Вэс что это в строительстве

Ветряная электростанция — группа ветрогенераторов, которые объединены для того чтобы обеспечивать определенный регион электроэнергией. Ветрогенератор — устройство что получает электроэнергию из ветра. Ветряные электростанции могут иметь в своем составе до 100 ветрогенераторов. Если количество ветрогенераторов превышает сотню то такие ветряные электростанции называют ветряными фермами.

Типы ветряных электростанций

Наземная ВЭУ

Самый распространенный в настоящее время тип ветряных электростанций. Для установления ветрогенератор подыскиваются места на холмах и высотах. Для того чтобы установить промышленный ветрогенератор необходим подготовленную площадку. Также нужно получить разрешения от регулирующих органов на их будивнитство.

Для строительства необходима дорогостоящая к строительной площадке, тяжелая подъемная техника с выносом стрелы более 50 метров, поскольку гондолы устанавливаются на высоте около 50 метров. Все ветрогенераторы электростанции соединяются кабелем и составляют единую систему.

Миллиарды в ветер — САМЫЙ мощный ветропарк в России!

Прибрежная ВЭС

Прибрежные ветряные электростанции строят на небольшом расстоянии от берега моря или океана. А система эта работает так — на побережье с суточной периодичностью дует бриз, что вызвано неравномерным нагревом поверхности суши и водоема. Дневной, или морской бриз, движется с водной поверхности на сушу, а ночной, или береговой — с побережья, остывшее, к водоему.

Такая технология позволяет получать электроэнергию круглосуточно не боясь при этом, что источник энергии может перестать поставлять эту энергию до потребителя.

Шельфовая ВЭУ

Шельфовые ветряные электростанции строят в море за 10 — 12 километров от берега, что позволяет не использовать землю на суше, и с помощью регулярных морских ветров бесперебойно обеспечивать электроэнергией электростанции.

Шельфовые электростанции строят на участках моря с небольшой глубиной. Башни ветрогенераторов устанавливают на фундаменты с сваи, забитых на глубину до 30 метров. Электроэнергия передается на землю по подводным кабелям.

Шельфовые электростанции являются на порядок дороже своих аналогов на суше, потому что для генераторов требуются более высокие башни и более массивные фундаменты. Соленая морская вода может приводить к коррозии металлических конструкций.

Стальная башня этого ветрогенератора уходит под воду на глубину 100 метров. Над водой башня возвышается на 65 метров. Диаметр ротора складае82, 4 м. Для стабилизации башни ветрогенератора и погружения его на заданную глубину в нижней его части размещен балласт (гравий и камни).

При этом от дрейфа башню удерживают три троса с якорями, закрепленными на дне. Электроэнергия передается на берег по подводному кабелю. Такие ветрогенераторы являются очень дорогими но их цена себя полностью оправдывает. Их преимущество в том, что их можно устанавливать в тех местах, где ветры дуют с достаточно большой силой, а глубина океана или моря не позволяет устанавливать все другие ветрогенераторов.

Этапы строительства ветропарка «Азовская ВЭС». 2020 год

Ветряные электростанции являются экологическими так как причиняют вред окружающей среде и могут составить большую конкуренцию всем остальным типам энегрии.

Источник: vetrodvig.ru

Ветроэнергетика

В октябре 2021 года мир охватил очередной топливно-энергетический кризис. Рекордный рост цен на углеводороды – природный газ и уголь – поставил на колени экономику целого ряда стран Европы, Азии, а также Америку. А это значит, что вопросы развития альтернативных видов энергетики, использующей возобновляемые источники, всё больше и больше выходят на первый план.

Ветроэнергетика

Одним из перспективнейших направлений здесь выступает ветроэнергетика – отрасль, занятая преобразованием энергии движения ветра (воздушных масс) в любой вид энергии, пригодный для использования в мировом экономическом хозяйстве. Это может быть:

• электричество, вырабатываемое ветрогенераторами (в рамках ветроэнергетических установок – ВЭУ);
• тепло, производимое джоулевыми мешалками или водяными тормозами, представляющими собой изолированные от утечек тепла сосуды, внутри которых располагается крыльчатка и теплоноситель, передающий тепловую энергию потребителям;
• механическая энергия вращения ветряной мельницы или поступательное перемещение судна с помощью паруса.

История использования ветровой энергии насчитывает не одно тысячелетие, в течение которых с её помощью транспортировались на значительные расстояния по водным маршрутам грузы и пассажиры, а также перемалывалось на муку зерно. Причиной этого стали достаточная простота и надёжность конструкций, улавливающих воздушные потоки, а также возможность беспрерывного возобновления самой ветровой энергии, генерирующейся под непрерывным воздействием солнца.

Однако с началом повсеместного освоения электричества на смену чисто механическим конструкциям и агрегатам всё больше приходят ветряные электростанции (ВЭС). Первые образцы начали свою работу в конце XIX-го – начале XX-го веков. Дальнейшей развитие традиционной электроэнергетики на время (начиная с 40-ых по 70-ые годы прошлого столетия) приостановило бурный рост ветроэнергетики вследствие повсеместного распространения систем транспортировки и распределения электрической энергии. Но после целого ряда известных событий – нефтяного кризиса 1973 года, аварий на Чернобыле и Фукусиме, антироссийских санкции – интерес к отрасли резко возрос.

Факты, свидетельствующие о большой роли ветроэнергетических установок в мировом энергетическом балансе:

• 2014 год. 85 государств осуществляют деятельность в области ветровой энергетики на коммерческой основе.
• 2015 год. В сфере ветроэнергетики задействовано свыше 1 млн персонала: из них – 0,5 млн в КНР и 0,138 млн – в Германии.
• 2019 год. Все установленные в мире ветрогенераторы суммарной мощностью в 651 ГВт производят 1430 ТВт•ч электрической энергии. В Дании на долю ВЭС приходится 48% вырабатываемого электричества, в Ирландии – 33%, в Португалии – 27%, в Германии – 26%, в Великобритании – 22%, в Испании – 21%, в странах ЕЭС – 15%.
• 2020 год. Установлено новых мощностей на 53% больше, чем в предыдущем году, из них 75% пришлось на США и Китай – лидеров мировой ветроэнергетики.

Виды ветроэнергетических станций и типы ветрогенераторов

Современная ветряная электростанция представляет собой связанный воедино комплекс ветрогенераторов, количество которых может превышать 100 единиц оборудования. По способу установки на местности ВЭС подразделяются на 6 видов:

• Наземные установки – самые распространённые, но не самые эффективные, так как монтируется на небольших возвышенностях и холмах.
• Прибрежные станции – устанавливаются на побережье с целью наиболее плодотворного использования дневного и ночного бриза, дующего с морской или океанической поверхности и в обратном направлении.
• Шельфовые ветровые станции, которые располагаются в нескольких десятках километров от берега. Это позволяет им не занимать сухопутную территорию, избегать вредного воздействия на населённые и промышленные объекты, а также в значительной степени повышать коэффициент использования установленной мощности за счёт регулярного воздействия ветров на поверхности значительных водных пространств.
• Плавающие ВЭС – отличаются повышенной мобильностью, обеспечивающей как возможность поиска наиболее мощных в энергетическом отношении воздушных потоков, так и необходимость электроснабжения мест, не имеющих иных источников электроэнергии.
• Парящие станции, начало которым было положено инженером из СССР Егоровым, размещаются высоко над земной поверхностью с целью улавливания стойких и сильных ветровых потоков воздуха.
• Горные ВЭС – заслужили своё название благодаря установке в высокогорной местности, что обеспечивает им ряд преимуществ по сравнению со станциями других видов расположения.

Действующая сегодня классификация ветрогенераторов подразделяет их на ряд типов:

• Установки вертикальные (карусельного типа), в свою очередь представленные генераторами с ротором Дарье и с ротором Савоуниса; с геликоидным, многолопастным и ортогональным ротором.
• Крыльчатые горизонтальные генераторы, созданные по типу парусника и летающие ветрогенераторы-крылья.

Экономические аспекты использования ВЭС

В связи с актуальностью использования движения воздушных масс в энергетических целях, многие страны мира (сейчас таковых насчитывается 19, но количество их постоянно возрастает), проведя необходимые исследования, располагают специальными картами ветров. Это значительно облегчает проектирование ветряных электрических станций.

