Вэс плюсы и минусы – Достоинства и недостатки ветровой энергетики » Альтернативная энергетика. Альтернативные источники энергии. Альтернативная энергия

Содержание

Плюсы и минусы ветроэнергетики.


Ветер, как неисчерпаемый источник экологически чистой энергии, находит все более широкое применение и приобретает все большую общественную поддержку.
Начало использования энергии ветра восходит к древнему Вавилону (осушение болот), Египту (помол зерна), Китаю и Маньчжурии (откачка воды с рисовых полей). В Европе эта технология появилась в XII веке, но современные технологии стали использоваться только в XX веке.
Ветряные электростанции могут функционировать в районах со скоростью ветра выше 4,5 м/с. Они могут работать с сетью существующих электростанций либо быть автономными системами. Возникают также так называемые «ветряные фермы» — энергоблоки с некоторым количеством единиц техники, общих для всей системы. Наибольшее количество энергии из ветра в настоящее время производится в Соединенных Штатах, а в Европе — в Дании, Германии, Великобритании, Нидерландах. В Германии находится самая мощная электростанция в мире — 3 МВт. Aeolus II работает на ветряной ферме Вильгельмсхафен и производит ежегодно 7 млн. кВт/ч энергии, обеспечивая около 2 тысяч домашних хозяйств. Всего в мире уже более 20 тысяч ветряных электростанций.
Несмотря на массовое производство, стоимость строительства современной ветряной электростанции велика. Однако, следует отметить, что ничтожна стоимость ее эксплуатации. Экологические и экономические выгоды зависят от правильного расположения. Требует это детального и всестороннего анализа как технических аспектов, так и экологических, а также финансовых. Ветряная энергетика соответствует всем условиям, необходимым для причисления ее к экологически чистым методам производства энергии. Ее основными преимуществами являются:
1. Отсутствие загрязнения окружающей среды — производство энергии из ветра не приводит к выбросам вредных веществ в атмосферу или образованию отходов.
2. Использование возобновляемого, неисчерпаемого источника энергии, экономия на топливе, на процессе его добычи и транспортировки.
3. Территория в непосредственной близости может быть полностью использована для сельскохозяйственных целей.
4. Стабильные расходы на единицу полученной энергии, а также рост экономической конкурентоспособности по сравнению с традиционными источниками энергии.
5. Минимальные потери при передаче энергии – ветряная электростанция может быть построена как непосредственно у потребителя, так и в местах удаленных, которые в случае с традиционной энергетикой требуют специальных подключений к сети.
6. Простое обслуживание, быстрая установка, низкие затраты на техническое обслуживание и эксплуатацию.Противники ветряной энергетики находят в ней также и недостатки. Большинство потенциальных преград для использования этого вида энергии чрезмерно пропагандируются как недостатки, которые делают невозможным ее развитие. По сравнению с вредом, причиняемым традиционными источниками энергии, они незначительны:
1. Высокие инвестиционные затраты — они имеют тенденцию к снижению в связи с новыми разработками и технологиями. Также стоимость энергии из ветра постоянно снижается.
2. Изменчивость мощности во времени — производст

alternativenergy.ru

Энергия ветра: плюсы и минусы

уже прочитали:
1 073

Электроэнергия

Электроэнергия — уникальный ресурс. Ее можно вырабатывать в любых количествах, она неиссякаема и не базируется на ископаемых элементах. Такие свойства делают электроэнергию очень востребованной, распространенной и популярной. Существует и оборотная сторона — для производства электричества требуется достаточно мощное оборудование, требующее обслуживания, ремонта и прочих работ, которые могут производиться только квалифицированными людьми.

Электрические магистрали, разветвленная сеть которых охватывает всю страну, ведут только к густонаселенным районам, минуя отдаленные регионы. Это объяснимо, так как расходы на проведение ЛЭП очень велики, поэтому в первую очередь обеспечиваются электричеством только самые крупные пункты.

Способы автономного получения электроэнергии и их последствия

Решить проблему отсутствия электричества можно разными способами. Распространены дизельные и бензиновые генераторы, иногда встречаются мини-ГЭС, позволяющие обеспечить энергией небольшой поселок. Все эти способы имеют определенный недостаток — они отрицательно влияют на окружающую природу. Выбросы от двигателей бензиновых или дизельных генераторов губительно воздействуют на атмосферу, содержат пары свинца и прочих вредных химических соединений.

Дамбы, образуемые для создания мини-ГЭС создают искусственные водоемы, нарушающие естественное равновесие природных процессов в регионе, изменяют гидродинамический режим грунтовых водоносных пластов, объемы питания рек, расположенных ниже по течению. Все эти воздействия запускают процессы, уничтожающие природные богатства страны. Самое опасное в них — незаметность и постепенность действия. Все происходит очень медленно, исподволь, пока в один день не оказывается, что произошли необратимые изменения, полностью меняющие состояние экологии в регионе.

Альтернативные источники энергии

Кроме традиционных, наиболее распространенных способов получения электричества существуют другие, менее используемые, но вполне эффективные средства. К ним относятся солнечная энергия, приливные электростанции, АЭС и другие энергоблоки, способные вырабатывать электричество в промышленных масштабах или для нужд отдельного дома. Но существует один способ, имеющий массу преимуществ перед остальными.

Речь идет о , вполне эффективной и активно развивающейся отраслью энергетики в странах Запада. Потоки ветра, перемещающиеся по атмосфере, имеют огромную энергию, которая используется пока еще довольно скудно.

В России такими разработками занялись относительно недавно, так как в советское время ветроэнергетика считалась убыточной и непроизводительной отраслью. Упор делался на крупные гидроэлектростанции, позволяющие обеспечивать энергией индустриальные регионы, питать производственные цеха и металлургические комбинаты. В сравнении с потребностями промышленности, расходы энергии на бытовые нужды населения незначительны, поэтому обеспечивались практически по остаточному принципу. Поэтому и существуют до сих пор регионы, куда магистрали электроснабжения не проведены.

Ветроэнергетика — наиболее удачный выход из положения. Дело в том, что при помощи одного-двух ветряков можно обеспечить энергией всю усадьбу, не создавая крупную сеть с множеством дорогостоящего оборудования.

Плюсы и минусы ветровых электростанций

имеют массу достоинств. В их числе:

  • компактность. Ветряк занимает точечное положение и не требует какой-то территории для функционирования
  • полная безопасность для окружающей среды. Ветрогенератор только получает энергию, ничего не отдавая взамен, поэтому внести в экологию какие-либо изменения он не может
  • отсутствие потребностей в каком-либо топливе, вся работа системы производится абсолютно автономно
  • высокая ремонтопригодность ветряков, особенно в сравнении с гидроэлектрстанциями
  • расходы на получение энергии стабильны и поддаются прогнозированию
  • минимальные потери энергии при передаче, возможность установки ветряков вблизи от потребителей

При таких значительных преимуществах, делающих ветроэнергетику весьма привлекательной отраслью, существует немало аргументов против нее. Если не считать различных утверждений о вреде для птиц или о сильном шуме, издаваемом ветряками, которые на проверку оказываются просто несостоятельными, можно выделить несколько действительно серьезных недостатков:

  • высокие единовременные вложения, особенно если речь идет о ветроэлектростанции, объединяющей несколько десятков ветряков
  • непостоянство скорости и направления потоков ветра, которые трудно предсказать или запланировать. Здесь же надо отметить случающиеся шквалы или штормы, способные вывести из строя высокие мачты с лопастями, не готовыми к таким нагрузкам
  • в лучшем случае составляет 30%, а в среднем — гораздо меньше, что является самым серьезным аргументом против такого направления энергетики

Мнение эксперта

Эксперт Energo.House Фомин О. А.

Горный инженер, строитель.

Следует учитывать, что рассматривать ветроэнергетику в качестве альтернативы гидроэнергетике можно только с позиций полной недоступности последней.

При равных возможностях первенство ГЭС очевидно, поэтому речь не идет о замене одного типа станций на другой, а лишь о возможности получения энергии при отсутствии обычных методов.

Если рассуждать на бытовом уровне, то приобретение ветряка, даже недорогого, весьма сильно ударит по семейному бюджету. Учитывая реалии, можно вполне ответственно утверждать, что в большинстве регионов, где нет электричества, покупка промышленного ветряка людям не по карману. Другое дело — самостоятельное изготовление. Здесь картина иная, так как техническое творчество у русского человека в крови, а если к тому подталкивают жизненные обстоятельства, то самая серьезная мотивация обеспечена.

Виды ветрогенераторов

Существующие конструкции ветрогенератоов делятся в первую очередь на горизонтальные и вертикальные. Устройства с горизонтальной осью вращения являются более эффективными, стабильнее в работе и обеспечивают более ровные результаты, но нуждаются в постоянном наведении на ветер и более сложны в самостоятельном изготовлении.

Мнение эксперта

Эксперт Energo.House Фомин О. А.

Горный инженер, строитель.

Ветряки с вертикальной осью вращения просты и доступны для изготовления своими руками. Они не требовательны к направлению ветра или высоте подъема над землей, главным условие для них является отсутствие поблизости крупных зданий или сооружений, заслоняющих ветер.

Недостаток этих конструкций — относительно низкая эффективность, вызванная одновременным воздействием как на рабочую часть лопастей, так и на обратную, создавая усилие, уравновешивающее лопасти в состоянии покоя. Для решения этого вопроса созданы разные конструкции роторов, в число которых входят:

  • ротор
  • ротор Дарье
  • ротор
  • ортогональный
  • геликоидный и т.д.

Разница между этими конструкциями заключается в конфигурации лопастей и в том, как решается вопрос с отрицательным воздействием на их обратную сторону. Наиболее простая и доступная конструкция Савониуса представляет собой две изогнутые по продольной оси лопасти, расположенные по диаметральной оси. Самая сложная на сегодняшний день — конструкция Третьякова, представляющая собой систему воздухозаборников и направляющих конструкций, организующих поток воздуха таким образом, чтобы полностью исключить потери от противонаправленных воздействий.

Выбор прототипа для самостоятельного изготовления обычно делается исходя из возможностей, наличия оборудования и материалов и прочих обстоятельств, способных повлиять на принятие решения. Необходимо понимать, что создание ветряка — это не решение вопроса, для того, чтобы включить лампочку, надо сначала изготовить собственно генератор, инвертор, подключить аккумуляторы, установить контроллер заряда, соединить все это должным образом и настроить работу комплекса.

