генерации, накрывая от солнца. Более дешёвая и чистая электроэнергия может привести к переводу отопления с газа на электричество.
Широкое проникновение электромобилей также благоприятно сказывается на электроэнергетике. Во-первых, заряжать электромобили будет дешевле, в том числе при появлении излишней мощности. Во-вторых, электромобили благодаря аккумуляторам могут параллельно стать портативными устройствами для хранения электроэнергии. 2 миллиарда электромобилей могут хранить 60 ГВт электроэнергии.
В октябрьском отчёте Голдманов «More Lean, More Green II» подробно рассматривается микс солнечной и ветряной энергетики. В Испании уже сейчас есть корпоративный спрос на десятки гигаватт подключения к ветряным и солнечным станциям без субсидий со стороны государства.
Для снижения стоимости электроэнергии разным европейским странам нужно вводить разное количество солнечных панелей и ветряков.

Ветряные электроэнергетические установки наземного базирования уже сейчас прибыльные без субсидий. А в ближайшие годы ожидается выход на прибыль и ветрогенераторов морского базирования. Это вызвано как ростом цен на электроэнергию, так и снижением стоимости ветряков. Более того, ветряная энергетика станет дешевле с выпуском ветряков с большим размером лопастей (Примечение: GE сейчас в не очень хорошем положении, так что возникает вопрос, выпустят ли они 12МВт ветряк со 107 метровыми лопастями и окажется ли он надёжным)
В базе данных аукционов по возобновляемым источникам энергии Россия занимает очень печальное положение. Аукционы по договорам о поставке мощности с солнечных электростанций и ветряков обошлись в 60-90 и 150 евро за МВт. Это практически максимальные значения для всех стран из таблицы, нередко в разы превышающие цены в других странах.

  • Зачем нужна солнечная энергетика в Москве?

На службе человечества

Использовать солнечное излучение и силу ветра люди научились уже давно. Но не всегда дует ветер и светит солнце, к тому же эти факторы могут зависеть от времени года и суток, поэтому была создана гибридная система, в которую входят ветровые электростанции и солнечные батареи, позволяющая получать электричество круглосуточно целый год. Ветрогенератор является главным звеном, от которого заряжаются батареи. Чтобы работа такой ветроустановки была стабильной и эффективной, к ней добавлены солнечные панели, заряд от которых также поступает на аккумуляторы.

Такая система солнечные батареи плюс ветрогенераторы рассчитана на то, чтобы, при отсутствии одного или обоих энергетических источников, подача электричества не прекращалась. Когда нет ветра или солнца подача электричества осуществляется от батарей аккумуляторов, а на случай того, что заряд иссякнет, обычно делается резервное подключение к генератору или централизованному источнику. В этом случае батареи снова берут заряд, а потребители обеспечиваются электричеством.

Гибридные электростанции имеют перспективу использования только в районах, где солнечные и ветровые потенциалы достаточно высоки. Совместная энергия солнца и ветра может быть использована только в тех климатических и географических зонах, где она достаточно высока.

Когда проектируются комбинированные солнечно-ветровые установки, то обязательно учитывается потенциальная энергия, которую могут давать солнечные батареи и ветрогенераторы. От конкретных условий климата зависит, какая часть такой электростанции будет основной, а какая – вспомогательной. При монтаже такой установки может быть использовано несколько ветрогенераторов и фотоэлектрических модулей.

Использование энергии

На сегодняшний день альтернативная энергетика в России только начинает развиваться, однако, все чаще люди хотят использовать неиссякаемые источники энергии, которые не загрязняют атмосферу и природу, не вредят экологии, и при этом дают свет и тепло. В научных кругах давно подсчитано, что недельное количество поступающей энергии Солнца в несколько раз превышает мировые запасы топливных ресурсов планеты. Однако используется этот потенциал в мизерных количествах, считается чуть ли не экзотическим, а промышленное применение такой энергии – это отдаленное будущее.

Для создания современных ветро-солнечных установок необходимы не только финансы и материальные затраты, нужны разработки научно-технического плана. Сейчас выпускаются солнечные электростанции, работающие в вакуумном режиме, способные давать энергию в любой климатической зоне при любой погоде. Однако из стоимость достаточно высока и установка окупается не так быстро. Ветровые станции, собирающие энергию на батареи, тоже не всегда могут обеспечить необходимым электричеством. Использование альтернативной энергетики, когда работает энергия солнца и ветро-энергия, может решить этот вопрос.

Все электростанции, работающие по традиции на углеводородном топливе, загрязняют атмосферу, атомные станции – вообще очень опасный вид выработки электричества. А солнечно-ветровая энергетика способна полностью решить вопрос с экологией, дать необходимое количество электричества, при этом она абсолютно безопасна. Использовать такие ветро-солнце-электростанции можно в любой точке планеты, потому что плотность потока солнечного излучения достаточно высока. Есть географические места, где солнце светит практически круглый год, добавив к такому потоку силу ветра, и установив ветрогенераторы, можно получить невероятную по мощи энергию.