Одного этого, безусловно, недостаточно. Прежде чем принять решение о строительстве ВЭС, необходимо провести обширные инженерные изыскания. Также нужно выполнить расчёты потребного уровня затрат, включающие в себя:

• приобретение необходимого оборудования, в состав которого входят мачта, генератор, лопасти, анемометр, аккумуляторные батареи, устройство автоматического ввода резерва, трансформатор;
• транспортировку установки на место;
• монтаж;
• пуско-наладочные работы;
• расходы на эксплуатацию.

Затем вычисляются предполагаемая мощность и производительность станции. На основании полученных данных оценивается ожидаемая прибыль и принимается окончательное решение о строительстве сооружения.

Опыт российской альтернативной энергетики показывает нецелесообразность применения ветроэнергетических установок, предназначенных для генерации электрической энергии, используемой в бытовых нуждах. Причиной этого являются существенные затраты на приобретение инвертора (преобразователя электрического тока от ветрогенератора в электрический ток стандартных сетевых параметров), аккумуляторных батарей и дизель-генератора, в 2-3 раза увеличивающие первоначальные расходы. Кроме того, у потребителей почти всегда имеется возможность получения значительно более дешёвой энергии.

Гораздо более выгодной представляется схема прямого преобразования выработанной ветроэнергетической установки мощности в тепло с помощью джоулевых мешалок, ТЭНов (трубчатых электронагревателей) или тепловых насосов, что позволяет отапливать помещения и производить столь необходимую в хозяйственных нуждах тёплую воду. Это позволяет в значительной степени упросить и удешевить конечную конструкцию и производить непритязательную в отношении бесперебойности и качества тепловую энергию, столь необходимую в холодное время года на территории нашей страны.

Российские ветряные электростанции

К июню 2021 года суммарная мощность действующих ВЭС Единой энергетической системы (ЕЭС) РФ составляла 1378 МВт, что позволило произвести на них в 2020 году 1384 млн КВт•ч электроэнергии. Сегодня в списке ветряных электрических станции России находятся:

• 27 действующих ВЭС включённых в ЕЭС общей установленной мощностью, составляющей 1482,925 МВт;
• 7 действующих изолированных ВЭС суммарной мощностью в 9,125 МВт;
• 17 проектируемых и строящихся ВЭС общей мощностью в 2656,97 МВт.

Самые-самые

По оценкам специалистов, ветровая энергия нашей планеты по своему потенциалу в 100 раз превосходит гидроэнергию, которую можно получить от всех рек Земли. Вот почему Дания половину собственных потребностей в электрической энергии удовлетворяет за счёт ветряных электростанций. Также в этом отношении наибольшую активность проявляют США, Китай и ряд стран Европейского Союза – Германия, Франция, Испания. Большие планы в отношении строительства ВЭС имеют Индия и Венесуэла.

До недавнего времени самым мощным ветрогенератором в мире считался Enercon E-216 производительностью в 7,58 МВт. Однако совсем недавно китайские специалисты заявили о создании гиганта в 16 МВт мощности, готового производить до 80 000 МВт•ч электрической энергии ежегодно. Неудивительно, что Китай также занимает первую строчку в списке самых крупных мировых электростанций (данные 2014 года):

• Комплекс «Ганьсу» – 7965 МВт. Китай. Год ввода в эксплуатацию – 2009.
• Электростанция «Муппандал» – 1500 МВт. Индия. 2011 год.
• ВЭС «Джайсалмер» – 1064 МВт. Индия. 2001 год.
• ВЭС «Альта» – 1020 МВт. США. 2010 год.
• ВЭС «Шефердс Флэт» – 845 МВт. США. 2012 год.

Проблемы и перспективы

При нынешнем уровне технического развития создание 1 КВт установленной мощности ВЭУ обходится в 1000 долларов США. Кроме того, не следует забывать о нестабильности работы ветряных установок и необходимости согласования параметров вырабатываемой электроэнергии с сетевыми параметрами. Это требует содержания значительного количества электротехнического оборудования.

Всё это приводит к тому, что стоимость ветряной электрической энергии значительно превышает стоимость энергии, произведённой традиционными способами. Также проблема усугубляется рядом негативных воздействий на человека и окружающую природу: производимым шумом, мерцанием лопастей, электромагнитными помехами, вращательным движением механизмов, приводящим к гибели птиц и летающих животных. Эти весьма серьёзные проблемы оказывают сдерживающее влияние на развитие всей системы ветроэнергетики.

Однако существуют и преимущества, вызвавшие в 2020 году установку 93 ГВт новых ветроэнергетических мощностей. К числу несомненных достоинств ветряных станций относятся:

• отсутствие необходимости специальной подготовки территории для выполнения монтажных работ;
• простота, лёгкость и дешевизна обслуживания;
• возможность недалёкого размещения от потребителей;
• незначительность воздействия на окружающую среду – отсутствие выбросов и загрязнений;
• повсеместность и бесплатность источника энергии;
• удобство использования межстанционных территорий в хозяйственных целях.

При нивелировании возникающих проблем, а также в случае отсутствия иных генерирующих возможностей ветроэнергетика способна решить насущные проблемы потребителей, обеспечив последних собственными источниками электрической энергии, делая при этом их энергонезависимыми.

Источник: manufacturers.ru

Вэс что это в строительстве

Ветряная электростанция — несколько ветрогенераторов, собранных в одном, или нескольких местах. Крупные ветряные электростанции могут состоять из 100 и более ветрогенераторов. Иногда ветряные электростанции называют ветряными фермами (от англ. Wind farm ).

Офшорная ветряная электростанция Миддельгрюнден, около Копенгагена, Дания. На момент постройки она была крупнейшей в мире

Планирование

Исследование скорости ветра

Ветряные электростанции строят в местах с высокой средней скоростью ветра — от 4,5 м/с и выше.

Предварительно проводят исследование потенциала местности. Анемометры устанавливают на высоте от 30 до 100 метров, и в течение одного—двух лет собирают информацию о скорости и направлении ветра. Полученные сведения могут объединяться в карты доступности энергии ветра. Такие карты (и специальное программное обеспечение) позволяют потенциальным инвесторам оценить скорость окупаемости проекта.

Обычные метеорологические сведения не подходят для строительства ветряных электростанций: эти сведения о скоростях ветра собирались на уровне земли (до 10 метров) и в черте городов, или в аэропортах.

Во многих странах карты ветров для ветроэнергетики создаются государственными структурами, или с государственной помощью. Например, в Канаде Министерство развития и Министерство Природных ресурсов создали Атлас ветров Канады и WEST (Wind Energy Simulation Toolkit) — компьютерную модель, позволяющую планировать установку ветрогенераторов в любой местности Канады. В 2005 году Программа Развития ООН создала карту ветров для 19 развивающихся стран, и т.д.

Высота

Скорость ветра возрастает с высотой. Поэтому ветряные электростанции строят на вершинах холмов или возвышенностей, а генераторы устанавливают на башнях высотой 30—60 метров. Принимаются во внимание предметы, способные влиять на ветер: деревья, крупные здания и т.д.

Экологический эффект

При строительстве ветряных электростанций учитывается влияние ветрогенераторов на окружающую среду. Законы, принятые в Великобритании, Германии, Нидерландах и Дании, ограничивают уровень шума от работающей ветряной энергетической установки до 45 дБ в дневное время и до 35 дБ ночью. Минимальное расстояние от установки до жилых домов — 300 м.

Современные ветряные электростанции прекращают работу во время сезонного перелёта птиц.

Источник: dic.academic.ru

Все плюсы и минусы ветряных электростанций

Практически вся электроэнергия производится установками, использующими энергию природных ресурсов. Темпы производства постоянно увеличиваются, и полезные ископаемые рано или поздно закончатся. В связи с этим, уже сейчас ведутся перспективные разработки, внедряются новые технологии, выступающие в качестве альтернативных источников электроэнергии. Одним из таких вариантов являются ветряные электростанции, применяемые в производственной сфере и в частном секторе. Превращая энергию ветра в электричество, они способны обеспечить основные потребности в питании приборов и электрооборудования.

Устройство ветряной установки

Ветрогенераторы отличаются абсолютной экологической чистотой и способны обеспечивать бесплатной энергией потребителей в течение неограниченного времени. Ветряные генераторы – ВЭС обладают различной мощностью, что дает возможность использовать их в разных областях.

Максимальной эффективности ветряной электростанции можно добиться, установив ее в местах с постоянными активными воздушными потоками. Обычно для этого используются горы и холмы, берега морей и океанов и другие аналогичные условия. Основной деталью установки служит крыльчатка, выполняющая функцию турбины. В большинстве случаев используются трехлопастные конструкции ВЭС в виде пропеллера, устанавливаемые на большой высоте от земной поверхности.

Для того чтобы получить наибольший эффект, лопасти вместе с ротором устанавливаются в оптимальное положение при помощи специальных механизмов, в зависимости от направления и силы ветра. Существуют и другие конструкции – барабанные, не зависящие от вышеперечисленных факторов и не требующие каких-либо регулировок. Однако, если КПД пропеллерных установок находится на уровне 50%, то у барабанных устройств он значительно ниже.

Каждая воздушная электростанция, независимо от конструкции, полностью связана с действием воздушных потоков, часто изменяющих свои показатели. Это в свою очередь приводит к изменениям количества оборотов крыльчатки и производимой электрической мощности. Такое положение требует сопряжения генератора и электрической сети при помощи дополнительного оборудования.

Как правило, для этого используются аккумуляторные батареи вместе с инверторами. Вначале от генератора осуществляется зарядка АКБ, для которой равномерность тока не имеет значения. Далее заряд аккумулятора, преобразованный в инверторе, передается в сеть.

Пропеллерные конструкции ВЭС в случае необходимости могут управляться. При слишком высокой скорости ветра, производится изменение угла атаки лопастей, вплоть до самого минимального. Это приводит к снижению ветровой нагрузки на турбину. Тем не менее, под действием ураганов, крыльчатки ветровых электростанций нередко подвергаются деформациям, и вся домашняя установка выходит из строя. Полностью избежать негативных воздействий не получается, поскольку электрические генераторы размещаются на высоте, составляющей в среднем 50 м. За счет этого удается использовать более сильные и стабильные ветра, господствующие на больших высотах.

Как получить энергию ветра

Преобразование энергии ветра в электрическую или механическую силу стало основной задачей в современном обществе. Для того чтобы получать энергию ветра, человечество изобрело огромное количество технических средств.

Учёные по всему миру пытаются создать нечто новое, что поможет увеличить объемы, получаемой энергии из воздушных масс.

Но, каким образом происходит добыча механической или электрической энергии из потоков воздуха?

Что-то подобное вы могли изучать на уроках физики в школе, сейчас мы постараемся объяснить вам, как получают энергию ветра в современной науке.

В каких странах данная отрасль развита наиболее сильно?

Каждая страна в любой точке земного шара старается идти в ногу со временем, и не отставить от общего прогресса. Это провоцирует создание новых технологий, способствующих скорейшему развитию всего человечества.

Добыча энергии альтернативными способами не остается в стороне, а, так как сила ветра считается неиссякаемой, ей уделяется отдельное внимание ученых. Энергия ветра добывается при помощи специальных ветрогенераторов, которые напоминают по своему виду ветреную мельницу

Однако не обязательно. В Соединённых Штатах Америки уже давно используется ветрогенераторы, которые по своему строению напоминают спираль. Данная форма была адаптировано для городских условий, используется для снабжения электричеством каждого небоскрёба в частности

Энергия ветра добывается при помощи специальных ветрогенераторов, которые напоминают по своему виду ветреную мельницу. Однако не обязательно. В Соединённых Штатах Америки уже давно используется ветрогенераторы, которые по своему строению напоминают спираль. Данная форма была адаптировано для городских условий, используется для снабжения электричеством каждого небоскрёба в частности.

Государство в Европе, которое преуспело в разработки ветрогенераторов больше всего – это Дании. 42 % всей электроэнергии добываемой на территории Дани приходится на ветряные электростанции. Этому способствует уникальные климатические условия этой страны.

Так как побережье государства омывается Северным морем, на территории страны постоянно дуют сильные ветра. Это способствует постоянному развитию процедуры переработки силы ветра в электрическую и механическую энергии.

Для добычи электроэнергии датчане используют ветрогенераторы, которые достигают 260 м в высоту.

Строение такого генератора довольно простое, настолько простое, что даже не опытный электрик сможет собрать его дома. Длина лопасти такого генераторов составляет 80 м.

Он способен обеспечить электричеством до 2000 домов.

В среднем в Евросоюзе процент электричества добываемого при помощи ветрогенераторов равен семи. Давайте более подробно разберём, каким образом работает ветряная электростанция.

Принцип работы ветряной электростанции

Существует два вида ветрогенераторов, которые отличаются друг от друга направленностью вращения:

1. вертикальные;
2. горизонтальные.

Также их можно разделять по количеству глупостей, однако это не играет особой роли добычи электроэнергии при помощи ветра. Данный факт становится важным только в том случае, если объемы добываемого электричества должны быть очень большими.

Например, если вы хотите снабдить ветрогенератором небольшой частный дом, тем самым автоматизировать его, сделать независимым от центрального электроснабжения, вам понадобится более мелкий прибор.

Он будет иметь не три лопасти, как мы привыкли видеть обычно на больших образцах, а больше.

Однако, получение энергии из ветра возможно именно из-за глупостей. Металл, из которого они будут изготовлены, напрямую влияет на объем вырабатываемого электричества.

В классической ветряной электростанции, большую роль, чем лопасти, играет, непосредственно, электрогенератор и числовое программное устройство. Именно эти приборы позволяют преобразовывать полученную кинетическую энергию в электрическую или механическую.

Но, небольшим устройством, без которого работа всей ветряной электростанции стало бы невозможной, является датчик направления ветра, также именуемый анимоментром.

Направленность лопастей навстречу ветру обязательна для нормального функционирования всего механизма.

После того как лопасти начали вращаться, электро генератор преобразовывает механическое вращение в электрическую энергию, и направляет в аккумуляторы или сразу в сеть.

Отраслей, где используется энергия ветра, с каждым днём становится все больше. Причиной тому есть возможность преобразования силы ветра, как в электрическую, так и в механическую энергию.

Берегите энергию, и пользуйтесь ей правильно!

Работа системы торможения

При высокой скорости воздушного потока ветровые электростанции могут выйти из строя. Чтобы этого не случилось, в конструкции применяется тормозная система. В ней используется сила действия вращающихся магнитов ротора. Они не только индуцируют ток в обмотках статора, но и в определенной ситуации замедляют движение вала. С этой целью требуется создать короткое замыкание, вызывающее противодействие и замедляющее вращение.

Автоматическое торможение наступает при скорости ветра свыше 50 км/ч. Если скорость возрастает до 80 км/ч, в этом случае происходит полная остановка лопастей. Конструкция турбины позволяет максимально эффективно использовать энергию ветра и путем двойного преобразования энергии получать электрический ток. Наличие аккумуляторной батареи дает возможность использовать электроприборы при полном отсутствии ветра.

Некоторые конструкции установок оборудованы ветровым датчиком, собирающим информацию о параметрах воздушного потока. В конечном итоге мощность ветровой установки на выходе будет зависеть от мощности подключенного инвертора. Исходя из этого показателя определяется и максимально возможное количество подключаемых приборов. С целью увеличения выходной мощности установки, рекомендуется параллельное подключение сразу нескольких инверторов. В трехфазных системах на каждую фазу устанавливается собственный инвертор.

Ветроэнергетика в России

С начала ХХ века, с постепенным внедрением электричества в повседневную жизнь человека, использование ветровых установок было одним из способов получения электрической энергии. В разные годы эта отрасль переживала взлеты и падения, вызванные состоянием экономики страны, успехами в развитии технических устройств и потребностью в источниках энергии.

Россия — это большая страна, и благодаря своей значительной площади, а также расположением в различных географических и климатических зонах, обладает огромным потенциалом использования ветровой энергии. По данным экспертов, потенциал оценивается в более, чем в 50000 млрд.кВт.час электрической энергии в год, что может составлять до 30% производимой электроэнергии энергосистемой страны.

Возможность использования энергии ветра, в различных регионах, можно оценить, посмотрев на карту ветровых зон:

Из приведенной карты видно, что потенциально, использование ветровых установок, возможно на значительной территории страны. Наиболее благоприятные районы, это: прибрежные территории северных, Черного, Каспийского и Азовского морей, полуостров Камчатка, остов Сахалин, внутренняя территория страны от Волги и Дона, до Карелии, Алтая и Тувы.

В настоящее время развитию ветроэнергетики уделяется повышенной внимание, поэтому в последние годы, наблюдается динамика роста по вводу в эксплуатации энергетических мощностей, что видно из приведенной ниже диаграммы:

Использование ветровых генераторов, в разных регионах страны, получило неравномерное распространение, что обусловлено наличием определенных погодных условий, различных технических и финансовых возможностей регионов, а также потребностью в электрической энергии.

Так присутствие ветроэнергетических компаний в различных регионах выглядит следующим образом:

Суммарная установленная мощность ветровых электростанций составляет более 75,0 МВт, наиболее крупные это:

Расположенные в Крыму:

• Донузлавская ВЭС, мощность установленных генераторов составляет 18,7 МВт;
• Останинская ВЭС, мощность установленных генераторов составляет 26,0 МВт;
• Тарханкутская ВЭС, мощность установленных генераторов составляет 15,9 МВт;
• Восточно-Крымская ВЭС, мощность установленных генераторов составляет 2,8 МВт.
• В Калининградской области, Зеленоградская ВЭУ, мощность установленных генераторов составляет 5,1 МВт;
• На Чукотке, Анадырская ВЭС, мощность установленных генераторов составляет 2,5 МВт;
• В Республике Башкортостан, ВЭС «Тюпкильды», мощность установленных генераторов составляет 2,2 МВт;
• В республике Калмыкия, ВЭС , мощность установленных генераторов составляет 2,4 МВт;
• В Мурманской области, ветродизельная электростанция, на мысе Сеть-Наволок, мощность установленных генераторов составляет 0,1 МВт;
• На острове Беринга Командорских островов, ВЭС, мощностью установленных генераторов 1,2 МВт.

В различной стадии строительства, подготовки исходных данных и разработки технической документации, находятся следующие станции:

• Заполярная ВДЭС (3,0 МВт) и Новиковская ВЭС (10,0 МВт) в Республике Коми;
• Ленинградская ВЭС (75,0 МВт), в Ленинградской области;
• Ейская ВЭС (72,0 МВт), Анапская ВЭС (5,0 МВт) и Новороссийская ВЭС (5,0 МВт), в Краснодарском крае;
• Морская ВЭС (50,0 МВт), в Калининградской области;
• Морская ВЭС (30,0 МВт) и Валаамская ВЭС (4,0 МВт) в Республике Карелия;
• Приморская ВЭС (30,0 МВт), в Приморском крае;
• Магаданская ВЭС (30,0 МВт), в Магаданской области;
• Чуйская ВЭС (24,0 МВт), в Республике Алтай;
• Усть-Камчатская ВДЭС (16,0 МВт), в Камчатской области;
• Дагестанская ВЭС (6,0 МВт), в Дагестане;
• Приютненская ВЭС (51,0 МВт), в Республике Калмыкия.

Государство уделяет внимание на развитие альтернативных источников энергии, принимаются программы по поддержке и стимулирования этой отрасли энергетики на федеральном и региональных уровнях. В стране появляются новые организации, которые занимаются ветроэнергетикой, создаются отечественные образцы ветровых установок различной мощности и конструкций.

Классификация

Основными критериями, определяющими типы ветряных установок, являются следующие:

• Различие по количеству лопастей. Быстроходные и малолопастные имеют до 4 лопастей, а 4 и выше относятся к тихоходным многолопастным устройствам. Чем меньше количество лопастей, тем выше обороты двигателя.
• Величина номинальной мощности. Бытовые – до 15 кВт, полупромышленные – от 15 до 100 кВт, промышленные – от 100 кВт до 1 Мвт. Границы между показателями довольно условные, поэтому установки применяются там, где это действительно необходимо.
• Направление оси. В конструкциях используются два типа. В первом случае это горизонтальная ось, расположенная перпендикулярно относительно движения воздуха, напоминающая обычный флюгер. Такие генераторы отличаются более высоким КПД и приемлемой стоимостью. Второй вариант – это вертикальная ось, благодаря которой конструкция генератора становится более компактной. Она не зависит от направления ветра, а ее лопасти изготовлены в виде турбин. Нагрузка на ось значительно снижена, поэтому и мощность таких установок гораздо меньше. В некоторых электростанциях одновременно используется несколько генераторов с различными осями, объединенными в сеть, что позволяет получить высокую мощность на сравнительно небольшой площади.

Принцип работы ветровой электростанции

Вне зависимости от типа электростанции, ее принцип работы заключается в одном: поток ветра определенной силы раскручивает лопасти ветрогенератора. Буквально происходит следующее — подвижная часть вращается, передавая это же вращение непосредственно на генератор. Благодаря этому в системе и образуется электропоток.

Далее он заряжает установленные аккумуляторы, которые подключены к инверторам. Они, в свою очередь преобразовывают полученный ток в обычное напряжение, которое необходимо для питания приборов, оборудования и техники. Для получения большего объема мощности отдельные ветрогенераторы соединяют в сеть, образуя при этом ветровую электростанцию.

Если же разделить ВЭС на два основных типа, то они бывают роторными и крыльчатыми. Первые оснащены вертикальной осью вращения, за счет чего более удобные в работе, малошумные и не привязаны к направлению ветра. Но, в свою очередь, роторные станции считаются менее эффективными и производительными и чаще всего устанавливаются на мелких, частных станциях.

Для выработки энергии в больших, промышленных масштабах, используют крыльчатые установки. Однако же в обслуживании и монтаже куда сложнее

Крыльчатые ветряки важно располагать в правильно направлении ветра для получения большей производительности

Особенности выбора

Основным критерием, которым руководствуются покупатели, являются размеры ветряной установки. Чем больше ее размер, тем выше вырабатываемая мощность. Поэтому, выбирая ветряные электростанции для дома, нужно заранее рассчитать месячное энергопотребление. Полученный результат умножается на 12 месяцев.

Далее расчеты для частного дома ведутся при помощи формулы: AEO = 1.64 х D х D х V х V х V, в которой АЕО является электроэнергией, потребляемой за год, D – диаметр ротора в метрах, V – среднегодовая скорость ветра в м/с. Подставив нужные значения, можно легко рассчитать размеры требуемой установки.

Приобретая электростанцию, следует заранее продумать о месте ее расположения. В этом случае учитываются следующие факторы:

• Территория возле генератора должна быть свободной от построек, сооружений, деревьев и других факторов, снижающих продуктивность установки. Имеющиеся помехи располагаются на расстоянии не ближе 200 метров от места установки.
• Высота конструкции для монтажа генератора должна быть как минимум на 2-3 метра выше помех, имеющихся на прилегающей территории.
• Расстояние от жилых домов – не менее 30-40 м, поскольку при вращении лопастей создается некоторый шум, вызывающий у окружающих определенный дискомфорт.
• Следует учитывать среднегодовые изменения погодных условий, когда в одном и том же месте в течение года будет вырабатываться разное количество электроэнергии.

Перспективы ветроэнергетики

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).

Преимущества ветровых генераторов

Ветровые электростанции уже долгое время используются в быту, на производстве и других областях.

За это время удалось выявить их основные положительные качества и преимущества:

• Энергия ветра, используемая для ветроэлектростанций, является бесплатной и самое главное – возобновляемой. Устройства не загрязняют окружающую среду и не выделяют каких-либо вредных веществ. В перспективе планируется еще шире использовать экологически чистые ветровые электростанции в России, что позволит сократить количество обычных установок с вредными выбросами.
• Снижается зависимость электроснабжения через центральные электрические сети.
• Широкие перспективы для дальнейшего развития и внедрения новых прогрессивных технологий, и это не последние достоинства этих установок.
• Постепенное снижение затрат на получение энергии, без которых не обойтись на первоначальном этапе. В течение последних 20 лет стоимость оборудования и комплектующих снизилась примерно на 80%. Энергия ветра становится наиболее прибыльной среди всех альтернативных источников электроэнергии.
• Ветряки имеют достаточно высокий срок эксплуатации, составляющий 20-30 лет. В течение этого срока окружающий ландшафт остается неповрежденным.
• Простота сборки и дальнейшего использования. Ветряная электростанция монтируется очень быстро, затраты на ремонт и обслуживание сравнительно низкие. Произведенная электроэнергия количественно превышает затраченную энергию ветра примерно в 85 раз. Потери при передаче электроэнергии сравнительно невысокие.

Как море или океан влияют на количество добываемого тока из ветрогенератора

Первым фактором, который влияет на количество добываемого электрического тока является не сила столько сила ветра, сколько его постоянное наличие. Резкие дуновения ветра могут приводить к механическим поломкам ветряных электростанций, ремонт которых, порой, может стоить дороже, чем она сама. Это редкие случаи, когда ветрогенератор достигает 200 метро в высоту, и имеет размах лопасти до 60 метров. Тогда обслуживающего персонала должно быть на порядок больше, а, следовательно, и плата за его работу будет превышать все допустимые нормы.

Сильный ветер – это, естественно хорошо, поскольку преобразование ветра в механическую энергию будет совершаться на порядок быстрее, чем при слабом ветре, а объемы, которые сможет выдавать генератор, вырастут в несколько раз.

Самым главным фактором, который влияет на техническое состояние ветряка – это резкая смена направления ветра или его сила. В остальном – усиление ветра – это хорошо!

Перед тем, как определить, хорошо или плохо располагать ветряки на берегу моря, давайте вспомним, как вообще образуется ветер. Ветер – это движение потоков воздуха возле поверхности Земли. Основной причиной образования этих потоков является движение воздуха из области с высоким давлением, в область с низким давлением.

Тут стоит вспомнить уроки географии в школе, и понять, что поверхность земли нагревается быстрее, чем вода. Это способствует постоянному наличию ветра возле берега моря. Естественно, мы знаем про существование штормов, но они нам только на руку.

Итак, плюсы и минусы альтернативного источника энергии ветра в первую очередь заключаются в его наличии.

На территории нашей страны есть огромное количество мест, где потоки ветра – это большая редкость, и не только из-за климатических условий, но и по причине большого количества лесных насаждений.

Если нет ветра, то о каких ветряных электростанция может идти речь?

Самое ужасное, что от такого страдает большинство видов альтернативной добычи электричества. Постоянный доступ к солнечным лучам – дело редкое. Нельзя быть уверенным, что 365 дней в году у тебя будет ярко светло.

Источник: electro-agregat.ru

100 вопросов и ответов по ветроэнергетике — 2

В энергетике станции любого типа стремятся укрупнять, чтобы снизить удельные затраты на их обслуживание. Ветроустановки не составляют исключения, с этой же целью их объединяют в группы, называемые «ветростанциями» (ВЭС) или «ветропарками» и «ветрофермами» (в зарубежной литературе). Так что ВЭС — это группа ВЭУ объединенная электрическими связями и общим обслуживанием.

Увеличение мощности (расширения) станции осуществляется чрезвычайно просто. Но главное отличие ВЭС от традиционных электростанций состоит в другом.

КАКИЕ БЫВАЮТ ВЕТРОСТАНЦИИ?

Ветроэнергетика разделилась на два существенно отличающихся направления. Ветростанции на суше по-английски называемые «onshore» и ветростанции в море на небольших пока глубинах «offshore».

Основное отличие по конструкции состоит в фундаментах. На море это более дорогое и более массивное сооружение. Второе существенное отличие — передача энергии от ВЭУ к подстанции осуществляется кабелем, проложенным по морскому дну. Есть морские ВЭС у которых

КАКОВА ЕДИНИЧНАЯ МОЩНОСТЬ ВЕТРОУСТАНОВКИ?

Единичная мощность ветроустановок имеет широчайший диапазон от 40 Вт до 6000 кВт. За последние три года ветростанции комплектуются, в основном, ветроустановками единичной мощности от 1 до 3 МВт. Ветроустановка мощностью 5 МВт — это грандиозное сооружение: диаметр ротора 120 метров. Высота башни около 100-120 метров. Представьте себе футбольное поле, поставленное вертикально на высоту 100 метров и вы получите представление, что это за сооружение и каковы должны быть технологии и материалы, чтобы это сооружение непрерывно вращалось в течение десятилетий и вырабатывало энергию нужного качества. Данные по самым крупным ВЭУ даются в таблице 7.

Таблица 7. Наиболее крупные ветроустановки в мире

Enercon E-112	Enercon E-126	Repower 5M	Repower 6M	Bard 5. 0
Мощность, МВт	4,5-6	6-7,5	5,0-7,5	6,15	5,0
Высота башни, м	124	135	117	100	90
Диаметр ротора, м	112	126	126	126	122
Скорость вращения ротора, об/мин	8-13	8-13	6,9-12,1

СКОЛЬКО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ МОЖЕТ ВЫРАБОТАТЬ ВЕТРОУСТАНОВКА?

Электрическая энергия измеряется в ватт-часах или киловатт-часах (1 кВт*ч = 1000 Вт*ч).

Одна электрическая лампочка мощностью 100 Вт за десять часов потребляет 1 кВт*ч электроэнергии.

Когда мы говорим, что мощность ветроустановки равна 10 кВт, это не значит, что она может отдавать такую мощность всё время. Она может отдавать эту мощность, если скорость ветра будет равна или больше номинальной. В другое время установка работает с мощностью меньше номинальной. Поэтому в год ветроустановка мощностью 10 кВт в среднем может выработать 15, 0-20, 0 тыс. кВт*ч в зависимости от среднегодовой скорости ветра.

СКОЛЬКО ДОМОВЛАДЕНИЙ МОЖЕТ ОБЕСПЕЧИТЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЕЙ ВЕТРОУСТАНОВКА МОЩНОСТЬЮ 1000 КВТ (1 МВТ)?

По той же причине, о которой говорилось выше ветроустановка развивает разную мощность из-за изменения скорости ветра. Поэтому в год, а в году мы имеем 8760 часов, установка мощностью 1 МВт вырабатывает от 2 до 3 млн кВт*ч. В наших деревнях в самом лучшем случае одна семья (дом) в год потребляет 1, 5-2, 5 тыс. кВт*ч электроэнергии. Берем среднюю цифру (2 тыс. кВт*ч в год) и получаем, что ВЭУ мощностью 1 МВт может обеспечить электричеством от 1000 до 1500 семей (домов) в год.

ЧТО ОЗНАЧАЕТ ТЕРМИН «ЛАЙФ-ЦИКЛ ЭМИССИИ»?

Этот термин означает, что для энергоустановок, у которых нет эмиссии парниковых газов в процессе их работы, как, например, ветроустановок, следует учитывать эмиссию парниковых газов от энергии, затраченной на их производство на предприятии-изготовителе, транспортировку, монтаж, сервисное обслуживание и утилизацию. Это и называется «лайф-цикл эмиссии» («lifecycle emissions»). Другими словами, нужно учитывать весь жизненный цикл изделия и принимать в расчет процессы, которые связаны с эмиссией CO2.

По данным EWEA для ветроустановок достаточно проработать от трех до шести месяцев, чтобы они выработали столько электроэнергии, сколько было затрачено на производство, строительство, монтаж и утилизацию. За это время будет предотвращен объем эмиссии равный эмиссии на предварительных этапах.

В течение срока службы 20-25 лет ветроустановка вырабатывает электроэнергии в 80 раз больше, чем на нее затрачено во время жизненного цикла, начиная от производства комплектующих изделий.

Ветроэнергетика имеет наиболее низкую «лайф-цикл эмиссию» из всех энергетических технологий.

ЕСТЬ ЛИ ОТРИЦАТЕЛЬНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ ВЕТРОСТАНЦИЙ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ?

Да, есть, как и влияние любой энергетической или промышленной технологии. Но имеется принципиальное отличие: негативное влияние от ВЭС носит локальный характер и может быть смягчено людьми. В то время как негативное влияние топливных электростанций имеет глобальное влияние и его локализация очень затруднительна. Итак, имеем следующие виды негативного влияния ВЭС на среду обитания человека:

• вторжение в ландшафт;
• эрозия почвы;
• гибель птиц и летучих мышей;
• опасность гибели людей;
• искажение телевизионных и коммуникационных сигналов;
• шум.

Однако давайте рассмотрим каждый вид влияния отдельно.

ЧТО ТАКОЕ ВТОРЖЕНИЕ В ЛАНДШАФТ?

В 2007 году Eurobarometer провел исследования и подтвердил, что к ветроустановкам относятся положительно 71% граждан Евросоюза, в то время как в Дании — 93%, в Греции — 88%, на Кипре — 83%. Только солнечную энергетику поддерживает в среднем 80%, тогда как газовые станции — 42%, угольные — 26%, атомные — 20%.

ГОВОРЯТ, ВЕТРОЭНЕРГЕТИКА ПОГУБИТ ПТИЦ И ЛЕТУЧИХ МЫШЕЙ. ТАК ЛИ ЭТО?

Если не располагать ветростанции на путях миграции птиц и около пещер, где зимуют летучие мыши, то случаи гибели птиц от столкновения с ветроустановками будут составлять сейчас и в будущем не более 1% от общего количества гибели птиц от результатов человеческой деятельности. Это резюме исследований, проведенных в США и Канаде совместно ветроэнергетиками и биологами.

Основными причинами гибели птиц в результате человеческой деятельности в США согласно этим исследованиям являются:

• гибель от кошек (около 1 млрд в год);
• столкновение с высотными зданиями (от 100 млн до 1 млрд в год);
• гибель от охотников (100 млн в год);
• столкновение с автотранспортом (от 60 до 80 млн в год);
• столкновение с телевизионными и ретрансляционными башнями (от 10 до 40 млн в год);
• гибель от пестицидов (67 млн в год);
• столкновение с линиями электропередач (от 10 тыс. до 174 млн в год).

В Европе в 2003 году в Испании проведено исследование гибели птиц от 692 ветроустановок на 18 ВЭС. Получено, что гибель больших и средних птиц составила 0, 13 на ветротурбину в год.

Королевское общество защиты птиц Великобритании (RSPB) заявило, что у них с ветростанциями не ассоциируется какие-либо значительные случаи гибели птиц. Было констатировано, что от ветроустановок гибель птиц составляет 0, 01-0, 02% от гибели птиц, связанных с человеческой деятельностью.

КАК ОЦЕНИВАЕТСЯ ОПАСНОСТЬ ВЕТРОУСТАНОВОК ДЛЯ ЧЕЛОВЕКА?

Эту опасность связывают с возможностью поражения людей в результате отрыва лопасти или кусками льда отлетевшего от лопасти при обледенении.

Однако практика говорит о том, что в настоящее время, достигнут очень высокий уровень механической надежности лопастей. Ветроустановки зачастую располагаются рядом с местами возможного появления людей. В мире работает около 200 тысяч ветроустановок и не зафиксировано ни одного случая гибели или ранения людей в результате отрыва лопасти или отлетевшими от лопасти кусочком льда. Зафиксирован один случай в Германии гибели парашютиста, которого занесло ветром на работающую ветроустановку. Вряд ли можно себе представить электростанцию более безопасную для обслуживающего персонала и окружающих людей, чем ветростанция.

Добавим еще одно немаловажное преимущество. Никакая мыслимая и немыслимая авария на ВЭС не может привести к технической катастрофе типа аварии на Саяно-Шушенской ГЭС , не говоря уже о Чернобыльской АЭС.

НАСКОЛЬКО ШУМНЫ ВЕТРОУСТАНОВКИ?

Не так уж очень. Давайте разберемся с фактами в руках.

В результате противошумных конструктивных решений в безредук- торных ветроустановках, например фирмы Enercon можно спокойно разговаривать в кабине не повышая голоса при работающей установки.

Аэродинамический шум стараются снизить соответствующим изменением профиля лопастей и выбором оптимальной скорости вращения ветроколеса. Вот как реально выглядит шумность ВЭУ по сравнению с другими источниками шума (Таблица 11) по данным Американской ветроэнергетической ассоциации.

Таблица 11. Шумность ветроустановки по сравнению с другими источниками шума по данным Американской ветроэнергетической ассоциации

Источник шума	Величина шума, децибелы
Турбина самолета	140-150
Пневматический молоток	120-130
Промышленные помещения	110
Стереомузыка	100
Салон автомобиля	80-90
Помещения офиса	70
Жилое помещение (холодильник)	60
Ветротурбина на расстоянии 200-250 м от башни	50
Городской шум в спальне	40
Шепот	30
Шорох падения листьев	10-20

А так выглядит сравнительная характеристика источников шума по данным Европейской ветроэнергетической ассоциации (Таблица 12).

Таблица 12. Сравнительная характеристика источников шума по данным Европейской ветроэнергетической ассоциации

Источник шума	Величина шума, децибелы
Порог слышимости	0
Сельская ночь, фон	20-40
Спальная комната	35
Ветроустановка на расстоянии 350 м	35-45
Оживленная дорога на расстоянии 5 км.	35-45
Легковой автомобиль, скорость 65 км/ч, расстояние 100 м	55
Главный офис фирмы в максимум активности	60
Разговор, беседа	60
Грузовой автомобиль, скорость 50 км/ч, расстояние 100 м	65
Городской транспорт	90
Пневматический бур на расстоянии 7 м	95
Самолет на расстоянии 250 м	105
Болевой порог	140

Эти две таблицы хорошо дополняют друг друга.

ГОВОРЯТ, ЧТО ОТ ШУМА ВЕТРОСТАНЦИЙ ГИБНУТ ЧЕРВЯКИ И НАСЕКОМЫЕ, А ЗА НИМИ ГРЫЗУНЫ И ХИЩНИКИ. ЧЕРЕЗ НЕКОТОРОЕ ВРЕМЯ ТЕРРИТОРИЯ ВЕТРОСТАНЦИЙ НАПОМИНАЕТ ПУСТЫНЮ. ТАК ЛИ ЭТО? О ЧЕМ ДУМАЮТ В ЕВРОПЕ, РАЗВИВАЯ ВЕТРОЭНЕРГЕТИКУ УСКОРЕННЫМИ ТЕМПАМИ?

Нет, не так. Это самый живучий миф, не имеющий отношения к реальности. Его особенность ещё и в том, что живет этот миф в основном в России и среди тех людей, которые профессионально не занимаются ветроэнергетикой, но чего-то, когда-то, где-то об этом слышали.

Поскольку уже этот миф уже перекочевал в правительственные сферы, с ним следует разобраться подробно.

Во-первых, на грызунов (мыши, кроты, землеройки — предмет особой заботы отнюдь не экологов) действует вибрация. Промышленность изготавливает для садоводов специальные устройства для отпугивания грызунов, основанные на этом принципе. Но дело в том, что ветроустановки имеют мощнейший фундамент, который гасит вибрации башни.

Влияние этой вибрации распространяется на несколько десятков метров, а расстояние между ВЭУ несколько сотен метров. Так что любители грызунов могут быть спокойны. Им ничего не угрожает, они только на несколько метров меняют свое место жительство.

Другой аспект угнетающего влияния на людей, животных и насекомых — звуковые волны с частотой менее 20 герц, так называемый «инфразвук», для людей особую неприятность составляют частоты 7-10 герц. Но дело в том, что эта опасность преодолена еще на заре ветроэнергетики.

Любопытное свидетельство по данному вопросу приводит EWEA. Ветростанции очень популярны среди фермеров, поскольку их земля продолжает использоваться для получения растущих урожаев зерновых или выращивания трав для пастбищ. Овцы, коровы и лошади не испытывают беспокойства от ветроустановок. Наряду с доходами от аренды земли под ветроустановки, фермеры продолжают получать доход от животноводства и растениеводства.

Неужели этих фактов недостаточно и миф о гибели грызунов будет возникать, как только речь будет заходить о строительстве ВЭС.

В заключении приводится перевод соответствующего раздела книги EWEA.

Звук низкой частоты, известный как инфразвук, может вызывать утомление и раздражение у чувствительных людей и поэтому широко изучается во всех странах. Самое главное состоит в том, что современные турбины, расположенные ветроколесом «на ветер» (up-wind) генерируют не очень мощный инфразвук, как правило, ниже порога восприятия.

Обозрение всех известных публикаций результатов измерений инфразвука от ветротурбин убедительно показывает, что ветротурбины типа «на ветер» генерируют инфразвук, величиной которого можно в оценке экологического эффекта пренебречь.

Опыт развития ветровых станций Европы свидетельствует, что шум от ветротурбин в общем очень мал. Сравнение многих устройств, генерирующих шум, с ветроустановками показывает, что шум от ветротурбин в Европе небольшая проблема. Информация из США также свидетельствует, что недовольство шумом от ветротурбин выражается весьма редко и обычно находится удовлетворительное решение. [Wind Energy — the facts, EWEA, London sterling, VA, 2009, p. 331].

КАК ВЕТРОУСТАНОВКИ ВЛИЯЮТ НА МИКРОКЛИМАТ МЕСТНОСТИ, В ЧАСТНОСТИ НА СКОРОСТЬ ВЕТРА И ЕГО ЭНЕРГИЮ? НЕ ЯВЛЯЮТСЯ ЛИ ВЕТРОСТАНЦИИ ЕЩЕ ОДНОЙ ПРИЧИНОЙ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА?

Этот вопрос можно отнести к заблуждениям. Во-первых, самое большое препятствие для ветра представляют леса. Но никто не призывает к их рубке, чтобы дать простор ветру. Но это так к слову.

Действительность же заключается в том, что высота приземного слоя воздуха, в котором «гуляют» ветра, как минимум составляют 10 км. Многочисленными примерами доказано, что скорость ветра после препятствия восстанавливается на расстоянии десяти высотам препятствия. Энергия ветра как бы восстанавливается из верхних слоев приземного слоя. Для дальнейших рассуждений еще нужно сказать, что современные ветроустановки с диаметром ветроколеса 80100 метров, устанавливаются друг от друга на расстоянии 5-10 диаметров ветроколеса, в нашем примере от 400 до 1000 метров.

Определим максимально какую долю энергии отнимает ветроустановка с диаметром ветроколеса 100 метров от приземного слоя 1 км. При этом знать нужно немного, что энергия, отнимаемая ветроустановкой пропорциональна площади, а ометаемая площадь, то есть площадь вращающегося ветроколеса равна S=πR 2 , то есть квадрату радиуса умноженному на коэффициент π = 3, 14. Также необходимо знать, что ветроустановка «отнимает» от энергии набегающего ветра в лучшем случае половину, кв=0, 5. Отсюда, энергия, отбираемая нашей ветроустановкой пропорциональна площади равной kS = 0, 5*3, 4*50 2 = 3925 м 2 .

Энергия ветра, пролетающего мимо ветроустановки, пропорциональна высоте приземного слоя h = 1000 м, и расстоянию между ветроустановками l=500 м, то есть Sверх =l*h = 1000 * 500 = 500000 м 2 . Отсюда доля энергии ветра, отбираемая ветроустановкой от приземного слоя составляет 3925/500000 х 100 = 0, 785%.

Всякому здравомыслящему человеку ясно, что такая величина не в состоянии как — либо повлиять на изменение местного климата.

ПРАВДА ЛИ, ЧТО ВЕТРОУСТАНОВКИ ОБЛАДАЮТ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИМ ПОЛЕМ, УГНЕТАЮЩЕ ДЕЙСТВУЮЩИМ НА ПТИЦ И ПРОЧУЮ ЖИВНОСТЬ?

Это даже не миф и не заблуждение, а забвение школьного курса физики. Электростатическое поле возникает между двумя неподвижными зарядами: положительным и отрицательным.

Электростатическое поле могло бы возникнуть при трении воздуха о пластиковую лопасть. Но заряды от лопасти отводятся в систему заземления. Так что электростатического поля на ВЭС нет. Но там, где есть электричество, там есть электромагнитное поле. Оно есть и от мобильных телефонов, электролампочки и любого бытового прибора.

Но его интенсивность настолько мала, что в жизни мы его не замечаем.

Птицы его не замечают, когда сидят на проводах, а аисты умудряются строить гнезда на опорах ЛЭП 6-10 киловольт.

Птицы гибнут от столкновения с ветряками и этот вопрос подробно рассмотрен в ответе на вопрос № 59.

СКОЛЬКО НУЖНО ЗЕМЛИ ДЛЯ ВЕТРОСТАНЦИИ?

Собственно под ветроустановку нужно 200-400 квадратных метров, плюс дорога к ней, длина которой зависит от общей схемы дорог.

СУЩЕСТВУЕТ МНЕНИЕ, ЧТО ВЕТРОСТАНЦИИ НЕ СНИЖАЮТ ОБЪЕМ ВРЕДНЫХ ВЫБРОСОВ ОТ ТОПЛИВНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ: ТЕПЛОВЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ ПРОДОЛЖАЮТ РАБОТАТЬ ИЗ-ЗА НЕСТАБИЛЬНОСТИ ПОСТУПЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ ОТ ВЕТРОСТАНЦИЙ. ТАК ЛИ ЭТО?

Нет, конечно не так. Во-первых, количество вредных выбросов прямо пропорционально количеству сожженного топлива. А количество сожженного топлива на тепловых электростанциях (ТЭС) напрямую зависит от количества выработанной энергии. Здесь нужно взять поправку на снижение кпд тепловой станции при снижении нагрузки, но это несоответствие составляет несколько процентов. Значит, с выдачей энергии от ВЭС снижается энергия, вырабатываемая на ТЭС и, следовательно, снижается объем вредных выбросов.

Во-вторых, регулирование мощности в энергосистеме ведут обычно гидростанции, поэтому небольшие изменения мощности от ВЭС воспринимаются гидростанциями.

В-третьих, даже если в энергосистеме регулирование мощности ведут тепловые станции, то, как показывают исследования, при вводе ветростанции мощностью 100 МВт, дополнительная мощность для регулирования на ТЭС требуются всего около 2 МВт.

Так что сокращение вредных выбросов при работе ВЭС является неоспоримым фактом.

КАК ВЛИЯЮТ ВЕТРОУСТАНОВКИ НА КАЧЕСТВО ВОЗДУХА?

ВЕТРОУСТАНОВКИ ИСКАЖАЮТ СИГНАЛЫ РАДАРОВ И РАДИО?

Помехи, вызванные отражением электромагнитных волн лопастями ветровых турбин, могут сказываться на качестве телевизионных и микроволновых радиопередач, а также на работе различных навигационных систем в районе размещения ветрового парка ВЭС на расстоянии нескольких километров. ВЭУ становится препятствием для сигналов военных радаров.

ЧТО ДЕЛАЮТ ПРОИЗВОДИТЕЛИ, ЧТОБЫ СНИЗИТЬ УРОВЕНЬ ШУМА?

Таких направлений несколько. Среди них.

• Ориентация на ветер. Раньше практиковалось две конструкции ветротурбин. Одна, когда ветер набегает на ветроколесо («на ветер»), вторая, когда ветер сначала встречает гондола, а затем ветроколесо («под ветер»). На конструкции «под ветер» ориентация ветроколеса происходит за счет давления ветра и никаких дополнительных устройств поворота не нужно. В конструкциях «на ветер» ориентация происходит с помощью специального механизма поворота, действующего от датчика направления ветра — флюгера. Это существенно усложняет конструкцию ветроустановки, но именно эту конструкцию приняли все современные фирмы и именно потому, что она издает гораздо меньше шума. В конструкциях «под ветер», набегающий поток ветра встречает гондолу, турбулизируется ею и начинает издавать импульсы скачков шума. Поэтому в настоящее время почти все мощные ветроустановки выполняются с ориентацией «на ветер».
• Башни и гондолы обтекаемой формы. Для башни принята за базу коническая стальная труба. Решетчатые башни на мощных ВЭУ применяются крайне редко, хотя они гораздо дешевле. Причина такая: стремление уменьшить турбулизацию потока и снизить шум. Если раньше кабина была угловатой формы, то сейчас практически все кабины обтекаемой формы.
• Усиление звукопоглощения кабин и применение других конструктивных решений по оборудованию. Внутренность кабины обшивается специальными звукопоглощающими материалами. Источники технического шума, в первую очередь редукторы, покрываются звукопоглощающими кожухами, крепление к несущей раме оборудования (редуктор, генератор, подшипник) осуществляется с применением демпфирующих прокладок, что снижает вибрацию и механический шум.
• Лопасти ветроколеса становятся более эффективными. С накоплением опыта все более совершенствуется аэродинамический профиль лопастей, они становятся более эффективными и одновременно менее шумными.

