На головну

вітроенергетики

  1.  вітроенергетики
  2.  Основні напрямки розвитку вітроенергетики в заполярних умовах
  3.  Специфіка розвитку вітроенергетики і експлуатації ВЕУ при холодному кліматі

Порівняно повільне впровадження ВЕУ в практичну енергетику обумовлено низкою об'єктивних причин.

Перша причина - особливості вітру як джерела енергії. Вітер має вкрай непостійними характеристиками, має великі поточні (миттєві) коливання швидкості, середні швидкості вітру істотно змінюються в добовому і річному циклі. Світова практика показала, що при середньорічних швидкостях вітру менше 4-5 м / с застосування ВЕУ неефективно. Виходячи з цих умов, згідно вітрового кадастру країни, не більше 40% її території може використовуватися для вироблення електроенергії. Значним вітроенергетичним потенціалом володіють зони узбережжя і островів Північного Льодовитого і Тихого океанів, Азово-Чорноморська і Каспійська зони.

Можна вказати наступні достоїнства і недоліки енергії вітру. Переваги: ??відсутність впливу на тепловий баланс атмосфери Землі, відсутність споживання кисню, викидів вуглекислого газу та інших забруднювачів, можливість перетворення в різні види енергії (механічну, теплову, електричну). Недоліки: низька щільність енергії, яка припадає на одиницю площі вітрового колеса; непередбачувані зміни швидкості вітру протягом доби і сезону вимагають резервування вітрової станції або акумулювання виробленої енергії; негативний вплив на середовище проживання людини і тварин, на телевізійну зв'язок і шляхи сезонної міграції птахів.

друга причина- особливості перетворення енергії вітру в електричну. У всьому світі базовою моделлю для ВЕУ одиничною потужністю до 300 кВт є дво- або трехлопастное ветроколесо горизонтально-пропелерного типу, підняте на відповідну висоту за допомогою вежі. Для ВЕУ мегаватного класу розробляються конструкції з вертикальною віссю обертання. Діаметр вітроколеса для малих потужностей вимірюється метрами, середніх і великих - десятками метрів.

Третьою прічіноймедленного впровадження в практику ВЕУ є їх висока вартість. За даними різних джерел вартість 1 кВт введеної в експлуатацію потужності ВЕУ становить від 1000 до 1500 дол. США, що в кілька разів перевищує капіталовкладення в дизельні електростанції невеликої потужності (до 300 кВт), що становлять 200-250 дол. / КВт.

Ці загальновідомі причини можуть бути доповнені специфічними причинами відсутності ВЕУ навіть на тих об'єктах, де застосування їх через метеоумови здається очевидним (об'єкти гідрометеослужби, об'єкти зв'язку на Півночі і Далекому Сході, вахтові селища, малі містечка в районах нафтовидобутку і лісорозробок і т.п.). До них відносяться:

1) специфічні резкопеременной графіки навантажень;

2) співмірна потужність окремих споживачів з потужністю джерела і, як наслідок, динамічні навантаження на джерело;

3) наявність особливої ??групи електроприймачів I категорії, що не допускають перерв у електропостачанні;

4) високі вимоги до надійності обладнання, обумовлені низькою кваліфікацією обслуговуючого персоналу і неможливістю проведення ремонтних робіт в міжнавігаційний період.

Недоліком вітроенергетичних станцій є також вилучення під їх будівництво великих площ земельних ресурсів. Під потужні промислові вітроенергетичні станції необхідна площа з розрахунку від 5 до 15 км2 на 1 МВт в залежності від рози вітрів і місцевого рельєфу району. Максимальна потужність, яка може бути отримана одиниці площі, змінюється в залежності від району використання, типу станцій і технологічних особливостей конструкції. Середнє її значення - близько 10 МВт. Для ВЕС потужністю 1000 МВт потрібно площа 70-200 км2, Хоча частково ці землі можуть використовуватися для сільськогосподарських потреб, що в більшій мірі залежить від шумових ефектів і ступеня ризику при поломки ВЕУ. Наприклад, у великих ВЕУ лопать при поломки і відриві може бути відкинута на 400-800 метрів.

