Яндекс.Метрика

Энергия ветра

Обращаясь к этому источнику энергии, становится ясно, что ресурсы его неисчерпаемы и крайне велики. С точки зрения неисчерпаемости и экологичности, сильнейшие потоки воздуха обволакивающие нашу планету, таят в себя огромный энергопотенциал. Уместен вопрос, как такой перспективный источник как ветровая энергия не применяется на все 100%?

Известно, что употребление потоков воздушных масс в качестве неиссякаемого источника энергии началось ещё в Древнем Египте. ветряные установки использовали для доставки водных масс и переработки зерновых культур. Такой принцип действия сохранился и спустя века. В Англии существует и исправно работает ветряная мельница, сооруженная в семнадцатом веке. А в нашей стране, по дореволюционным данным, функционировало порядка двух ста пятидесяти тысяч ветряных мельниц. В совокупности они выдавали около полутора миллионов киловатт энергии. Применение подобных установок, позволяло обрабатывать до трёх миллиардов пудов зерна за год.

В наше же время ветроэнергетика применяется для получения электроэнергии. Это уже более сложный и трудоёмкий процесс, в котором задействовано множество различных компонентов.

Так называемая теория ветродвигателя, была разработана Н. Е. Жуковским ещё вначале прошлого века. Основываясь на её принципах, стало возможно получить энергию даже из незначительно сильного потока воздуха. Реализовывались невероятные проекты ветрогенераторов оставлявшие далеко позади себя ветряные мельницы.

Но, так или иначе мельница прослужила прототипом для создания современных установок и без неё не было бы того, что мы имеем сегодня.

Применение мельниц было настолько обширным, что сложно представить насколько усложнился бы труд человека с отсутствием таковых. Их задействовали на лесопильнях, при поднятии строительных материалов на высоту, а так же для направления водных потоков, которые давали жизнь разным отраслям промышленности.

В Голландии, например, львиная доля таких установок, действовала до середины двадцатого века, а некоторые работают и по сей день.

Для создания ветрогенераторов привлекается ряд узконаправленных специалистов из множества областей науки. Ведь разработка и проектирование лопастей или турбин для установок, требует знания своего дела на все 100%.

Типы ветрогенераторов

Классификация ветрогенераторов делится на несколько их основных разновидностей. А зависит она от расположения оси внутри установки по отношению к потоку воздуха.

Приводим основные виды ветрогенераторов:

  • ось кручения имеет вертикальное положение, находясь под прямым углом к направлению ветрового потока;
  • ось кручения имеет горизонтальное положение, параллельно направлению воздушных потоков;
  • ось кручения имеет горизонтальное положение, перпендикулярно направлению воздушных потоков (схожи с водяным колесом).

Ветровые электростанции

При оценке воздушных богатств в 1989 г., исследователями получена цифра, равняющаяся 300 миллиардам кВт/ч в год. Примечательно, что лишь 1,5% из этих гигантских объёмов энергии могут использоваться человеком. Объяснение этому крайне просто. Потоки ветра не постоянны и рассеяны. А это влечёт за собой создание и установку аккумуляторных станций и как следствие значительно удорожает подобные проекты. Плюс ко всему требуются большие территории для размещения ветряков.

Однако находятся и такие участки, продуваемость которых вполне постоянна и может дать необходимое количество ветра для генерации энергии.

Такие потоки ветра классифицируют как:

  • умеренный — его скорость составляет порядка, 5-8 м/сек;
  • сильный — как правило выдаёт 14-20 м/сек;
  • штормовой — величина такого равняется 20-25 м/сек;
  • ураганный – сила может достигать более 30 м/сек.

Именно такие районы расположены вдоль береговых линий морей Арктики, Балтики, Севера.

Анализ и детальная структуризация возможностей этих особенностей и перспектив, сделали возможным создание ряда установок и агрегатов, благодаря которым человечество получает электроэнергию из силы ветра.

Были созданы как гигантские ветряки величиною в десятки метров, так и портативные ветрогенераторы для загородных домов.
Принцип действия крайне прост. Ветряные лопасти приводят в движение механизм динамо-машины, которая подаёт энергию на присоединённый аккумулятор.

Ветровые установки и агрегаты для получения электричества можно встретить там, где нет возможности провести линию электропередач. Это и удалённые сельскохозяйственные предприятия и точки нефтедобычи расположенные в Арктике.

По мнению инженеров, ветровую энергию получаемую по средствам лишь одних ветряков, логично применять в местах, где возможны не долгие перебои с подачей электричества. Т.е. там, где такие заминки не доставят проблем экономике или производству. А применяя их в купе с аккумуляторными установками, такие генераторы позволяют подавать энергию практически круглосуточно.

Несмотря на всё это, в настоящее время широкого применения этот источник энергии не получил. В виду того, что само по себе обслуживание и содержание ветряных установок крайне дорогое удовольствие.
Помимо этого есть ряд других сложностей и проблем.

Одна из таких — это переизбыток энергии во время сильного ветра и её нехватка, когда ветра нет. Было найдено несколько решений. Один из методов заключается в коммутировании ветряного колеса и насоса подающего воду в бак находящийся выше. Скопившаяся в нём вода, попадая на турбину приводит её в движение и один из возможных генераторов активен (могут быть постоянного или переменного тока).

Есть так же масса и других проектов по аккумулированию и сбору энергии ветра. Например, когда сжатый воздух при помощи силы ветряка, нагнетается в большие подземные сооружения.

Самым перспективным способом является получение водородного топлива. Электричество, полученное от генератора ветра, позволит разложить воду на водород и кислород. В дальнейшем, водород пригоден для хранения в сжиженном состоянии. Его можно применять на тепловых электростанциях, сжигая в специальных печах.