ЧТО МОЖНО СКАЗАТЬ О ШУМНОСТИ МАЛЫХ ВЕТРОУСТАНОВОК?

• скорость вращения ветроколеса и соответственно концов лопастей малых ВЭУ выше, чем у больших;
• гораздо больше средств выделяется на исследования по снижению шума от больших машин, чем для малых.

КАКИЕ РЕАЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ВЕТРОЭНЕРГЕТИКИ РОССИИ?

Согласно исследованию, проведенному группой ученых и специалистов, экономический потенциал ветроэнергетики составил 33 млрд кВт*ч в год, то есть такое количество электроэнергии экономически выгодно вырабатывать на ВЭС уже в настоящее время.

В 2010 году в России всеми электростанциями произведено 1036, 8 млрд кВт*ч, следовательно возможности ветроэнергетики составляют около 3, 2% от общего производства. Даже если экономический потенциал и уменьшить в два раза, то и в этом случае возможности ветроэнергетики нельзя недооценивать.

КАКИЕ СУБЪЕКТЫ РФ МОГЛИ БЫ РАССЧИТЫВАТЬ НА СУЩЕСТВЕННОЕ УЧАСТИЕ ВЕТРОЭНЕРГЕТИКИ В ПОКРЫТИИ СВОИХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ НУЖД?

Зонами эффективного применения ветроустановок являются по субъектам Российской Федерации области: Архангельская, Астраханская, Волгоградская, Калининградская, Камчатская, Ленинградская, Магаданская, Мурманская, Новосибирская, Пермская, Ростовская, Тюменская; края: Краснодарский, Приморский, Хабаровский; республики: Дагестан, Калмыкия, Карелия, Хакасия, Саха (Якутия); автономные округа: Коми-Пермятский, Ненецкий, Чукотский, Ямало-Ненецкий.

КАКИЕ МЕРЫ ПОДДЕРЖКИ СЛЕДОВАЛО БЫ ПРИНЯТЬ В РОССИИ ДЛЯ РАЗВИТИЯ ВЕТРОЭНЕРГЕТИКИ?

Итак, на уровне государства за рубежом практикуются следующие меры, которые успешно можно применять и в России:

• обязанность тарифного органа устанавливать фиксированный тариф на срок до 5-6 лет на выработанную ВЭУ электроэнергию, обеспечивающий простой срок окупаемости сооружения ВЭУ за 4-5 лет;
• субсидии на каждый кВт*ч выработанной электроэнергии (в виде прямой выплаты или налоговой скидки). В Канаде за каждый кВт*ч выплачивается 1 цент, в США — налоговая скидка 2, 5% за кВт*ч;
• инвестиционные субсидии (гранты, ссуды, благоприятные налоговые льготы) для компенсации высоких удельных капитальных вложений; при строительстве объектов возобновляемой энергетики как для общего, так и для индивидуального пользования;
• установление стандарта, обязывающего производителей или дис- трибюторов электрической энергии вырабатывать определенный процент на базе возобновляемых источников энергии либо собственными силами, либо приобретением «зеленых сертификатов»;
• введение в тариф на электроэнергию, вырабатываемую на базе органического топлива, дополнительной составляющей за вредный выброс;
• разрешение энергообъединениям введение для покупателей энергии специального повышенного тарифа «зеленая энергия», как средства участия населения в добровольном софинансировании объектов возобновляемой энергетики;
• меры по стимулированию инвесторов, упрощающие доступ инвесторов к получению кредитов под сниженную кредитную ставку;
• установление государственных целей по вводу мощности ВЭС к 2010, 2015 и 2020 году;
• разработка и принятие программы по финансовой поддержке достижения целей установленных правительством, например «ввод 1000 МВт к 2015 году;
• установление ускоренной амортизации на оборудование возобновляемой энергетики;
• разработка программы стимулирования рынка в виде «Плана действий по изменению климата», устанавливающей цели по снижению эмиссии парниковых газов от электроэнергетики.

На уровне субъектов Российской Федерации может быть реализована:

• активная поддержка и контроль установления тарифов на электроэнергию, вырабатываемую на ВЭС местного значения, обеспечивающего окупаемость в 3-4 года;
• обеспечение недискриминационного подключения к сетям общего пользования объектов возобновляемой энергетики;
• установление требования к местным производителям энергии производить определенную часть на базе возобновляемых источников;
• постановление правительства субъектов об обеспечении некоторого процента электроэнергии, потребляемой муниципальными пользователями за счет «зелёной энергии» (т. е. по повышенным тарифам), подавая пример для участия в процессе добровольного финансирования ВИЭ предприятиям и индивидуальным владельцам;
• снижение местных налогов.

Предложенные выше мероприятия не исчерпывают всех возможных мер поддержки. При этом не требуется вводить все сразу. На первом этапе достаточно было бы двух-трех основных экономического плана и столько же организационно-политических мероприятий.

Эта статья прочитана 19779 раз(а)!

Продолжить чтение

100 вопросов и ответов по ветроэнергетике Выдержки из брошюры «Ветроэнергетика. Вымыслы и факты. Ответы на 100 вопросов». Полную версию брошюры можно скачать по следующей ссылке:Скачать брошюру Авторы: П. П. БЕЗРУКИХ д. т. н., П. П. БЕЗРУКИХ (МЛАДШИЙ) ЧТО ТАКОЕ ВЕТЕР?…

Типы ветротурбин, их мощность, эффективность Ветроэнергетические установки (ВЭУ) преобразует кинетическую энергию ветра в механическую или электрическую энергию, удобную для практического использования. ВЭУ производят электрическую энергию для бытовых или промышленных нужд. Какие ветротурбины наиболее эффективные и экономически выгодные? Как определить мощность…

Ветроэлектрические станции Одним из перспективных направлений развития возобновляемой энергетики является ветроэнергетика. Использование энергии ветра не только помогает решить многие проблемы энергоснабжения удаленных объектов и загородных домов, но и получить независимость от местных энергоснабжающих организаций. Поставив на своём участке хотя бы…

ВСЯКИЙ ЛИ ВЕТЕР. ВЕТЕР? Огарков Р. Ветряные двигатели для орошения полей и размола зерна применялись в Древнем Египте еще за 3600 лет до нашей эры. За пятьдесят пять веков конструкция ветряных мельниц не претерпела сколь-нибудь значительных изменений. В Англии есть…

Вопросы и ответы по использованию ветрогенераторов

Ветрогенераторы Источник: Газета «Хозяйство» № 24/489 от 10 июня 2008 Выгоден ли ветрогенератор, стоит ли переходить на него в качестве источника энергии? — об этом и говорится в статье. В России полно мест, где ветра дуют практически постоянно. Так почему…

Реклама

1 комментарий “ 100 вопросов и ответов по ветроэнергетике -2 ”

На Останкинской телебашне Был метеорологический центр. На башне от 10 м и до 503 м на восьми уровнях был установлены датчики погоды. По интернету каждые десять минут шла информации о погоде. Я записывал только скорость ветра. Бывало скорость одинаковая держалась даже больше 30 минут, но в основном менялась.

Но главное я понял, что чем выше был уровень датчика тем была больше скорость ветра, его энергия. Можно сказать, что я нашел энергию, стало ясно есть что перерабатывать. Как бы выполнил постулат величайшего ученого НЬЮТОНА. Промышленные объемы энергии необходимо аккумулировать не в электрические аккумуляторы, в в энергию сжатого воздуха. Мне эту идею подсказал автомобиль.

Завести мотор зимой всегда проблема, а колеса как накачал с определенным давление так и буде пока гвоздь не найдешь на дороге.На энергии сжатого воздуха с давлением от одной технической атмосферы работает мой двигатель и вращает типовой электрогенератор. Принцип работы двигателя я скопировал с подводной лодки. Она опускается под воду по закону Ньютона, а поднимается Архимедом.

Я пишу вам, потому что не могу найти инвесторов. Мой ветропарк это вертикальный ветропарк. Это вертикальная конструкция длиной 1000-1500 м на конструкции по вертикали буду установлены моей конструкции ветродвигатели с вертикальной осью вращения и они должны вращать винтовые компрессоры. Если у вас есть возможность найти инвесторов, то давайте находите. Будете начальниками, мне в кайф производством заниматься.

Источник: www.solarhome.ru