Ветряные мельницы - панацея для энергетики. Ветряные мельницы для электричества
Ветряные мельницы - панацея для энергетики
Последний опубликованный доклад Национальной академии наук США полностью посвящен проблемам ветряной энергии и ее возможностям для развития мировой экономики. Результаты исследований американских энергетиков впечатляют – согласно полученным данным даже с учетом всех погрешностей и невысокого КПД, ветряные электростанции могут обеспечить энергией весь земной шар.
Ветряные мельницы - панацея для энергетики
Ученые изучили небольшой участок местности, площадь которого была равна 3300 квадратным километрам. На протяжении целого года они измеряли скорость и направление дующих там ветров каждые шесть часов. Постепенно была составлена динамическая карта движения воздушных масс над выбранным регионом.
Читайте также " Бактериальная батарея создаст энергетику будущего "
В полученную модель исследователи поместили турбину мощностью 2,5 мегаВатт, а затем изучили эффективность ее работы в разных условиях ландшафта. Так, на карту последовательно помещались лесной массив, ледник, огромное озеро и городские застройки.
Расчеты показали, что вырабатываемая энергия такой установки может покрыть нужды всей исследуемой области, вне зависимости от того, какие потребители в ней представлены.
А еще ученые обнаружили, что наибольшая эффективность достигается от «ветряков», расположенных на морском побережье. Для этого была исследована прибрежная полоса шириной 250 километров – 50 километров суши и 200 километров над океанской поверхностью. Интенсивность и скорость ветров в этой зоне оказались таковы, что гипотетическая турбина мощностью 3,6 мегаВатт работала беспрестанно.
Подводя итоги изучения ветряной энергии, исследователи говорят, что даже точечная установка ветряных станций позволит произвести электроэнергии в 40 раз больше потребностей человечества!
Ветряные мельницы - панацея для энергетики
Над проектами в сфере ветряной энергетики работают все страны мира, но настоящим лидером, бесспорно, является Китай. За последние годы емкость ветряных станций в этой стране возросла в 18 раз.В докладе Национальной академии наук США опубликованы сравнительные данные по ветряной активности в разных странах, на основании которых ученые рекомендуют России, Канаде и США больше уделять внимания этому источнику энергии. Только в Штатах рациональная установка ветряков может принести энергии в 23 раза больше, чем все ныне существующие традиционные электростанции.
«Правда.Ру» решила узнать – следуют ли российские энергетики рекомендациям Национальной академии наук США и обратились за комментариями в Центр приливной энергетики Научно-исследовательского института энергетических сооружений. Сотрудники Центра рассказали нам, что во многом американские исследователи правы, однако не стоит забывать о специфических особенностях стран и регионов.
Так, например, в Китае районы с развитым промышленным потенциалом расположены в восточной части страны, близь морского побережья. Похожая ситуация наблюдается и в США, где Восточное (Атлантическое) и Западное (Тихоокеанское) побережья являются сосредоточением научной и технической мысли. В таких условиях прибрежные ветряные станции действительно могут сыграть существенную роль, покрывая существенную часть потребностей в электричестве.
Ситуация в России существенно отличается. Наиболее перспективные районы для развития ветряной энергетики расположены в Восточной Сибири и Дальнем Востоке, а промышленность и крупнейшие города страны сконцентрированы в Европейской части и на Урале. В подобных условиях транспортировка добытой электричества оказывается нерентабельной, а значит за «ветряками» закрепляется единственная роль локальных поставщиков энергии.
Но это не означает, что ветряная энергетика в России предана забвению. Существует множество реализуемых проектов, направленных на развитие данной отрасли в регионах.
Крупные энергетические компании давно поняли, что «ветряки» позволяют добывать недорогую электроэнергию без малейшего вреда для окружающей среды. Вместе с тем, ветряная станция отличается невысокой ценой и может полностью окупить себя за очень короткие сроки.
Читайте также на " Правде.Ру "
www.pravda.ru
Ветряная мельница как источник энергии
Ветряная мельница – выполняющий механическую работу за счет энергии ветра аэродинамический механизм. С давних времен использовались ветряки для помола муки. Наука и техника не стоит на месте, поэтому принцип работы ветряной мельницы послужил основой для разработок в сфере альтернативной электроэнергетики. Идея возникла в конце 19 в. Так и появился на свет ветряной электрогенератор «ветряная мельница». Тогда мачтовая ветряная мельница была пиком инженерной идеи и сложнейшим механизмом на период начала Индустриальной революции. За последние полвека произошел огромный скачок в развитии данной отрасли.
Общая экологическая ситуация мира, истощение природных ресурсов нашей планеты ведут к тому, что ветроэнергетика в дальнейшем будет только развиваться. Многие страны уже приняли тот факт, что за ветроэнергетикой будущее. Поэтому передовые государства, такие как Германия, Дания, США, Швеция и пр., уже не первый год финансируют огромные средства на разработку альтернативных источников энергии. Замечено, что добиться успеха можно благодаря только сплоченной работе и серьезному отношению к развитию данной отрасли на государственном и международном уровне.
Очень многие склоняются к тому, чтобы установить у себя дома небольшие ветрогенераторы. Естественно, переменчивость погодных условий не позволяет работать им постоянно в одном режиме, поэтому конструкция подразумевает аккумуляторные системы, которые позволяют использовать ветрогенератор, как источник энергии даже в затишье.
Ветряная мельница в России
Как отмечают специалисты, Россия имеет огромный потенциал для развития ветроэнергетики, но из-за недостаточного финансирования государством этой отрасли, рост не происходит необходимыми темпами. По статистическим данным на 2006 год, мощность, вырабатываемая ВЭС, составляла порядка 15 МВт.
Дата публикации: 23 октября 2012
Оставить комментарий
Вы должны быть Войти, чтобы оставлять комментарии.
energorus.com
Ветряк. Что надо знать при строительстве ветряка, ветряной электростанции или ветрогенератора.
В связи с ростом цен на энергоносители, все больше дачников посматривают в сторону использования альтернативных и возобновляемых источников энергии, ветровой, солнечной, гидроэнергии.
Прежде чем кидаться в объятья этого, по своему увлекательного, но чрезвычайно трудоемкого и ресурсозатратного процесса, необходимо знать , что вас ждет на тернистом пути освоения природных ресурсов. Что бы знать, где постелить соломки. В стаье пойдет речь о ветроэнергии. Т.е. об энергии, которую приносит (и уносит) нам ветер.
Человек использует ветер уже несколько тысяч лет, с тех самых пор, как был изобретен парус. Несколько меньше — на ветряных мельницах. Последние лет 100 ветряки в основном ориентируют на выработку электроэнергии.
Основная проблема самодеятельных строителей ветряков не в том, что они ошибаются в своих расчетах. А в том, что они вообще никаких расчетов не делают, прежде чем начать тратить время и деньги на постройку или приобретение ветряка (или деталей к нему).
Смотря на бешено вращающийся флюгер-пропеллер или анемометр (прибор для измерения силы ветра), самодельщик думает, вот бы хорошо на нее генератор поставить, пусть халявный ток дает. И закипела работа… Или наоборот. В руки к нему попадает невесть откуда взявшийся генератор и самодельщик, ничтоже сумняшися, решает, вот разрежу пару бочек, да насажу на ось. Вот и будет генератор. И как итог — потраченное время, деньги, и все без толку. И маячит над его участком такой ветряк или пропеллер, как памятник глупости и скоропалительности решений.
Прежде чем предпринять попытку обуздывать вольный ветер и пытаться заставить его работать на себя, необходимо провести довольно большую теоретическую и практическую подготовительную работу. Мне, как строящему ЭКО-дом, в снабжении которого разной энергией ветер будет играть значительную роль, пришлось перелопатить огромное количество материала по ветроэнергетике. Некоторыми выводами и размышлениями я и хочу поделиться.
Основой основ принятия правильного решения можно считать анализ энергии, которую несет в себе ветер. Не отвлекаясь на пространные рассуждения я сразу приведу формулу расчета энергии ветра:
P = 0,6 х S x V^3
P — это мощность, в Вт
S — площадь (М2) на которую перпендикулярно дует ветер.
V — скорость ветра, в метрах в секунду (в формуле — в кубе).
Т.е. мощность, энергия, что несет в себе ветер прямо пропорционально обдуваемой им площади и кубу его скорости.
Например, ветер дующий на 1 кв. метр со скоростью 2 м/с «несет» в себе энергию 4,8 Ватт.
Если скорость ветра увеличится до 8 метров в секунду, то мощность возрастет до 307 Ватт.
И больше чем эта вы от ветра не получите в принципе, даже теоретически. (Это к вопросу о «разрезанной бочке» и прицепленному к ней 3-х киловатному генератору, призванному решить все ваши энергетические проблемы раз и навсегда). Так что сделать «маленький но мощный» ветроэлектрогенератор не получится даже в принципе. На скорость ветры вы вообще не влияете, поэтому остается влиять только на площадь вашего ветряка.
Надеюсь, этот факт немного остудит тех, кто рассчитывает перевести обогрев дома на «от ветряка». Прикиньте площадь своего дома, умножьте на коэффициент 100 (ватт на кВ.м.), а получившуюся цифру умножьте на 5 (КПД ветроустановок в целом 20-30%, не более). Вот такая энергия потребуется вам для отопления.
Для примера: Дом 100 кв.м., Мощность ветра на отопление потребуется 50 Квт. Достигается при скорости ветра в 6 метров/сек площадью ветряка 385 (!!!) кв.м. (диаметр ветряка 22 метра). Если бы скорость ветра была 10 м/с, то площадь бы потребовалась 80 кв.м (диаметр ветряка 10 метров). Ну и как вам?
Но это вовсе не означает, что делать ветряк не стоит. Стоит! Надо просто немного поуменьшить свои амбиции.