Как самостоятельно сделать ветрогенератор

Ответ на этот вопрос лежит в плоскости подготовки человека в теоретическом или техническом плане. Обычный порядок работ примерно следующий:

  • создание проекта
  • произведение всех доступных расчетов
  • подготовка материалов
  • приобретение элементов системы, которые невозможно сделать самостоятельно (например, аккумуляторов)
  • изготовление вращающихся частей (ротора)
  • установка ротора, проверка рабочих качеств, внесение необходимых конструктивных изменений
  • сборка генератора (если планируется собрать его самостоятельно, а не использование готовых образцов)
  • соединение всей системы в комплекс, пробный запуск
  • настройка системы, регулировочные работы
  • эксплуатация

Полезное видео

Порядок работ определен условно, в каждом конкретном случае имеют место собственные условия или возможности. Некоторые пользователи обходятся без аппаратуры, подключая приборы потребления непосредственно к генератору. Это позволяют делать с собой далеко не все устройства или приборы, но, например, ТЭНы таким образом включить можно. Так делается, если дополнительного оборудования пока не имеется, а греть воду уже надо. Кроме того, необходимо, чтобы скорость ветра была более-менее постоянной и ровной.

energo.house

Ветряные электростанции: плюсы, минусы и перспективы

Дата публикации: 10 декабря 2014


Кроме нестабильности геополитической обстановки, человечество в целом обеспокоено двумя факторами: ограниченностью запасов органического топлива и неблагополучностью экологии. Уже давно известны сроки, когда запасы нефти и газа подойдут к концу, а это означает и конец традиционной энергетики, основанной на применении именно этих видов топлива.

Наибольшее внимание уделяется таким вариантам получения энергии, которые базируются на возобновляемых ресурсах. К ним относятся гелиоэнергетика, геотермальная энергетика и ветроэнергетика.

Что такое ветроэнергетика

Ветроэнергетика – это способ получения различных видов энергии, основанный на использовании энергии, возникающей при движении воздушных масс, то есть, попросту говоря, на использовании энергии ветра.

Энергия ветра использовалась человечеством с давних пор. Именно энергия ветра столетия двигала парусные корабли, позволяя пересекать океаны, энергия ветра использовалась и в мельницах, она же применялась при орошении полей и осушении земель. И тогда, когда человечество открыло для себя пользу электричества, вновь внимание было обращено на энергию ветра: в XIX столетии активно строились ветряные электростанции для промышленного производства электроэнергии.

В России всплеск интереса к ветряным электростанциям пришелся на 20-е годы ХХ столетия. Установка «коммунизм есть советская власть плюс электрификация всей страны» потребовала не только модификации властных структур, но и обеспечения «лампочками Ильича» громадных территорий государства. Строительство ГЭС – дело затратное и не слишком быстрое, да и оставалась проблема с передачей выработанной энергии на значительные расстояния. В этих условиях наиболее предпочтительным оказалось использование энергии ветра.

Были разработаны ветряные электростанции для сельского хозяйства, которые могли изготавливаться прямо на месте, а материалы для их производства были общедоступны. Эти установки использовались как для освещения, так и для хозяйственных нужд (например, для мельниц). Обычный «крестьянский ветряк» мог обеспечить освещение крупной деревни – до двухсот дворов. При этом не возникало никаких проблем с передачей электроэнергии.

Упадок ветроэнергетики в середине ХХ столетия был вызван появлением дешевых передающих и распределительных сетей электростанций, использующих традиционное органическое топливо, а также гидроэлектростанций. Но ограниченность топливных запасов к концу ХХ века привела к возрождению интереса к энергии ветра, которая практически бесконечна.

Плюсы и минусы ветроэнергетики

Офшорные ветроустановки

Очевидным плюсом ветроэнергетики является фактическая бесконечность ресурсов: пока на планете имеется атмосфера и светит Солнце, будет и движение воздушных масс, которое можно использовать для получения энергии.

Еще один несомненный плюс: экологичность. Ветряные электростанции не выделяют никаких вредных веществ, не загрязняют окружающую среду. К сожалению, их все же нельзя назвать полностью экологически безопасными, так как ветроэнергетическая установка довольно шумная, и поэтому в Европе законодательно установлен предельный уровень шума для дневного и ночного времени, который ветряные электростанции не должны превышать. Кроме того, работу ветряных электростанций приходится останавливать во время сезонного перелета птиц (на данный случай в Европе также имеется законодательное ограничение). В России подобных ограничений нет, но ветряные электростанции не располагаются поблизости от жилых домов – исходя из удобства населения.

Наряду с таким плюсом, как неисчерпаемость энергетического источника, идет и минус: эффективность работы ветряной электростанции зависит от времени года, времени суток, погодных условий и географического положения. К сожалению, скорость ветра изменяется в зависимости от всех этих параметров, а так как энергия ветра является кинетической, то она напрямую связана со скоростью (Е = m×v2/2) – чем выше скорость, тем, соответственно, больше энергии вырабатывает ветроустановка. Поэтому ветряные электростанции приходится использовать обычно вместе с другими источниками энергии, а также пользоваться аккумуляторами, которые принимали бы избыток энергии в ветреные дни и отдавали бы во время штиля.

К плюсам ветряных электростанций можно отнести и быстроту возведения ветроустановки: даже для промышленной установки требуется не более двух недель, учитывая время, затраченное на подготовку площадки, ну а бытовой ветро-генератор, пригодный для снабжения энергией частного дома или коттеджа, устанавливается за считанные часы.

Иногда к минусам ветряных электростанций относят довольно большую площадь, которую занимают ветроустановки (электростанция может содержать сто и более ветроэнергетических установок). Однако, наряду с наземными ветряными электростанциями, сейчас устанавливаются и прибрежные (их существенным плюсом является стабильность работы – за счет морских бризов), шельфовые (находятся в море на значительном удалении от берега (10-60 км), не занимают земельные участки, весьма эффективны, так как морские ветры регулярны и обладают значительной скоростью).

Перспективы ветроэнергетики

Парящий ветрогенератор

Учитывая общую направленность энергетической области на использование возобновляемых, а, желательно, и неисчерпаемых источников энергии, развитие ветроэнергетики будет постоянно ускоряться во всем мире. Разрабатываются новые модели ветроустановок, в которых усиливаются плюсы и минимизируются минусы. Например, уже тестируются плавающие и парящие ветрогенераторы. Плавающие ветрогенераторы обладают тем же преимуществом, что и шельфовые – они устанавливаются довольно далеко от берега, не занимают земельные участки, их работа максимально эффективна за счет постоянных морских ветров. Также эффективны и парящие ветрогенераторы: чем выше – тем больше скорость ветра, и такие ветроустановки могут использовать максимальную силу ветра.

Все больше стран в мире устанавливают у себя ветряные электростанции, используя самые последние разработки. В суммарной энергии, вырабатываемой в мире, доля энергии, производимой ветряными электростанциями, постоянно возрастает.

Ветроэнергетика в России развивается сейчас так же, как и во всем мире. Эксплуатируются ветряные электростанции, построенные ранее, проектируются и строятся новые. Доля электроэнергии, вырабатываемой при использовании энергии ветра, возрастает. В перспективе возможно, что примерно 30% от всего производства электроэнергии в России, будет вырабатываться именно ветряными электростанциями (про оценкам экспертов таков экономический потенциал ветроэнергетики в России).

Частная ветроэнергетика

Ветряная электростанция индивидуального пользования

Особый интерес в настоящее время представляет использование энергии ветра для обеспечения электрической и тепловой энергией частных домов и коттеджей, то есть, ветряные электростанции для индивидуального пользования. Постоянное возрастание цен на традиционные энергоносители приводит к тому, что многие владельцы частных домовладений уже начали активно использовать альтернативные варианты получения электрической и тепловой энергии. Применяются и мини-гидроэлектростанции, и гелио-панели, и геотермальные насосы, и ветрогенераторы.

При использовании для получения энергии в индивидуальном хозяйстве, ветряные генераторы обычно сочетаются с другими видами генераторов: солнечными, геотермальными, водными. Наиболее часто такие ветрогенераторы используются в сочетании с гелио-панелями для регулярного снабжения домовладения электрической энергией. Для отопления все чаще начинают применять геотермальные насосы. Установка подобного оборудования обходится недешево, зато дает желанную автономию от поставщиков энергии и позволяет в результате существенно экономить на содержании домовладения.

Небольшие ветряные электростанции удобны тем, что не требуют особого места для установки, достаточно просто монтируются, имеют небольшой срок окупаемости, стабильно вырабатывают электрическую энергию (особенно это касается энергетических ветровых зон). Даже не слишком мощный ветрогенератор, установленный на крыше дома или сарая, способен обеспечить бесперебойное снабжение электрической энергией, достаточной для освещения дома и приусадебного участка.

Отмечено, что продажи ветряных электростанций небольшой мощности, которые способны использовать энергию ветра практически в любых регионах (даже там, где недостаточно силы ветра для промышленного использования), постоянно возрастают. Прогнозируется, что подобные альтернативные источники энергии будут применяться все шире, как в государственном, так и частном порядке, пока окончательно не вытеснят традиционную энергетику, основанную на органическом топливе.

С.Варган


Видео-презентация ветронасосной установки ВНУ-1:

altenergiya.ru

Достоинства и недостатки ветровой энергетики

 

ДОСТОИНСТВА:

Экологически-чистый вид энергии:
Производство электроэнергии с помощью «ветряков» не сопровождается выбросами CO2 и каких-либо других газов.

Эргономика:
Ветровые электростанции занимают мало места и легко вписываются в любой ландшафт, а также отлично сочетаются с другими видами хозяйственного использования территорий.

Возобновимая энергия:
Энергия ветра, в отличие от ископаемого топлива, неистощима.

Ветровая энергетика — лучшее решение для труднодоступных мест:
Для удалённых мест установка ветровых электрогенераторов может быть лучшим и наиболее дешёвым решением.

 

 

НЕДОСТАТКИ:

Нестабильность:
Нестабильность заключается в негарантированности получения необходимого количества электроэнергии. На некоторых участках суши силы ветра может оказаться недостаточно для выработки необходимого количества электроэнергии.

Относительно невысокий выход электроэнергии:
Ветровые генераторы значительно уступают в выработке электроэнергии дизельным генераторам, что приводит к необходимости установки сразу нескольких турбин. Кроме того, ветровые турбины неэффективны при пиковых нагрузках.

Высокая стоимость:
Стоимость установки, производящей 1 мега-ватт электроэнергии, составляет 1 миллион долларов.

Опасность для дикой природы:
Вращающиеся лопасти турбины представляют потенциальную опасность для некоторых видов живых организмов. Согласно статистике, лопасти каждой установленной турбины являются причиной гибели не менее 4 особей птиц в год.

Шумовое загрязнение:
Шум, производимый «ветряками», может причинять беспокойство, как диким животным, так и людям, проживающим поблизости.

 

 

ФАКТЫ:

В США 32% всех мощностей ветрогенераторов было запущено в 2008 году.

«Ветряки» вырабатывают 1,5% всей потребляемой электроэнергии.

Ветровые электростанции побережий могут увеличить производство мировой электроэнергии в 40 раз.

Ожидается, что к 2010 году мощность всех ветровых электростанций в мире приблизится к 200 000 мега-ваттам (в настоящее время суммарная мощность всех «ветряков» составляет 121 188 мега-ватт).

(Visited 21 791 times, 1 visits today)

www.priroda.su

Какими преимуществами обладают ветряные электростанции, критерии выбора модели

Энергия движения воздуха человечеству известна с давних времен. Приладив однажды на свое неказистое плавучее средство парус люди через столетия смогли с его помощью познать планету Земля, побывав практически во всех ее сокровенных уголках. Мельницы, движимые ветром, по сегодняшний день во многих продолжают исправно служить человеку.

Но в наши дни естественные потоки воздуха в основном используются для получения электроэнергии. Это просто и удобно. В настоящее время действующие ветряные электростанции можно встретить во многих странах, в последние десятилетия они стали популярными и в России. В основном их применение оправдано там, где отсутствует постоянное электроснабжение.

Виды ветрогенераторов

Различные виды лопастей

Устройства отличаются между собой числом лопастей, направлением их вращения, по способам управления ими и материалом, из которого сделаны ветряки.

Ветровые электростанции могут быть:

  1. Двухлопастные;
  2. Трехлопастные;
  3. Многолопастные.

Большое количество пластин в ветряке не всегда гарантирует его хорошую работу. Такие ветряные многолопастные электростанции улавливают даже малейшее дуновение ветра, но, начав вращение и достигнув определенного числа оборотов, они теряют эффективность из-за большого сопротивления воздушному потоку. Такие устройства есть смысл использовать при выполнении ими, кроме основной функции, еще каких-либо работ, например, приведение в действие водяного насоса. Ветрогенераторы с небольшим количеством рабочих элементов имеют КПД намного выше.

Разделяются по осям вращения

Ветряные электростанции могут быть с парусными или жесткими лопастями. Первые проще в изготовлении и намного дешевле. Вторые изготавливаются из металла либо стеклопластика и стоимость их, естественно, будет существенно выше. Ветровые парусные электростанции быстрее изнашиваются и требуют постоянного внимания и регулярного обслуживания.

Их лопасти могут износиться через год-полтора и потребуется их полная замена. Такие ветряные парусные электростанции нецелесообразно устанавливать в районах где наравне с сильным ветром в воздухе имеется много пыли и других механических частиц.

Горизонтальная ось вращения

Управление шагом лопастей также бывает разным. На сегодняшний день созданы с шагом:

  • Изменяемым;
  • Фиксированным.

Первый вариант дает возможность существенно увеличить спектр рабочих скоростей. Но при этом намного усложняется конструкция лопасти, и происходит утяжеление всей конструкции. Что, естественно, делает ветряные подобные электростанции дорогими как при покупке, так и в период эксплуатации.

Фиксированный шаг лопастей преобладает рядом преимуществ, но и в эксплуатации такого ветряка есть некоторые нюансы.

Например, ветровые такие электростанции в своей конструкции должны иметь предохранительное устройство, переводящее лопасти при шторме или урагане в положение флюгера. В противном случае может произойти обрушение всей мачты.

По тому, какое направление имеет ось вращения, ветряные лопастные электростанции подразделяются на две группы:

  • Вертикальные;
  • Горизонтальные.

У первого типа турбина находится перпендикулярно по отношению к основе. Ветряные горизонтальные электростанции расположены горизонтально к опоре.

С вертикальной осью вращения

Вертикальные генераторы в свою очередь делятся на такие виды:

  1. Стандартный ветряк;
  2. Роторный;
  3. С геликоидным ротором;
  4. Ортогональный.

Ветряные стандартные электростанции характеризуются вертикальной осью вращения и парой цилиндров. Они всегда в движении, но при этом использование энергии ветра довольно низкое.

Наличие в ветряке ротора значительно уменьшает нагрузку на его подшипник. Это намного продлевает срок эксплуатации устройства. Ветровые роторные электростанции характеризуются сложным монтажом, что делает и без того высокую стоимость еще большей.

Устройство с геликоидным ротором отличается закрученными лопастями, способствующими равномерному вращению.