Новые разработки

Сегодня самой мощной в мире ветростанцией является Jaisalmer Wind Park, расположенная в Индии, штат Раджастхан, производительностью 1064 Мвт, второй по мощности ветровой электростанцией стала RoscoeWindFarm в Техасе. Ее производительность 781,5 МВт, а работают там 627 ветротурбин.

Среди солнечных установок, обеспечивающих энергией население, в 2013 году заняла первое место Agua Caliente Solar Project, расположенная в США, штат Аризона, а второй по мощности стала индийская фотоэлектрическая станция, построенная в 2012 году, но уже через год выдающая 214 МВт энергии.

Последний проект, стоимость которого равна 1,5 миллиарда долларов – это разработка компании SWET. Это абсолютно новый взгляд на альтернативную энергетику, позволяющий увеличить вырабатываемую мощность до 435 МВт в год. Эта установка рассчитана на работу солнца и ветра, однако, зависит от их капризов намного меньше, чем обычные электростанции.

Внешне эта система напоминает очень высокую башню атомной электростанции (685 м) при диаметре 60 м. Строят это сооружение в пустыне, где очень жарко и сухо, причем солнце светит почти круглый год. За счет таких условий прогрев башни будет очень сильным, поэтому энергия солнца будет преобразовываться в энергию тепла. Весь периметр башни – это клапаны с распыляемой водой, которая необходима для охлаждения воздуха. В результате холодные воздушные потоки будут со скоростью 80 км/час устремляться вниз, вращая ветрогенераторы. Однако рентабельность такой установки в северных климатических зонах остается под вопросом.

>Преимущества и недостатки ветроэлектростанций

Преимущества ветроэлектростанций

  • Ветер — возобновляемый и практически неисчерпаемый источник энергии.
  • Ветроэлектростанции не производят угарного газа (СО), углекислоты (С02) и окислов азота и серы, пылевых загрязнителей и других вредных отходов.
  • Построенную крупную ветряную турбину сравнительно легко и дешево обслуживать.
  • Ветроэлектростанции способны снизить зависимость от природного топлива, гидроресурсов и атомных реакторов для производства электричества.
  • Крупные ветряные турбины можно широко расположить на местности. Это позволяет разнести источники электроэнергии по регионам и помочь созданию нечувствительной к сбоям системы электроснабжения (защищенной от катастрофических сбоев и терактов).
  • Ветроэнергетика может использоваться как дополнительный источник энергии наряду с иными способами производства электричества. Это диверсифицирует систему электроснабжения страны.
  • Крупные ветряные турбины можно размещать на офшорных платформах — на крупных озерах, в океане, так же как и на земле.
  • Даже самые крупные ветряные турбины занимают мало места, ив местах их расположения можно осуществлять другую деятельность — заниматься сельским хозяйством или скотоводством, например.

Недостатки ветроэлектростанций

  • Ветер — неустойчивый источник энергии. Его показатель производительности ниже, чем у подавляющего большинства других источников энергии (В районах, где ветер дует редко и не обладает большими скоростями, строить ВЭУ вообще нецелесообразно.).
  • Гроза, ураган или снежный буран могут повредить или разрушить крупную ветряную турбину.
  • Некоторым людям вид крупных ветряных турбин не нравится.
  • Ветряные турбины производят шум. Однако даже на небольшом расстоянии от башни шум, производимый лопастями и турбиной, редко бывает слышнее, чем шум ветра.
  • Крупные ветряные турбины иногда ранят и убивают птиц. Эту проблему можно частично решить за счет разумного выбора месторасположения ветроэнергостанции и за счет размещения самих турбин таким образом, чтобы они не находились близко друг от друга и чтобы их лопасти не вращались в одной плоскости.
  • Энергия ветра не сможет сама по себе удовлетворить потребности в электричестве города, штата или государства целиком. Лучше всего использовать ее в качестве вспомогательного источника, в комбинации с природным топливом, гидроресурсами и атомными реакторами.
  • Районы с постоянными ветрами, которые подходят для строительства ветроэлектростанции, как правило, находятся вдали от населенных центров, требуя строительства протяженных линий электропередачи.

Вопрос

Почему энергия ветра не используется шире? Если построить ветряные турбины по всем подходящим районам США, то хотя бы в некоторых из них в любой момент времени будет дуть хороший ветер. Если объединить все турбины в единую сеть, то мы получим постоянный и надежный источник электричества, разве нет?

Ответ

Теоретически — да. В любой данный момент времени на территории США найдется несколько районов, где ветер дует с оптимальной для работы ветряных турбин скоростью. Проблема состоит в том, чтобы эффективно доставлять выработанную электроэнергию до конечных потребителей. Некоторые из них неизбежно будут оказываться слишком далеко от работающих электрогенераторов, чтобы передача им электроэнергии была эффективной. Пока еще не существует технологий, позволяющих сохранять выработанное за счет энергии ветра электричество в количествах, достаточных для регулярного электроснабжения городов и населенных пунктов.

Использование сил природы для извлечения собственной выгоды является показателем развитости человека. В частности это касается применения силы ветра для собственных нужд. Очень давно человек не имел ни малейшего представления о физике и о перемещении воздушных масс вдоль плоскости земной поверхности, но использовать силу ветра в виде тяговой силы для судоходства человек научился вместе с изобретением паруса. Далее закономерным продолжением развития ученой мысли стало появление ветряков или ветряных мельниц.

Следующий глобальный прорыв в процессе контроля воздуха и ветра наступил в конце 19 века, когда на свет появилась первая ветряная электростанция. Проблема, которая привела к поискам альтернативного источника энергии, заключается в желании сэкономить, поскольку каждый год наблюдалось повышение цен на прочие виды топливных ресурсов.


Использование ветрогенераторов сегодня является очень распространенным способом получения электрической энергии, а современный ветряк известен каждому школьнику. Лидерами в количестве применяемых ветряных электростанций являются Соединенные Штаты Америки и Китай, но другие страны также понимают, что преимущество ветровых электростанций заключается в возможности получения дешевой энергии и эта отрасль энергетики получает значительное развитие.

Установка ветряка стоит намного ниже, чем проведение ЛЭП или подключение к уже существующей. При этом невысокая стоимость энергии ветра и простота, позволяющая самостоятельно изготовить простейший ветряк, делает ветряные электростанции популярными среди простых обывателей.

Принцип действия и конструкция ветряных электростанций

Чтобы понять, какими преимуществами обладают ветровые электростанций, следует знать принцип их работы и конструктивные особенности. В основу работы подобного устройства положено использование силы ветра, посредством которой вращаются лопасти колеса, передающего движение на вал генератора при помощи сложной системы передаточных звеньев. В зависимости от конструктивных особенностей конкретной системы энергия ветра может передаваться на электрический генератор или питать водяной насос. Зная простейшие законы физики, можно сформулировать условие максимизации получаемой энергии.

Количество получаемой от генератора энергии находится в пропорциональной зависимости от диаметра колеса и лопастей ветряка. Иными словами, чем больший поток ветра, тем быстрее начинает крутиться вал генератора и большее количество энергии вырабатывается.

Но руководствоваться лишь одним размером при выборе ветряка было бы ошибочным, поскольку на разных высотах потоки воздуха ведут себя по-разному. Именно в силу этого, при проектировании ветряных электростанций особое внимание уделяется особенностям рельефа местности.

Проблемы эксплуатации ветряных электростанций заключаются в необходимости порой установки очень высоких мачт, поскольку на большей высоте наиболее потоки воздуха более стабильны, а ближе к поверхности земли их сила сокращается. Эксплуатация тепловой электростанции (ТЭС) лишена подобного ограничения, поскольку для ее нормальной работы требуется только наличие топлива.

Конструктивно все ветряные электростанции подразделяются на три типа: пропеллерные, барабанные и карусельные. Различие по типам заключается в расположении стабилизаторных лопастей и вращающегося вала относительно потока ветра. Наиболее экономичным типом является пропеллерный, где лопасти располагаются в горизонтальной плоскости по отношению к направлению ветра. В двух других случаях вал генератора располагается вертикально. Барабанные и карусельные ветряки обычно устанавливаются в местностях, где роза ветров не играет существенной роли.

Ветровые электростанции: преимущества и недостатки

При выборе альтернативного источника энергии в виде установки ветряной станции возникает вопрос: Какими преимуществами обладают ветровые электростанции по сравнению с тепловыми?

  • Простота конструкции, что позволяет обслуживать и эксплуатировать подобные объекты людям, не имеющим специального образования;
  • Неиссякаемость источника вырабатываемой энергии. Самое главное преимущество ветровых электростанции на тепловыми в том, что для их работы используется энергия ветра, который относится к возобновляемым источникам. Эксплуатация тепловых станции (ТЭЦ) требует постоянного использования топлива, а ветер есть всегда;
  • Экономичность. Использование ветряной станции это уникальный случай получения максимальной выгоды при минимальных затратах. Один генератор способен выдавать от 10 до 1000 Вт;
  • Экологичность. Для работы ветряка не требуется переработки топлива, а соответственно не загрязняется атмосфера.

Преимущества ветровых электростанций по сравнению с ТЭС также включают в себя компактность, автономность, доступность.

Но, несмотря на преимущества ветровых электростанций по сравнению с тепловыми, они обладают рядом недостатков.

Какими недостатками обладают современные ветровые электростанции?

  1. Ветряная зависимость. Этот недостаток вытекает из преимущества, поскольку при отсутствии ветра выработка энергии полностью прекратится;
  2. Создание помех для радиосвязи и телекоммуникации;
  3. Изменение естественного ландшафта;
  4. Большая площадь, требуемая для установки целого блока генераторов;


В любом случае, если провести тщательный анализ, то можно прийти к выводу, что применение ветряных электростанций обладает большим количество плюсов, нежели минусов и является на настоящий момент самым простым и эффективным способом получения электрической энергии.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Вам также может понравиться

Об авторе admin

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *