Энергия от ветра: Энергия ветра | Решения для рынков

Энергия ветра

Энергия ветра — это кинетическая энергия движущегося воздуха. Ветер, обладающий энергией, появляется из-за неравномерного нагрева атмосферы солнцем, неровностей поверхности земли и вращения Земли. Скорость ветра определяет количество кинетической энергии, которая может быть преобразована в механическую энергию или электроэнергию. Механическая энергия может использоваться, например, для помола зерна и перекачивания воды. Механическая энергия может также использоваться для работы турбин, которые производят электричество. Данная работа сосредоточена именно на ветровой электроэнергии, а не на других неэлектрических формах энергии ветра.

Существует два основных способа, с помощью которых энергия ветра может быть преобразована (как для механических, так и для электротехнических целей): использование либо силы «аэродинамического сопротивления», либо «подъема». Способ аэродинамического сопротивления означает простое размещение одной стороны поверхности против ветра, в то время, как другая сторона находится с подветренной стороны. Движение за счет аэродинамического сопротивления происходит в том же направлении, что и дует ветер. Способ подъема несколько изменяет направление ветра и создает силу, перпендикулярную направлению ветра. Способ аэродинамического сопротивления менее эффективен, чем способ подъема.

Концентрация энергии ветра колеблется в широких пределах от 10 Вт/м^-2 (при легком ветерке 2,5 м/сек) и до 41000 Вт/м^-2, во время урагана со скоростью ветра 40 метров в секунду (м/с) или 144 км/час. В общем, энергия ветра пропорциональна кубу скорости ветра. Это означает, что электрическая мощность чрезвычайно чувствительна к скорости ветра (при удвоении скорости ветра мощность увеличивается в восемь раз).

Глобальное распределение ветра

Карта на этой странице показывает глобальные ресурсы ветра. Видно, что регионы с высоким потенциалом (около 9 м/с) находятся в средних и высоких широтах (Антарктида, южная Латинская Америка, Гренландия, Северная и Западная Европа), а также в районе огромных равнин и пустынь центральной части Северной Америки, России, Центральной Азии и Северной Африки (примерно 6 м/с).

Скорость ветра необходимая для выработки электроэнергии должна быть, по крайней мере, 2,5–3 м/с и не более 10–15м/с. Многие районы Земли не пригодны для размещения ветровых установок, и почти такое же количество районов характеризуется средней скоростью ветра в диапазоне (3–4,5м/с), что может быть привлекательным вариантом для производства электроэнергии. Однако значительная часть поверхности Земли характеризуется среднегодовой скоростью ветра, превышающей 4,5 м/с, когда энергия ветра наверняка может быть экономически конкурентоспособной.

Оценка ветровых ресурсов конкретной территории является сложной задачей, которая требует многообъемлющих данных. В целом, доступность и надежность данных о скорости ветра крайне низка во многих регионах мира. В общих чертах, потенциал производства ветровой электроэнергии зависит от следующих четырех факторов:

• широта и преобладающие режимы ветра
• рельеф и высота
• водоемы
• растительность и застройка территории

Скорость ветра, преобладающую в регионе, можно определить исходя из глобальной модели (низко- и высокоширотные восточные, среднеширотные западные, и маловетреные тропические зоны конвергенции). Кроме того, в прибрежных районах часто наблюдаются морские и наземные бризы, а высотные районы могут усиливать воздушные возмущения, вызванные тепловыми циклонами.

Источник: Международное энергетическое агентство (МЭА, 2009)

На рисунке приведена карта ветровых ресурсов мира (высота — 80 м, разрешение — 15 км) с указанием установленной мощностью и данными о производстве ветровой электроэнергии ведущими странами мира

Глобальные тенденции

Энергия ветра, с ее зарождением в конце 1970-х гг., стала глобальной отраслью, в которой участвуют энергетические гиганты. В 2008 году новые инвестиции в ветроэнергетику достигли 51,8 млрд. долларов США (35,2 млрд. евро) (ЮНЕП, 2009).

Согласно статистическим данным, опубликованным Европейской Ассоциацией Ветровой Энергетики (EWEA, 2011), преуспевающие рынки существуют в местах с надлежащими условиями размещения. В 2008 году ветроэнергетические установки обеспечили производство около 20% всей электроэнергии Дании, более 11% в Португалии и Испании, 9% в Ирландии и почти 7% в Германии, более 4% всей электроэнергии Европейского союза (ЕС) и почти 2% в США (МЭА Энергия ветра, 2009).

SНачиная с 2000 года, совокупная установленная мощность выросла в среднем на 30% в год (см. рисунок). В 2008 году более 27 ГВт электрической мощности были установлены в более чем 50 странах, в результате чего глобальный наземный и морской потенциал достиг 121 ГВт. В 2008 году Мировой Совет Энергии Ветра подсчитал, что было выработано около 260 миллионов мегаватт часов (260 тераватт часов) электроэнергии.

Беларусь: ветровые ресурсы

«Генеральный план развития ветроэнергетики СССР до 2010 года» 1989 года включал карту ветров каждой республики. Ресурсный потенциал оценивался по скорости ветра на высоте 30 м. Согласно этой ветровой карте скорость ветра на высоте 30 м не достигала 5 м/с. Исходя из этих данных, потенциал ресурсов энергии ветра Беларуси невысок.

Однако, на высоте 80 м показатели ветровых ресурсов улучшаются. Так средняя скорость ветра в Дзержинском районе составляет 8,6 м/с. Большинство стран согласно нижеприведенной карте располагают скоростью ветра около 5 м/с на высоте 80 метров. По данным официальной статистики, потенциал производства электроэнергии Беларуси за счет энергии ветра составляет 6,5 млрд. кВт/ч (при потенциале установленной мощности около 1600 МВт). Наиболее перспективные участки для ветроустановок находятся в Минской области, в западной части страны, а также в городах Витебске и Полоцке, в южной части страны.

При планировании размещения ветроэнергетических установок, желательно иметь больше информации о скорости ветра, а не только национальную карту, так как особенности местности, такие как рельеф, высота, водоемы и растительность оказывают существенное влияние на ветровые ресурсы.

Состояние на данный момент

В настоящее время технически возможное использование ветрового потенциала не превышает 5% от теоретического потенциала. Пока в Беларуси существует четыре важные ветроэнергетические установки.

Ветряная электростанция Дружная, расположенная в западной части страны, имеет полную установленную мощность 0,85 МВт. Она состоит из установки NORDEX (250 кВт), построенной в 2000 году, и систем Repower и турбины Jacobs (600 кВт), построенных в 2002 году. Эти установки производят электроэнергию примерно 1,3–1,4 ГВтч/год, которая поставляется примерно 700 жителям.

В Кореличском регионе работает установка 3×77 кВт, а в Дзержинском районе построена ветротурбина мощностью 250 кВт. Ветряная электростанция, расположенная около Минска имеет мощность 1,08 МВт, и, по оценкам специалистов, ее годовое производство составляет 2 ГВтч электроэнергии. Расположенная в центральной части страны, эта электростанция в состоянии обеспечить электричеством 900 жителей.

Программой развития ВИЭ Беларуси предполагается строительство нескольких ветряных парков, но пока строительные работы практически не начинались. В программе говорится о 1840 объектах, с установленной мощностью 1600 МВт и годовым производством энергии 3,3 млрд. кВт/ч, в том числе в Гродненской области (1,5 МВт), в регионах Новогрудка (15,5 МВт), Лиозно (60 МВт), Ошмян (25 МВт), Дзержинска (60 МВт) и Сморгони (15 МВт).

На рисунке приведена карта ветрового потенциала Беларуси на высоте 80м.

Источник: Европейский банк реконструкции и развития (ЕБРР)Источник: geni.org

Технология ветротурбин

Возможность производства электроэнергии определяется конструкцией ветровых турбин. Все ветровые турбины состоят из лопастей, которые вращают ось, соединенную с генератором, который и производит электрический ток.

Ветровые турбины могут быть расположены практически везде, где есть ветер, например, на море, на суше и в застроенном месте.

Ветровые турбины имеют различные размеры и номинальную мощность. Самая большая турбина имеет лопасти с размахом большим, чем длина футбольного поля, высоту 20-этажного здания и производит электроэнергию достаточную для электроснабжения 1400 зданий. И, наоборот, ветровая турбина размером с небольшой дом имеет лопасти диаметром от 8 до 25 футов, высоту — свыше 30 футов, и может обеспечивать электроэнергией полностью электрифицированное здание или малое предприятие.

Размер и мощность ветровых турбин колеблется в широких пределах. Выделяются три основных типа ветровых турбин: с горизонтальной осью, с вертикальной осью и канальные.

Турбины с горизонтальной осью (Пропеллерные ветровые турбины)

Пропеллерные ветровые турбины (сокращенно ПВТ) в настоящее время доминируют. Этот вид похож на ветряную мельницу с лопастями в виде пропеллера, которые вращаются вокруг горизонтальной оси.

Пропеллерные ветровые турбины имеют основную ось ротора и электрический генератор в верхней части мачты. Ось ротора должна быть направлена в сторону ветра. Малые турбины ориентируются по ветру с помощью простых направляющих, установленных перпендикулярно лопастям ротора, в то время как в больших турбинах обычно используется датчик ветра, управляющий поворотным двигателем. Большинство крупных ветровых турбин имеют редуктор, который преобразует медленное вращение ротора в быстрое вращение генератора, что важно для выработки электроэнергии.

Лопасти ветряных турбин изготавливаются жесткими, для того чтобы предотвратить удар лопастей о мачту при сильном ветре. Кроме того, лопасти расположены на значительном расстоянии от мачты и иногда немного наклонены.

Так как за мачтой создается турбулентность, турбины, как правило, располагаются с той стороны, откуда дует ветер. В противном случае, турбулентность может привести к авариям из усталостных напряжений, что снижает надежность установки. Тем не менее, несмотря на проблемы турбулентности, построены установки с расположением турбины по направлению ветра, так как они не нуждаются в дополнительном механизме для их ориентации по ветру, и, во время сильного ветра, их лопасти могут сгибаться, что уменьшает зону скольжения и таким образом сопротивление ветру.

Ветровые турбины с вертикальной осью (Виндроторные ветровые турбины)

Виндроторные ветровые турбины (ВВТ) бывают разных типов, но все они имеют общую черту: основной вал ротора расположен вертикально (а не горизонтально).

Различные модели (см. ниже) разрабатываются специально для мест, где направление ветра очень изменчиво или беспокойно. ВВТ, как правило, считаются более легкими в установке и обслуживании, так как генератор и другие основные компоненты могут быть размещены близко к земле (нет необходимости в том, чтобы мачта держала компоненты турбины, а компоненты становятся более доступны).

ВВТ, как правило, менее эффективны, чем ПВТ, по следующим причинам:

• Они часто создают сопротивление при вращении.
• Часто установлены на более низкой высоте (земля или крыша здания), где скорость ветра меньше.
• Наличие проблем, связанных с вибрацией, например, шум и более быстрый износ и разрыв опорной конструкции (так как воздушный поток имеет большую турбулентность на низкой высоте).

Таблица. ПВТ и ВВТ: преимущества и недостатки

Источник: Centurion Energy

ВВТ Дарье

Запатентованная французским авиационным инженером Жоржем Жан-Мари Дарье в 1931 году, ветряная турбина Дарье часто называется «венчиком для взбивания яиц» из-за ее внешнего вида. Она состоит из нескольких вертикально направленных лопастей, которые вращаются вокруг центральной оси.

Разница между ПВТ и ВВТ Дарье состоит в том, что ось пропеллерной турбины всегда сталкивается с ветром, а турбина Дарье представляет собой цилиндр перпендикулярный воздушному потоку. Таким образом, часть турбины работает, а другая часть просто крутиться по кругу.

Разница между ПВТ и ВВТ Дарье состоит в том, что ось пропеллерной турбины всегда сталкивается с ветром, а турбина Дарье представляет собой цилиндр перпендикулярный воздушному потоку. Таким образом, часть турбины работает, а другая часть просто крутиться по кругу.

Лопасти позволяют турбине достигать скоростей, которые выше, чем фактическая скорость ветра, что делает их подходящими для выработки электроэнергии, а не для откачки воды, например. Турбина Дарье может работать при скорости ветра до 220 км/ч и при любом его направлении.

Основной недостаток турбины Дарье — невозможность самостоятельного включения. Для пуска турбины требуется внешний привод (например, небольшой двигатель или набор маленьких турбин Савониуса). При достаточной скорости вращения, ветер создает достаточный крутящий момент, и ротор начинает вращаться вокруг оси с помощью ветра.

Тип турбины Дарье теоретически так же эффективен, как и пропеллерный тип, если скорость ветра постоянная, но на практике эта эффективность редко реализуется из-за возникающих физических напряжений, конструкционных особенностей и изменяемости скорости ветра.

Особым типом турбины Дарье является «Тип Н» (или «Gyromill»). Для получения энергии ветра он работает по тому же принципу, что и ветряная турбина Дарье, но вместо изогнутых лопастей применяются 2 или 3 прямые лопасти, индивидуально прикрепленные к вертикальной оси.

Три основных вида ВВТ Дарье (включая «Gyromill»)

Источник: eolienne.comprendrechoisir.com

ВВТ Савониуса

Турбина Савониуса является простым видом турбины, который был придуман в его современном виде финским инженером Сигурдом Джоханесом Савониусом в 1922 году. Она обычно применяется в случаях, требующих высокой надежности, а не высокой эффективности (например, в вентиляции, в анемометрах, во внутреннем микропроизводстве).

Турбины Савониуса гораздо менее эффективны, чем ПВТ и ВВТ Дарье (около 15%, см. ниже «Расчет энергии ветра»), но в отличие от первых, они хорошо работают при турбулентном ветре и, в отличие от последних, они самостоятельно включаются. В структурном плане они являются устойчивыми, могут хорошо противостоять сильным ветрам и остаются без повреждений и работают тише по сравнению с другими типами.

В отличие от турбины Дарье, которая работает под действием силы «подъема», турбина Савониуса работает за по принципу «аэродинамического сопротивления». Она состоит из 2–3 «ковшей»: изогнутые элементы испытывают меньшее сопротивление при движении против ветра, чем при движении по ветру из-за изогнутой формы ковшей. С точки зрения аэродинамики именно это дифференциальное сопротивление заставляет турбину Савониуса вращаться.

Источник: ITV

Таблица: Дарье или Савониус

Расчет энергии ветра

Мощность энергии ветра (P в ваттах) при известной скорости ветра рассчитывается по следующей формуле:

P = ½ x «плотность воздуха» x «площадь охвата» x («скорость ветра»)³

Над уровнем моря «плотность воздуха» составляет примерно 1,2 кг/м³, «скорость ветра» является скоростью ветра (м/сек) и «площадь охвата» относится к площади пространства, покрываемая ротором ветровой турбины. Она может быть рассчитана исходя из длины лопасти турбины:

A = π x («длина лопасти»)²

Однако, как только важные технические требования к ветровым турбинам принимаются во внимание (например, прочность и износостойкость, передаточное число редуктора, требования к подшипникам, генератору), предел количества энергии, которая может быть получено за счет энергии ветра уменьшается до 10–30% от фактической энергии ветра. Этот предел называется «коэффициент мощности», который является уникальным для каждого вида ветровой турбины. Для расчета количества извлекаемой энергии этот коэффициент мощности («C_p») должен быть введен в приведенную выше формулу:

P _{доступная} = ½ x «плотность воздуха» x «площадь охвата» x («скорость ветра»)³x C_p

Коэффициент мощности C_p зависит от типа ветровой турбины, и изменяется от 0,05 до 0,45.