Когда стоит делать или покупать ветряк.
Постройка ветряка может быть, например, хобби. Вообще говоря, построить небольшой, но реально работающий ветряк, вырабатывающий несколько Ватт энергии можно за пару часов и за 7 копеек, использую совершенно подручные материалы, например, пластиковые ПЭТ бутылки. И он реально будет работать и вырабатывать эти 2-3 Ватта энергии, котрые вы можете направить, например на зарядку аккумулятора мобильника или на водокачку.
Постройка более серьезного ветряка (мощностью в десятки Ватт) так же реальная задача, не несущая в себе больших материальных затрат. А вот ветряки мощностью в сотни Ватт, а тем более киловатт — это уже очень серьезная задача, требующая огромных капвложений (сотни и тысячи долларов). И не факт, что они вообще когда то окупятся.
Если у вас есть на участке электроэнергия, нет смысла задаваться целью строить огромный ветряк. Электроэнергия ветряка будет всегда дороже покупной. Считайте, что это аксиома. Строить большой ветряк при наличии стационарной электроэнергии «от Чубайса» стоит только тогда, когда либо с ней очень частые перебои, серьезно отражающиеся на качестве вашей жизни, либо все мощности выбраны подчистую и нет никаких перспектив по их наращиванию. Тогда возможно ветряк будет выходом.
Не стоит рассчитывать на ветряк как на аварийный источник энергии. Бензиновый аварийный генератор в 2-3 квт даст 100 очков фору ветряку, с его заморочной системой выработки энергии в зависимости от ветра, ее аккумулированию и обратному преобразованию.
С другой стороны, строительство любого серьезного ветряка связана с большими трудностями. Поэтому если уж строить — надо строить ветряк максимально возможной мощности. Соблюдая при этом принцип учета затраты/выход . Т.е. проводить анализ «что даст вам дополнительное увеличение мощности и во что оно вам обойдется». Это, кстати, общий принцип энергетики — стоимость генерирующих мощностей. Если вы можете построить ветряк в 200-400 Ватт за 500$ и сроком службы лет 10, то при ежедневной (средней) выработке 2-3 Квт энергии за 10 лет ее объем составит 10.000 КВт. Т.е. по 5 центов/Квт*час. Это хорошее вложение. Нужно энергии больше? Поставьте 2-3 ветряка.
А если на участке нет электроэнергии вообще, и перспективы ее туда провести туманны и дороги, то постройка ветряка может оказаться весьма неплохим способом решения проблем электроснабжения.
Тоже самое можно сказать и о мобильном использовании ветрогенераторов. Тут необходимо строить мобильный, небольшой, но максимально эффективный ветроэлектрогенератор.
Если вы хотите использовать энергию ветра, вы должны решить для себя главную задачу — «зачем». Что вы хотите получить от ветра, какая ЦЕЛЬ будет у будущего ветряка.
Это может быть достаточно широкий диапазон запросов. Например, декоративная цель (вы строите ветряную мельницу), получение электричества, получение тепла (непосредственно), ветряная водокачка и т.д. Давайте их рассмотрим.
Декоративная. Эта цель не рассматривается в принципе. Если вы захотите ее достигнуть, вы это с легкостью сделаете потом, прочитав статью до конца.
Подъем воды с помощью ветряка. Этой цели достигнуть достаточно легко. Энергия, необходимая на подъем веса на высоту равна mgh, где m –масса, g- ускорение свободного падения (9,8), h- высота. Т.е. поднять 1 литр воды на 10 метров за 1 секунду «стоит» 98 ватт. За 10 секунд – 9,8 Ватт, за 100 секунд – всего 1 Ватт. Т.е. если никуда не торопиться, то поднимать воду из колодца или скважины можно самыми слабыми ветрами и очень небольшим ветряками. Да, пусть ваша водокачка поднимает всего 30-50 литров в час. Но за 10-15 часов ветра она поднимет уже полтонны воды! Т.е. небольшой ветрячок, при наличии достаточно большой промежуточной емкости-накопителя обеспечит вас водой полностью. Создание такого ветряка не потребует больших затрат и усилий. Другой вопрос, что для вас проще — использовать электрический насос в течении получаса или строить ветряк.
Вообще говоря, я видел очень много заброшенных ветряков – водоподъемников в европейских странах. Развитие электротехники, в частности появление достаточно емких аккумуляторов, дешевых бензогенераторов и производительных насосов сделало их неэффективным способом подъема воды. Так что вам решать, нужен ли вам ветряк водокачка. Хотя, если нет электричества — ветряк не самый плохой вариант.
Получение тепла непосредственно от ветряка достаточно затруднительная задача. Получить тепло можно, но очень трудно его передать в место назначения. Поэтому такой способ использования ветровой энергии практически не используется.
Самым популярным вариантом является использование ветряков для выработки электроэнергии. О особенностях ветроэлектрогенераторов, подводных камнях и граблях, ждущих строителя ветряка — в следующей статье.
dom.delaysam.ru