Найбільш важливий фактор впливу ВЕУ на навколишнє середовище - це акустичний вплив. Шумові ефекти від ВЕУ мають різну природу і підрозділяються на механічні (шум від редукторів, підшипників і генераторів) і аеродинамічні впливу, які, в свою чергу, можуть бути низькочастотними (менш 16-20 Гц) і високочастотними (до декількох кілогерц). Ці дії викликані в основному обертанням робочого колеса. Шумовий ефект в безпосередній близькості ВЕС досягає 50-80 дБ. Окрему екологічну проблему становлять шумові впливи установок потужністю понад 250 кВт, коли на кінцях лопаток вітроколіс великого діаметра швидкості надзвукові. При цьому виникає інфразвуковий ефект, негативно впливає на біологічні суб'єкти і людини. Приклади: установка потужністю 2 МВт з лопатою пропелера 60 м виробляє такий шум, що її потрібно відключати в нічний час.

Сучасні щодо потужні ВЕУ виробляються зараз в Данії, Німеччині, США, Швеції, Японії, Іспанії, Великобританії. Як правило, вони мають трилопатеві ротори (рідше двухлопастні). Установка зазвичай розраховується на швидкість вітру, що змінюється в діапазоні від 3 до 25 м / c; максимальна швидкість вітру, яку повинні витримати лопаті і несуча щогла, - 60 м / c. Енергія обертання ротора передається на асинхронний генератор через редуктор і роз'ємну муфту, що розміщуються в капсулі (гондолі) ВЕУ. Хоча лопаті ВЕУ зовні схожі на вертолітні, умови їх роботи принципово відмінні. Лопатей надається спеціальна форма з звуженням до кінця для зменшення шуму від обертового ротора, капсула також має спеціальну звукоізоляцію. В результаті рівень шуму в безпосередній близькості від ВЕУ зазвичай не перевищує 100 дБ.

Вельми перспективну концепцію, названу Windformer, Запропонувала фірма ABB (нині входить до концерну ALSTOM). У цій ВЕУ, на відміну від традиційної, замість звичайного асинхронного генератора використовується спеціальний генератор високої напруги, відсутні редуктор, пристрій плавного запуску, роз'ємна муфта, трансформатор. Все це істотно скорочує розміри капсули ВЕУ, підвищує загальну надійність і ремонтопридатність, знижує рівень шуму. Генерується змінний струм високої напруги (понад 20 кВ) перетвориться в постійний струм. Кілька ВЕУ об'єднуються в групу (кластер), і енергія від них надходить по кабелях постійного струму до загального перетворювача, підключеного до мережі. Перша така ВЕУ розрахунковою потужністю 3 МВт з трилопатевим ротором діаметром 90 м і висотою щогли 70 м споруджується в даний час в Швеції.

Найбільш ймовірно, що розвиток вітроенергетики в Росії в найближчому майбутньому буде здійснюватися на базі використання вітроенергетичних установок в діапазоні одиничних потужностей від 5 до 100 кВт. Такі установки будуть застосовуватися для потреб насосного водопостачання і для сільської електрифікації спільно з електричними акумулюють пристроями, розрахованими на електропостачання споживачів протягом 2 діб. Розробляються також вітроенергетичні установки одиничною потужністю в діапазоні від 100 кВт до 5 МВт, призначені для вироблення електроенергії в складі існуючих енергетичних систем.




 І термоядерної енергетики |  Гідростатика і гідродинаміка |  І стан гідроенергетики Росії |  І характеристики гідроенергетичних установок |  Схеми використання гідравлічної енергії |  гідротурбіни |  Гідрогенератори |  І їх облік при проектуванні ГЕС |  енергетики |  Енергія вітру і спеціальні станції |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати