Принцип действия ветряных электростанций (ВЭС).. Вентилятор наоборот.. КПД ветрогенератора.. Особенности проектирования ВЭС.. Способы накопления энергии ВЭС.. Рост производства ветроэнергии..
Ветер, ветер ты могуч...
Ветер - есть движение воздуха из области высокого давления в область низкого давления. Это происходит оттого, что солнце неравномерно нагревает поверхность Земли. Когда теплый воздух поднимается вверх, холодный воздух движется, чтобы заполнить пустоту. Пока светит солнце, будет дуть ветер. И до тех пор, пока дует ветер, люди будут использовать его для своих нужд.
Энергия движущихся воздушных масс – огромна! По разным оценкам, общий ветроэнергетический потенциал Земли равен 1200 ГВт. Энергия, содержащаяся в потоке движущегося воздуха, пропорциональна кубу скорости ветра. Однако не вся энергия воздушного потока может быть использована. Максимальный коэффициент использования энергии ветра в реальном ветроагрегате может достигать 50 %, и то только при расчетной скорости ветра. А с учетом КПД генератора, составляющем обычно 75–90 %, удельная электрическая мощность, выдаваемая реальным ветрогенератором, составляет примерно 30–40 % мощности воздушного потока.
Принцип действия ветроэлектростанций
Принцип действия ветряных электростанций (ВЭС) очень простой - ветровая турбина работает как вентилятор, только наоборот. Вместо того, чтобы использовать электроэнергию для создания ветра, как вентилятор, ветряные турбины используют ветер для выработки электроэнергии. Ветер поворачивает лопасти, которые вращают вал, соединенный с генератором. Генератор вырабатывает постоянный ток и заряжает аккумуляторную батарею. Аккумуляторная батарея автоматически начинает заряжаться в тот момент, когда напряжение на выходных клеммах генератора становится больше, чем на ее клеммах и также автоматически отключается при обратном соотношении.
Где применяются
Сегодня ветроэлектрические станции надежно снабжают током нефтяников, успешно работают в труднодоступных районах, на дальних островах, в Арктике, на тысячах сельскохозяйственных ферм, где нет поблизости крупных населенных пунктов и электростанций общего пользования. Широкому применению ветроэлектрических агрегатов в обычных условиях пока препятствует их высокая себестоимость. Вряд ли требуется говорить, что за ветер платить не нужно, однако оборудование, нужное для того, чтобы заставить ветер работать, обходится пока дорого.
Ветер – чистый источник возобновляемой энергии и он не требует затрат на защиту от загрязнения окружающей среды. А так как ветровая энергия бесплатна, эксплуатационные расходы почти нулевые. Массовое производство и развитие технологий делают турбины дешевле, и правительства многих стран предлагают налоговые льготы для стимулирования развития ветровой энергетики.
Одним из недостатков ветра является его непредсказуемость - он может часто менять направление или затихать даже в самых ветреных районах. Чтобы компенсировать изменчивость ветра, сооружают огромные «ветряные фермы». Десятки, а иногда и сотни таких турбин устанавливаются вместе в наиболее ветреных местах. Такие «фермы» есть в США, во Франции, в Англии, но они занимают много места. В Дании «ветряную ферму» разместили на прибрежном мелководье Северного моря, где ветер устойчивее, чем на суше. Самые большие ветровые турбины могут генерировать достаточно электроэнергии, чтобы обеспечивать электроэнергией сотни домов. Небольшая турбина, установленная на заднем дворе, может производить достаточно электроэнергии для одного дома или малого бизнеса.
Некоторые нюансы проектирования
В проектировании ВЭС самая трудная проблема состояла в том, чтобы при разной силе ветра обеспечить одинаковое число оборотов пропеллера. Эту задачу решают изменением угла наклона лопастей по отношению к ветру за счет поворота их вокруг продольной оси: при сильном ветре этот угол острее, воздушный поток свободнее обтекает лопасти и отдает им меньшую часть своей энергии. При слабом ветре – наоборот. Кроме этого, сам генератор автоматически поворачивается на мачте против ветра.
Как запасти электроэнергию впрок
При использовании ветра возникает серьезная проблема: недостаток энергии в периоды безветрия при ее избытке в ветреную погоду. Существует много способов накопления и сохранения энергии впрок: от обычных аккумуляторных батарей до экзотических способов – раскручивание гигантских маховиков или производство водорода в качестве топлива. В последнем случае электрический ток от ветрогенератора разлагает воду на кислород и водород. Водород можно хранить в сжиженном виде и сжигать в топках тепловых электростанций по мере надобности.
Производство ветроэнергии растет
Использование ветра в промышленных масштабах находится на подъеме. Во всем мире, производство ветроэнергии возросло более чем в четыре раза между 2000 и 2010 годами. Германия имеет самый большой потенциал установленной мощности ветровой энергии в Европе. Растет выработка энергии ветра в Испании, Дании и Франции. А также в США, Индии и Китае.
Отраслевые эксперты прогнозируют, что если эти темпы роста сохранятся, то к 2050 году примерно треть мировых потребностей в электроэнергии будут пополняться за счет энергии ветра.
Читайте также:
1. Виды альтернативных источников энергии;
2. Ветровая электростанция
3. О выборе ветрогенератора
4. Большая ветроэнергетика
5. Летающий ветрогенератор
Ветер, ветер ты могуч...
Ветер - есть движение воздуха из области высокого давления в область низкого давления. Это происходит оттого, что солнце неравномерно нагревает поверхность Земли. Когда теплый воздух поднимается вверх, холодный воздух движется, чтобы заполнить пустоту. Пока светит солнце, будет дуть ветер. И до тех пор, пока дует ветер, люди будут использовать его для своих нужд.Энергия движущихся воздушных масс – огромна! По разным оценкам, общий ветроэнергетический потенциал Земли равен 1200 ГВт. Энергия, содержащаяся в потоке движущегося воздуха, пропорциональна кубу скорости ветра. Однако не вся энергия воздушного потока может быть использована. Максимальный коэффициент использования энергии ветра в реальном ветроагрегате может достигать 50 %, и то только при расчетной скорости ветра. А с учетом КПД генератора, составляющем обычно 75–90 %, удельная электрическая мощность, выдаваемая реальным ветрогенератором, составляет примерно 30–40 % мощности воздушного потока.
Принцип действия ветроэлектростанций
Принцип действия ветряных электростанций (ВЭС) очень простой - ветровая турбина работает как вентилятор, только наоборот. Вместо того, чтобы использовать электроэнергию для создания ветра, как вентилятор, ветряные турбины используют ветер для выработки электроэнергии. Ветер поворачивает лопасти, которые вращают вал, соединенный с генератором. Генератор вырабатывает постоянный ток и заряжает аккумуляторную батарею. Аккумуляторная батарея автоматически начинает заряжаться в тот момент, когда напряжение на выходных клеммах генератора становится больше, чем на ее клеммах и также автоматически отключается при обратном соотношении.
Где применяются
Сегодня ветроэлектрические станции надежно снабжают током нефтяников, успешно работают в труднодоступных районах, на дальних островах, в Арктике, на тысячах сельскохозяйственных ферм, где нет поблизости крупных населенных пунктов и электростанций общего пользования. Широкому применению ветроэлектрических агрегатов в обычных условиях пока препятствует их высокая себестоимость. Вряд ли требуется говорить, что за ветер платить не нужно, однако оборудование, нужное для того, чтобы заставить ветер работать, обходится пока дорого.Ветер – чистый источник возобновляемой энергии и он не требует затрат на защиту от загрязнения окружающей среды. А так как ветровая энергия бесплатна, эксплуатационные расходы почти нулевые. Массовое производство и развитие технологий делают турбины дешевле, и правительства многих стран предлагают налоговые льготы для стимулирования развития ветровой энергетики.
Некоторые нюансы проектирования
В проектировании ВЭС самая трудная проблема состояла в том, чтобы при разной силе ветра обеспечить одинаковое число оборотов пропеллера. Эту задачу решают изменением угла наклона лопастей по отношению к ветру за счет поворота их вокруг продольной оси: при сильном ветре этот угол острее, воздушный поток свободнее обтекает лопасти и отдает им меньшую часть своей энергии. При слабом ветре – наоборот. Кроме этого, сам генератор автоматически поворачивается на мачте против ветра.
Как запасти электроэнергию впрок
При использовании ветра возникает серьезная проблема: недостаток энергии в периоды безветрия при ее избытке в ветреную погоду. Существует много способов накопления и сохранения энергии впрок: от обычных аккумуляторных батарей до экзотических способов – раскручивание гигантских маховиков или производство водорода в качестве топлива. В последнем случае электрический ток от ветрогенератора разлагает воду на кислород и водород. Водород можно хранить в сжиженном виде и сжигать в топках тепловых электростанций по мере надобности.
Производство ветроэнергии растет
Использование ветра в промышленных масштабах находится на подъеме. Во всем мире, производство ветроэнергии возросло более чем в четыре раза между 2000 и 2010 годами. Германия имеет самый большой потенциал установленной мощности ветровой энергии в Европе. Растет выработка энергии ветра в Испании, Дании и Франции. А также в США, Индии и Китае.
Отраслевые эксперты прогнозируют, что если эти темпы роста сохранятся, то к 2050 году примерно треть мировых потребностей в электроэнергии будут пополняться за счет энергии ветра.
Читайте также:
1. Виды альтернативных источников энергии;
2. Ветровая электростанция
3. О выборе ветрогенератора
4. Большая ветроэнергетика
5. Летающий ветрогенератор
Комментариев нет:
Отправить комментарий