 

Источник: buckville.com

 

Источник: re.energybel.by

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Энергия ветра и солнца вытесняет уголь, но не так быстро, как хотелось бы

Согласно данным аналитического центра Ember, с 2015 года доля солнечной и ветровой энергии в мировой энергетике увеличилась вдвое. В настоящее время она составляет около 10 % всего объёма вырабатываемой энергии, приближаясь к уровню атомных электростанций.

Альтернативные источники энергии постепенно вытесняют уголь, производство которого снизилось в первой половине 2020 года на рекордные 8,3 % по сравнению с тем же периодом 2019 года. По данным Ember, на долю энергии ветра и солнца пришлось 30 % этого сокращения, в то время как большая часть спада произошла из-за пандемии коронавируса, повлекшей за собой снижение спроса на электроэнергию.

Исследование Ember охватывает 48 стран, на которые приходится 83 % мирового производства электроэнергии. По количеству электроэнергии, вырабатываемой за счёт ветра и солнца, сейчас лидируют Великобритания и ЕС. В настоящее время на эти альтернативные источники энергии в Германии приходится 42 % энергопотребления, в Великобритании — 33 % и 21 % в ЕС.

Это гораздо выше по сравнению с тремя главным «загрязнителями» атмосферы углеродом в мире: Китаем, США и Индией. В Китае и Индии ветровая и солнечная энергетика вырабатывает примерно десятую часть всей электроэнергии. Причём на долю Китая приходится более половины всей угольной энергетики в мире.

В США около 12 % всего объёма электроэнергии получают от солнечных и ветряных ферм. Согласно прогнозу, опубликованному ранее на этой неделе Управлением энергетической информации США, возобновляемые источники энергии будут самым быстрорастущим источником производства электроэнергии в этом году. В апреле 2019 года общий объём энергии в США, вырабатываемой из «зелёных» источников, впервые превысил долю угля, благодаря чему прошлый год стал рекордным для возобновляемых источников энергии. Согласно данным Reuters, по итогам 2020 года, как ожидается, доля возобновляемых источников энергии и атомной энергии в структуре электроэнергетики США превысит долю угля.

Все это обнадеживает, но до достижения цели, указанной в Парижском климатическом соглашении от 2015 года, по предотвращению нагрева планеты более чем на 1,5°С по сравнению с доиндустриальным уровнем, предстоит пройти ещё долгий путь. Чтобы достичь этой цели, необходимо сокращать потребление угля на 13 % ежегодно в течение следующих 10 лет, а выбросы углекислого газа должны практически исчезнуть к 2050 году.

«Тот факт, что во время глобальной пандемии выработка угля упала всего лишь на 8 %, показывает, насколько мы всё ещё далеки от реализации задачи, — отметил Дэйв Джонс (Dave Jones), старший аналитик Ember. — У нас есть решение, оно работает, но это происходит недостаточно быстро».

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

Энергия ветра. Истоки и реальность

Энергия ветра сыграла значительную роль в развитии человека. Начиная с древних времен, люди использовали энергию ветра, как в мирных, так и в военных целях. За 5 тысяч лет до рождения Христа древние египтяне использовали ветер, чтобы переплывать Нил на лодке с помощью паруса. Так было изобретено парусное судно.

Есть мнение, что еще до нашей эры в Китае была изобретена ветряная мельница. Но подтвержденные сведения про использование энергии ветра в бытовых целях дошли до нас из Персии. Персы использовали ветер и ветряные мельницы, чтобы молоть зерно, примерно за 200 лет до н.э.

Особую роль в истории, но уже не в мирных целях, сыграл скандинавский вариант использования ветра. В 9 столетии нашей эры на легких парусных судах викинги пересекли Северное море и терроризировали Западную Европу. Противостоять им местное население могло с большим трудом и появление легких и быстрых лодок с воинственными викингами на борту приводило его ужас не одно столетие.

В 12 веке Европа создала первую ветряную мельницу для помола зерна. А к 14 столетию в Голландии началось использование энергии ветра для откачивания воды с полей, ведь большая часть Голландии находится ниже уровня моря и часто подвергается затоплениям. В каком-то смысле это и позволило Голландии быть одной из самых богатых стран на то время. В более засушливых регионах Европы ветер подавал воду на поля для орошения земли.

К 1900 году в Дании было приблизительно 2500 ветряных мельниц. Помимо всего прочего они использовались еще и для поднятия механических грузов. Так что ветряки – это весьма привычное зрелище для людских глаз, и радует оно нас уже около 800 лет подряд.

Первая ветряная мельница для производства электрической энергии была спроектирована во второй половине 18 столетия в США Чарльзом Ф. Брашем (Charles F. Brush). К концу 18 столетия в США было 77 фабрик по производству ветряных мельниц и их экспорт в другие страны был значительно весомым.

К 1940 году сотни тысяч турбин были построены в США. Турбина ставилась недалеко от фермерского хозяйства и обеспечивала одну ферму минимальным количеством электроэнергии. В начале 50х годов центральная электрификация всех хозяйств приостановила рост и развитие ветряных турбин почти на 20 лет. В Дании небольшие маломощные мельницы для одной фермы широко использовались в 80х годах. Государство субсидировало постройку таких турбин.

В 1973 году ОПЕК ввело запрет на добычу нефти и с тех пор из года в год контролирует и регулирует количество добываемой нефти. Уменьшение добычи нефти на Ближнем Востоке, увеличение за короткий период времени стоимости на нефть в несколько раз, а также осознание того, что ископаемые источники энергии не безграничны, заставило ряд государств вернуться к изучению, развитию и внедрению нетрадиционных источников энергии. Одним из таких источников является энергия ветра.

США своим законом от 1978 года обязало коммунальные предприятия скупать лишнюю добытую при помощи ветра электрическую энергию у рядовых граждан. Калифорния – наиболее привлекательный регион в США для установки ветряных ферм из-за погодных условий и особенностей ландшафта, а также выгодных государственных программ по скупке «ветряного» электричества.

Такие программы по поддержке развития нетрадиционных источников энергии привели к тому, что процент электричества добываемого при помощи ветра продолжает увеличиваться из года в год, благодаря понижению стоимости данной технологии.
Сейчас Европа стоит на первом месте по использованию энергии ветра. Наибольшее развитие и потребление ветроэнергетика приобрела в Германии, Дании и Испании.

Развитие технологий использования энергии ветра приводит к тому, что многие страны перешли с одиночных установок ветряных «мельниц», до образования ветровых ферм, на которых на близком расстоянии друг от друга устанавливаются сотни ветряков.

Причем довольно часто государство берет в долгосрочную аренду землю у фермеров под установку ветряков, выплачивая за это весьма значительные суммы владельцам земли. При всем при этом фермеры продолжают эксплуатацию своих земельных угодий, и поля под ветровыми установками благополучно распахиваются и засаживаются.

Ситуация с ветроэнергетикой в нашей стране, такой богатой на ветра и поля, оставляет желать лучшего. Но все же хочется думать, что правительство задумается и о будущем нашей страны. Особенно ввиду последних поднятий цен на ископаемые источники энергии. И примут соответствующие законы, которые позволят инвестировать в данную отрасль. Эти законы позволят не только привлечь дополнительные инвестиции в страну, но и создадут новые рабочие места.

Последовав примеру развитых стран, стоит позволить инвестировать в такие предприятия не только крупным предприятиям, но и рядовым гражданам, которые впоследствии смогут получать хороший процент от сделанных вложений. В Дании, к примеру, существуют специальные кооперативы для граждан, которые хотят вложить свои деньги в ветровую энергетику, и такие кооперативы владеют половиной всех установленных в стране турбин.

И чем быстрее урегулируется законодательная база в этой сфере, тем реальнее у нас шансы догнать развитые страны. Ведь современные ветряные турбины – это сложные технические системы, которые созданы при помощи комбинации знаний из многих областей науки, таких как аэродинамика, механика, электротехника, метеорология и других. А постройка одной турбины на 2МВт в хорошем для нее месте позволит покрыть издержки электроэнергии в 2000 домашних хозяйств.

Стоимость ветровой установки зависит от многих факторов, включая расходы на установку, которые могут достигать 40% от стоимости самого ветряка.

Ветром надуло: какие преимущества и недостатки у энергии ветра

Ветром надуло: какие преимущества и недостатки у энергии ветра

Последние несколько лет популярность энергии ветра в мире бьет все рекорды.  К началу 2016 года общая мощность всех ветрогенераторов планеты уже превзошла суммарную мощность атомной энергетики. Но в Украине до сих пор очень мало людей позволяют себе добывать энергию таким способом.

Казалось бы, ветер — это абсолютная свобода от невозобновляемых и дорогих источников энергии типа нефти и газа. Это бесспорная  перспектива. Но, кроме ряда преимуществ, такая энергетика имеет и несколько минусов, которые затормаживают массовое распространение это вида альтернативной энергии.

Преимущества энергии ветра

Никакого загрязнения окружающей среды
Использование энергии ветра практически сводит к нулю выбросы в окружающею среду. Традиционные источники энергии таких возможностей не дают. Энергия ветра не имеет скрытых опасностей, как, например, у ядерного топлива, и не способствует глобальному потеплению.  Более того, если использовать энергию ветра вместо энергии, вырабатываемой тепловыми электростанциями, это уменьшит выбросы парниковых газов, что положительно скажется на озоновом слое Земли.   Это энергия, которая с нами навеки
Энергия ветра полностью возобновляемая. Нет никакой опасности, что когда-то ветер на планете исчезнет. Традиционные источники, напротив, ограничены, и в конечном счете закончатся. Поскольку с каждым годом в недрах Земли становится все меньше ископаемых для выработки энергии, мы вынуждены искать им альтернативы. Ветер доступен по всему миру
Нефть концентрируется в определенных районах, и это приводит к геополитическому напряжению. Всему миру сейчас важно контролировать и выгодно покупать нефть. Ветер же — источник, который есть в каждой стране мира. Где-то ветер слабее, где-то сильнее, но он есть практически везде. Так что почти любой человек может к нему “подключится”. 

Позволяет рационально использовать земельные ресурсы
Жители традиционно бедных каменистых и пустынных уголков нашей планеты благодаря ветру смогут стать богаче, продавая излишки энергии — там ветер сильнее.  

Еще один плюс — теперь земли, непригодные для сельского хозяйства и стройки жилья, можно будет использовать для размещения на них ветровых электростанций. Так мы рационально используем каждый кусочек планеты.

Энергия ветра стоит копейки и уменьшает зависимость от традиционных источников энергии
Как и другие альтернативные источники энергии, ветряные электростанции снижают зависимость компаний и частных лиц от монополии нефтегазовых кампаний, ведь создают конкуренцию, от которой выигрывают конечные потребители. 

Минусы энергии ветра

Высокая начальная стоимость останавливает многих потенциальных покупателей ветровых электростанций
Стоимость  ветрогенератора в Украине на сегодня составляет в среднем 100 тыс. грн. И это еще без обязательного специального оборудования типа аккумулятора, редуктора и самой электростанции. Это и есть главным препятствием всех желающих на пути к независимому от нефти и газа будущему.   Ветряные электростанции шумят
Ветряные турбины создают шум сравнимый с шумом автомобиля, движущегося со скоростью 70 км/ч, что создает дискомфорт для людей и отпугивает животных. Поэтому слишком близко к дому их не поставишь, а чтоб поставить подальше, нужны большие земельные участки.

Некоторые люди называют их “эстетическими монстрами”
Многие жалуются на то, что ветряные генераторы выглядят ужасно и портят абсолютно любой ландшафт. Ведь ставят их обычно где-то на открытых для ветра участках,  и вместо красот приходится разглядывать лопасти этих великанов. Но некоторым людям даже нравится их урбанистический вид.

А еще они несут угрозу для птиц
Вращающиеся лопасти ветрогенератора представляют потенциальную опасность для некоторых видов животных. По статистике, лопасти каждой установленной турбины являются причиной гибели не менее 4  птиц в год.

Хотя вероятность попадания птиц под лопасти не больше, чем удара током от высоковольтной линии. 

И дают слишком мало электроэнергии
Сейчас возобновляемая энергетика в общем энергобалансе нашей страны, включая большую гидроэнергетику, составляет порядка 7%.

Энергия ветра не является постоянной величиной. С помощью традиционной электростанции вы можете поддерживать постоянную выходную мощность, но количество энергии ветра зависит от погодных условий. Это означает, что полностью полагаться на ветер вы не сможете — нужно также иметь резервные источники энергии.

Несмотря на явные минусы, энергия ветра каждый год привлекает все больше стран. В прошлом году в Дании с помощью ветрогенераторов произвели 42 % всего электричества. Украина пока отстает, но это временно. К 2020 году с помощью ветра в нашей стране должно производиться от 11% электроэнергии — средний показатель по Европе сейчас. Предусмотрено даже дотации для новичков в виде “зеленого тарифа”.

^{По материалам Economics Help}

Энергия ветра, волн и приливов

Спрос на электричество, полученное благодаря энергии ветра, волны и прилива неуклонно растет. Intertek предлагает услуги по испытанию, сертификации и консалтингу в рамках концепции Всеобщего управления качеством для обеспечения отрасли, связанной с возобновляемыми источниками энергии.

Проблемы изменения климата и обеспечения поставок электроэнергии, наряду с политическими и социальными аспектами повышают спрос на так называемую зеленую энергию, поэтому значимость энергии ветра, волны и прилива в современном мире выходит на первый план, поскольку это важнейшие источники возобновляемой энергии. Технический прогресс привел к повышению эффективности производства электроэнергии, и оно стало более экономически жизнеспособным для инвесторов.
Развитие этого сектора означает активизацию и совершенствование продукта, при этом постоянно возникают экологические и нормативные вызовы. Для того, чтобы разобраться в этих сложных изменениях, требуется надежный партнер, имеющий опыт и возможность глобального охвата, чтобы Ваш бизнес в секторе возобновляемых источников энергии стал преуспевающим и достойно конкурировал на этом перспективном рынке.
Широчайший диапазон услуг Intertek полезен и необходим ключевым игрокам на рынке возобновляемых источников энергии: производителям, разрабочикам, компаниям, эксплуатирующим энергоустановки, собственникам инфраструктурных подразделений, инвесторам и правительственным департаментам. Наша глобальная сеть представительств с квалифицированными экспертами позволяет нам обеспечивать предоставление инновационных и специально разработанных решений с помощью услуг в рамках концепции Всеобщего управления качеством непрерывно и круглосуточно там и тогда, где и когда это необходимо нашим клиентам.
Наша техническая поддержка на всех этапах жизненного цикла Вашего проекта уверенно и неуклонно поведет Вас по пути успеха. Наши услуги включают: технико-экономическую оценку, обследование объектов, гидродинамическое моделирование, экологическое моделирование, экологическую оценку, геоисследование, гидрометеологическое исследование, лицензирование и эксплуатацию объектов.

Энергия ветра

Intertek предлагает свои решения в рамках Всеобщего управления качеством. Они применимы для всех этапов жизненного цикла проекта. Наши услуги включают анализ проекта и проектной документации, испытание сырья и комплектующих, оценка в полевых условиях и сертификация ветряных турбин. Наши консалтинговые услуги для морских и наземных ветряных ферм охватывают все необходимые технические аспекты: планирование, технико-экономическое обоснование, проектирование и согласование строительства, эксплуатации, управления активами и вывод из эксплуатации.

Энергия приливов и волн

Использование энергии приливов становится все более распространенным. Первые попытки были сделаны в 1960-х, а в последнее время этот возобновляемый источник энергии используется в коммерческих целях все более активно. Наши консалтинговые услуги охватывают приливные фермы, волновую энергию и приливные лагуны. Мы предоставляем видение по каждому аспекту Ваших разработок и операций, что позволит Вам принять обоснованные решения о развитии Вашего бизнеса: от оценки пригодности объекта, получения необходимых согласований и оптимизации прокладываемого кабеля и до эксплуатации и технического обслуживания площадки.
Опыт Intertek в области возобновляемой энерги ветра, волн и приливов, применяемые нашими специалистами передовые методы и технологии, коллективный подход к решению текущих задач – это залог успешного движения вперед через все этапы Вашего проекта, а также контроль за строгим соблюдением всех применимых экологических стандартов и нормативных требований, предъявляемых к возобновляемым источникам энергии, то есть, обеспечение качества, которое дает уверенность на пути развития бизнеса.

Intertek является независимым партнером в области технадзора, и представляет интересы заказчиков, обеспечивая необходимую корректировку и оптимизацию проектов, с точки зрения технологии, качества и планирования, а также с учетом перспективных возможностей и соблюдения политики в области устойчивого развития. Благодаря проверенным методам, процедурам и системе отчетности, высококвалифицированные и опытные специалисты Intertek эффективно минимизируют риски, связанные с реализацией проектов строительства как береговых, так и морских ветряных электростанций. Более подробно вы можете ознакомится с нашими услугами тут

Энергия ветра в 2021 г. как драйвер для NextEra Energy и Equinor (11.01.2021) – “Фридом Финанс”

© 2011 – 2021 ООО ИК «Фридом Финанс»

ООО ИК «Фридом Финанс» оказывает финансовые услуги на территории Российской Федерации в соответствии с государственными бессрочными лицензиями профессионального участника рынка ценных бумаг на осуществление брокерской, дилерской и депозитарной деятельности, а также деятельности по управлению ценными бумагами. Государственное регулирование деятельности компании и защиту интересов ее клиентов осуществляет Центральный банк Российской Федерации.
Владение ценными бумагами и прочими финансовыми инструментами всегда сопряжено с рисками: стоимость ценных бумаг и прочих финансовых инструментов может как расти, так и падать. Результаты инвестирования в прошлом не являются гарантией получения доходов в будущем. В соответствии с законодательством компания не гарантирует и не обещает в будущем доходности вложений, не дает гарантии надежности возможных инвестиций и стабильности размеров возможных доходов. Услуги по совершению сделок с зарубежными ценными бумагами доступны для лиц, являющихся в соответствии с действующим законодательством квалифицированными инвесторами, и производятся в соответствии с ограничениями, установленными действующим законодательством.
Информационно-аналитические услуги и материалы предоставляются ООО ИК «Фридом Финанс» в рамках оказания указанных услуг и не являются самостоятельным видом деятельности. Компания оставляет за собой право отказать в оказании услуг лицам, не удовлетворяющим предъявляемым к клиентам условиям или в отношении которых установлен запрет/ограничения на оказание таких услуг в соответствии с законодательством Российской Федерации или иных стран, где осуществляются операции. Также ограничения могут быть наложены внутренними процедурами и контролем ООО ИК «Фридом Финанс».

Насколько целесообразно использование энергии ветра? | Беларусь: взгляд из Европы – спецпроект DW | DW

Kогда едешь по Германии на машине, то часто проезжаешь мимо огромных ветряных электрогенераторов, с которыми никакой Дон Кихот не рискнул бы сразиться. Мачты высотой до 150 метров производят незабываемое впечатление. По всей ФРГ разбросано более 18 тысяч ветряков. Германия лучше всех знает, как использовать энергию ветра. Производство ветряков здесь поставлено на конвейер. 70 процентов немецких ветрогенераторов идут на экспорт. Самые большие рынки сбыта – США, Великобритания и Испания. Самые перспективные – Китай и страны Восточной Европы.

Спор об использовании энергии ветра в Германии идет уже больше 15 лет. Сторонники ветряных генераторов призывают власти полностью отказаться от атомных электростанций и перейти на альтернативные энергоносители. Противники же «ветряных мельниц» уверяют, что овчинка выделки не стоит: правительству приходится субсидировать программу производства ветряной энергии, вкладывая в нее ежегодно миллиарды евро.

Эксперт в области энергетики, сотрудник кёльнского университета Аксель Оккенфельс рассуждает, не слишком ли дорого обходится государству прогресс:

„Энергия ветра – это, вне всякого сомнения, наиболее эффективный в настоящий момент вид возобновляемых источников энергии. Но энергия ветра в 10 или даже 20 раз дороже других видов энергии, и никто сейчас не в состоянии судить о том, насколько эти огромные капиталовложения в альтернативные источники энергии вообще оправданы“.

Пока ветер в Германии производит лишь 7 процентов электричества. Через 15 лет эту цифру планируется довести до 20 процентов. Рассказывает генеральный директор Федерального союза энергии ветра Ральф Бишоф:

“Мировой рынок стремительно растет. Каждый год мощность ветряных установок по всему миру увеличивается на 25 процентов. В настоящее время энергия ветра дает более 5 млрд. евро оборта в год. Мы смело можем сказать, что сегодня мы начинаем пожинать плоды наших многолетних усилий. Рынок ветрогенераторов оказался намного стабильнее, чем казалось раньше. И не нужно говорить, что нам не хватает территории. Место есть, и оно готово для дальнейшего освоения”.

С ним не согласен сотрудник немецкого энергетического концерна RWЕ Юрген Энгельгард. Он считает, что пока ветряные электростанции себя не окупают. Их экономическая жизнеспособность обеспечивается только за счет того, что правительство установило твердые цены на энергию, полученную от силы ветра. И вообще, нигде не бывает так, чтобы ветер дул всегда. Поэтому угольные и газовые электростанции будут нужны и дальше, – говорит Юрген Энгельгард:

„Необходимы запасы энергоподачи на случай безветренной погоды. Когда ветряки останавливаются, приходится по крайней мере 80, а то и 90 процентов энергии, производимой с использованием силы ветра, компенсировать за счет других электростанций, а это, конечно, очень дорого. Все это вместе означает, что без дополнительных субсидий энергия, произведенная на ветровых электростанциях, была бы сегодня нерентабельна и не могла бы конкурировать на рынке“.

Часто задаваемые вопросы по ветроэнергетике

В настоящее время в программе демонстрации морской ветроэнергетики есть два проекта – Университет штата Мэн и LEEDCo, каждый из которых получил финансирование Министерства энергетики США на сумму около 13,7 млн ​​долларов США.

Подробная история: Программа демонстрации передовых технологий Министерства энергетики для морских ветроэнергетических установок началась в 2012 году с выбора семи проектов, каждый из которых получил 4 миллиона долларов в бюджетный период 1 для завершения предварительного проектирования, проектирования, оценки площадки и этапов планирования своих демонстрационных проектов морской ветроэнергетики. .

В 2014 году три из этих проектов – Dominion, Fishermen’s Energy и Principle Power – были отобраны для перехода к бюджетному периоду 2, при этом министерство энергетики выделило дополнительно 6,7 миллиона долларов на каждый проект для завершения окончательного технического проектирования, получения разрешений, установки , а также планы эксплуатации и технического обслуживания, а также заключить соглашение о выключении питания. В общей сложности на каждый из этих проектов было получено по 10,7 миллиона долларов.

Кроме того, два проекта, которые не были выбраны для 2-го бюджетного периода в 2014 г., были определены как альтернативные: Университет штата Мэн (UMaine) и Корпорация развития энергетики озера Эри (LEEDCo).Эти проекты будут иметь право участвовать в демонстрационной программе, если появится финансирование, выделенное Конгрессом на дополнительное финансирование, или в связи с прекращением демонстрационного проекта в программе. Департамент продолжал поддерживать эти проекты, помогая им продолжать совершенствовать свои разработки и устранять технические недостатки. Каждый альтернативный проект получил 3 миллиона долларов финансирования в 2014 году и 3,7 миллиона долларов в 2016 году, в результате чего каждый из них в общей сложности достиг 10,7 миллиона долларов в качестве альтернативных проектов на 2012–2016 годы.

В мае 2016 года Министерство энергетики провело оценку всего портфеля по установленным контрольным показателям, чтобы определить, следует ли продолжать какой-либо из трех демонстрационных проектов – Dominion, Fishermen’s Energy или Principle Power – в рамках демонстрационной программы передовых технологий морского ветра и следует ли один или оба заместителя – Университет штата Мэн или LEEDCo – должны быть включены в Демонстрационную программу.

В ходе этой оценки Департамент решил, что ветряная электростанция Атлантик-Сити, разработанная Fishermen’s Energy, проектом Icebreaker Lake Erie Energy Development Corporation (LEEDCo) и проектом Университета штата Мэн в Новой Англии Aqua Ventus I, продемонстрировала значительный прогресс на пути к успешному завершению. .Департамент продолжал поддерживать эти проекты, полностью включив проекты Университета штата Мэн и LEEDCo в демонстрационную программу, а также посредством краткосрочного продления, требующего от компании Fishermen’s Energy подписать соглашение о отборе электроэнергии до конца 2016 года. требуется согласие на отбор мощности, и поэтому не имеет права переходить на следующий бюджетный период или получать дополнительные средства от Министерства энергетики для этого проекта.

В 2018 году Департамент переместил 3 миллиона долларов из средств, которые были выделены на бюджетный период 3, на бюджетный период 2, в результате чего общее финансирование Университета штата Мэн и LEEDCo составило почти 13 долларов.По 7 миллионов. Если все критерии бюджетного периода 2 выполнены, UMaine и LEEDCo будут иметь право на получение дополнительных 10 миллионов долларов США за бюджетный период 3 и по 13,3 миллиона долларов США за каждый бюджетный период 4 и 5, в результате чего общая сумма по каждому проекту для всех 5 периодов выполнения составит до приблизительно 50 миллионов долларов США, с учетом того, что проект будет завершен / закрыт между каждым периодом выполнения.

Узнайте больше об этих проектах на веб-странице демонстрационных проектов морских ветроэнергетических установок.

Вернуться к началу

Энергия ветра

Энергия ветра – одна из самых быстрорастущих технологий возобновляемой энергетики.Во всем мире их использование растет, отчасти потому, что снижаются затраты. Согласно последним данным IRENA, глобальная установленная мощность ветроэнергетики на суше и на море увеличилась почти в 75 раз за последние два десятилетия, увеличившись с 7,5 гигаватт (ГВт) в 1997 году до примерно 564 ГВт к 2018 году. В период с 2009 по 2013 год производство ветровой электроэнергии увеличилось вдвое, а в 2016 году на ветровую энергию приходилось 16% электроэнергии, производимой из возобновляемых источников. Во многих частях мира сильный ветер, но лучшие места для выработки энергии ветра иногда находятся в удаленных местах.Оффшорная ветроэнергетика предлагает огромный потенциал.

Ветряные турбины впервые появились более века назад. После изобретения электрического генератора в 1830-х годах инженеры начали попытки использовать энергию ветра для производства электроэнергии. Производство энергии ветра имело место в Соединенном Королевстве и Соединенных Штатах в 1887 и 1888 годах, но считается, что современная ветровая энергия была впервые разработана в Дании, где в 1891 году были построены ветряные турбины с горизонтальной осью и началась ветряная установка длиной 22,8 метра. операция в 1897 г.

Ветер используется для производства электроэнергии с использованием кинетической энергии, создаваемой движущимся воздухом. Она преобразуется в электрическую энергию с помощью ветряных турбин или систем преобразования энергии ветра. Ветер сначала поражает лопасти турбины, заставляя их вращаться и вращать присоединенную к ним турбину. Это изменяет кинетическую энергию на энергию вращения, перемещая вал, который подключен к генератору, и тем самым вырабатывает электрическую энергию за счет электромагнетизма.

Количество энергии, которое может быть получено от ветра, зависит от размера турбины и длины ее лопастей.Мощность пропорциональна размерам ротора и кубу скорости ветра. Теоретически, когда скорость ветра удваивается, потенциал энергии ветра увеличивается в восемь раз.

Мощность ветряных турбин со временем увеличивалась. В 1985 году типичные турбины имели номинальную мощность 0,05 мегаватт (МВт) и диаметр ротора 15 метров. Сегодняшние новые ветроэнергетические проекты имеют турбинную мощность около 2 МВт на суше и 3-5 МВт на суше.

Имеющиеся в продаже ветряные турбины достигли мощности 8 МВт с диаметром ротора до 164 метров. Средняя мощность ветряных турбин увеличилась с 1,6 МВт в 2009 году до 2 МВт в 2014 году.

Согласно последним данным IRENA, производство ветровой электроэнергии в 2016 году составило 6% электроэнергии, произведенной за счет возобновляемых источников энергии. Во многих частях мира сильный ветер, но лучшие места для выработки энергии ветра иногда находятся в удаленных местах. Оффшорная ветроэнергетика предлагает огромный потенциал.

---

---

Основы ветроэнергетики | NREL

Ветер возникает, когда поверхность земли неравномерно нагревается солнцем.Ветряная энергия можно использовать для выработки электроэнергии.

Ветряные турбины

Ветряные турбины, как и ветряные мельницы, устанавливаются на башне, чтобы улавливать максимум энергии. На высоте 100 футов (30 метров) и более они могут воспользоваться более быстрым и менее бурный ветер. Турбины улавливают энергию ветра своим пропеллером. лезвия.Обычно на валу устанавливаются две или три лопасти, образующие ротор .

Лезвие действует как крыло самолета. Когда дует ветер, карман низкого давления воздух образуется на подветренной стороне лопасти. Затем воздушный карман низкого давления вытягивает лезвие к нему, заставляя ротор вращаться. Это называется лифт . Сила подъема на самом деле намного сильнее, чем сила ветра, направленная против ветра. передняя сторона клинка, которая называется drag .Комбинация подъемной силы и сопротивления заставляет ротор вращаться как пропеллер, и вращающийся вал вращает генератор, чтобы вырабатывать электричество.

Исследования ветроэнергетики

NREL в основном проводятся в кампусе Флэтайронс, отдельном месте недалеко от Боулдера, Колорадо.

Ветряные турбины коммунального назначения на ветряной электростанции Сидар-Крик в Гровере, штат Колорадо. Фото Денниса Шредера / NREL

VolturnUS Плавающая оффшорная ветряная турбина с полупогружной плавучей поплавкой Платформа, Университет штата Мэн, часть консорциума DeepCWind. Фотография из Университета штата Мэн

Наземная ветроэнергетика

Ветровые турбины могут использоваться как автономные приложения или их можно подключать к электросеть или даже в сочетании с фотоэлектрической системой (солнечными элементами). За коммунальные (мегаваттные) источники энергии ветра, большое количество ветряных турбин обычно строятся близко друг к другу, чтобы сформировать ветряную электростанцию ​​ , также называемую ветровой электростанцией .Некоторые поставщики электроэнергии сегодня используют ветряные электростанции для снабжения электроэнергией своих потребителей.

Автономные ветряные турбины обычно используются для перекачки воды или связи. Однако домовладельцы, фермеры и владельцы ранчо в ветреных районах также могут использовать ветряные турбины. как способ сократить свои счета за электричество.

Распределенная энергия ветра

Малые ветровые системы также обладают потенциалом в качестве распределенных энергоресурсов.Распространено Энергетические ресурсы относятся к множеству небольших модульных технологий производства энергии. которые могут быть объединены для улучшения работы системы подачи электроэнергии. Для получения дополнительной информации о распределенном ветре посетите Управление ветроэнергетических технологий Министерства энергетики США.

Морская ветроэнергетика

Оффшорная ветроэнергетика – относительно новая отрасль в США.Америки первая оффшорная ветряная электростанция, расположенная в Род-Айленде, у побережья острова Блок, был включен в декабре 2016 года. В отчете Wind Vision Министерства энергетики США показано, что к 2050 году морской ветер будет доступен во всех прибрежных регионах страны.

Дополнительные ресурсы

Для получения дополнительной информации о ветровой энергии посетите следующие ресурсы:

Основы ветроэнергетики
U.S. Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США

Карты и данные по ветроэнергетике
DOE’s WINDExchange

Как работают ветряные турбины
Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США.

Малые ветроэнергетические системы
Программа энергосбережения Министерства энергетики США

Американская ассоциация ветроэнергетики

Energy Kids Wind Basics
U.S. Управление энергетической информации Energy Kids

Энергия ветра и окружающая среда

Ветер – источник энергии без выбросов

Ветер – возобновляемый источник энергии. В целом, использование ветра для производства энергии оказывает меньшее воздействие на окружающую среду, чем многие другие источники энергии. Ветровые турбины не выделяют выбросов, которые могут загрязнять воздух или воду (за редким исключением), и им не требуется вода для охлаждения.Ветровые турбины могут также снизить объем производства электроэнергии из ископаемого топлива, что приведет к снижению общего загрязнения воздуха и выбросов углекислого газа.

Отдельная ветряная турбина занимает относительно небольшую площадь. Группы ветряных турбин, которые иногда называют ветряными электростанциями, расположены на открытой местности, на горных хребтах или в прибрежных водах озер или океана.

Ветряные турбины на проекте Серро-Гордо, к западу от Мейсон-Сити, Айова

Источник: Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (общественное достояние)

Ветряные турбины оказывают негативное воздействие на окружающую среду

Современные ветряные турбины могут быть очень большими машинами, и они могут визуально влиять на ландшафт.Небольшое количество ветряных турбин также загорелось, и в некоторых произошла утечка смазочной жидкости, но это случается редко. Некоторым людям не нравится звук, который издают лопасти ветряных турбин, когда они вращаются на ветру. Некоторые типы ветряных турбин и ветряные проекты вызывают гибель птиц и летучих мышей. Эти смерти могут способствовать сокращению популяции видов, на которые также влияют другие антропогенные воздействия. Ветряная энергетика и правительство США изучают способы уменьшить влияние ветряных турбин на птиц и летучих мышей.

Для большинства проектов ветроэнергетики на суше требуются служебные дороги, которые увеличивают физическое воздействие на окружающую среду. Производство металлов и других материалов, используемых для изготовления компонентов ветряных турбин, оказывает воздействие на окружающую среду, и ископаемое топливо могло использоваться для производства материалов.

Последнее обновление: 9 декабря 2020 г.

Alliant Kids – Энергия ветра

Энергия ветра существует уже давно. Вы, наверное, видели ветряные мельницы на фермах.Когда ветер вращает лопасти ветряной мельницы, он вращает турбину внутри небольшого генератора для производства электроэнергии, как угольная электростанция.

Ветряная мельница на ферме может производить лишь небольшое количество электроэнергии, достаточное для питания нескольких сельскохозяйственных машин. Чтобы производить электричество, достаточное для обслуживания большого количества людей, коммунальные предприятия строят ветряные электростанции с большим количеством ветряных турбин.

Ветряные электростанции строятся на плоских открытых площадках, где ветер дует не менее 14 миль в час.

Они точно большие!

Ветровые турбины, используемые для крупных ветряных электростанций, бывают разных размеров, но обычно имеют ширину около 13 футов в основании и от 230 до 265 футов в высоту в центре.С одной из лопастей в вертикальном положении общая высота составляет примерно 406 футов, как на изображении, изображенном здесь, на ветряной электростанции Сидар-Ридж в округе Фон-дю-Лак, штат Висконсин.

Сколько ветряных турбин нужно для ветряной электростанции?

Ветряные электростанции могут иметь от пяти до 150 ветровых турбин. Одна из крупнейших ветряных электростанций в США находится в Альтамонт-Пасс, Калифорния. Он имеет более 4800 ветряных турбин.

Alliant Energy владеет и управляет тремя ветряными электростанциями в Айове, Миннесоте и Висконсине.В дополнение к ветряным электростанциям, принадлежащим Alliant Energy, мы также закупаем более 600 мегаватт энергии у других ветряных электростанций в нашей зоне обслуживания.

Как работает ветряная турбина

Ветряная турбина работает противоположно вентилятору. Вместо того, чтобы использовать электричество для производства ветра, турбина использует ветер для производства электроэнергии.

Ветер вращает лопасти, которые вращают вал, который соединяется с генератором и производит электричество. Электроэнергия направляется по линиям передачи и распределения на подстанцию, затем в дома, предприятия и школы.

Сделайте свои собственные ветряные гаджеты!

Теперь, когда вы прочитали о ветроэнергетике, вы можете сделать свои собственные ветряные устройства дома.

Деятельность в области возобновляемых источников энергии

360-градусное видео: ветряная турбина внутри и снаружи

Энергия ветра: что вам нужно знать

Последнее обновление 10.12.2020

Энергия ветра или энергия ветра относится к любой механической энергии или электричеству, генерируемым ветром или естественным потоком воздуха в атмосфере Земли.Энергия ветра на самом деле является косвенной формой солнечной энергии: ветер дует, потому что солнце неравномерно нагревает различные области нашей атмосферы из-за вращения Земли и различий в площадях поверхности.

Энергия ветра – один из самых быстрорастущих источников электроэнергии в стране; по данным Американской ассоциации ветроэнергетики, за последние десять лет ветроэнергетика в США выросла более чем в три раза.

Как работает энергия ветра?

Энергия ветра вырабатывается с помощью ветряных турбин.Эти турбины имеют большие лопасти, которые вращаются, когда ими дует ветер. Когда лопасти ветряной турбины вращаются, они вращают ротор, соединенный с генератором внутри турбины, генерируя при этом электричество.

Количество электроэнергии, которое может генерировать турбина, зависит от скорости ветра, длины и размера лопастей турбины, а также от типа ветряной турбины. Сегодня используются два основных типа ветряных турбин: горизонтальная ось и вертикальная ось.

Горизонтально-осевые турбины

Горизонтально-осевые турбины сегодня используются чаще всего; Эти турбины обычно имеют три лопасти высоко над землей, которые вращаются по горизонтальной оси. Чтобы работать с максимальной эффективностью, турбины с горизонтальной осью и их роторы должны быть направлены в оптимальное положение, чтобы улавливать лобовой ветер, но некоторые турбины с горизонтальной осью имеют датчики, которые могут смещать ротор в разных направлениях для увеличения производительности. В коммерческих ветроэнергетических проектах почти исключительно используются турбины с горизонтальной осью.

Турбины с вертикальной осью

Турбины с вертикальной осью имеют лопасти, которые вращаются вокруг вертикальной оси. В отличие от турбин с горизонтальной осью, турбины с вертикальной осью не нужно направлять прямо на ветер, чтобы работать эффективно; они могут улавливать ветер, который доносится до них со всех сторон.Эти турбины часто устанавливают ближе к земле и в районах, где скорость ветра более изменчива. В большинстве случаев турбины с вертикальной осью не могут производить столько электроэнергии, как турбины с горизонтальной осью.

Роль энергии ветра сегодня

По данным Управления энергетической информации (EIA), в 2018 году на ветровую энергию приходилось около семи процентов от общего производства электроэнергии в США. Это также второй по величине источник возобновляемой энергии, за которым следует гидроэнергетика.

Виды ветроэнергетики

Энергия ветра генерируется одинаково в разных типах проектов, но есть различия, когда дело доходит до размера и мощности ветряных турбин:

Ветер малый

Малый ветер относится к самым маленьким ветровым проектам, обычно используемым в частных домах или предприятиях. Небольшие ветряные электростанции обычно имеют мощность менее 100 киловатт (кВт).

Энергетические весы

В рамках ветроэнергетических проектов коммунальные предприятия поставляют электроэнергию на продажу.Эти проекты могут иметь мощность от 100 кВт до нескольких мегаватт (МВт). Ветроэнергетические проекты обычно подключаются непосредственно к электросети и вырабатывают электроэнергию, которая распределяется среди группы потребителей коммунальных услуг.

Морской ветер

Оффшорные ветровые проекты строятся вблизи крупных водоемов. Эти турбины обычно расположены в океане и намного больше, чем наземные ветряные электростанции. Морские ветряные турбины вырабатывают больше электроэнергии, чем небольшие ветровые установки или ветряные электростанции, не только из-за большого размера самих турбин, но и из-за более высокой и постоянной скорости ветра на воде.

Энергия ветра – образование в области энергетики

Рисунок 1. Ветряная электростанция в Техасе. ^[1]

Энергия ветра – это выработка электроэнергии из ветра. Энергия ветра собирает поток первичной энергии атмосферы, образующийся в результате неравномерного нагрева поверхности Земли Солнцем. Следовательно, энергия ветра – это косвенный способ использования солнечной энергии. Энергия ветра преобразуется в электрическую энергию ветряными турбинами. ^[2]

Ветровой ресурс

Несколько различных факторов влияют на потенциальный ветровой ресурс в районе.На выходную мощность влияют три основных фактора: скорость ветра , плотность воздуха и радиус лопасти . ^[3] Ветровые турбины должны регулярно находиться в районах с сильным ветром, что более важно, чем периодические сильные ветры.

Скорость ветра

Рисунок 2. Произвольная кривая мощности ветряной турбины мощностью 1 МВт в сравнении со скоростью ветра. Обратите внимание на скорость резки. ^[4]

Скорость ветра в значительной степени определяет количество электроэнергии, вырабатываемой турбиной.Более высокая скорость ветра генерирует больше энергии, потому что более сильный ветер позволяет лопастям вращаться быстрее. ^[3] Более быстрое вращение приводит к большей механической мощности и большей электрической мощности от генератора. Взаимосвязь между скоростью ветра и мощностью для типичной ветряной турбины показана на рисунке 2.

Турбины предназначены для работы в определенном диапазоне скоростей ветра. Пределы диапазона известны как скорость включения и скорость отключения. ^[5] Скорость включения – это точка, при которой ветряная турбина может вырабатывать электроэнергию.Между скоростью включения и номинальной скоростью, где достигается максимальная мощность, выходная мощность будет увеличиваться кубическим образом с увеличением скорости ветра. Например, если скорость ветра увеличится вдвое, выходная мощность увеличится в 8 раз. Это кубическое соотношение делает скорость ветра таким важным фактором для ветроэнергетики. Эта кубическая зависимость действительно отключается при номинальной скорости ветра. Это приводит к относительно плоской части кривой на Рисунке 2, поэтому кубическая зависимость наблюдается при скоростях ниже 15 м / с (54 км / ч).

Скорость отключения – это точка, при которой турбина должна быть остановлена, чтобы избежать повреждения оборудования.Скорости включения и выключения зависят от конструкции и размера турбины и определяются до начала строительства. ^[6]

Плотность воздуха

Выходная мощность связана с местной плотностью воздуха, которая является функцией высоты, давления и температуры. Плотный воздух оказывает большее давление на роторы, что приводит к увеличению выходной мощности. ^[7]

Конструкция турбины

Ветровые турбины предназначены для увеличения радиуса лопастей ротора и увеличения выходной мощности.Лопасти большего размера позволяют турбине улавливать больше кинетической энергии ветра за счет перемещения большего количества воздуха через роторы. ^[8] Однако для работы более крупных лопастей требуется больше места и более высокая скорость ветра. Как правило, турбины имеют расстояние в четыре раза больше диаметра ротора. ^[6] Это расстояние необходимо, чтобы избежать помех между турбинами, что снижает выходную мощность. ^[5] Относительное расстояние между ветряными турбинами показано на Рисунке 1.

Интерактивный график

Ветроэнергетика довольно быстро растет во многих регионах; изучите приведенные ниже данные, чтобы увидеть, как растет энергия ветра в разных странах. ^[9]

Для дальнейшего чтения

Список литературы

1. ↑ Wikimedia Commons [Online], доступно: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:GreenMountainWindFarm_Fluvanna_2004.jpg#/media/File:GreenMountainWindFarm_Fluvanna_2004.jpg
2. ↑ Развитие ветроэнергетики. (18 августа 2015 г.). Основы ветроэнергетики [Онлайн], доступно: http://windeis.anl.gov/guide/basics/
3. ↑ ^{3,0 3,1} Европейская ассоциация ветроэнергетики.(2013, 4 ноября). Как работает ветряная турбина [Online]. Доступно: http://www.ewea.org/wind-energy-basics/how-a-wind-turbine-works/
4. ↑ По материалам: R. Wolfson, Energy, Environment and Climate, 2nd ed. Нью-Йорк: Norton, 2012. и WindPowerProgram, [Online], Доступно: http://www.wind-power-program.com/popups/powercurve.htm
5. ↑ ^{5,0 5,1} Д. Вуд, частное сообщение, октябрь 2013 г.
6. ↑ ^{6,0 6.1} Energy Research Unit (нет данных). (2013, 4 ноября). Energy Research Unit Meteorological Data [Online]. Доступно: http://www.elm.eru.rl.ac.uk/ins4.html
7. ↑ WindTurbines.net (2013, 4 ноября). Факторы, влияющие на КПД ветряных турбин [Online]. Доступно: http://www.slideshare.net/windturbinesnet/factors-affecting-wind-turbine-efficiency-7146602
8. ↑ Оренда. (2013, 4 ноября). Имеет ли значение длина лопастей ветряной турбины? [Интернет]. Доступно: http: // orendaenergy.com / действительно-имеет-значение-длина-лопасти-ветряной-турбины /
9. ↑ BP Worldwide. (2014, 1 июля). Статистический обзор мировой энергетики, 2017 г. [Онлайн]. Доступно: https://calculators.io/statistical-review-of-world-energy/

.