Устройство с геликоидным ротором

Ветряные ортогональные электростанции не нуждаются в сильном ветре, их работа возможна даже при небольшой скорости воздушного потока. Главными достоинствами таких аппаратов являются:

  • Бесшумность;
  • Безопасность;
  • Отличные технические характеристики.

К недостаткам данных аппаратов можно отнести большие лопасти и слишком сложные монтажные работы.

Ветровые горизонтальные электростанции имеют самый высокий КПД. Их работа возможна только при скорости движения потока воздуха не меньше двух метров в секунду.

Как они работают

Главная функция любого ветряка — это преобразование механической силы ветра в постоянную, используемую в последующем для обеспечения электричеством загородного дома, а если мощность большая, то и нескольких зданий.

Схема Ветряка

Ветровые электростанции для дома состоят из основных компонентов и дополнительных. Главными составляющими являются:

  • Мачты;
  • Лопасти;
  • Генераторы.

Опорой всего устройства является мачта, которая удерживает его на определенном уровне. В прямой зависимости от ее высоты находится скорость работы механизма.

Лопасти улавливают воздушные потоки и заставляют работать генератор, который преобразует энергию ветра в электричество.

Ветрогенераторы дополнительно оснащаются приборами, обеспечивающими независимость от других источников поступления электроэнергии.

Схема работы

К таким компонентам относятся:

  1. Аккумуляторные батареи;
  2. Контроллеры;
  3. Анемоскоп;
  4. Инверторы.

Ветер вращает лопасти, чем заставляет работать механизм установки. При этом вырабатывается переменный ток, который поступает в контроллер, где он превращается в постоянный. В инверторе ток преобразовывается в однофазный переменный. Имеющиеся остатки электроэнергии накапливаются в аккумуляторе. Они будут использованы при полном штиле, когда ветровые электростанции не могут в прежнем объеме вырабатывать ток.

Преимущества и особенности ветрогенераторов

Их установка дает возможность обеспечить дом или предприятие надежным электроснабжением. Особенно это актуально в отдаленных районах, на кораблях и яхтах, в тех местах, где традиционное снабжение энергией невозможно.

Смотрим видео, о плюсах и минусах ветровой энергетики:

Ветровые электростанции для загородного дома позволяют значительно снизить финансовые затраты. Ведь потратившись один раз в дальнейшем не придется оплачивать ежемесячные счета за электричество, которые в последнее время имеют тенденцию к росту его стоимости. Тем более, что сегодня ветряная электростанция может быть собрана своими руками, что будет гораздо дешевле, чем приобретение промышленного аналога.

Характерно то, что самая активная фаза работы ветряка приходится на осенне-зимний сезон. В это время повсеместно наблюдаются сильные ветры. И одновременно с этим много электроэнергии тратится на отопление помещений.

Ветровые домашние электростанции функционируют одновременно с другими источниками поступления электричества, например, солнечными батареями.

Устройства работают практически бесшумно. Они могут вырабатывать ток в любой момент, лишь бы дул ветер, а когда его нет можно воспользоваться накоплениями из аккумуляторной батареи.

Ветряные стандартные электростанции можно устанавливать в любом уголке нашей страны, они способны работать в любых погодных условиях. Формы рельефа местности и наличие высоких деревьев также не являются помехой для их функционирования.

Обзор популярных моделей различных типов

Продукция компании Windtronics

Возьмем для рассмотрения по одному образцу популярных установок каждой группы. Очень большой интерес у потребителей вызывают ветровые горизонтальные электростанции. Среди них особым спросом пользуется безредукторный генератор «Windtronics».

Он отличается особой конструкцией турбины, на каждом конце всех лопастей имеются мощные магниты, а вдоль обода установлены статорные катушки. Это позволяет существенно снизить аэродинамическое сопротивление.

Эта конструктивная особенность превратила ротор еще и в генератор электроэнергии. Имеющиеся на лопастях специальные закрылки способствуют началу работе ветряка при ветре силой всего в 0,2 м/сек. Для генераторов подобного типа это можно считать рекордом. Ветряные американские электростанции «Windtronics» весят около 119 кг, диаметр равняется 1,8 метра. Шумность в пределах 35 дБ. Стоимость устройства — 5750 долларов, что является его основным недостатком.

Среди вертикальных установок лидером являются ветряные электростанции для дома «Eddy», выпускаемые компанией «Urban Green Energy». Мало того, что они компактны практически бесшумны, так еще и могут быть установлены даже в городе. Вес устройства 95 кг, монтаж занимает около часа. Эксплуатационный срок ветрогенераторов «Eddy» для дома имеют до 20 лет. Допустимые нагрузки до силы ветра в 193 км/час. В год генератор может вырабатывать, в зависимости от модели, до 4000 кВт/ч.

Смотрим видео о продукции Urban Green Energy:

Оригинальную форму турбины имеют ветрогенераторы «Power Flowers», что в переводе означает «цветочное дерево». Их производит компания UGE. Существует несколько моделей подобных генераторов, отличающихся некоторыми конструкционными особенностями. Но всех их объединяет один фактор: высокая цена. За ветряные электростанции «Power Flowers» для дома придется заплатить около 2 тысяч долларов, и это без монтажных работ, которые могут повысить стоимость еще на 500 $.

Напрашивающиеся выводы

Специалисты утверждают, что электроэнергия, выработанная экологически чистыми источниками, обходится в несколько раз дороже обычной. Если используются ветровые маломощные электростанции, то цена полученной от них энергии может раз в 10 превышать традиционную. Это объясняется тем, что ветряная электростанция, которую сегодня купить и так могут позволить далеко не все, требует еще и больших затрат на установку, наладку и обслуживание.

Если возможности все-таки разрешают установить ветряк, то сначала рекомендуется узнать погодные особенности своей местности за несколько предыдущих лет. Подобная информация позволит выяснить, есть ли смысл использовать ветровые электростанции.

generatorvolt.ru

самая мощная и интересная из них, её плюсы и минусы

уже прочитали:
907

Возрастающая в мире вызвала неоднозначное отношение у населения. С одной стороны, приветствуется экологическая чистота и отсутствие вредных выбросов в атмосферу, с другой — муссируются различные домыслы об отрицательном воздействии ветроэнергетических установок на человеческий организм. Такое отношение не всегда объяснимо, ведь для некоторых регионов ветроэнергетика — единственный способ получить электроэнергию в своих домах.

Рост числа установок вызвал объединение их в ветровые электростанции, обеспечивающие энергией целые страны и крупные регионы.

Виды ветровых электростанций

Основным и единственным видом ветровых электростанций является объединение в единую систему нескольких десятков (или сотен) ветроэнергетических установок, производящих энергию и отдающих ее в единую сеть. Практически все эти установки имеют одну и ту же конструкцию с некоторыми изменениями у отдельных . Как состав, так и все остальные показатели у станций вполне единообразны и зависят от суммарной мощности отдельных агрегатов. Различия между ними имеются только в способе размещения. Так, существуют:

  • наземные
  • прибрежные
  • шельфовые
  • плавающие
  • парящие
  • горные

Такое обилие вариантов связано с условиями, потребностями и возможностями компаний, эксплуатирующих те или иные станции в различных регионах земного шара. Большинство точек размещения связаны с необходимостью. Например, Дания попросту не имеет других возможностей. С развитием отрасли неминуемо появление других вариантов размещения агрегатов, извлекающих максимальную выгоду из местных ветряных условий.

Плюсы и минусы ВЭС

На сегодняшний день в мире насчитывается более 20 000 ветроэлектростанций разной мощности. Большинство из них установлены на побережье морей и океанов, а также в степных или пустынных районах. Ветроэлектростанции обладают массой преимуществ:

  • нет необходимости в подготовке площадей для монтажа установок
  • ремонт и обслуживание ВЭС обходятся значительно дешевле, чем любых других станций
  • потери на передачу энергии значительно ниже вследствие близости от потребителей
  • отсутствие вреда для окружающей природы
  • источник энергии совершенно бесплатный
  • земли между установками можно использовать для сельскохозяйственных целей

Мнение эксперта

Эксперт Energo.House Фомин О. А.

Горный инженер, строитель.

К плюсам можно отнести также отсутствие четкой привязки к определенной точке, как это наблюдается у ГЭС.

При этом, имеются и минусы:

  • нестабильность источника вынуждает использовать большое количество аккумуляторных батарей
  • установки при работе издают шум
  • мерцание от лопастей ветряков весьма отрицательно воздействует на психику
  • стоимость энергии намного выше, чем при использовании других методов производства

Дополнительным недостатком можно назвать высокую инвестиционную стоимость проектов таких станций, складывающуюся из цены техники, стоимости транспортировки, монтажа и эксплуатации. Учитывая срок службы отдельной установки — 20-25 лет, многие .

Недостатки достаточно существенные, но отсутствие иных возможностей снижает их влияние на принимаемые решения. Для многих регионов или государств ветроэнергетика является основным способом получать собственную энергию, не зависеть от поставщиков из других стран.

Экономическое обоснование строительства ветровых электростанций

Перед тем, как принимать решение о строительстве в данном участке местности ВЭС, производятся тщательные и обширные изыскания. Специалисты выясняют параметры местных ветров, направление, скорости, прочие данные. Примечательно, что метеорологические сведения в данном случае пользы приносят мало, так как они собираются в разных уровнях атмосферы и преследуют различные цели.

Мнение эксперта

Эксперт Energo.House Фомин О. А.

Горный инженер, строитель.

Некоторые страны (например, Канада) имеют специальную карту ветров, собранную для всей территории страны и значительно облегчающую проектирование станций для бизнесменов. Такие карты имеются у 19 стран, с каждым годом это число увеличивается.

Полученная информация дает основание для расчетов эффективности, ожидаемой производительности и мощности станции. Учитываются, с одной стороны, все расходы на создание станции, включая приобретение оборудования, доставку, монтаж и пусковые работы, эксплуатационные издержки и т.п. С другой стороны, подсчитывается прибыль, которую может принести работа станции. Полученные значения сопоставляются между собой, сравниваются с параметрами других станций, после чего выносится вердикт о степени целесообразности строительства станции в данном регионе.

Самая мощная ВЭС

Создание небольшой электростанции невыгодно. В этой отрасли четко действует правило — выгодно либо иметь , фермы, небольшого поселка, либо строить большую , действующую на уровне энергосистемы страны. Поэтому в мире постоянно создаются все более мощные станции, вырабатывающие большое количество электроэнергии.

Крупнейшей в мире ВЭС, вырабатывающей почти 7,9 ГВт энергии в год, является китайская «Ганьсу». Потребности почти двухмиллиардного Китая в энергии огромны, что заставляет строить большие станции. К 2020 году запланирован выход на мощность 20 ГВт.

В 2011 году была задействована индийская станция «Муппандал», установленная мощность которой составляет 1,5 ГВт.

Третей по мощности станцией с объемом производства 1,064 ГВт в год, является индийская Jaisalmer Wind Park, работающая с 2001 года. Изначально мощность станции была ниже, но, после серии модернизаций, достигла сегодняшнего значения. Такие параметры уже приближаются к показателям средней ГЭС. Достигнутые объемы производства электроэнергии начинают выводить ветроэнергетику из разряда второстепенных в основные направления энергетической отрасли, создают широкие перспективы и возможности.

energo.house

устройство, принцип работы, плюсы и минусы использования

Постепенно взгляды людей на проживание в городской квартире меняются в пользу частного дома. Не секрет, что экология в городах очень плохая. С внедрением различного оборудования комфорт своего дома стал значительно выше: экологичное окружение, собственный участок и возможность не зависеть от коммунальных служб. А с применением ветровой генерации добавляется возможность экономии электроэнергии.

Что такое ветровая электростанция

Первое, без чего нельзя обойтись, это, конечно, электричество. Неоценимую помощь в этом могут оказать ветровые электростанции для дома. Преобразовывая энергию ветра в электрический ток, в ветреный день она даёт возможность без ограничения пользоваться бытовыми приборами.

Обычно под таким устройством подразумевается несколько ветрогенераторов, которые объединены в одну систему. Но для частного дома большое количество ветряков необязательно.

Для монтажа заводского ветрогенератора лучше привлечь специалистов в этой области. Они сами предложат схему станции, более подходящую для вашего дома, выберут место для установки мачты, оптимальную высоту, все установят и запустят.

Составляющие и принцип работы

При покупке нужно выбрать такой генератор, чтобы его КПД соответствовало предъявляемым требованиям. Обычно ветряной электрогенератор состоит из:

  • ветровой установки с ротором;
  • контроллера заряда;
  • аккумуляторных батарей;
  • инвертора.

Принцип работы достаточно прост. Поток ветра вращает лопасти ротора, насаженные на вал генератора, при этом вырабатывается электрический ток. Далее, ток накапливается в аккумуляторах, из которых через инвертор потребляется в нужном виде бытовыми приборами.

Ветряки, используемые в частном доме

В бытовом применении встречаются несколько типов ветрогенераторов для дома:

  • Горизонтальный (напоминает обычный флюгер, установленный на крыше. Такой вид обладает повышенным коэффициентом полезного действия, и по цене более доступен).
  • Вертикальный (лопасти изготовлены в виде турбин, поэтому направление ветра, для этого устройства, не имеет значения. Имеет сравнительно компактные размеры, но стоимость значительно выше).

При необходимости получить большое количество энергии на небольшом участке, ветровые станции объединяют генераторы с различным расположением осей.

Устройства автономного электроснабжения дома имеют довольно значительную цену. Устанавливают их преимущественно в регионах, где преобладают сильные ветра, нет возможности подключиться к электросетям.

В местах где использование ветровой электростанции является единым используемым источником энергии, а ветреных дней мало, используют солнечные батареи совместно с ветряком. Такой тандем вполне может обеспечить ваше жилище электроэнергией. Если ветрогенератор ввиду отсутствия достаточного ветра не справляется со своей задачей, аккумуляторы заряжаются от солнечных батарей.

Недостатки и преимущества станций

Основной плюс ветровых установок это их экологичность, при постоянной работе они не выделяют вредных веществ. Автономность также играет решающую роль в выборе используемого автономного источника энергии. Простота в обслуживании, износостойкость деталей устройства позволяет работать длительное время без замены.

Недостатками является в первую очередь высокая цена оборудования. Не каждая семья может позволить себе приобрести систему электроснабжения, полностью соответствующую заданным параметрам. Автономная ветровая электростанция эффективно будет работать только в ветреный день если есть аккумуляторные батареи большой ёмкости и мощный инвертор. Чтобы избежать неприятностей в безветренные дни, нужно иметь дополнительные источники энергии, что влетит в копеечку, а это также определённый минус устройства.

При отсутствии возможности приобрести заводской комплект ВЭС, народные умельцы нашли выход в создании электроветрогенераторов своими руками. Самодельный ветряк для частного дома обойдётся значительно дешевле, главное, приобрести хороший аккумулятор способный держать заряд длительное время. Наиболее лёгким в изготовлении для домашнего использования будет ветряк с вертикальной осью вращения. Он не требует создания мощной опоры, и может устанавливаться без специальной мачты просто на крыше дома.

Такой домашний ветрогенератор не в состоянии обеспечить ваш дом полностью требуемой электроэнергией, но в его силах обеспечить электропитанием некоторые бытовые приборы.

Оцените статью:

Поделитесь с друзьями!

elektro.guru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о